CH630995A5

CH630995A5 - Bohrvorrichtung, insbesondere zum schlag-dreh-bohren von gestein.

Info

Publication number: CH630995A5
Application number: CH459478A
Authority: CH
Inventors: Harry Artur Ingvar Wiredal
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1982-07-15
Also published as: SE411139B; US4408669A; DE2818936B2; CA1087165A; AU516298B2; IE46812B1; ATA304078A; IE780855L; DE2818936C3; SE7704972L; GB1579093A; IN149904B; DE2818936A1; AU3511278A; US4545443A; FR2388981B1; FR2388981A1; AT373359B

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung, insbesondere zum Schlag-Dreh-Bohren von Gestein, gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.

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

Um das Bohrklein nach rückwärts auszutragen, ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen der Mündung des Bohrrohrstranges und der Bohrkrone einen Ringspalt mit vorbestimmter und im wesentlichen konstanter Breite aufrechtzuerhalten (US-PS 3 848 683). Diese Anordnung ermöglicht ein Sieben des Spülmittels durch diesen Ringspalt, um zu verhindern, dass zu grosse Bohrteilchen in den Spalt und in den Bohrrohrstrang s eintreten. Ein Nachteil besteht darin, dass eine solche Anordnung keine ausreichend wirksame Austragung des Bohrkleins ermöglicht, d.h. in einer Menge, die in einem besseren Verhältnis zu der Menge an Spülmedien steht, das der Bohrkrone zugeführt werden kann, wodurch die Bohrleistung negativ beein-10 flusst wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Bohreinrichtung der eingangs genannten Art ohne die vorerwähnten Nachteile, die insbesondere den Abfluss des Bohrkleins nach hinten zu beschleunigen soll, so dass die Bohrleistung erhöht 15 werden kann. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.

In der Praxis hat sich herausgestellt, dass eine solche Bohrvorrichtung eine wesentliche Verbesserung im Hinblick auf die Fähigkeit, Bohrklein durch das Spülmittel nach rückwärts durch 20 den Mantelrohrstrang zu entfernen, darstellt.

Eine solche Bohrvorrichtung, bei welcher der Führungskörper im Inneren des Mantelrohrstranges gleitend anliegt, unterstützt z.B. auch eine bessere Führung des Bohrwerkzeuges in dem Mantelrohr. Eine solche Bohrvorrichtung stellt auch eine 25 Vereinfachung der bisher verwendeten Konstruktion dar.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Bohreinrichtung sind in den Ansprüchen 1 bis 5 umschrieben.

Die sich nach rückwärts erstreckenden Schlitze sollten vorzugsweise schraubenförmig ausgebildet sein.

30 Bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Bohrvorrichtung;

Fig. 2 eine erfindungsgemässe Bohrvorrichtung;

35 Fig. 3 eine Seitenansicht eines Führungskörpers nach der Erfindung; und

Fig. 4 eine Stirnansicht nach der Linie A—A in Fig. 1

Fig. 1 zeigt ein exzentrisches Bohrwerkzeug für die Verwen-40 dung einer Versenk-Bohrvorrichtung. Es enthält einen zylindrischen Führungskörper 10, einen exzentrischen Schneidenteil 11 (Räumer) und eine zentrische Führungsspitze 12. Der obere Teil des Schaftes des Führungskörpers ist als mit Keilnuten versehener Schaft 13 ausgebildet und ist mit dem unteren Endteü 45 des Bohrrohrstranges 14 drehfest verbunden, wobei der Bohrrohrstrang mit einer nicht dargestellten Bohrmaschine in Verbindung steht. Der Führungskörper 10 befindet sich in einem Mantelrohrstrang 15, dessen unteres Ende bei 16 mit einem verdickten Mündungsteil 17 verschweisst ist, der eine nach auf-50 wärts gerichtete innere Antriebsschulter 18 aufweist, gegen die ein entsprechend verdickter Flansch 19 des Führungskörpers 10 anliegt und so auf die Schulter einwirkt, dass Schläge der Versenk-Bohrvorrichtung auf den Mantelrohrstrang 15 übertragen werden können. Das untere Ende des zylindrischen Führungs-55 körpers 10 weist einen verringerten Durchmesser derart auf, dass ein ringförmiger Umfangsspalt 20 zwischen dem Körper 10 und dem verdickten Mündungsteil 17 des Mantelrohrstranges 15 gebildet wird. Spülmedium und Bohrklein werden durch den Spalt oder Schlitz 20 gefördert, insbesondere abgesiebt und ge-60 langen in eine Ringnut 21 in dem Führungskörper 10 und dann durch mehrere im wesentlichen axiale Bohrungen 22 in einen Ringspalt 23 im Mantelrohrstrang, wobei durch weitere Zuführung des Spülmittels das Bohrklein angehoben und entfernt wird. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die 65 Entfernung des Bohrkleins nach rückwärts im Vergleich mit der Menge an Spülmittel, die dem Bohrwerkzeug zugeführt werden kann, zu gering ist. Insbesondere dann, wenn in einer Mischung von Erde und Lehm gebohrt wird, hat es sich herausgestellt,

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dass die axialen Bohrungen 22 zugesetzt werden, wodurch die che des Vorderteiles 24 des Führungskörpers 10 sich nach rückEntfernung von Bohrklein weiter verringert wird. wärts erstreckende Ausnehmungen 25, z.B. als Schlitze, vorge-

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 2 sehen. Diese Ausnehmungen 25 sollten vorzugsweise schrau-bis 4 sind identische Teile der Anordnung mit gleichen Bezugs- benförmig verlaufen, wie es in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist. zeichen wie in Fig. 1 versehen. Die erfindungsgemässe Bohrvor- 5 Dies ergibt den Vorteil, dass sehr kleine Teilchen nicht dazu richtung enthält einen zylindrischen Führungskörper 10, einen führen, sich zwischen dem Führungsteil 24 und dem Mündungsexzentrischen Schneidenteil 11 (Räumer) und eine zentrische teil 17 einzukeilen, sondern sie werden wirksam durch die Wän-Führungs- oder Bohrspitze 12, wobei die Anordnung so getrof- de der schraubenförmig gestalteten Ausnehmung 25 während fen ist, dass der exzentrische Schneidenteil 11 auf einem Zwi- der Drehung des Bohrwerkzeuges nach rückwärts befördert, schenteil des sich nach rückwärts erstreckenden und aussen mit 10 Diese Ausnehmungen sollten sich in axialer Richtung entlang einem Gewinde versehenen Schaftes der Bohrspitze angeordnet dem gesamten vorderen Führungsteil des Führungskörpers er-ist, während der zylindrische Führungskörper 10 auf dem rück- strecken, d.h. entlang dem Teil 24 und auch axial durch den wärtigen Ende des Schaftes koaxial zur Führungsspitze 12 ange- Flansch 19. Ausserdem sollten diese Ausnehmungen gleichmäs-ordnet ist. Der Führungskörper ist auch mit einem sich nach sig um den Umfang des Führungskörpers 10 verteilt sein, bei-rückwärts erstreckenden Schaftteil 13 versehen, der in ähnlicher 15 spielsweise einander diametral gegenüberliegen, wie es in Fig. 4 Weise,wie es in Fig. 1 gezeigt ist, mit Keilnuten versehen ist, so dargestellt ist. Hierdurch kann unabhängig von der Lage des dass er durch einen Bohrrohrstrang 14 gedreht werden kann. Einganges des äusseren Gewindes auf dem Schaft der Spitze 12 Der Vorderteilt 24 des zylindrischen Führungskörpers 10 hat inbezug auf die Lage der Ausnehmungen der mit einem Gewin-einen solchen Durchmesser, dass er an der Innenwand des zylin- de versehene Bohrspitzenschaft in seine Gewindebohrung 26 im drischen Teiles des verdickten Mündungsteiles 17 des Mantel- 20 Führungskörper 10 eingesetzt werden. Die Ausnehmungen 25 rohrstranges 15 gleitet. Der Mündungsteil 17 ist bei 16 an den sollten zweckmässig im Querschnitt U-förmig ausgebildet sein, Mantelrohrstrang 15 angeschweisst. Innerhalb des Mündungs- und sie sollten eine Breite haben, die grösser ist als ihre radiale teiles 17 ist eine Schulter 18 vorgesehen, die mit einem Flansch Tiefe. Die aussen vorgesehenen Ausnehmungen auf der Man-19 des Führungskörpers 10 zusammenwirkt, und dazu dient, telfläche des Führungskörpers haben im Vergleich zu der in Fig. Schläge auf den Mantelrohrstrang 15 zu übertragen. 25 1 gezeigten bekannten Lösung deutliche Verbesserungen inbe-Gemäss der Erfindung ist der Vorderteil 24 des Führungs- zug auf die Bohrleistung unter verschiedenen Bedingungen er-körpers 10 mit dem gleichen Durchmesser wie der Innendurch- geben.

messer des Mündungsteiles 17 des Mantelrohrstranges 15 verse- Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestell-hen, so dass eine Gleitberührung zwischen diesen Teilen be- te Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sie kann im Rahsteht. Für die Entfernung von Bohrklein sind in der Mantelflä- 30 men der Ansprüche abgewandelt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

630 995 PATENTANSPRÜCHE

1. Bohrvorrichtung, insbesondere zum Schlag-Dreh-Bohren von Gestein, mit einer mit einem Bohrstrang (14) verbundenen, drehbaren Bohrkrone (11,12) zum Bohren eines Loches für einen den Bohrstrang umgebenden Mantelrohrstrang (15), wobei die Bohrkrone aus einer zentrischen Bohrspitze (12) und einem exzentrischen Schneidenteil (11) besteht, der in axialer Richtung hinter der Bohrspitze angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen zur Bohrspitze (12) koaxial angeordneten, zylindrischen Führungskörper (10), dessen Vorderteil (24) einen solchen Durchmesser aufweist, dass er im Innern des zylindrischen Teils eines Mündungsteiles (17) des Mantelrohrstranges (15) gleitend anliegt, und durch in der Mantelfläche des Vorderteils

(24) des Führungskörpers (10) vorgesehene, sich nach rückwärts erstreckende Ausnehmungen (25) für die Austragung von Bohrklein nach rückwärts in einen Ringraum (23) zwischen dem Bohrstrang (14) und dem Mantelrohrstrang (15).

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Führungskörper (10) vorgesehenen, sich nach rückwärts erstreckenden Ausnehmungen (25) schraubenli-nienförmig ausgebildet sind.

3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Bohrkrone und der rückwärtige Führungskörper mit einem drehbaren Bohrrohrstrang (14) verbunden sind, dem eine Ver-senk-Bohrmaschine zugeordnet ist, wobei der Mantelrohrstrang (15) an seinem unteren Ende einen verdickten Mündungsteil aufweist, der eine nach aufwärts gerichtete, ringförmige Antriebsschulter bildet, die mit einem Flansch (19) des Führungskörpers zusammenwirkt und Schlagkräfte auf das Mantelrohr überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen

(25), die sich über den Vorderteil (24) des Führungskörpers (10) erstrecken, auch den Flansch (19) am Führungskörper (10) axial durchsetzen.

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

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

6. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bohren die axiale Eigangs-öffnung der Ausnehmung (25) von dem exzentrischen Schneidenteil (11) im wesentlichen freigelassen ist, und beim Zurückziehen des Bohrwerkzeuges durch den Mantelrohrstrang (15) diese Eingangsöffnung von dem exzentrischen Schneidenteil (11 ) im wesentlichen axial abgedeckt ist.