AT153306B - Drehbohrgerät. - Google Patents

Drehbohrgerät.

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AT153306B
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carrier
rotary drilling
cutting
drilling device
cutting rollers
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English (en)
Inventor
John Adolphus Zublin
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John Adolphus Zublin
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/08Roller bits
    • E21B10/18Roller bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
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Description


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  Drehbohrgerät. 



   Die Erfindung betrifft Drehbohlwerkzeuge, die für   Ölbohrungen   verwendet werden, u. zw. insbesondere solche Bohrmeissel u.   dgl.,   die mit umlaufenden   Sehneidwerkzeugen   ausgerüstet sind und auch in verhältnismässig hartes Gebirge eindringen   können.   Aus in der einschlägigen Technik wohlbekannten Gründen besitzen Meissel, die mit Erfolg zum Bohren im Gestein und anderem harten
Gebirge verwendet werden können, fast stets umlaufende Schneidwerkzeuge, da diese die beste Art der Bohrbewegung ergeben. Bei derartigen Bohrern treten jedoch einander entgegenstehende Forderungen auf, die die Konstruktion schwierig machen.

   Um ein möglichst gutes Eindringen zu erzielen, darf nur ein kleiner Teil der Schneidwerkzeuge auf einmal mit dem Gebirge in Berührung kommen, da durch Erhöhung des Druckes auf die Oberflächeneinheit die Eindringtiefe der Zähne vergrössert wird. Anderseits ist es, um eine lange Lebensdauer des Meissels zu erzielen und dadurch die Bohrkosten innerhalb vernünftiger Grenzen zu halten, erforderlich, eine möglichst grosse Anzahl von Schneidzähnen am Meissel vorzusehen, da die Lebensdauer eines Meissels im allgemeinen proportional zur Gesamtzahl und Grösse der das Gebirge angreifenden Schneidezähne ist. Eine Vergrösserung der Gesamtzahl der Zähne führt jedoch im allgemeinen zu einer entsprechenden Zunahme der Zahl der gleichzeitig schneidenden Zähne. 



   Bei den bekannten Bohrmeisseln mit Schneidrollen stehen die einzelnen Schneidrollen gleichzeitig und dauernd mit dem Gebirge in Berührung. Infolgedessen ist zwar ständig eine gewisse Anzahl von Zähnen einer jeden Schneidrolle in Arbeitsstellung, während die restlichen Zähne sich in Reserve befinden, doch ist das Verhältnis der schneidenden Zähne zu den in Reserve befindlichen verhältnismässig klein.

   Die Erfindung ermöglicht es, eine wesentliche Vergrösserung'des Verhältnisses von schneidenden zu in Reserve befindlichen Schneidzähnen zu erzielen, was dadurch erreicht wird, dass am Schafte des Drehbohrgerätes ein oder mehrere Werkzeugträger drehbar befestigt sind, und eine Mehrzahl von Schneidrollen drehbar auf den Werkzeugträgern gelagert sind, so dass die Schneidrollen bei der Drehung der Werkzeugträger um ihre Achsen nacheinander und mit Unterbrechungen in die Arbeitsstellung kommen.

   Bei der Anordnung nach der Erfindung sind also nicht, wie bei den bekannten Anordnungen, nur jeweils einzelne Zähne einer jeden Schneidrolle in Reservestellung, vielmehr kann eine grössere Anzahl von Schneidrollen auf den Trägern angeordnet werden und es befindet sich jeweils ein Teil dieser Schneidrollen in der   Reservestellung.   Durch die Drehung des Schaftes wird auch eine Drehung der Werkzeugträger um ihre Achsen herbeigeführt, so dass nach bestimmten Zeitabständen die vorher in Reserve befindlichen Schneidrollen selbsttätig in die Arbeitsstellung gebracht werden. 



   Durch entsprechende Neigung der Schneidrollenaehsen zum Werkzeugträger kann man nach Wunsch die selbsttätige Drehbewegung der Werkzeugträger noch unterstützen, oder man kann derselben entgegenwirken, so dass mit der Anordnung nach der Erfindung sowohl eine reine Wälzbewegung der Schneidrollen auf dem Gebirge als auch eine kombinierte Wälz-und Gleitbewegung erzielt werden kann. Das Drehbohrgerät nach der Erfindung lässt sich also den zu durchbohrenden Gesteinsschichten anpassen und gestattet jeweils den besten Wirkungsgrad zu erzielen. 

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   Ein weiterer Vorteil des Gerätes nach der Erfindung besteht darin, dass die Schneidrollen sich in verschiedenen nicht konzentrisch zum Bohrlochmittelpunkt liegenden Bahnen bewegen, so dass alle Stellen des Bohrlochbodens mit Sicherheit von den Schneidrollen erfasst werden. 



   Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Meissels, Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch den Meissel nach der Linie 2-2 der Fig. 3, Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Meissel nach der Linie 3-3 der Fig. 1, wobei dieser um 90  im Uhrzeigersinn gedreht wurde, Fig. 4 eine Ansicht des Meissels, gemäss Fig. 1 aus von rechts gesehen, die Fig. 5 und 6 Horizontalschnitte ähnlich dem gemäss der Fig. 3, die verschiedene Ausführungsformen des Meissels betreffen, Fig. 7 eine Seitenansicht einer abgenommenen Schneidrollenanordnung, Fig. 8 eine Seitenansicht der Schneidkopfanordnung mit verschiedenen Schneidelementen, Fig. 9 ein Diagramm, aus dem die an den Schneidrollenträgern angreifenden und die Drehung desselben bewirkenden Kräfte zu entnehmen sind, und Fig.

   10 einen lotrechten Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform des Meissels. 



   In Fig. 1 ist ein Bohrmeissel dargestellt, der mit einem Schaft 10 versehen ist. Dieser Schaft 10 trägt an seinem oberen Ende einen Gewindebolzen   11,   womit er an einem Bohrgestänge so befestigt werden kann, dass er sich um die Bohrlochachse, die lotrecht oder im wesentlichen lotrecht verläuft, dreht. Der untere Teil hat die Form von zwei Schenkeln   12,   die zwei Schneidrollenträger 14 und 16 tragen. Längs des Umfanges eines jeden dieser Träger ist eine Mehrzahl von Schneidrollen 18 drehbar angeordnet. 



   Es sind Mittel vorgesehen, um jeden Träger drehbar auf dem Schafte zu lagern. Die in den Zeichnungen dargestellten Mittel bestehen aus einem konischen Lagerzapfen 20, der in seiner Lage in einem der Schenkel   12   durch einen konischen Bolzen 21 gehalten wird, der an einem Ende ein Gewinde trägt und in den Lagerzapfen 20 eingeschraubt ist. Der Lagerzapfen 20 ist gegen Verdrehung gesichert, u. zw. mit Hilfe einer, an der grösseren   Endfläche   des Zapfens vorgesehenen Nabe 20 a, die oben und unten abgeflacht ist (Fig. 2). Jeder Schenkel 12 besitzt einen horizontal verlaufenden Schlitz 12 a, der so bemessen ist, dass er die abgeflachte Seite der Nabe 20 a aufnehmen kann, so dass eine Drehung des Lagerzapfens 20 verhindert wird.

   Jeder Schenkel   12 trägt   ferner eine vorstehende U-förmige Nabe 12 b, an der das Ende des kegelförmigen Lagerzapfens um die Nabe 20 herum anliegt, wenn der Bolzen 21 angezogen ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass die Träger 14 und 16 sich um horizontale Achsen drehen   können.   und in lotrechten Ebenen liegen, wenn   der Bohrmeissel   seine normale lotrechte Stellung einnimmt. Die Kegel 20 können konzentrisch oder sie können auch, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, gegeneinander versetzt angeordnet sein, so dass die Träger 14 und 16 um exzentrische Achsen umlaufen, worauf weiter unten näher eingegangen wird. 
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Schlitzen 30, die über den Umfang des Trägers verteilt sind und radial nach innen verlaufen.

   In jedem der Schlitze 30, die als Radialschlitz bezeichnet werden sollen, ist ein Schneidkopf 18 angeordnet, der um einen Achsbolzen 32 drehbar ist und in radialer Richtung über den Träger vorsteht, wobei die Anordnung vorteilhaft so getroffen wird, dass nur ein sehr geringer Teil der Schneidrollen über die
Seitenflächen des Trägers bzw. deren Projektion vorsteht. Wie am besten aus Fig. 7 zu entnehmen ist, sind die Bolzen 32 in Kerben 33 des Umfanges des Trägers auf jeder Seite der radialen Schlitze eingesetzt und bei 34 angeschweisst, wodurch die   Schneidrollenanordnung   vervollständigt wird. Die
Schneidwerkzeuge 18 können eine beliebige Form und einen beliebigen Durchmesser besitzen, doch werden sie vorteilhaft als zylindrische Rollen mit axial vorstehenden Zähnen ausgebildet.

   Abweichend von den in den Fig. 1-6 dargestellten Schneidrollen, die alle die gleiche Grösse haben und in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, können auch Schneidrollen mit verschiedener axialer Breite und in verschiedenem Abstand voneinander auf dem Träger angeordnet werden, wie aus Fig. 7 hervorgeht. Jede oder auch alle Schneidrollen eines Trägers können ferner anders geformte Zähne besitzen, wie aus Fig. 8 hervorgeht. Diese zeigt eine Schneidrollenanordnung mit Schneidrollen 35, die in der Richtung des Umfanges verlaufende Zähne besitzen, so dass man eine Verschiedenheit in der Zahnausbildung erhält. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, über den Umfang des Trägers abwechselnd verschieden ausgebildete Schneidrollen anzuordnen, entsprechend den besonderen Verhältnissen des zu durchbohrenden Gebirges. 



   Gemäss Fig. 7 drehen sich die einzelnen Schneidrollen um Achsen, die senkrecht zur Achse des Trägers verlaufen. Dies wird dadurch erreicht, dass man die Bolzen 32 tangential zum Umfange des Trägers anordnet, so dass die Schneidrollenachsen in der Drehebene des Trägers und senkrecht zur Trägerachse liegen, jedoch die Drehachse des Trägers nicht schneiden. 



   Beim rechten Träger gemäss den Fig. 3 und 4 und bei den Trägern gemäss Fig. 6 sind die Achsbolzen 32 zur Drehebene des Trägers geneigt, trotzdem sie noch tangential zum Träger selbst verlaufen. 



  Wenn auch diese Neigung der Schneidrollen zu den weiter unten besprochenen Ergebnissen führt, empfiehlt es sich doch, die Schneidrollen auf einem oder jedem Träger zur Ebene derselben zu neigen, wie in den Fig. 1-4 dargestellt ist, da dann die Zahneindrüeke im Gebirge unter einem Winkel zueinander liegen oder sich kreuzförmig   überdecken,   wodurch der Wirkungsgrad der Schneidrolle verbessert wird. 



   In den Fig. 4 und 7 sind alle Schneidrollen auf gleich ausgebildeten Achsen gelagert, d. h. solchen Achsen, die alle die gleiche Neigung zur Drehachse der Träger 14, 16 besitzen. Es ist bisweilen erwünscht, Schneidrollen mit untereinander verschiedenen Achsen zu besitzen. Fig. 8 zeigt nun einen Träger mit zwei Gruppen von Achsen, die innerhalb der gleichen Gruppe gleich angeordnet sind. Die Achsen der Schneidrollen 35 liegen in der Drehebene des Trägers, während die Achsen der Schneidrollen 18 b zu dieser Ebene geneigt angeordnet sind. 



   Das obere Ende des Schaftes 10 enthält im Inneren einen Kanal   (38,   in Fig. 2), der die durch das Bohrgestänge zugeführte Spülflüssigkeit aufnimmt. Ein Teil der durch diesen Kanal strömenden Flüssigkeit wird nach unten durch eine Düse 39 auf die Schneidrollen ausgetragen, wenn diese unter der Düse vorbeiwandern und nicht in Berührung mit dem Gebirge stehen. Die Düse ist zentral zum Meissel angeordnet, so dass die austretende Flüssigkeit beide Träger gleich beaufschlagt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, trifft der Flüssigkeitsstrom auf beide   Schneidrollensätze   18 seitwärts zu deren Achse auf, so dass die Schneidrollen um die Bolzen gedreht werden.

   Die Flüssigkeit erreicht daher alle Teile der Schneidrollen und bewirkt eine   gründliche   Säuberung, nachdem diese mit dem Gebirge in Berührung gekommen sind. 



   Der Rest der durch den Kanal 31 strömenden Flüssigkeit tritt aus dem Schachte des Meissels durch eine Düse 40 aus (Fig. 1) und fliesst durch einen Kanal 41 abwärts, der die Spülflüssigkeit zum Boden des Bohrloches führt, so dass das Bohrklein fortgespült und zusammen mit dem aufsteigenden   Spülstrom     hochgefördert   wird. Man erkennt, dass der auf der einen Seite offen ausgebildete Kanal 41 so auf dem Schafte angeordnet ist, dass er sich in unmittelbarer Nähe der lotrechten Bohrlochwandung befindet. Die Bohrlochwandung wirkt daher als Verschluss für den Kanal, so dass die Spülflüssigkeit wenigstens teilweise im Kanal abgeschlossen ist, und am unteren Ende desselben in der Nähe des Bohrlochbodens austritt. 



   Die Zirkulation um jeden Schneidkopf herum wird dadurch noch verstärkt, dass Kanäle 44 in jedem Träger vorgesehen sind (Fig. 7), die die aufeinanderfolgenden Schlitze 30 miteinander verbinden und so einen ununterbrochenen, ringförmigen Kanal um den Träger herum bilden, der die Spülflüssigkeit von den Schneidrollen wegführt. Eine Anzahl von Kanälen 45 (Fig. 7) führt von den Schlitzen zu einer zentralen Öffnung 29 im Träger, um Flüssigkeit zwecks Schmierung den Lagerflächen des kegelförmigen Zapfens 20   zuzuführen.   



   Wenn der Meissel sich in dem zu bohrenden Loch dreht, so laufen die Träger 14 und 16, die über die Schneidrollen mit den Bohrloehwandungen in Berührung stehen, in entgegengesetzter Richtung um. Die Tendenz der Träger, sich zu drehen, wird dem Fachmann ohne weiteres verständlich sein, sie soll jedoch nochmals kurz an Hand von Fig. 9 beschrieben werden, die schematisch die Träger in einem Bohrloch während des Bohrens zeigt. Dieser Zustand wird am besten verständlich, wenn man die   Träger   14   und 16   mit zwei auf einer Achse lose drehbaren Rädern vergleicht.

   Wenn diese losen 

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Räder sich auf einer horizontalen ebenen Fläche befinden und die Achse derselben um eine zwischen den Rädern angeordnete lotrechte Achse gedreht wird, so drehen sich die Räder um ihre Achse, während sie über die Fläche rollen, u. zw. derart, dass ihre in der Bewegungsrichtung vorn liegenden Seiten sich nach unten bewegen. 



   Wenn daher der Meissel im Uhrzeigersinn gedreht wird, wie durch den Pfeil 50 angedeutet ist, so läuft jeder Träger, von der Aussenseite des Meissels aus betrachtet, entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn um, d. h. die Träger bewegen sich mit der Seite, mit der die Schneidrollen mit dem   Gebirge in Berührung   stehen, abwärts. Die die Trägerdrehung bewirkenden Kräfte sind am grössten im untersten Teil des Trägers oder in der Nähe desselben, wo die Kräfte bestrebt sind, die untere Seite eines jeden Trägers in der durch die Pfeile 51 angegebenen Richtung zu drehen. Diese Pfeile sind, wie man erkennt, entgegengesetzt zueinander und entgegengesetzt zur Drehrichtung des ganzen Meissels gerichtet.

   Trotzdem unterstützen alle Kräfte, die am Träger dort angreifen, wo die Schneidrollen mit dem Gebirge in Berührung kommen, die Drehbewegung, da jede Kraft 53 in zwei Komponenten zerlegt werden kann, von denen die eine Komponente 54 parallel zur Trägerdrehung verläuft und diese unterstützt, während die andere Komponente 55 senkrecht zur Trägerdrehung steht. Man erkennt, dass jede Komponente 54 in der gleichen Richtung auf einen Träger einwirkt, wie die Kraft 51, und dass diese Komponenten wirksam sind, ohne Rücksicht darauf, ob der Träger mit der Wandung des Bohrloches nur auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Meissels in   Berührung   steht. Abgesehen von der Neigung der Schneidrollen zum Träger hängt die Drehgeschwindigkeit der Träger von ihrem mittleren Abstand von der lotrechten Achse des Meissels ab.

   Die beiden Träger liegen auf verschiedenen Seiten einer lotrechten Ebene, die durch die lotrechte Achse des Meissels hindurchgeht. Die Kräfte 51 und 54 auf der einen Seite dieser Ebene wirken alle in der gleichen Richtung und entgegengesetzt zu den auf der andern Seite der Ebene angreifenden Kräften, wie aus der gegenläufigen Drehbewegung der beiden Träger hervorgeht. Jeder Träger wird vorteilhaft vollkommen oder im wesentlichen zu einer Seite der vertikalen Meisselachse angeordnet, so dass entgegengesetzt gerichtete Kräfte nicht an dem gleichen Träger angreifen, vielmehr zwei Träger auf einander gegenüberliegenden Seiten der Achse vorhanden sind. 



   Da jeder Träger infolge seiner Anordnung auf einer Seite der lotrechten Meisselachse eine natürliche Drehbewegung ausführt, ist die Richtung der Trägerdrehung stets die gleiche, wenn der Meissel in der üblichen Weise rechts herum gedreht wird. Durch die in Fig. 3 dargestellte horizontale Exzentrizität der Lager 20 werden die Träger horizontal zueinander verschoben, so dass die Schneidrollen eines jeden Trägers nur auf einer Seite des Meissels mit dem Gebirge in Berührung stehen, wodurch die Anzahl der gleichzeitig angreifenden Schneidrollen verringert wird. Die beiden Träger kommen jedoch auf einander gegenüberliegenden Seiten des Meissels mit dem Gebirge in Berührung, so dass jeder den Schneiddruck des andern aufnimmt. Die Schneidrollen arbeiten auf der in der Drehrichtung vorn gelegenen Seite des Trägers, wo die Bewegung abwärts gerichtet ist.

   Durch Umkehrung der Exzentrizität kann man jedoch erreichen, dass die Schneidrollen auf der in der Drehrichtung hinten gelegenen Seite der Träger arbeiten, wo die Bewegung nach oben gerichtet ist. 



   Durch die Drehung der Träger gelangen die einzelnen Schneidrollen nacheinander in die Arbeitsstellung, wobei die Bahn einer jeden Schneidrolle, wenn diese auf dem Gebirge abrollt, gleich einer 
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 Meissel zustande kommt. Bei der in den Fig. 1 und 4 dargestellten Ausführungsform berührt jede Schneidrolle das Gebirge zunächst in einem Punkte, der etwa dem Mittelpunkt des Lagerzapfens 20 horizontal gegenüberliegt und bewegt sich dann   schraubenförmig   abwärts, bis zu einem Punkt unterhalb des Meissels, wo sie sich vom Gebirge löst und sich aufwärts bewegt. 



   Diese abwechselnde Berührung der Schneidrollen mit dem Gebirge wiederholt sich, wenn die einzelnen Schneidrollen nacheinander durch Drehung des Trägers in und ausser Berührung mit dem Gebirge kommen. Wenn die Schneidrollen zunächst an der hinteren Kante der Träger mit dem Gebirge in Berührung kommen, ist die Bahn der Schneidrollen schraubenförmig aufwärts gerichtet. 



   Die Bahn einer Schneidrolle ändert sich mit der Drehgeschwindigkeit des Schaftes und des   Schneidrollenträgers.   Die Schneidrollen beschreiben nicht bestimmte konzentrisch zum Bohrlochmittelpunkt liegende Bahnen, sondern sie erreichen alle Teile des Bohrloches. 



   Die   Schneidrollenträger   können in verschiedener Weise angeordnet werden, um die Berührungstellen der Schneidrollen mit dem Gebirge zu ändern. Jeder Träger kann nur auf einer Seite des Meissels mit dem Gebirge in Berührung kommen, wobei die beiden Träger auf einander gegenüberliegenden Seiten das Gebirge bearbeiten, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Auch können beide Träger auf der gleichen 
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 des Meissels mit dem Gebirge in Berührung treten. Gemäss Fig. 5 ist eine mittlere Lagerachse 60 vorgesehen, die an einem Ende in den Schaftschenkel 12 eingeschraubt und gegen Umdrehung durch einen Splint 61 gesichert ist, dessen Enden umgebogen sind und in Schlitze des Achsenkopfes 60 und des Schenkels 12 eingreifen.

   Die beiden Schneidrollenträger laufen daher um die gleiche horizontale Achse um und bearbeiten, da sie den gleichen Durchmesser besitzen, das Gebirge auf beiden Seiten des Meissels, wodurch die Anzahl der gleichzeitig in Arbeitsstellung befindlichen Rollen   ungefähr   verdoppelt wird, gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3. Ausser dem Kugellager zwischen den beiden 

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Trägern sind ähnliche Lager zwischen jedem Träger und dem anstossenden Schaftschenkel vorgesehen, um den seitlichen Druck der Träger aufzunehmen.

   Um die Kugeln in die beiden letzteren Lager einzuführen, kann eine Nut in den einander gegenüberliegenden Seiten der Schaftschenkel und Träger ausgebildet sein, die von den zur Aufnahme der Achse 60 bestimmten Bohrungen zu den entsprechenden Nuten der Kugellaufflächen führt, wobei die radialen Nuten eines jeden Paares, wenn sie zur Deckung miteinander gelangen, einen Kanal bilden, durch den die Kugeln in die   Lauffläche   eingeführt werden können. Wenn die Lagerachse 60 eingesetzt ist, besteht keine   Möglichkeit,   dass die Kugeln aus dem
Kanal herausfallen können. Ausserdem ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Kugel durch den Kanal   zurückfallen   kann, wenn die radialen Nuten während der Drehung des Trägers miteinander zur Deckung gelangen, sehr gering. 



   Die Ausführungsform nach Fig. 6 ähnelt sehr der   Ausführungsform   nach Fig. 5 mit der Ausnahme, dass die Lagerachse 65 gegenüber der lotrechten Achse des Meissels versetzt ist, so dass die
Schneidrollen der Träger 14 b nur auf einer Seite des Meissels das Gebirge bearbeiten. Die Achse 65 besitzt Teile verschiedenen Durchmessers, so dass die   Schneidrollenträger   nicht untereinander ausgewechselt werden können. Ein Splint 66 geht durch das eine Ende der Achse 65 hindurch und greift in den Sehaftschenkel 12 ein, so dass die Achse gegen Drehung gesichert ist. Der durch die Schneidwirkung hervorgerufene Schub wird von Rippen 12 b auf der Rückseite der Schaftschenkel aufgenommen. 



  Der Schaft selbst besitzt einen haubenartigen Teil 67, der die beiden Schenkel miteinander verbindet und auf der Rückseite des Schaftes teilweise nach unten   über die Schneidrollen   greift. 



   Gemäss Fig. 6 sind die Bolzen und Sehneidrollen beider Träger so zur Trägerebene geneigt angeordnet, dass die Bolzen mehr oder weniger senkrecht zu der   schraubenförmigen   Bahn stehen, die die Schneidrollen auf dem Gebirge durchlaufen. Infolgedessen fällt die Richtung, in der die Schneidrollen eine reine Wälzbewegung ausführen, zu Beginn besser mit der   tatsächlichen     schraubenförmigen   Bahn zusammen, die die Schneidrollen unter Einwirkung der kombinierten Meissel-und Trägerdrehung vollführen, so dass die   natürliche   Tendenz der Schneidrollen, sieh in der Richtung dieser reinen Wälzbewegung zu bewegen, ausgenutzt wird, um die Drehung der Träger 14 um die Achse 65 zu unterstützen.

   Wenn die Achsbolzen 32 parallel zur Trägerebene liegen, wie gemäss den Fig. 1-5, so befinden sich die Achsbolzen und Schneidrollen in einer Stellung, in der die Schneidrollen einerseits zur Drehung des Trägers nicht beitragen, diesem anderseits aber auch keinen Widerstand entgegensetzen. Wenn die Bolzen auf einem der Träger nicht geneigt und auf dem andern geneigt sind, wie in Fig. 4 dargestellt ist, so ist der eine Träger bestrebt, sieh schneller als der andere zu drehen, wobei der zweite Träger eine etwas andere   Sehneidbewegung   ausführt als der erstere.

   Neigt man dagegen die Schneidrollen entgegengesetzt zu der in Fig. 4 dargestellten Richtung, so sind sie bestrebt, sieh in einer Richtung zu bewegen, die von der sehraubenförmigen Bahn, bei der die Sehneidrollen eine reine Wälzbewegung ausführen, abweicht, so dass die Träger sich mit geringerer Geschwindigkeit drehen und eine stärker schabende Wirkung ausüben, da sie bei ihrer Bewegung über dem Gebirge etwas gleiten. 



   Bei einer andern Ausführungsform gemäss der Erfindung kann die in Fig. 6 dargestellte Anordnung dadurch abgeändert werden, dass man einen einzigen Träger an Stelle der beiden dargestellten Träger 14 b setzt. Die beiden auf dem Umfang angeordneten Schneidrollenreihen werden dann vorteilhaft so angeordnet, dass ihre Achsen alle zur Trägerebene in der gleichen Richtung geneigt sind, so dass sie alle zur Drehung des Trägers während der Bohrarbeit beitragen. 



   Eine weitere Ausführungsform des Meissels nach der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt. Der Sehaft 10 a besitzt auf einander gegenüberliegenden Seiten ein Paar Lager, von denen jedes eine geneigte konische Schublagerfläche 70 und einen Gleitlagerzapfen 71 aufweist. Diese Lager sind gegenüber der Horizontalen um den gleichen Betrag und in entgegengesetzter Richtung geneigt. Der Schneidrollenträger enthält eine mittlere Bohrung, die aus einer Kombination konischer und zylindrischer Lagerflächen besteht und eine Ergänzung zu den entsprechenden Flächen 70 und 71 des Schaftes bildet bzw. mit diesem zusammenwirkt. Jeder Träger   14 c   wird auf seinem Lagerzapfen durch eine Anzahl von Kugeln 72 gehalten. Diese Kugeln befinden sich in einem Kanal 73, der durch entsprechende im Bolzen 71 und im Träger 14 c ausgesparte Nuten gebildet wird.

   Die Kugeln werden durch eine Bohrung 74 im Trägerkörper in den Kanal eingeführt, nachdem der Träger auf den Zapfen 71 aufgesetzt ist, worauf die Schraube 75 in den Kanal eingeschraubt wird, um die Kugeln in ihrer Lage zu halten. 



  Der Schaft 10 a enthält einen Kanal 76 für die Spülflüssigkeit, die aus einer zentralen Öffnung 77 austritt und auf die Schneidrollen auftrifft, wenn diese sich in ihrer untersten Stellung befinden. 



  Hilfskanäle 78 führen Flüssigkeit zu Schmierzwecken vom Hauptkanal zu den Lagerflächen. Der Träger 14 c enthält eine Mehrzahl radialer Schlitze, in denen Schneidrollen 18 auf einem Bolzen 32 drehbar gelagert sind. Die   Träger   14 c werden durch Reibung in gleicher Weise gedreht, wie an Hand der Fig. 9 beschrieben wurde. 

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Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Drehbohrgerät mit einem Schaft, der am Bohrgestänge befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Werkzeugträger (14) derart drehbar am Schafte (10) befestigt sind, dass sie um eine Achse umlaufen, die senkrecht zur Achse des Schaftes steht oder zu dieser geneigt ist, <Desc/Clms Page number 6> und dass eine Mehrzahl von Schneidrollen (18) drehbar auf den Werkzeugträgern gelagert sind, so dass die Schneidrollen bei der Drehung der Werkzeugträger um ihre Achse nacheinander und mit Unterbrechungen in die Arbeitsstellung kommen.
    2. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollenträger (14) ringförmig ausgebildet sind und mit über den Umfang verteilten radialen Schlitzen (30) versehen sind, in denen je eine der Schneidrollen (18) drehbar gelagert ist.
    3. Drehbohrgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schneidrollen (18) zwischen den die Seitenflächen des Trägers (14) enthaltenden Ebenen liegen.
    4. Drehbohrgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (J) der Schneidrollenträger (14) seitlich der Schaftachse angeordnet ist, so dass weniger als die Hälfte der Schneidrollen gleichzeitig mit dem Gebirge in Berührung stehen.
    5. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schneidrollen (18) auf Achsen (32) umlaufen, die gegenüber der Drehebene des Trägers (14) geneigt angeordnet sind und die Drehachse des Trägers nicht schneiden, so dass die Schneidrollen beim Abwälzen auf der Bohrlochwandung eine im allgemeinen schraubenförmig verlaufende Bahn beschreiben und eine Drehung des Trägers (14) herbeiführen, wenn der Schaft (10) um seine Achse gedreht wird. EMI6.1 auf verschiedenen Seiten der Achse des Schaftes (10) angeordnet sind.
    7. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollenträger (14 c) (Fig. 10) um Achsen (71) umlaufen, die in entgegengesetzten Richtungen zur Horizontalen geneigt sind, wenn der Schaft lotrecht verläuft, wobei jede der Achsen (71) in einer lotrechten Ebene liegt, die auch die Schaftachse enthält.
    8. Drehbohrgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (32) der Schneidrollen (18) in der Ebene des Schneidrollenträgers angeordnet sind.
    9. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollenträger (14 b) beide auf der gleichen Seite des Gerätes das Gebirge bearbeiten (Fig. 6).
    10. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollenträger (14 a) so gelagert sind, dass sie um in gleicher Richtung verlaufende Achsen umlaufen, und dass die Schneidrollen (18) das Gebirge zu beiden Seiten des Gerätes angreifen (Fig. 5).
    11. Drehbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Schneidrollenträger eine Relativbewegung zueinander, u. zw. senkrecht zu ihrer Drehachse ausführen und dass die Sehneidrollen eines jeden Werkzeugträgers das Gebirge nur auf einer Seite, u. zw. auf der den Schneidrollen des andern Trägers gegenüberliegenden Seite, angreifen.
    12. Drehbohrgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den sich gegenüberliegenden Flächen der Schneidrollenträger Nuten zur Aufnahme von Kugeln (24) vorgesehen sind, von denen die eine (23) im Querschnitt eine grössere Breite besitzt, damit die Kugeln (24) sieh längs einer Bahn bewegen können, die infolge der Exzentrizität der Trägerachsen von der kreisförmigen Bahn abweicht.
    13. Drehbohrgerät nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülflüssigkeit den Schneidrollen durch eine Düse (39) seitlich ihrer Achse zugeführt wird, so dass die Sehneid- rollen um ihre Achsen gedreht werden, wenn der Träger (14) diese an der Düse vorbeibewegt.
    14. Drehbohrgerät nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Schlitz (12 a) auf der Innenseite des Schaftschenkels (12) und einen Lagerzapfen (20), der eine nicht kreisförmige, beispielsweise oben und unten abgeflachte, Nabe (20 a) besitzt, die in den Schlitz (12 a) hineingeschoben werden kann, so dass der Lagerzapfen weder eine Drehbewegung noch eine lotrechte Bewegung in bezug auf den Schaft ausführen kann (Fig. 3).
    15. Drehbohrgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Lagerzapfen (20) am Schaftschenkel (12) durch einen Befestigungsbolzen (21) gehalten wird, der durch einen Schaftschenkel hindurchführt, um den Lagerzapfen ( am Schafte zu halten und gleichzeitig gegen Drehung zu sichern.
    16. Drehbohrgerät nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidrollen (18) drehbar auf einem am Träger (14) angeschweissten Bolzen (32) gelagert sind.
    17. Drehbohrgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (32) in Kerben (33) des Trägers (14) verschweisst sind, die in der Richtung des Umfanges verlaufen.
    18. Drehbohrgerät nach den Ansprüchen 1 bis 17, gekennzeichnet durch einen die Grundflächen der Schneidrollenschlitze (30) miteinander verbindenden Kanal (44), der die Spülflüssigkeit von den Schneidrollen fortleitet, und eine Mehrzahl von Kanälen (45), die von dem Kanal (44) zu der mittleren Öffnung in der Bohrung des Schneidrollenträgers führen, um durch die Schlitze dem Lagersehaft Spülflüssigkeit zuzuführen.
    19. Drehbohrgerät nach den Ansprüchen l bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass alternierende Schneidrollen (18) einander gleich und aufeinanderfolgende Schneidrollen hinsichtlich der Form und des Abstandes ihrer Zähne verschieden ausgebildet sind.
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