DE102005037970A1 - Drill machine with thread conserving control e.g. for drill, has carriage with movable rotary drive clamped at lower end and carriage has thread and feed drive separated from rotary drive and operable for regulating valve - Google Patents
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- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/16—Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
- E21B19/165—Control or monitoring arrangements therefor
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine mit einem auf einer Lafette über einen Schlitten verfahrbaren Drehantrieb, am unteren Ende der Lafette angeordneten Klemmen zum zeitweisen Festsetzen der mit korrespondierendem Gewinde ausgerüsteten Bohrrohre und einem Vorschubantrieb für den Schlitten mit einem getrennt vom Drehantrieb betätigbaren Vorschubregelventil.The The invention relates to a drilling machine with a on a carriage over a Slide movable rotary drive, at the lower end of the carriage arranged terminals for temporarily setting the with corresponding Thread equipped drill pipes and a feed drive for the carriage with an actuated separately from the rotary drive feed control valve.
Derartige
Bohrmaschinen werden zur Herstellung von Bohrungen größerer Länge eingesetzt, wobei
nach dem Abbohren eines Bohrrohres die Lafette zurückgefahren
und ein neues Bohrrohr eingesetzt werden muss. Dafür ist es
jeweils notwendig, die Gewindeverbindung zwischen den einzelnen Bohrrohren
und auch dem Drehantrieb zu lösen
bzw. wieder neu herzustellen. Nach Fertigstellung der Bohrung muss
das gesamte Bohrgestänge
wieder hereingewonnen werden, wobei der umgekehrte Vorgang abläuft, d.
h. es wird ein Bohrrohr aus dem Bohrloch herausgezogen, die Gewindeverbindung gelöst und dann
das gelöste
Bohrrohr entnommen, um das nächste
Bohrrohr aus der Bohrung herauszuziehen. Sowohl zum Lösen der
Gewindeverbindung sind am unteren Ende der Lafette Klemmen vorgesehen
sowie der Drehantrieb so geschaltet, dass er in beide Richtungen
zu betreiben ist. Bei den jeweils notwendigen Verschraubvorgängen des
Bohrstranges tritt notwendigerweise ein Längenausgleich auf, weil die
jeweiligen Bohrrohre bzw. das Bohrrohr und der Rohrflansch ineinander
gedreht oder auseinander gedreht werden. Das Thema Gewindeausgleich ist
grundsätzlich
bekannt. So sind Getriebe mit einer Hohlwelle mit Innenverzahnung
und einer darin axial verschieblich und durch Federn zentriert gehaltenen Antriebswelle
mit entsprechender Außenverzahnung geschaffen
worden. Durch die Verzahnung sind diese Getriebe teuer und der zur
Verfügung
stehende Hohldurchgang der Antriebswelle wird für viele Anwendungen, die beispielsweise
eine Spülung
wie beim Lufthebeverfahren benötigen,
zu klein. Auch bei den sogenannten Doppelkopf-Bohranlagen ist ein
verringerter Querschnitt nachteilig, denn hier muss die Ausgleichsstange
oder die Spülwelle
des nachgeschalteten Drehgetriebes oder Hydraulikhammers durch das
vordere Getriebe hindurchgeführt
werden. Die
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine die Gewinde der Bohrrohre schonende und den Verschleiß verringernde, einfach und sicher zu betreibende Bohrmaschine zu schaffen.Of the The invention is therefore based on the object, a thread of the Drilling pipes gentle and wear reducing, simple and to create safe to operate drill.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass dem Vorschubregelventil ein Wegeventil zugeordnet ist, das die Schlittenzugkraft beim Verschrauben und beim Auseinanderschrauben der Bohrrohre reduzierend schaltbar ausgebildet ist.The Task is solved by that the feed control valve is associated with a directional control valve, the the carriage tension when screwing and when unscrewing the drill pipes is formed reducing switchable.
Mit Hilfe einer derartigen Schaltung ist es beim Verschrauben möglich, kurz nachdem das Gewinde gefasst hat, über das Wegeventil den Vorschubantrieb drucklos zu schalten, sodass beim weiteren Verschraubungsvorgang auf die einzelnen Gewindegänge nur noch die Kräfte einwirken, die aus Schlittengewicht, Reibung, Gewindesteigung und Ähnlichem resultieren, während eine Kraft vom Vorschubantrieb nicht mehr ausgeht. Beim Lösen des Gewindes wird ebenfalls über das Wegeventil die jeweilige Arbeitsleitung drucklos mit dem Tank verbunden, sodass die Schlittenzugkraft nicht mehr auf die Gewindegänge einwirken kann, wobei nach dem Lösen des Gewindes durch wieder entsprechendes Betätigen des Wegeventils Druck in der entsprechenden Arbeitsleitung aufgebaut wird, sodass der Schlitten aus dem Verbindungsbereich herausgefahren werden kann. Mit Hilfe eines solchen Wegeventils bzw. einer entsprechenden Schaltung kann somit eine praktisch vollständige Entlastung der Gewindegänge erreicht werden, wodurch der Verschleiß erheblich verringert wird.With Help such a circuit is possible when screwing, short After the thread has seized, the feed drive via the directional control valve depressurized, so that during further Verschraubungsvorgang on the individual threads only the forces acting out of slide weight, friction, thread pitch and the like result while a force from the feed drive no longer runs out. When releasing the Thread is also over the directional control valve the respective working line without pressure with the tank connected, so that the carriage tension no longer act on the threads can, being after solving the thread by again correspondingly pressing the directional valve pressure is built in the appropriate work line, so that the Carriage can be moved out of the connection area. With the help of such a directional control valve or a corresponding circuit can thus be a virtually complete Relief of the threads can be achieved, whereby the wear is significantly reduced.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wegeventil die jeweilige Arbeitsleitung mit dem Tank verbindend einstellbar ausgebildet ist, sodass bei Einschalten des Wegeventils die gesamte Arbeitsleitung auf einfache und schnelle Art drucklos wird zur Schonung der einzelnen Gewindegänge.To appropriate training The invention provides that the directional control valve the respective Working line with the tank connecting formed adjustable, so when switching on the directional valve, the entire working line in a simple and quick way depressurized to protect the individual Threads.
Zum schnellen und genauen Betätigen des Wegeventils sieht die Erfindung vor, dass das Wegeventil über einen Taster schaltbar ist, der dem Vorschubhebel des Vorschubantriebes zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass der Maschinenführer praktisch mit einer Hand sowohl den Vorschubhebel des Vorschubantriebes wie auch den Taster des Wegeventils betätigen kann, sodass er sehr gefühlvoll beim Verschrauben erst einmal noch den Schlitten bzw. den Drehantrieb mit verfährt, um dann, nachdem das Gewinde gefasst hat, den Druck in dieser Hinsicht aus dem System herauszunehmen, d. h. den Vorschubantrieb drucklos zu schalten. Der Taster kann in den Vorschubhebel integriert sein, sodass wie schon erwähnt mit einer Hand beide Schaltaggregate zu betätigen sind.For fast and accurate actuation of the directional control valve, the invention provides that the directional control valve can be switched by means of a pushbutton assigned to the feed lever of the feed drive. This means that the operator is practical With one hand, both the feed lever of the feed drive as well as the button of the directional control valve can operate so that he moves very sensitive when screwing once the carriage or the rotary drive, then, after the thread has taken the pressure in this regard remove the system, ie depressurize the feed drive. The button can be integrated in the feed lever, so that as already mentioned both switching units are to be operated with one hand.
Die entsprechenden Schaltungen des Wegeventils, d. h. insbesondere die Verbindung der jeweiligen Arbeitsleitung mit dem Tank ist erfindungsgemäß dadurch schnell herstellbar, dass die Arbeitsleitungen des Vorschubantriebes über ein Wechselventil mit Kugel verbunden sind, an deren die Kugel aufnehmenden Druckraum eine Verbindungsleitung des Wegeventils angeschlossen ist. Je nach Betätigung des Tasters und damit des Wegeventils wird über die Verbindungsleitung der Weg zum Tank geöffnet, wobei Kugel im Wechselventil automatisch in die richtige Position gedrückt wird, sodass der Druckraum des Wechselventils und damit die jeweilige Arbeitsleitung mit dem Wegeventil und damit mit dem Tank verbunden ist.The corresponding circuits of the directional control valve, d. H. especially the Connection of the respective working line with the tank according to the invention thereby quickly produced that the working lines of the feed drive over a Shuttle valve are connected to ball, at which the ball receiving Pressure chamber connected to a connecting line of the directional control valve is. Depending on the operation of the Push buttons and thus the directional control valve is via the connecting line the way to the tank opened, with ball in the shuttle valve automatically in the right position depressed so that the pressure chamber of the shuttle valve and thus the respective Working line with the directional valve and thus connected to the tank is.
Bei der weiter vorn erläuterten Lösung ist der Taster dem Vorschubhebel des Vorschubantriebes zugeordnet, sodass der Maschinenführer entsprechend genau Obacht geben muss, wenn er den Vorschubantrieb betreiben oder drucklos schalten will. Eine weitgehende Automatisierung ist dann möglich, wenn der Taster dem Rohrflansch des Drehantriebes den Ver- und Auseinanderschraubvorgang überwachend und das Wegeventil entsprechend schaltend zugeordnet ist. Der Taster selbst wird also dem Drehantrieb bzw. seinem Rohrflansch so zugeordnet, dass er den Annäherungsvorgang des anzuschließenden Bohrrohres überprüfen und rechtzeitig schalten kann, um entweder den Vorschubantrieb druckzuentlasten oder dafür zu sorgen, dass Druck auf den Vorschubantrieb einwirkt. Der Taster kann außerdem so ausgebildet werden, dass er beim Einschieben durch das Bohrrohr im Rohrflansch nacheinander unterschiedliche Funktionen auslöst, sodass auch beim Auseinanderschraubvorgang dieser bezüglich Vorschubantrieb zweckmäßig zu schalten ist.at which explained earlier solution If the button is assigned to the feed lever of the feed drive, so the machine operator care must be taken when handling the feed drive operate or depressurize. A far-reaching automation is possible if the probe the pipe flange of the rotary drive monitoring the screwing-apart and the directional control valve is assigned corresponding switching. The button itself is thus assigned to the rotary drive or its pipe flange so that he the approach process of the to be connected Check drill pipe and switch on time to either depressurize the feed drive or for that to ensure that pressure acts on the feed drive. The button can also do so be formed so that it is inserted through the drill pipe in the pipe flange successively triggers different functions, so even with the disassembly of this feed switching function appropriate is.
Nach einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass der Taster im ersten/letzten Gewindegang des Rohrflansches angeordnet oder ihm zugeordnet ist. Während nach der vorhergehenden Lösung der Taster über das Bohrrohr betätigt wird, also praktisch durch die jeweiligen Schultern, die sich nähern, sieht eine weitere Lösung vor, dass der Taster im ersten/letzten Gewindegang des Rohrflansches angeordnet oder ihm zugeordnet ist, sodass mit dem Ineinanderschrauben der Gewinde frühzeitig ein Signal über den Taster abgegeben wird, das zum Drucklosschalten des Vorschubantriebes genau im richtigen Moment führt. Auch wenn nicht unbedingt alle notwendigen Signale bzw. Schaltvorgänge auf diese Art und Weise ausgelöst werden können, ist durch die entsprechende Ausbildung doch die Möglichkeit gegeben, eine weitgehende Automatisierung auch in diesem Bereich vorzunehmen, sodass es nicht mehr allein auf die Genauigkeit des Maschinisten bzw. Bohrmaschinenführers ankommt.To Another training is provided that the button in the first / last Thread of the pipe flange is arranged or assigned to it. While after the previous solution the button over the drill pipe actuated becomes, so practically by the respective shoulders that approach, sees one another solution before that the button in the first / last thread of the pipe flange arranged or assigned to it, so with the screwing together the thread early a signal over the button is released, the depressurization of the feed drive at exactly the right moment. Even if not necessarily all the necessary signals or switching operations triggered this way can be is by the appropriate training but the possibility given, a far-reaching automation in this area so that it no longer depends solely on the accuracy of the Machinist or drilling machine operator arrives.
Eine genaue und sichere Schaltung des Vorschubantriebes erfolgt insbesondere auch dadurch, dass das Wegeventil eine 2/2 Wegeschaltung aufweist, sodass relativ kurze Ansprechwege notwendig sind, um den Vorschubantrieb in die entsprechende Position oder besser gesagt in den jeweiligen Schaltvorgang zu bringen.A accurate and safe switching of the feed drive is done in particular also in that the directional control valve has a 2/2 way circuit, so that relatively short response paths are necessary to the feed drive in the appropriate position or rather in the respective one To bring switching operation.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Bohrmaschine geschaffen ist, bei der durch eine entsprechende Schaltung bzw. durch eine entsprechende Ausbildung der gesamten Bohreinrichtung die Möglichkeit gegeben ist, beim Verbinden und auch beim Lösen der Gewindeverbindung praktisch zug- und drucklos zu arbeiten, sodass ein wesentlich verringerter Verschleiß auftritt, wenn überhaupt noch eine Verschleiß auftritt. Die Gewindegänge werden mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung nur noch durch Kräfte belastet, die aus dem Schlittengewicht, der Reibung und Trägheit im Vorschubantrieb, der Gewindesteigung und Ähnlichem resultieren. Diese Kräfte sind aber so gering, dass es weiterer Schaltungen oder Schutzmaßnahmen nicht bedarf. Vielmehr können bei einer entsprechenden Ausbildung der Bohrmaschine wesentlich höhere Standzeiten mit den Bohrgestängen erreicht werden und zwar auch dann, wenn mit schnell drehenden Drehantrieben oder ähnlichen Besonderheiten gearbeitet werden soll. Vorteilhaft ist dabei weiter, dass aufgrund der besonderen Ausbildung das Drucklosschalten des Vorschubantriebes so verwirklicht wird, dass das Gewinde insgesamt geschont, trotzdem aber der Bewegungsablauf nicht negativ beeinflusst wird.The Invention is characterized in particular by the fact that a drill is created, in which by an appropriate circuit or through a corresponding design of the entire drilling the opportunity is given when connecting and also when loosening the threaded connection practically To work without tension and pressure, so a much reduced Wear occurs, if any still a wear occurs. The threads are loaded with the help of the solution according to the invention only by forces, from the carriage weight, the friction and inertia in the feed drive, the Thread pitch and the like result. These forces but are so low that there are other circuits or protective measures not needed. Rather, you can at a corresponding training of the drill essential longer service life with the drill pipes be achieved and even if with fast rotating rotary actuators or similar Special features to be worked on. It is also advantageous that due to the special training depressurization of Feed drive is realized so that the thread in total protected, but the movement is not negatively affected.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further Details and advantages of the subject invention arise from the following description of the accompanying drawings, in which preferred embodiment presented with the necessary details and individual parts is. Show it:
Bei
der in
Der
Anstellzylinder
Gemäß
In
der vergrößerten Wiedergabe
nach
Bei
der Darstellung nach
Zwischen
den Arbeitsleitungen
Gleichzeitig
mit dem Umschalten des Drehantriebes
Aufgrund
der hier gezeigten Schaltung wirkt auf die Gewindegänge des
Gewindes
Sobald
der letzte Gewindegang, der hier dem ersten Gewindegang
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.All mentioned features, including the drawings to be taken alone, are considered alone and in combination as essential to the invention.
Claims (7)
Priority Applications (2)
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2006
- 2006-07-14 IT ITMI20061371 patent/ITMI20061371A1/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110295857A (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | 北京中煤矿山工程有限公司 | A kind of anti-well drilling machine fast lifting device |
CN110295857B (en) * | 2019-07-02 | 2020-10-16 | 北京中煤矿山工程有限公司 | Quick lifting device of raise boring machine |
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R082 | Change of representative |
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