DD152602A1

DD152602A1 - Vorrichtung zum hydraulischen foerdern der kernbohrgarnitur

Info

Publication number: DD152602A1
Application number: DD22320180A
Authority: DD
Inventors: German S Brodow; Karl-Heinz Theilen
Original assignee: German S Brodow; Theilen Karl Heinz
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-12-02

Abstract

Goelogische Such- und Erkundungsbohrung. Zweck und Ziel der Erfindung ist die technische Loesung einer zuverlaessigen und konstruktiv einfachen Vorrichtung zum hydraulischen Foerdern der Kernbohrgarnitur im innen glatten Bohrgestaenge mit der Energie des Spuelungsstromes aus dem Bohrloch ohne Ausbau des Gestaengestranges und ohne zusaetzliche Hilfseinrichtungen und technische Mittel. Diese Vorrichtung besteht aus einem einheitlichen Element, welches die Funktion des Kolbens und Ventils in sich aufnimmt und folgende Bestandteile aufweist: Innenkernrohr, Kolben-Aufhol-Element, Ventil und innen glattes Bohrgestaenge. Die Zylinderfeder im Inneren der Arretierhuelse wirkt bei Kernverklemmungen oder gefuelltem Kernrohr als Signalisator.

Description

Titel der Erfindung

Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitür

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung hat das Ausbringen des Innenrohres mit dem erbohrten Kern im inneren glatten Bohrgestänge ohne Ausbau des Gestängestranges mit Hilfe der Energie des Spülstromes und ohne Verwendung anderer Hilfsmittel zum Inhalt.

Die Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur ist geeignet für Bohrarbeiten mit Bohrkernaufnahme in vertikalen und horizontalen geologischen Such- und Erkundungsbohrungen,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Vorrichtungen für das Ausbringen des Innenkernrohres mit Hilfe des Spülungsstromes bekannt; BRD-OS 2507220 "Kernbohrvorrichtung" und BRD-OS 2317194 "Kernbohrgerät mit an einem Seil hängenden Innenrohr"-

Die. Besonderheiten der bisher bekannten technischen Lösungen sind statische Systeme mit Kolbeneffekt und einem Ventil zum Erzeugen eines Druckes beim Ausbringen des Innenrohres, Diese ieclmischm Lösungen arbeiten ,jedoch ausschließlich, im Зре-sial bohr ge stange mit nach im: en verdickter; IJippeln bzw. mit

zusätzlichen Vorrichtungen für das Zuschalten des im Bohrloch befindlichen Ventils. Diese Konstruktionen weisen einige Mängel auf, auf Grund dessen ihr Anwendungsbereich eingeschränkt wird und die Effektivität des Einsatzes sehr viel zu wünschen übrig läßt. Bei Vertikalbohrungen und besonders bei geneigten Bohrungen verhindern die innen verdickten Nippel im Bohrgestänge ein normales Ablassen des Kolbensystems mit der Aufnahmevorrichtung. Ebenfalls ist das Ausbringen des Innenkernrohres außerordentlich erschwert. Diese Aufnahmevorrichtung ist sehr lang und läßt sich in schrägen und geneigten Bohrlöchern nur mit höherem Spülungsdruck in das Bohrloch absenken. Eine zuverlässige Punktionsfähigkeit kann nicht erreicht werden, wenn bei dichtem Sita des Ventiles irr. Gehäuse die Spülflüssigkeit, die sich'zwischen den Kolbenringen befindet, im Moment des Auftreffens auf die Zugvorrichtung nicht frei austreten kann und damit ein sicheres Anschlagen an die Aufholvorrichtung fraglich wird. Bei geöffnetem Ventil dringt Bohrschmant an die Gleitflächen zwischen den sich bewegenden Teilen ein und verhindert damit eine zuverlässige und funktionssichere Arbeit. Die zusätzlichen Arbeiten mit Hilfe einer speziellen Au-fho!vorrichtung mindern den Effekt des Kernrohrausbringen3.

Ziel der Erfindung

Zweck und Ziel dieser Erfindung ist die technische Lösung einer zuverlässigeren und konstruktiv einfacheren Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur im innen gLatten Bohrgestänge, welche mit der Energie des Spülungsstromes aus dem Bohrloch ohne Ausbau des Gestangestranges und ohne zusätzliche Hilfseinrichtungen und technische Mittel ausgebaut wird, wodurch die Arbeitsproduktivität gesteigert und die Kosten gesenkt werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung soll das Ein- und Ausbauen des Innenkernrohres ohne Ausbau des Gestängestranges mit Hilfe der Energie des Spülungsstromes und ohne Verwendung weiterer Hilfsmittel gelöst werden. In den bisher bekannten technischen Lösungen sind der Ventilteil und der Kolbenteil konstruktiv bedingt voneinander getrennt und haben eine selbständige fraktionelle Bedeutung, wodurch weitere Vorrichtungen erforderlich werden.

In der vorliegenden Erfindung ist dieser Mangel generell ausgeschlossen-, da die Funktionen йез Ventils und des Kolbens in einem einheitlichen Mechanismus angeordnet sind, wodurch in bedeutendem Maße die Punktionssicherheit der Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur erhöht wird. Diese erfindungsgemäße Konstruktion ist anwendbar in gewöhnlichem, innen glattwandigen Bohrgestänge.

Merkmale der Erfindung

Die Merkmale der Erfindung sind, daß mittels einer Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur, bestehend aus einer Kernaufηahmevorrichtung, einem innen glattwandigen Bohrgestänge, einem Außenkernrohr, einem Bohrwerkzeug mit einer Kernfangvorrichtung und einem Räumer mit einem Zentratorring, der Bohrkern mit dem Innenkernrohr mittels der Energie des Spülungsstromes nach Übertage befördert wird, ohne daß weitere Hilfsmittel dazu erforderlich sind. Die Kernaufnahmevorrichtung besteht aus einem Kolbenaufholelement, welches mit einer Kolbenstange versehen ist.

Der Kolben besteht aus einer Auswahl von Manschetten, einem Ventil, einem Zugstück, einem Fangkopf und einer Zylinderfeder. .Durch seine Konstruktion ist das Ventil universell beiderseitig einaetzbar, indem die Kolbenstange das Ventil ii^nt und gleichseitig· mit dem Innenkeivirohr verbunden

ist, wobei der freie Hub die Voraussetzung dafür ist, daß sich der Kolben unter Einwirkung des Druckes der Spülflüssig, keit in entsprechender Wirkungsrichtung bewegt und damit die Vorrichtung zum hydraulischen Pördern der Kernbohrgarnitur in das Bohrloch eingelassen oder ausgebaut wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Vorrichtung zum hydraulischen Pördern der Kernbohrgarnitur besteht aus einer Kernaufnahmevorrichtung 2, einem innen glatten Bohrgestänge 1, eines Außenkernrohres 19, einem Bohrwerkzeug 24 mit einer Kernfangvorrichtung 23 und einem Räumer 22, in welchem ein Zentratorring 21 angeordnet ist. Das Außenkernrohr 19 ist am oberen Ende mit einer Hülse 9 verschraubt, die eine Ausdrehung der Innenfläche über eine bestimmte Länge besitzt.

Die Kernaufnahmevorrichtung setzt sich aus einem Kolbenaufholelement mit dem Kolben 5, bestehend aus einer Auswahl von Manschetten 6, dem Ventil 4 mit dem Zugstück 7, dem Fangkopf 3 und der Zylinderfeder 25 zusammen.

Der Kolben 5 des Kolbenaufholelements ist durch einen Zylinderstift 8 mit der Arretierhülse 10 fest, aber lösbar verbunden. Die Arretierhülse 10 ist mit einer Längeverzahnung, die in die Verzahnung des Landeringes 12 einrastet, versehen und ist durch den Bolzen 26 mit der Achse 13 des Innenkernrohres 20 verbunden. Im Inneren der Arretierhülse 10 ist eine Zylinderfeder 11 als Signalisierelement angeordnet.

Das Lagerelement besteht aus einem Paar Axialkugellagern 16, dem Mittelnippel 15, der oberen Hülse 14, der unteren Hülse 18 und der Mutter 17. Mit der unteren Hülse 18 wird das Innenrohr 20 verschraubt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur erfolgt in drei Stellungen.

Erste Stellung: Einlassen der Vorrichtung in das innen glatte Bohrgestänge 1. Dieser Vorgang erfolgt durch die Einwirkung des anliegenden Druckes des Spülungsstromes. Das Ventil 4 nimmt durch das Gewicht des kompletten Innenkernrohres 20 seine unterste Lage ein und schließt dadurch die Überströmkanäle 27 im Kolben 5. Durch den auf der Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur anliegenden Spülungsdruck wird dieselbe nach unten gedrückt.

Zweite Stellung: Arretierung der Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur in der Hülse 9 des. Außenkernrohres 19. Die Vorrichtung geht mittels der verzahnten Hülse 10 mit dem verzahnten Landering 12, der das Drehmoment von der Lagereinheit de3 Innenkernrohres 20 über die Achse aufnimmt, eine Verbindung ein. Die Abwärtsbewegung der Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur längs der Gestängeachse ist damit beendet und die Manschetten 6 des Kolbens 5 gleiten in die Ausdrehung der Hülse 9. Dabei geht das Ventil 4 in seine oberste Lage und ermöglicht den Durchgang der Spülflüssigkeit durch die Überströmkanale 27 zur Bohrlochsohle. Dies ist die Arbeitsstellung während des Bohrprozeoses.

Dritte Stellung: Nachdem das Innenkernrohr 20 mit Bohrkern gefüllt oder eine Bohrkernverklemmung aufgetreten ist, wird auf Linksspülung geschaltet. Durch den Linksspülstrorn wird der Kolben 5 nach oben geschoben. Durch die Einwirkung der Zylinderfeder 25 bewegt sich das Ventil 4 nach unten und schließt die Überströmkanale 27 im Kolben 5. Durch den von unten anliegenden Druck der Spülflüssigkeit bewegt sich die komplette Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur im glatten Bohrgestänge 1 nach oben. Beim Erreichen des Bohrlochmundes wird diese Vorrichtung am Fangkopf erfaßt und aus dem innen glatten Bohrgestänge 1 entfernt.

Claims

iSrfindungsansprucn

1. Vorrichtung zum hydraulischen Fördern der Kernbohrgarnitur, die·durch die Energie des Spülungsstromes in das Bohrloch ein- bzw. ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung aus einem einheitlichen Element, welches die Punktionen des Kolbens und Ventils in sich aufnimmt, besteht und die Bestandteile einer Kernaufnahmevorrichtung (2), einem innen glatten Bohrgestänge (1), einem Außenkernrohr (19), welches am oberen Ende mit einer Hülse (9) verschraubt ist, die eine Ausdrehung der Innenfläche über eine bestimmte Länge besitzt, aufweist und sich die Kernaufnahmevorrichtung (2) aus einem Kolbenaufholelement mit dem Kolben (5), bestehend aus einer Auswahl von Manschetten (6), einem Ventil (4) mit dem Zugstück (7), dem Fangkopf (3) und einer Zylinderfeder

(25) zusammensetzt sowie der Kolben (5) des Kolbenaufholelements durch einen Zylinderstift (8) mit der Arretierhülse (10) fest, aber lösbar verbunden ist, die Arretierhülse (10) mit einer Längsverzahnung, die in die Verzahnung des Landeringes (12) einrastet, versehen ist und durch einen Bolzen

(26) mit der Achse (13) des Innenkernrolires (20) verbunden ist sowie im Inneren der Arretierhülse (10) eine Zylinderfeder (11) angeordnet ist und das Lagerelement aus einem Paar Axialkugellagern (16), dem Mittelnippel (15), der oberen Hülse (14), der unteren Hülse (18) und der Mutter (17) besteht, wobei mit der unteren Hülse (18) das Innenkernrohr (20) verschraubt wird.
2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einheitliche Element im Verhältnis zur Länge der Bohrstangen eine geringe Baugröße aufweist.
3. Vorrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderfeder (11) im Inneren der Arretierhülse (10) bei Eohrkernverklemmungen oder gefülltem Kernrohr als Signalisator wirkt.

Kterfti 1 Suits