DE102005046495B4 - Drilling device for creating cased boreholes - Google Patents

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Abstract

Bohrvorrichtung zur Erstellung verrohrter Bohrlöcher, mit einer als Basis- oder Pilotbohrkrone ausgebildeten Bohrkrone (3) zur Abbohrung eines Zentralbereichs des Bohrlochs und zumindest einem Klappbohrelement (4, 5), das zur Abbohrung eines den Zentralbereich umgebenden Außenbereich des Bohrloches dient, und das in Bezug auf die Bohrkrone (3) zwischen einer Ruhe- und einer Bohrstellung verstellbar ist, wobei der Außendurchmesser einer aus der Bohrkrone (3) und dem zumindest einem Klappbohrelement (4, 5) gebildeten Bohreinheit (3; 4, 5) in Ruhestellung des Klappbohrelementes (4, 5) kleiner und in Bohrstellung des Klappbohrelements (4, 5) größer als der Innendurchmesser eines der Verrohrung des Bohrlochs dienenden Stützrohrs (2) ist und wobei das Klappbohrelement (4, 5) zur Bohrachse des Bohrloches in Bezug auf die Bohrkrone (3) in Radialrichtung über ein Federelement bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Anschlagfläche (36) des Klappbohrelementes (4, 5) in Bohrstellung desselben zur Bohrkronenachse (35) geneigt ist, so dass die in Bohrrichtung gesehen hintere Kante (37) der inneren Anschlagfläche (36) des Klappbohrelementes (4, 5) mit einer mit dieser inneren Anschlagfläche (36) zusammen wirkenden Gegenfläche der Bohrkrone (3) die Kippachse (37) für die gegen das als Schraubenfeder (5) ausgebildete Federelement beweglichen Klappbohrelement (4, 5) bildet.Drilling device for creating cased boreholes, comprising a drill bit (3) designed as a base or pilot bit for boring a central region of the borehole and at least one folding boring element (4, 5) for boring an outer region of the borehole surrounding the central region, and on the drill bit (3) is adjustable between a rest position and a drilling position, wherein the outer diameter of a drilling unit (3, 4, 5) formed from the drill bit (3) and the at least one folding drill element (4, 5) in the rest position of the folding drill element ( 4, 5) is smaller and larger in the drilling position of the folding drill element (4, 5) than the inner diameter of a support tube (2) serving the casing of the borehole and wherein the folding drill element (4, 5) to the drilling axis of the borehole with respect to the drill bit (3 ) is arranged movably in the radial direction via a spring element, characterized in that an inner stop surface (36) of the folding drill element (4, 5) in the drilling position thereof is inclined to the drill bit axis (35), so that the rear edge (37) of the inner stop surface (36) of the folding drill element (4, 5) cooperates with a counter surface of this interacting with this inner stop surface (36) Drill bit (3) the tilting axis (37) for the against the helical spring (5) formed as a spring element movable folding drill element (4, 5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohrvorrichtung zur Erstellung verrohrter Bohrlöcher, mit einer als Basis- oder Pilotbohrkrone ausgebildeten Bohrkrone zur Abbohrung eines Zentralbereichs des Bohrlochs und zumindest einem Klappbohrelement, das zur Abbohrung eines den Zentralbereich umgebenden Außenbereich des Bohrloch dient, und das in Bezug auf die Bohrkrone zwischen einer Ruhe- und einer Bohrstellung verstellbar ist, wobei der Außendurchmesser einer aus der Bohrkrone und dem zumindest einen Bohrelement gebildeten Bohreinheit in Ruhestellung des Bohrelements kleiner und in Bohrstellung des Bohrelements größer als der Innendurchmesser eines der Verrohrung des Bohrlochs dienenden Stützrohrs ist und wobei das Klappbohrelement zur Bohrachse des Bohrloches in Bezug auf die Bohrkrone in Radialrichtung über ein Federelement bewegbar angeordnet ist.The invention relates to a drilling device for creating cased boreholes, with a drill bit designed as a base or pilot bit for drilling a central region of the borehole and at least one hinged drilling element, which serves for boring an outer region of the borehole surrounding the central region, and with respect to Drill bit is adjustable between a rest position and a drilling position, wherein the outer diameter of a drilling unit formed from the drill bit and the at least one drilling element in the rest position of the drilling element is smaller and in the drilling position of the drilling element larger than the inner diameter of the casing of the well serving support tube and wherein the Folding drill to the drilling axis of the wellbore with respect to the drill bit in the radial direction via a spring element is arranged movable.

Eine derartige Bohrvorrichtung ist als Bohrwerkzeug sowohl für das schlagende als auch für das drehende Bohren geeignet. Mittels dieser Bohrvorrichtung können beliebige Stützrohre in verschiedenen Gesteins- und Bodenformationen optimal gesetzt werden.Such a drilling device is suitable as a drilling tool for both beating and for rotary drilling. By means of this drilling device any support tubes can be set optimally in different rock and soil formations.

Derartige Bohrvorrichtungen kommen zum Einsatz, wenn Stützrohre zur Gebirgsstabilisierung erforderlich sind; diese Stützrohre unterstützen das anstehende Gestein und machen es tragfähiger, gegebenenfalls im Zusammenwirken mit injiziertem Mörtel; des Weiteren können diese Stützrohre ihre stabilisierende Funktion aufgrund einer Drainagefunktion, die eine Gebirgsentwässerung zur Folge hat, realisieren. Spezielle Anwendungsgebiete für derartige Bohrvorrichtungen sind zum Beispiel Vorpfändarbeiten im Tunnelbau, das Setzen von Rohrschirmen, die Hangstabilisierung oder die Hangentwässerung.Such drilling devices are used when support pipes for mountain stabilization are required; these support pipes support the pending rock and make it more sustainable, possibly in conjunction with injected mortar; Furthermore, these support tubes can realize their stabilizing function due to a drainage function that results in mountain drainage. Special fields of application for such drilling devices are for example Vorpfändarbeiten in tunneling, the setting of pipe umbrellas, slope stabilization or slope drainage.

Die hierbei im Gestein zu erstellenden Bohrlöcher haben einen größeren Durchmesser als das in die Bohrlöcher einzubringende Stützrohr. Da das Gebirge in vielen Anwendungsfällen nicht ausreichend stabil ist, so dass das Bohrloch häufig zum Zusammenfallen neigt, muss das zu setzende Stützrohr in kurzem Abstand hinter der Bohrvorrichtung nachgezogen oder nachgeschoben werden. Die Problematik besteht nun darin, die Bohrvorrichtung nach Abbohren der vorgegebenen Bohrlochtiefe wieder aus dem Bohrloch herauszubringen, und zwar ohne dass das gesetzte Stützrohr mit aus dem Bohrloch herausgezogen wird.The holes to be created in the rock have a larger diameter than the support tube to be inserted into the boreholes. Since the mountain is not sufficiently stable in many applications, so that the borehole often tends to collapse, the support tube to be set must be retightened or pushed in a short distance behind the drilling device. The problem now is to bring out the drilling device after drilling the predetermined hole depth again from the well, without the set support tube is pulled out of the well.

Zur Lösung dieser Problematik sind zwei unterschiedliche Konzeptionen von Bohrvorrichtungen bekannt.To solve this problem, two different concepts of drilling devices are known.

Eine dieser Konzeptionen umfasst Bohrvorrichtungen, die mit verlorenen Komponenten am eigentlichen Bohrwerkzeug arbeiten. Am weitesten verbreitet sind dabei verlorene Ringbohrkronen, die durch einen Mechanismus, in vielen Fällen eine Art Bajonettverbindungen, so gesichert sind, dass sie beim Bohren auf dem Trägerbohrwerkzeug verbleiben und sich beim Zurückziehen vom Trägerbohrwerkzeug lösen können. Nur die lösbare, verlorene Komponente steht radial auswärts über den Umfang des Stützrohres vor, wohingegen das eigentliche Trägerbohrwerkzeug in Durchmesserrichtung geringere Abmessungen aufweist als der Innendurchmesser des Stützrohres. Zurückgezogen wird dann nur der Bohrstrang mit dem Trägerbohrwerkzeug. Bei jedem abzubohrenden Bohrloch verbleiben somit Bohrwerkzeugkomponenten planmäßig im Bereich der Bohrlochsohle des erstellten Bohrlochs.One of these designs includes drilling devices that work with lost components on the actual drilling tool. The most common are lost ring bits, which are secured by a mechanism, in many cases a kind of bayonet joints, so that they remain when drilling on the carrier drilling tool and can be solved when retracted from the carrier drilling tool. Only the releasable, lost component protrudes radially outwardly beyond the circumference of the support tube, whereas the actual carrier drilling tool has smaller dimensions in the diameter direction than the inner diameter of the support tube. Retracted then only the drill string with the carrier drilling tool. Thus, for each wellbore to be drilled, drilling tool components remain scheduled in the area of the bottom hole of the created wellbore.

Die zweite Konzeption umfasst Bohrwerkzeuge bzw. Bohrvorrichtungen, die ihren Bohrdurchmesser beim Bohren und beim Zurückziehen verändern können. Gemeinsam ist den Bohrvorrichtungen gemäß dieser Konzeption das Grundprinzip, dass der Bohrdurchmesser beim Bohren größer als der Außendurchmesser des zu setzenden Stützrohres ist, wohingegen beim Ziehen des Bohrstrangs in Richtung zum Bohrlochmund der größte Durchmesser der Bohrvorrichtung kleiner als der Innendurchmesser des gesetzten und nach Erstellen des Bohrlochs dort verbleibenden Stützrohres ist. Es sind derartige Bohrvorrichtungen bekannt, bei denen sich mit der Bohrkrone in geeigneter Weise verbundene Bohrelemente um eine oder mehrere bohrachsparallele Schwenkachsen drehen können, wobei diese Drehung auf einen vorgebbaren Schwenkwinkel begrenzt ist. Hierdurch ist ein „Klappvorgang" möglich, mittels dem die für die Abbohrung des Bohrlochquerschnitts zur Verfügung stehende Bohrkrone – je nach Drehrichtung – sich in ihrem Durchmesser vergrößern bzw. verkleinern lässt.The second concept includes drilling tools that can change their drilling diameter during drilling and retraction. Common to the drilling devices according to this conception is the basic principle that the drilling diameter during drilling is larger than the outside diameter of the support tube to be set, whereas when pulling the drill string towards the well mouth, the largest diameter of the drilling device is smaller than the inside diameter of the set and after creating the wellbore there remaining support tube is. Such boring devices are known in which boring elements which are suitably connected to the drill bit can rotate about one or more borehole-parallel pivot axes, this rotation being limited to a predefinable pivoting angle. As a result, a "folding operation" is possible, by means of which the drill bit available for the drilling of the borehole cross-section - depending on the direction of rotation - can be increased or reduced in diameter.

Die bekannteste derartige Bohrvorrichtung hat eine Pilotbohrkrone, deren Bohrkopf vorauseilt. Im mittleren Teil der Pilotbohrkrone befindet sich ein exzentrisch versetzter, achsparalleler Zylinder, auf dem ein einzelner Exzenterräumer als Bohrelement drehend gelagert und um 180 Grad schwenkbar montiert ist. In derjenigen Drehrichtung der Bohrkrone, die bei der Erstellung des Bohrlochs bzw. beim Abbohren eingehalten wird, schwenkt dieser Exzenterräumer aus und schafft so einen erweiterten Bohrdurchmesser der aus dem Exzenterräumer und der Pilotbohrkrone bestehenden Bohreinheit. Bei einem Drehen derselben in Gegenrichtung zur vorstehend genannten Bohrrichtung schwenkt dieser Exzenterräumer wieder ein, so dass sich der Gesamtdurchmesser der Bohreinheit wieder reduziert.The most well-known such drilling apparatus has a pilot bit, the drill head is leading. In the middle part of the pilot drill bit is an eccentrically offset, axis-parallel cylinder, on which a single Exzenterräumer rotatably mounted as a drilling element and mounted to pivot 180 degrees. In the direction of rotation of the drill bit, which is complied with in the preparation of the borehole or drilling, this Exzenterräumer pivots, thus creating an enlarged bore diameter of the Exzenterräumer and the pilot drill bit drilling unit. When turning the same in the opposite direction to the above drilling direction of this eccentric scraper pivots back, so that the total diameter of the drilling unit is reduced again.

Bei einer weiteren derartigen Bohrvorrichtung, bei der eine Bohrkrone und ein Vorbohrer vorgesehen sind, ist ebenfalls nur eine Schwenkachse vorhanden ( WO 2004/022904 A1 ). Die Bohrkrone und der Vorbohrer stehen zueinander in einer festen Position, bestehen unter Umständen auch aus einem einzigen Stück. Sie sind aber so gestaltet und gelagert, dass die Bohreinheit beim Drehen in Bohrdrehrichtung so geschwenkt wird, dass dabei der vorab exzentrisch gelagerte Vorbohrer in die Bohrachse einschwenkt, während der Hauptdurchmesser der Bohrkrone dabei aus seiner vorab zentrischen Lage in eine exzentrische verbracht wird, wodurch sich der Bohrdurchmesser der die Bohrkrone und den Vorbohrer aufweisenden Bohreinheit vergrößert. Der Schwenkweg wird hierbei durch Anschläge üblicherweise auf einen Schwenkwinkel von 180 Grad begrenzt. In another such drilling device, in which a drill bit and a pilot drill are provided, also only one pivot axis is present ( WO 2004/022904 A1 ). The drill bit and the pilot drill are in a fixed position to each other, may also consist of a single piece. But they are designed and stored so that the drilling unit is rotated when turning in the direction of rotation, that thereby pivots the pre-eccentrically mounted pilot drill into the drilling axis, while the main diameter of the drill bit is spent from its pre-centric position in an eccentric, resulting in the bore diameter of the drill bit and the pilot drill having increased drilling unit. The pivoting is hereby limited by stops usually to a pivot angle of 180 degrees.

Des Weiteren sind derartige Bohrvorrichtungen mit mehreren schwenkbaren Bohrelementen bekannt, bei denen sich die schwenkbaren Bohrelemente am stirnseitigen Ende der Bohrvorrichtung befinden und den gesamten Bohrlochquerschnitt bearbeiten ( EP 0 577 545 A1 ). Diese Bohrelemente arbeiten ohne Pilotbohrkrone. Bei dieser Bauart der Bohrvorrichtung ist die Begrenzung des Schwenkweges durch das wechselseitige Anliegen am jeweiligen benachbarten Bohrelement realisiert. Beim Einschwenken der Bohrelemente wird bei diesen Bohrvorrichtungen der Gesamtdurchmesser anfänglich noch etwas größer als der endgültige, nach Beenden des Einschwenkens sich ergebende Gesamtdurchmesser. Erst nach Überschreiten des maximalen Durchmessers reduziert sich der Durchmesser der Bohreinheit wieder auf den endgültigen Bohrdurchmesser.Furthermore, such drilling devices with a plurality of pivotable drilling elements are known in which the pivotable drilling elements are located at the front end of the drilling device and process the entire borehole cross section ( EP 0 577 545 A1 ). These drilling elements work without a pilot bit. In this type of drilling device, the limitation of the pivoting path is realized by the mutual concerns on the respective adjacent drilling element. When swiveling the drilling elements in these drilling devices, the total diameter is initially slightly larger than the final, after completion of pivoting resulting overall diameter. Only after exceeding the maximum diameter, the diameter of the drilling unit is reduced again to the final drilling diameter.

Es sind derartige Bohrvorrichtungen mit vergleichsweise großen Bohrdurchmessern bekannt, die aus einem separaten oder integrierten Vorbohrer und einer Bohrkrone mit einem wesentlich größeren Hauptdurchmesser bestehen; der Basisdurchmesser derartiger Bohrvorrichtungen ist ebenfalls geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zu verlegenden Stützrohres; in der Randzone der Bohrvorrichtung sind mehrere achsparallel schwenkbare Bohrelemente montiert, die beim Drehen der Bohreinheit in Bohrdrehrichtung durch eine Schwenkbewegung von üblicherweise 90 Grad oder um einen ähnlichen Winkel auf einen Durchmesser ausschwenken, der größer als der Außendurchmesser des Stützrohres ist. Das Einschwenken der Bohrelemente erfolgt ebenfalls durch eine Drehbewegung entgegengesetzt zur Bohrdrehrichtung. Die Schwenkwege der Bohrelemente werden durch Anschläge begrenzt.There are known such drilling devices with relatively large bore diameters, which consist of a separate or integrated pilot drill and a drill bit with a much larger main diameter; the base diameter of such drilling devices is also slightly smaller than the inner diameter of the support tube to be laid; in the edge zone of the drilling device a plurality of axially parallel pivotable drilling elements are mounted, which pivot when rotating the drilling unit in the rotational direction by a pivoting movement of usually 90 degrees or at a similar angle to a diameter which is greater than the outer diameter of the support tube. The pivoting of the drilling elements is also carried out by a rotational movement opposite to the drilling direction. The pivoting paths of the drilling elements are limited by stops.

Den vorstehend geschilderten Bohrvorrichtungen ist gemeinsam, dass zur Reduzierung des Durchmessers der Bohrvorrichtung eine Drehrichtungsumkehr des Bohrstrangs bzw. der Bohrvorrichtung aus der Bohrdrehrichtung in die entgegengesetzte Drehrichtung erforderlich ist, wenn die Bohrvorrichtung mit verkleinertem Außendurchmesser durch das im Bohrloch verbleibende Stützrohr zum Bohrlochmund und aus dem Bohrloch gebracht werden soll. Durch diese Umkehr der Drehrichtung des Bohrstranges kommt es vergleichsweise häufig zu Störfällen, die zeitaufwendige Einschwenkversuche zur Folge haben, wobei diese in vielen Fällen zum Öffnen des Bohrstranges an einer beliebigen, unerwünschten Stelle führen. Hierdurch geht vergleichsweise häufig der gesamte Bohrstrang oder zumindest doch ein großer Teil desselben verloren. Bei den eingangs geschilderten Bohrvorrichtungen mit verlorenen, Einwegkomponenten kann es bei der zur Lösung derselben erforderlichen Drehung gegen die Bohrdrehrichtung ebenfalls dazu kommen, dass das gewünschte Lösen der Einwegkomponente nicht oder nur mangelhaft erfolgt, mit der Folge, dass sich der Bohrstrang bei den Lösungsversuchen ebenfalls ungewollt an beliebigen Positionen öffnen kann, was ebenfalls zum Verlust des gesamten Bohrstrangs oder doch eines wesentlichen Teils desselben führt.A common feature of the drills described above is that in order to reduce the diameter of the boring device, reversing the direction of rotation of the drill string from the boring rotational direction in the opposite direction of rotation is required when the boring device of reduced outside diameter passes through the downhole support tube to the borehole mouth and out of the borehole should be brought. As a result of this reversal of the direction of rotation of the drill string, incidents occur frequently which lead to time-consuming pivoting tests, which in many cases lead to the opening of the drill string at any undesired point. As a result, comparatively often the entire drill string or at least a large part of the same is lost. In the above-described drilling devices with lost, disposable components, it may also come to the solution of the same required rotation against the drill rotation that the desired release of the disposable component is not or only inadequate, with the result that the drill string in the solution attempts also unwanted can open at any position, which also leads to the loss of the entire drill string or at least a substantial part of the same.

Die EP 093 873 B1 zeigt eine Bohrvorrichtung, bei der ein einziges zusätzliches Bohrteil durch Drehen der Bohrkrone in die Arbeitsposition geschwenkt und auch daraus wieder zurückgeschwenkt wird. Diese Bohrvorrichtung verfügt somit nicht über Klappbohrelemente und kann nur mit entsprechender Zusatzarbeit in die Arbeitsposition gedreht oder geschwenkt werden. Ein Arbeitsautomatismus ist nicht vorhanden und die Übertragung der Schlag- und Drehenergie ist schwierig. The EP 093 873 B1 shows a drilling device in which a single additional drilling part is pivoted by rotating the drill bit in the working position and also pivoted back out of it. This drilling device thus does not have folding drilling elements and can only be rotated or pivoted with appropriate additional work in the working position. A work automatism is not available and the transmission of the impact and rotation energy is difficult.

In der DE 34 23 789 C2 ist eine Bohrvorrichtung gezeigt, bei der mehrere, vorzugsweise vier zusätzliche Bohrteile axial aus der Zentralbohreinheit herausgeschoben werden, wobei es zum Einziehen der Bohrteile in das Stützrohr absolut sicher sein muss, dass die vier zusätzlichen Bohrteile auch wirklich ausreichend weit in die Zentraleinheit eingeschoben sind. Sind sie nicht weit genug axial zurückgeschoben, weil z. B. der Stößel axial nicht oder noch nicht weit genug zurückgeschoben ist, blockiert die gesamte Anlage.In the DE 34 23 789 C2 a drilling device is shown in which a plurality, preferably four additional drilling parts are axially pushed out of the central drilling unit, and it must be absolutely certain for drawing the drilling parts into the support tube that the four additional drilling parts are really pushed sufficiently far into the central unit. Are they not pushed far enough axially, because z. B. the plunger is not axially pushed back or not far enough blocked the entire system.

Aus der DE 205 458 A (1905) ist ein Erweiterungsbohrer bekannt, bei dem radial ausklappbare Zusatzbohrteile vorgesehen sind. Diese zusätzlichen Bohrteile können um Achsen verschwenken bzw. werden sie über ein axial verschiebbares Bauteil in die Arbeitsposition geschoben. In die Rückgewinnungs- oder Ruhestellung gelangen diese zusätzlichen Bohrteile beim Einziehen in das Stützrohr, wobei hier eine Umlenkung der Kräfte erforderlich ist, was sich als umständlich herausstellen kann. Insbesondere aber können die zusätzlichen Bohrteile wegen der benötigten Verschwenkerei um die zentralen Achsen nur eine begrenzte Größe, also entsprechende Abmessungen aufweisen. From the DE 205 458 A (1905), an expansion drill is known, are provided in the radially expandable additional drilling. These additional drilling parts can pivot about axes or they are pushed over an axially displaceable component in the working position. In the recovery or rest position get these additional drilling parts when pulling into the support tube, in which case a deflection of the forces is required, which may turn out to be cumbersome. But in particular, the additional drilling parts because of the required pivoting around the central Axles only a limited size, so have corresponding dimensions.

In der GB 973 790 A ist eine Bohrkrone gezeigt und beschrieben, bei der Zusatzelemente in Muffen angeordnet sind und über Pinne gehalten werden. Eine Veränderung der Lage dieser Zusatzbohrelemente ist nicht vorgesehen. In the GB 973 790 A a drill bit is shown and described in which additional elements are arranged in sleeves and held by tiller. A change in the position of these Zusatzbohrelemente is not provided.

Auch bei diesen bekannten Lösungen ist ein einfaches Rückgewinnen auch der zusätzlichen Bohrelemente nicht möglich. Even with these known solutions a simple recovery of the additional drilling elements is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Bohrvorrichtung zur Erstellung verrohrter Bohrlöcher derart weiterzubilden, dass ein Zurückziehen der aus Bohrkrone und daran angeordneten Bohrelementen bestehenden Bohreinheit der Bohrvorrichtung durch das im Bohrloch verbleibende Stützrohr bzw. den im Bohrloch verbleibenden Stützrohrstrang möglich ist, ohne dass der Bohrstrang gegen die zum Abbohren des Bohrlochs vorgesehene Bohrdrehrichtung gedreht werden müsste.The invention is therefore the object of the above-described drilling device for creating cased boreholes in such a way that retraction of the drill bit and arranged thereon drilling elements drilling unit of the drilling device is possible through the remaining support in the wellbore or the remaining support hole in the well without that the drill string would have to be rotated against the drilling direction provided for boring the borehole.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine innere Anschlagfläche des Klappbohrelementes in Bohrstellung desselben zur Bohrkronenachse geneigt ist, so dass die in Bohrrichtung gesehen hintere Kante der inneren Anschlagfläche des Klappbohrelementes mit einer mit dieser inneren Anschlagfläche zusammen wirkenden Gegenfläche der Bohrkrone die Kippachse für die gegen das als Schraubenfeder ausgebildete Federelement beweglichen Klappbohrelement bildet. Im Falle der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung existieren keine verlorenen Einwegkomponenten, so dass sich schon hierdurch positive, die Bohrkosten reduzierende Auswirkungen ergeben. Sämtliche Teile der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung sind für den Einsatz bei sehr vielen Bohrlöchern geeignet und können daher für hohe Standzeiten konzipiert werden. Die Reduzierung des Durchmessers der Bohrvorrichtung ist vollständig unabhängig von den Eigenschaften des das Bohrloch umgebenden Gesteins. Schwierige Gebirgs- und damit schwierige Bohrverhältnisse haben somit keine Auswirkungen auf das Zurückziehen des mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung ausgerüsteten Bohrstranges. Die Nachteile, die bei den vorstehend geschilderten, aus dem Stand der Technik bekannten exzentrischen Bohrvorrichtungen mit achsparallelen Schwenkachsen häufig auftreten, können im Falle der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung sicher ausgeschlossen werden. Sofern bei den aus dem Stand der Technik bekannten Bohrvorrichtungen das das Bohrloch umgebende Gestein nämlich zu locker ist, können die notwendigen Widerstände, die die Bohrelemente zum Einschwenken benötigen, vom Gebirge nicht aufgebracht werden, mit der Folge, dass ein Einschwenken der Bohrelemente nicht stattfindet. Dies gilt in noch höherem Ausmaß für solche aus dem Stand der Technik bekannte Bohrvorrichtungen, bei denen ausschließlich stirnseitige, schwenkbare Bohrelemente vorgesehen sind, wobei der Außendurchmesser dieser Bohrvorrichtungen beim Einklappen zunächst noch eine Vergrößerung erfährt. Falls das das Bohrloch umgebende Gestein zu fest ist, lässt der Innendurchmesser des stabilen Bohrlochs diese Durchmesservergrößerung der Bohrvorrichtung nicht zu, womit der gesamte Einschwenkvorgang verunmöglicht ist Die radiale Auswärtsbewegung bzw. das Ausklappen sowie die radiale Einwärtsbewegung bzw. das Einklappen des Klappbohrelements ist sichergestellt, weil eine innere Anschlagfläche des Klappbohrelements in Bohrstellung desselben zur Bohrkronenachse geneigt ist, so dass die in Bohrrichtung gesehen hintere Kante der inneren Anschlagfläche des Klappbohrelements mit einer mit dieser inneren Anschlagfläche zusammen wirkenden Gegenfläche der Bohrkrone die Kippachse des Klappbohrelements bildet. Praktisch ist diese innere Anschlagfläche des Klappbohrelements in zwei derartige innere Anschlagflächen aufgeteilt, wobei die hinteren Kanten dieser beiden inneren Anschlagflächen miteinander fluchten und die Kippachse des Klappbohrelements ausbilden. Ein sicherer Klappvorgang ist sichergestellt, da erfindungsgemäß die innere Anschlagfläche der Klappbohrelemente zweigeteilt und mit der Kegel- oder Führungsfläche des Schlagadapters korrespondierend und den Klappvorgang um die hintere Kippachse ermöglichend ausgebildet ist.This object is achieved in that an inner abutment surface of the folding drill bit in the same drilling position is inclined to Bohrkronenachse so that the drilling direction seen the rear edge of the inner stop surface of the folding drill with a cooperating with this inner stop surface counter surface of the drill bit the tilt axis for against formed as a coil spring spring element forms movable folding drill. In the case of the drilling device according to the invention, there are no lost disposable components, so that even positive effects that reduce the drilling costs result. All parts of the drilling device according to the invention are suitable for use in many boreholes and can therefore be designed for long service life. The reduction of the diameter of the drilling device is completely independent of the properties of the rock surrounding the borehole. Difficult mountain and therefore difficult drilling conditions thus have no effect on the retraction of the drill string equipped with the drilling device according to the invention. The disadvantages that often occur in the above-described, known from the prior art eccentric drilling devices with axis-parallel pivot axes can be safely excluded in the case of the drilling device according to the invention. If, in the drilling devices known from the prior art, the rock surrounding the borehole is too loose, the necessary resistances, which require the boring elements for pivoting, can not be applied by the mountain, with the result that pivoting of the boring elements does not take place. This applies to an even greater extent for such well-known from the prior art drilling devices, in which only end-side, pivotable drilling elements are provided, the outer diameter of these drilling devices first learns an enlargement when folding. If the rock surrounding the borehole is too strong, the inner diameter of the stable borehole does not allow this diameter enlargement of the boring device, making the entire pivoting process impossible. The radial outward movement or unfolding as well as the radial inward movement or collapse of the hinged drill element is ensured because an inner abutment surface of the folding drill element in the drilling position thereof is inclined to the drill bit axis so that the rear edge of the inner abutment surface of the folding drill element as viewed in the drilling direction forms the tilting axis of the folding drill element with a mating surface of the drill bit cooperating with this inner abutment surface. Practically, this inner stop surface of the folding drill element is divided into two such inner stop surfaces, wherein the rear edges of these two inner stop surfaces are aligned with each other and form the tilting axis of the Klappbohrelements. A secure folding operation is ensured since, according to the invention, the inner stop surface of the folding drill elements is split into two and corresponding to the conical or guide surface of the percussion adapter and the folding process around the rear tilting axis is made possible.

Zur Begrenzung der radial auswärtigen Klappbewegung des Klappbohrelements kann das zumindest eine Klappbohrelement an seiner in Bohrrichtung vorderen Kante eine vordere äußere Anschlagfläche aufweisen, die gegen eine vordere innere Anschlagfläche der Bohrkrone in Anlage bringbar ist, wobei die vordere innere Anschlagfläche der Bohrkrone auf der Innenseite eines die in Bohrrichtung vordere Kante des Fensters bildenden Abschnitts der Bohrkrone ausgebildet ist. Hierdurch kann mit geringem technisch-konstruktiven Aufwand zum Beispiel verhindert werden, dass das Klappbohrelement das ihm zugeordnete Fenster in der Außenmantelfläche der Bohrkrone verlässt.To limit the radially outward folding movement of the folding drill, the at least one folding drill element at its front edge in the drilling direction have a front outer abutment surface which is engageable against a front inner abutment surface of the drill bit into abutment, wherein the front inner abutment surface of the drill bit on the inside of a formed in the drilling direction leading edge of the window forming portion of the drill bit. This can be prevented, for example, with little technical and design effort that the folding drill leaves the window associated with it in the outer circumferential surface of the drill bit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung weist das zumindest eine Klappbohrelement an seiner in Bohrrichtung hinteren Kante eine hintere äußere Anschlagfläche auf, die gegen eine hintere innere Anschlagfläche der Bohrkrone in Anlage bringbar ist, wobei die hintere innere Anschlagfläche der Bohrkrone auf der Innenseite eines die in Bohrrichtung hintere Kante des Fensters bildenden Abschnitts der Bohrkrone ausgebildet ist. Bei der vorstehend geschilderten Ausgestaltung des Klappbohrelements und Anordnung desselben innerhalb des Fensters der Bohrkrone wird erreicht, dass radiale, auf das Klappbohrelement einwirkende Kräfte, die mit von vorne wirkenden axialen Kräften gekoppelt sind, wie sie als resultierende Kräfte beim Bohrvorgang auftreten, so wirken, dass daraus kein Einschwenken bzw. Einklappen der Klappbohrelemente entstehen kann, was zu einer Verkleinerung des Durchmessers der Bohrvorrichtung führen könnte. Aufgrund der Ausgestaltung und Anordnung der Klappbohrelemente wirken diese beim Bohren auftretenden resultierenden Kräfte so, dass sie das zumindest eine Klappbohrelement in radial auswärtiger Richtung drücken, bis die klappbohrelementseitigen vorderen und hinteren Anschlagflächen in Anlage an die bohrkronenseitigen vorderen und hinteren äußeren Anschlagflächen geraten. Mittels der Kraft der vorteilhaft als Schraubenfeder ausgebildeten Vorspanneinrichtung werden diese in Radialrichtung auswärtig wirkenden Kräfte unterstützt.According to a further advantageous embodiment of the drilling device according to the invention, the at least one folding drill at its rear edge in the drilling direction on a rear outer stop surface, which is engageable against a rear inner stop surface of the drill bit into abutment, wherein the rear inner abutment surface of the drill bit on the inside of a formed in the drilling direction rear edge of the window forming portion of the drill bit. In the above-described embodiment of the folding drill and its arrangement within the window of the Drill bit is achieved that radial, acting on the folding drill elements, which are coupled with front-acting axial forces, as they occur as resulting forces during drilling, act so that no swiveling or folding of the folding drill elements can arise, resulting in a Reduction of the diameter of the drilling device could result. Due to the design and arrangement of the Klappbohrelemente these resulting forces during drilling act so that they press the at least one Klappbohrelement in radially outward direction until the Klappbohrelementseitigen front and rear abutment surfaces come into contact with the drill bit side front and rear outer abutment surfaces. By means of the force of the biasing device, which is advantageously designed as a helical spring, these forces acting radially in the radial direction are supported.

Zweckmäßig ist es, wenn das Federelement oder die Schraubenfeder zwischen dem Klappbohrelement einerseits und der Bohrkrone andererseits angeordnet ist.It is useful if the spring element or the coil spring between the folding drill on the one hand and the drill bit on the other hand is arranged.

Eine zuverlässige und funktionsgerechte Halterung des Federelements bzw. der Schraubenfeder zwischen dem Klappbohrelement und der Bohrkrone kann erreicht werden, wenn das Federelement oder die Schraubenfeder mit ihrem dem Klappbohrelement zugeordneten Endabschnitt in einem auf einer der Bohrkronenachse zugewandten Innenfläche des Klappbohrelements ausgebildeten Sackloch angeordnet ist.A reliable and functional support of the spring element or the coil spring between the Klappbohrelement and the drill bit can be achieved if the spring element or the coil spring is arranged with its the flap drill associated end portion in a formed on one of the Bohrkronenachse inner surface of the Klappbohrelements blind hole.

Ein die hintere äußere Anschlagfläche ausbildender Abschnitt des Klappbohrelements ist vorteilhaft zwischen dem die hintere innere Anschlagfläche ausbildenden Abschnitt der Bohrkrone und einem eine Kegel- oder Führungsfläche ausbildenden Abschnitt eines Schlagadapters der Bohrvorrichtung beweglich eingebettet, wobei ausschließlich bei der Ausübung von radial gerichteten Kräften in Verbindung mit axial von hinten nach vorne wirkenden Kräften eine radial einwärtige Klappbewegung des zumindest einen Klappbohrelements möglich ist. Die axial von hinten nach vorne gerichteten Kräfte können das zumindest eine Klappbohrelement in radial einwärtiger Richtung einklappen bzw. kippen, wobei diese Einklappbewegung gegen die von der Vorspanneinrichtung ausgeübte, radial auswärtig gerichtete Kraft stattfindet.A rear outer stop surface forming portion of the Klappbohrelements is advantageously between the rear inner stop surface forming portion of the drill bit and a conical or guide surface forming portion of a percussion adapter of the drilling device movably embedded, wherein only in the exercise of radially directed forces in conjunction with axially From behind to the front acting forces a radially inward folding movement of the at least one folding drill is possible. The forces directed axially from the rear to the front can fold in or tilt the at least one folding drill element in the radially inward direction, this folding movement taking place against the radially outwardly directed force exerted by the pretensioning device.

Zur Übertragung der Schlagenergie vom Bohrstrang auf das zumindest eine Klappbohrelement ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Klappbohrelement eine teilringförmige Schlagfläche aufweist, die dem Schlagadapter zugewandt ist und in Bohrstellung des Klappbohrelements in flächiger Anlage an einer Schlagfläche des Schlagadapters ist.To transmit the impact energy from the drill string to the at least one hinged drill element, it is advantageous for the at least one hinged drill element to have a partially annular impact surface which faces the impact adapter and is in planar contact with a striking surface of the impact adapter in the drilling position of the hinged drill element.

Die Versorgung des dem zumindest einen Klappbohrelement zugeordneten Abschnitts der Bohrlochsohle mit Spülung kann in einfacher Weise dadurch bewerkstellig werden, dass das zumindest eine Klappbohrelement einen inneren Spülkanal aufweist, der mittels einer das Klappbohrelement durchdringenden Spülbohrung an die Außenseite des Klappbohrelements angeschlossen ist.The supply of the at least one folding drill associated with a portion of the bottom hole with flushing can be accomplished in a simple manner by the fact that the at least one hinged element has an inner flushing channel, which is connected by means of a Klappbohrelement penetrating flushing bore to the outside of the Klappbohrelements.

Die Übertragung von Schlagenergie vom Bohrstrang auf die Bohrkrone wird vorteilhaft bewerkstelligt, indem der Schlagadapter eine weitere, ringförmige Schlagfläche aufweist, die in Bezug auf die dem zumindest einen Klappbohrelement zugeordnete Schlagfläche des Schlagadapters radial auswärts versetzt ist und mit einer ringförmigen Schlagfläche der Bohrkrone zusammen wirkt.The transfer of impact energy from the drill string to the drill bit is advantageously accomplished by the impact adapter having a further, annular face which is radially outwardly offset with respect to the face of the impact adapter associated with the at least one folding drill and cooperates with an annular face of the drill bit.

Vorteilhaft ist diese weitere, ringförmige Schlagfläche des Schlagadapters in Bohrrichtung gesehen in Bezug auf dessen dem zumindest einen Klappbohrelement zugeordnete Schlagfläche rückwärtig versetzt angeordnet.Advantageously, this further, annular impact surface of the impact adapter seen in the direction of drilling is arranged offset in relation to the rear face of the impact surface assigned to the at least one hinged drilling element.

Bei der Bohrvorrichtung mit zumindest zwei Klappbohrelementen, die mit gleichem Umfangsabstand zueinander an der Bohrkrone angeordnet sind, ergibt sich eine symmetrische Anordnung der zumindest zwei Klappbohrelemente, wobei die gegebenenfalls im Vergleich zu den Klappbohrelementen sehr große, als Basis- oder Pilotbohrkrone ausgebildete Bohrkrone den Hauptanteil des Bohrlochquerschnitts abbohrt.In the drilling device with at least two Klappbohrelementen, which are arranged with the same circumferential distance from each other on the drill bit, results in a symmetrical arrangement of at least two folding drilling, wherein the possibly in comparison to the Klappbohrelementen very large, designed as a base or pilot drill bit drill bit the majority of the Borehole cross section drilled.

Der mittels der Klappbohrelemente abgebohrte Erweiterungsquerschnitt wird durch die symmetrisch angeordneten Klappbohrelemente bearbeitet. Die bei dieser Anordnung beim Bohren auf die Bohrvorrichtung einwirkenden Kräfte sind stets symmetrisch ausgeglichen, so dass sich beim Bohren ein ruhiger Lauf für die Bohrvorrichtung ergibt. Ein „unwuchtiges" Bohren, wie es bei Bohrvorrichtungen mit nur einem ausgeschwenkten Bohrelement entsteht, wird dann sicher ausgeschlossen. Durch den bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung erreichten ruhigen Lauf wird sowohl der Bohrfortschritt günstig beeinflusst, wobei darüber hinaus die mechanischen Beanspruchungen der Bohrvorrichtung reduziert werden. Darüber hinaus ergibt sich durch den ruhigen Lauf der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung eine im Vergleich zum Stand der Technik erhöhte Richtungsstabilität der abgebohrten Bohrlöcher.The drilled by means of the folding drill extension cross section is processed by the symmetrically arranged folding drill. The forces acting on the drilling device during drilling in this arrangement are always balanced symmetrically, so that there is a smooth running for the drilling device during drilling. An "unbalanced" drilling, as is the case with drilling devices with only one swung-out drilling element, is then safely ruled out.The smooth running achieved in this embodiment of the drilling device according to the invention has a favorable effect on both the drilling progress and, moreover, reduces the mechanical stresses on the drilling device In addition, the smooth running of the drilling device according to the invention results in an increased directional stability of the drilled boreholes compared with the prior art.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Längsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung, teilweise im Schnitt; 1 a first longitudinal view of an embodiment of a drilling device according to the invention, partly in section;

2 eine im Vergleich zu 1 um ca. 90 Grad gedrehte Längsansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung, teilweise im Schnitt; 2 one compared to 1 90 ° rotated longitudinal view of the in 1 shown embodiment of the drilling device according to the invention, partly in section;

3 eine Frontansicht der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung; 3 a front view of the in the 1 and 2 shown embodiment of the drilling device according to the invention;

4 eine Rückansicht der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung, teilweise im Schnitt; und 4 a rear view of the in the 1 to 3 shown embodiment of the drilling device according to the invention, partly in section; and

5 und 6 den 1 und 2 entsprechende Längsansichten bei in ein Stützrohr eingeführter Bohrvorrichtung. 5 and 6 the 1 and 2 corresponding longitudinal views when introduced into a support tube drilling device.

Eine anhand der 1 bis 6 dargestellte erfindungsgemäße Bohrvorrichtung 1 ist grundsätzlich sowohl für das schlagende als auch für das drehende Bohren einsetzbar, wobei die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung 1 zum Einsatz kommen soll, wenn ein zu erstellendes Bohrloch mittels zu setzender Stützrohre, von denen in den 1, 2, 5 und 6 das bohrlochtiefste Stützrohr 2 gezeigt ist, stabilisiert wird.One based on the 1 to 6 illustrated drilling device according to the invention 1 is basically used for both beating as well as for rotary drilling, wherein the drilling device according to the invention 1 is to be used when a hole to be created by means of support tubes to be set, of which in the 1 . 2 . 5 and 6 the wellbore deepest support tube 2 is shown stabilized.

Die anhand der 1 bis 6 im Folgenden erläuterte erfindungsgemäße Bohrvorrichtung 1 hat eine in Form einer Basis- oder Pilotbohrkrone ausgebildete Bohrkrone 3, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Klappbohrelemente 4, 5, eine Vorspanneinrichtung 6 und einen Schlagadapter 7.The basis of the 1 to 6 in the following explained drilling device according to the invention 1 has a drill bit formed in the form of a base or pilot bit 3 , In the illustrated embodiment, two folding drilling 4 . 5 , a pretensioner 6 and a punch adapter 7 ,

Der Schlagadapter 7 ist mit der bohrlochseitigen bzw. vordersten Schlagbohrstange eines Bohrstranges über eine in den Figuren gezeigte Gewindeverbindung 8 gekoppelt. Der Bohrstrang bzw. die Schlagbohrstangen sind in den Figuren nicht gezeigt.The shock adapter 7 is with the borehole-side or frontmost percussion drill rod of a drill string via a threaded connection shown in the figures 8th coupled. The drill string or percussion drill rods are not shown in the figures.

Über diese den Schlagadapter 7 mit dem Bohrstrang verbindende Gewindeverbindung 8 wird eine Drehbewegung des Bohrstrangs auf die Bohrvorrichtung 1 übertragen. Die Gewindeverbindung 8 ist als Innengewinde ausgebildet und mit einem Außengewinde der vordersten Schlagbohrstange des Bohrstrangs in Eingriff.About this the impact adapter 7 with the drill string connecting threaded connection 8th is a rotational movement of the drill string on the drilling device 1 transfer. The threaded connection 8th is formed as an internal thread and with an external thread of the frontmost percussion drill rod of the drill string in engagement.

Der Schlagadapter 7 wird in Axialrichtung von einer zentralen Spülbohrung 9, die dem Durchlass der Bohrspülung dient, durchsetzt. Die zentrale Spülbohrung 9 bildet in Axialrichtung etwa mittig des Schlagadapters 7 eine Radialstufe aus, an der sich – in Bohrrichtung gesehen – der Querschnitt der zentralen Spülbohrung 9 verengt. Mittels der Radialstufe wird eine ringförmige Schlagfläche 10 geschaffen, über die die Übertragung der Schlagenergie von der vordersten Schlagbohrstange auf den Schlagadapter 7 erfolgt.The shock adapter 7 is in the axial direction of a central flushing hole 9 , which serves the passage of the drilling fluid, interspersed. The central flushing hole 9 forms in the axial direction approximately in the middle of the impact adapter 7 a radial step from where - seen in the direction of drilling - the cross section of the central flushing hole 9 narrows. By means of the radial stage is an annular face 10 over which the transfer of impact energy from the foremost percussion boring bar to the percussion adapter 7 he follows.

Im Bereich seines bohrlochsohlenfernen Endabschnitts hat der Schlagadapter 7 auf seiner Außenmantelfläche Mitnehmer- und Führungsflügel 11, die mehrere Funktionen erfüllen sollen. Zum einen dienen sie zur zentrischen Führung der Bohrvorrichtung 1 innerhalb des zu setzenden Stützrohrs 2. Hierzu sind die radialen Außenkanten der Mitnehmer- und Führungsflügel 11 als Führungsflächen 12 ausgebildet, die gegen die Innenmantelfläche des Stützrohrs 2 anliegen und dadurch den Schlagadapter 7 und mit ihm die Bohrvorrichtung 1 innerhalb des Stützrohrs 2 zentrieren.In the area of its drill hole remote end section has the blow adapter 7 on its outer lateral surface driver and guide wings 11 that should fulfill several functions. On the one hand, they serve for the centric guidance of the drilling device 1 within the support tube to be set 2 , For this purpose, the radial outer edges of the driver and guide vanes 11 as guide surfaces 12 formed, which against the inner circumferential surface of the support tube 2 abut and thereby the impact adapter 7 and with it the drilling device 1 inside the support tube 2 Center.

Die Mitnehmerfunktion der Mitnehmer- und Führungsflügel 11 wird durch Mitnahmeflächen 13 realisiert, die an der bohrlochsohlenseitigen Flanke der Mitnehmer- und Führungsflügel 11 ausgebildet sind. Diese Mitnahmeflächen 13 wirken mit einer Mitnahmefläche 14 zusammen, die auf dem Innenmantel eines mit dem vorderen Ende des Stützrohrs 2 verbundenen Rohrschuhs 15 ausgebildet ist. Wenn die schlagadapterseitigen Mitnahmeflächen 13 in Anlage an der rohrschuhseitigen Mitnahmefläche 14 sind, kann durch eine Weiterbewegung der Bohrvorrichtung 1 bzw. des Schlagadapters 7 in Bohrrichtung das Stützrohr 2 in Richtung zur Bohrlochsohle hin nachgezogen werden. Hierdurch wird der gesamte Stützrohrstrang in gewünschter Weise versetzt.The driver function of the driver and guide vanes 11 is due to driving surfaces 13 realized, the at the borehole side flank of the driver and guide wings 11 are formed. These driving surfaces 13 act with a driving surface 14 Together, on the inner shell of one with the front end of the support tube 2 connected pipe shoe 15 is trained. If the impact adapter-side driving surfaces 13 in contact with the tubular shoe-side driving surface 14 are, by a further movement of the drilling device 1 or the impact adapter 7 in the direction of drilling the support tube 2 to be tightened in the direction of the bottom of the hole. As a result, the entire support pipe string is offset in the desired manner.

Der Rohrschuh 15 kann am bohrlochsohlenseitigen Stützrohr 2 angeschweißt, angestaucht oder angeschraubt sein. Falls der aus den Stützrohren bestehende Rohrstrang nicht nachgezogen, sondern nachgeschoben wird, entfällt der Rohrschuh 15; die Mitnahmeflächen 13 der Mitnehmer- und Führungsflügel 11 des Schlagadapters 7 haben dann keine Funktion. Die Führungsflächen 12 der Mitnehmer- und Führungsflügel 11 dienen aber auch in diesem Fall der Zentrierung der Bohrvorrichtung 1 bzw. des Schlagadapters 7 in Bezug auf das Stützrohr 2.The pipe shoe 15 can at Bohrrochsohlenseitigen support tube 2 be welded, upset or screwed. If the existing of the support tubes pipe string is not tightened, but pushed, eliminating the pipe shoe 15 ; the driving surfaces 13 the driver and guide vanes 11 the impact adapter 7 then have no function. The guide surfaces 12 the driver and guide vanes 11 but also serve in this case the centering of the drilling device 1 or the impact adapter 7 in relation to the support tube 2 ,

Zwischen den Mitnehmer- und Führungsflügeln 11 des Schlagadapters 7 sind Spülnuten 16 vorgesehen, die dem ungehinderten Durchlass der Spülung und des Bohrkleins zur Entfernung desselben aus dem Sohlenbereich des zu erstellenden Bohrlochs dienen.Between the driver and guide wings 11 the impact adapter 7 are flushing grooves 16 provided for the unimpeded passage of the mud and cuttings to remove the same from the sole region of the borehole to be created.

Auf seiner Außenumfangsfläche weist der Schlagadapter 7 eine weitere Radialstufe auf, die – in Axialrichtung des Schlagadapters 7 gesehen – etwa mittig desselben angeordnet ist und an der der Schlagadapter 7 eine Verringerung seines Querschnitts erfährt. Durch diese Radialstufe wird eine im dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmige Schlagfläche 17 gebildet, mittels der die auf den Schlagadapter 7 übertragene Schlagenergie vom Schlagadapter 7 auf die Bohrkrone 3 übertragen wird, die hierzu an ihrer bohrlochsohlenfernen Stirnseite mit einer ebenfalls ringförmigen Schlagfläche 18 versehen ist. Auf der Außenmantelfläche seines bohrlochsohlenseitigen Endabschnitts weist der Schlagadapter 7 ein Außengewinde 19 auf, welches mit einem entsprechenden Innengewinde 20 auf der Innenmantelfläche des bohrlochsohlenfernen Endabschnitts der Bohrkrone 3 in Eingriff ist.On its outer peripheral surface, the impact adapter 7 another radial step, which - in the axial direction of the impact adapter 7 seen - approximately in the middle of the same is arranged and at the blow adapter 7 undergoes a reduction in its cross-section. By this radial stage is an annular face in the illustrated embodiment 17 formed by means of which on the impact adapter 7 transmitted impact energy from the blow adapter 7 on the drill bit 3 This is transferred to her on this Bohrchallohlenfernen front side with a likewise annular face 18 is provided. On the outer circumferential surface of his Bohrhlchsohlenseitigen end portion, the impact adapter 7 an external thread 19 on, which with a corresponding internal thread 20 on the inner circumferential surface of the drill hole distal end portion of the drill bit 3 is engaged.

Der Schlagadapter 7 weist im Bereich seines bohrlochsohlenseitigen Endes eine vordere ringförmige Schlagfläche 21 auf, mittels der Schlagenergie vom Schlagadapter 7 auf die Klappbohrelemente 4, 5 übertragbar ist; die Klappbohrelemente 4, 5 weisen hierzu eine teilringförmige Schlagfläche 22 auf.The shock adapter 7 has in the region of its Bohrhlchsohlenseitigen end a front annular face 21 on, by means of the impact energy from the blow adapter 7 on the folding drill elements 4 . 5 is transferable; the folding drill elements 4 . 5 For this purpose, have a partially annular striking surface 22 on.

Zwischen seiner vorderen ringförmigen Schlagfläche 21 und seiner bohrlochsohlenseitigen Stirnfläche hat der Schlagadapter 7 eine Kegel- bzw. Führungsfläche 23, die gemeinsam mit der vorderen ringförmigen Schlagfläche 21 des Schlagadapters 7 und der der Kegel- bzw. Führungsfläche 23 des Schlagadapters 7 gegenüberliegenden Innenmantelfläche der Bohrkrone 3 einen Aufnahmeraum für die darin angeordneten Endabschnitte der Klappbohrelemente 4, 5 bildet, wobei diese Endabschnitte der Klappbohrelemente 4, 5 in diesem Aufnahmeraum in gewisser Weise beweglich sind.Between its front annular face 21 and its Bohrhlchsohlenseitigen face has the impact adapter 7 a cone or guide surface 23 , in common with the front annular face 21 the impact adapter 7 and the cone or guide surface 23 the impact adapter 7 opposite inner circumferential surface of the drill bit 3 a receiving space for the end portions of the folding drilling elements arranged therein 4 . 5 forms, these end portions of the folding drill 4 . 5 are movable in this way in some way.

Die Kegel- bzw. Führungsfläche 23 des Schlagadapters 7 dient darüber hinaus zur – in Radialrichtung der Bohrkrone 3 gesehen – inneren bzw. hinteren Abstützung der Klappbohrelemente 4, 5. Durch diese innere bzw. hintere Abstützung werden die auf die Klappbohrelemente 4, 5 wirkenden Bohrkräfte abgefangen, wobei darüber hinaus beim noch zu beschreibenden Einklappen der Klappbohrelemente 4, 5 das hintere Widerlager für die Klappbohrelemente 4, 5 durch diese Kegel- bzw. Führungsfläche 23 des Schlagadapters gebildet wird.The cone or guide surface 23 the impact adapter 7 also serves to - in the radial direction of the drill bit 3 seen - inner or rear support of the folding drill 4 . 5 , By this inner or rear support are on the folding drill 4 . 5 intercepted acting drilling forces, wherein moreover to be described folding the folding drill 4 . 5 the rear abutment for the folding drill 4 . 5 through this cone or guide surface 23 the impact adapter is formed.

Die beiden im Falle der in den 1 bis 6 an der Bohrkrone 3 vorgesehenen Klappbohrelemente 4, 5 entsprechen einander hinsichtlich ihrer Anordnung und Funktion, so dass im Folgenden lediglich das in den 1 und 5 jeweils im Schnitt dargestellte, in den Figuren obere Klappbohrelement 4 beschrieben wird.The two in the case of the in the 1 to 6 on the drill bit 3 provided folding drill 4 . 5 correspond to each other in terms of their arrangement and function, so that in the following only in the 1 and 5 each shown in section, in the figures upper folding drill 4 is described.

Das Klappbohrelement 4, welches dem weiteren Klappbohrelement 5 diametral gegenüberliegend an der Außenmantelfläche der Bohrkrone 3 angeordnet ist, sitzt im dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb eines seitlichen, für das betreffende Klappbohrelement 4 vorgesehenen Fensters 24, das in der Außenmantelfläche der Bohrkrone 3 ausgebildet ist. Die Bohrkrone 3 hat einen Kronenabschnitt 25 und einen Schaftabschnitt 26, wobei derjenige Bereich der Außenmantelfläche der Bohrkrone 3, in dem die Fenster 24 zur Aufnahme der Klappbohrelemente 4, 5 ausgebildet sind, auf der Außenmantelfläche des Schaftabschnitts 26 vorgesehen sind.The folding drill element 4 , which the further folding drill 5 diametrically opposite to the outer surface of the drill bit 3 is arranged, sitting in the illustrated embodiment within a lateral, for the relevant folding drill 4 provided window 24 located in the outer surface of the drill bit 3 is trained. The drill bit 3 has a crown section 25 and a shaft portion 26 , Wherein that portion of the outer circumferential surface of the drill bit 3 in which the windows 24 for receiving the folding drilling elements 4 . 5 are formed on the outer circumferential surface of the shaft portion 26 are provided.

Es sei darauf hingewiesen, dass für den Fall, dass mehr als zwei Klappbohrelemente 4, 5 vorgesehen sind, die diesen zugeordneten Fenster 24 symmetrisch über den Umfang des Schaftabschnitts 26 verteilt sind. Die Fenster 24 können beispielsweise in die Außenmantelfläche des Schaftabschnitts 26 der Bohrkrone 3 eingefräst sein.It should be noted that in the event that more than two hinged drills 4 . 5 are provided, the associated window 24 symmetrical about the circumference of the shaft portion 26 are distributed. The window 24 For example, in the outer circumferential surface of the shaft portion 26 the drill bit 3 milled in.

Der Kronenabschnitt 25 der Bohrkrone 3 ist mit Spülbohrungen 27 ausgebildet, durch die hindurch die Spülung zur Bohrlochsohle gelangt; an der freien Stirnseite des Kronenabschnitts 25 sind stirnseitige Spülnuten 28 ausgebildet, an der Außenmantelfläche des Kronenabschnitts 25 dahingegen seitliche Spülnuten 29. Die stirnseitigen Spülnuten 28 und die seitlichen Spülnuten 29 dienen der Spülung und der Entfernung des Bohrkleins von der Bohrlochsohle.The crown section 25 the drill bit 3 is with flushing holes 27 formed, through which the flush passes to the bottom hole; at the free end of the crown section 25 are front-side flushing grooves 28 formed on the outer circumferential surface of the crown portion 25 on the other hand, side flushing grooves 29 , The front-side flushing grooves 28 and the side scavenging grooves 29 are used to rinse and remove the cuttings from the bottom of the hole.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Bohrvorrichtung 1 sind am Kronenabschnitt 25 der Bohrkrone 3 als eigentliche Zerspanungselemente beim Bohrvorgang Hartmetallstifte 30 vorgesehen, die in der insbesondere aus 3 hervorgehenden Verteilung angeordnet sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, andere Zerspanungselemente einzusetzen, zum Beispiel Hartmetallplatten oder dergleichen. Die genannten Formen der Zerspanungselemente konzentrieren sich auf das schlagende Bohren. Wird die Geometrie dieser Zerspanungselemente noch weitergehend modifiziert, ist die Bohrvorrichtung 1 auch für das drehende Bohren in der gleichen Art und Weise geeignet.In the illustrated embodiment of the drilling device 1 are at the crown section 25 the drill bit 3 as actual cutting elements during the drilling process carbide pins 30 provided in particular from 3 resulting distribution are arranged. In principle, it is also possible to use other cutting elements, for example hard metal plates or the like. The mentioned forms of the cutting elements concentrate on the beating drilling. If the geometry of these cutting elements is further modified, the drilling device is 1 also suitable for rotary drilling in the same way.

Wie vorstehend bereits erwähnt, soll im Folgenden lediglich das Klappbohrelement 4 näher beschrieben werden, welches hinsichtlich Ausgestaltung, Funktion und Wirkungsweise dem ihm diametral gegenüberliegend an der Bohrkrone 3 angeordneten Klappbohrelement 5 entspricht.As already mentioned above, in the following only the folding drill 4 be described in detail, which in terms of design, function and mode of action him diametrically opposite to the drill bit 3 arranged folding drill 5 equivalent.

Das Klappbohrelement 4 ist in das Fenster 24 der Bohrkrone 3 eingelegt. Es wird seitlich durch Seitenwände der Fenster 24 geführt und abgestützt. Im Bereich seines in Bohrrichtung gesehen vorderen Endabschnitts weist das Klappbohrelement 4 eine vordere äußere Anschlagfläche 31 auf, entsprechend im in Bohrrichtung gesehen hinteren Bereich eine hintere äußere Anschlagfläche 32. Der vorderen äußeren Anschlagfläche 31 des Klappbohrelements 4 ist eine vordere innere Anschlagfläche 33 der Bohrkrone 3 zugeordnet, wobei die vordere innere Anschlagfläche 33 auf der Innenseite eines das Fenster 24 an seiner der Bohrlochsohle zugewandten Kante begrenzenden Abschnitts der Bohrkrone 3 ausgebildet ist. Entsprechend ist eine hintere innere Anschlagfläche 34 der Bohrkrone der hinteren äußeren Anschlagfläche 32 des Klappbohrelements 4 zugeordnet, wobei die hintere innere Anschlagfläche 34 auf der Innenseite eines Abschnitts der Bohrkrone 3 ausgebildet ist, der das Fenster 24 an dessen bohrlochsohlenfernen Hinterkante begrenzt.The folding drill element 4 is in the window 24 the drill bit 3 inserted. It is sideways through side walls of the windows 24 guided and supported. In the area of its seen in the drilling direction front end portion has the hinged drill 4 a front outer stop surface 31 on, according as seen in the drilling direction rear area a rear outer abutment surface 32 , The front outer stop surface 31 of the folding drill element 4 is a front inner stop surface 33 the drill bit 3 associated with the front inner abutment surface 33 on the inside of a window 24 at its the bottom hole facing edge limiting portion of the drill bit 3 is trained. Correspondingly, a rear inner stop surface 34 the drill bit of the rear outer stop surface 32 of the folding drill element 4 assigned, with the rear inner stop surface 34 on the inside of a section of the drill bit 3 is formed, which is the window 24 limited to the drill hole remote trailing edge.

Auf seiner der Bohrkronenachse 35 zugewandten Innenseite hat das Klappbohrelement 4 eine innere Anschlagfläche 36. Wenn die vordere äußere Anschlagfläche 31 des Klappbohrelements 4 an der vorderen inneren Anschlagfläche 33 der Bohrkrone 3 und die hintere äußere Anschlagfläche 32 des Klappbohrelements 4 an der hinteren inneren Anschlagfläche 34 der Bohrkrone 3 anliegt, wie dies in 1 gezeigt ist, ist die innere Anschlagfläche 36 des Klappbohrelements in Bezug auf die Bohrkronenachse 35 geneigt angeordnet, so dass die in Bohrrichtung gesehen hintere Kante 37 der inneren Anschlagfläche 36 des Klappbohrelements 4 an einer Gegenfläche der Bohrkrone 3 anliegt, wohingegen am vorderen Ende des Klappbohrelements 4 zwischen dessen innerer Anschlagfläche 36 und der bohrkronenseitigen Gegenfläche ein Abstand vorliegt. Die entsprechende Position des Klappbohrelements 4 geht am besten aus 1 hervor. Aufgrund der in Umfangsrichtung der Bohrkrone 3 bogenförmigen Ausgestaltung des Klappbohrelements 4 ist dessen innere Anschlagfläche 36 zweigeteilt, das heißt, praktisch existieren zwei innere Anschlagflächen 36 im Bereich der beiden seitlichen Enden des Klappbohrelements 4. Aufgrund des Zusammenwirkens der vorderen äußeren Anschlagfläche 31 bzw. der hinteren äußeren Anschlagfläche 32 des Klappbohrelements mit der vorderen inneren Anschlagfläche 33 bzw. der hinteren inneren Anschlagfläche 34 der Bohrkrone wird das Klappbohrelement 4 innerhalb des Fensters 24 der Bohrkrone abgestützt und auch geführt.On his the drill bit axis 35 facing inside has the folding drill 4 an inner stop surface 36 , When the front outer stop surface 31 of the folding drill element 4 on the front inner stop surface 33 the drill bit 3 and the rear outer abutment surface 32 of the folding drill element 4 at the rear inner stop surface 34 the drill bit 3 is present, as in 1 is shown, the inner stop surface 36 of the folding drill element with respect to the drill bit axis 35 arranged inclined so that the rear edge seen in the drilling direction 37 the inner stop surface 36 of the folding drill element 4 on a counter surface of the drill bit 3 is present, whereas at the front end of the folding drill 4 between its inner stop surface 36 and the drill bit side counter surface is a distance. The corresponding position of the folding drill 4 works out best 1 out. Due to the circumferential direction of the drill bit 3 arcuate configuration of the folding drill 4 is its inner stop surface 36 divided into two, that is, practically exist two inner abutment surfaces 36 in the region of the two lateral ends of the folding drill element 4 , Due to the interaction of the front outer stop surface 31 or the rear outer stop surface 32 the folding drill element with the front inner stop surface 33 or the rear inner stop surface 34 the drill bit becomes the hinged drill 4 within the window 24 the drill bit supported and guided.

In gleicher Weise wie der Kronenabschnitt 25 der Bohrkrone 3 ist das Klappbohrelement 4, wie insbesondere aus 3 hervorgeht, mit Hartmetallstiften 38 versehen, mittels denen die eigentliche Zerspanungsarbeit beim Bohrvorgang verrichtet wird. Bezüglich möglicher anderer Ausführungsformen derartiger Zerspanungselemente und auch bezüglich der dafür vorgesehenen Zerspanungsgeometrie gilt dasselbe wie im Falle der Zerspanungselemente der Bohrkrone 3.In the same way as the crown section 25 the drill bit 3 is the folding drill 4 , in particular from 3 shows, with carbide pins 38 provided by means of which the actual cutting work is performed during the drilling process. With regard to possible other embodiments of such cutting elements and also with regard to the cutting geometry intended for this purpose, the same applies as in the case of the cutting elements of the drill bit 3 ,

Um auch den mittels des Klappbohrelements 4 bzw. mittels der Klappbohrelemente 4, 5 abgebohrten Abschnitt der Bohrlochsohle mit Spülung zu versorgen, weist das Klappbohrelement 4 einen inneren Spülkanal 39 auf, der mittels einer das Klappbohrelement durchbrechenden Spülbohrung 40 an die Außenfläche des Klappbohrelements 4 angeschlossen ist.To also the means of the folding drill 4 or by means of the folding drill elements 4 . 5 To provide drilled portion of the bottom hole with rinse, has the folding drill 4 an inner flushing channel 39 on, by means of a folding drill the erupting Spülbohrung 40 to the outer surface of the folding drill 4 connected.

Wenn das Klappbohrelement 4 mit seiner vorderen äußeren Anschlagfläche 31 an der vorderen inneren Anschlagfläche 33 der Bohrkrone 3 und mit seiner hinteren äußeren Anschlagfläche 32 an der hinteren inneren Anschlagfläche 34 der Bohrkrone 3 in Anlage ist, ragt das Klappbohrelement 4 mit seinem mittleren Abschnitt durch die Öffnungsfläche des Fensters 24 in Radialrichtung über den Außenumfang der Bohrkrone 3 vor. An diesem vorragenden Abschnitt ist das Klappbohrelement 4 daher erheblich dicker ausgebildet als an seinem die vordere äußere Anschlagfläche 31 bzw. die hintere äußere Anschlagfläche 32 ausbildenden Abschnitt. Auf den über den Außenumfang der Bohrkrone 3 vorragenden Flächenabschnitten ist das Klappbohrelement 4 mit den vorstehend genannten Hartmetallstiften 38 versehen, wie dies am besten aus 3 hervorgeht.When the folding drill 4 with its front outer stop surface 31 on the front inner stop surface 33 the drill bit 3 and with its rear outer stop surface 32 at the rear inner stop surface 34 the drill bit 3 is in Appendix, the folding drill protrudes 4 with its middle section through the opening area of the window 24 in the radial direction over the outer circumference of the drill bit 3 in front. At this protruding section is the hinged drill 4 therefore considerably thicker than at its front outer stop surface 31 or the rear outer stop surface 32 training section. On the over the outer circumference of the drill bit 3 projecting surface portions is the hinged drill 4 with the above-mentioned carbide pins 38 provided as best as possible 3 evident.

In die in 1 gezeigte radial äußere Position wird das Klappbohrelement 4 mittels der Vorspanneinrichtung 6 vorgespannt, wobei als Vorspanneinrichtung bei der in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung 1 ein Federelement in Form einer Schraubenfeder 6 vorgesehen ist. Die Schraubenfeder sitzt mit ihrem radial äußeren Ende in einem Sackloch 41, das auf der der Bohrkronenachse 35 zugewandten Innenseite bzw. Innenfläche des Klappbohrelements 4 ausgebildet ist. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Schraubenfeder auf einer hierfür geeigneten Gegenfläche der Bohrkrone 3 ab. Aufgrund des Abstands bzw. des Freiraums zwischen der bohrkronenseitigen Gegenfläche einerseits und der inneren Anschlagfläche 36 des Klappbohrelements 4 andererseits kann das Klappbohrelement aus der in 1 gezeigten radial äußeren Stellung in die in 5 gezeigte radial innere Stellung einklappen. In dieser radial inneren Stellung liegt das Klappbohrelement 4 mit seinen inneren Anschlagflächen 36 an der entsprechenden Gegenfläche der Bohrkrone 3 an. Die Schraubenfeder 6 befindet sich dann, wie dies insbesondere aus 5 hervorgeht, in ihrem zusammengedrückten Zustand. Als Kippachse für den Klappvorgang des Klappbohrelements 4 bei dessen Bewegung zwischen dessen in 1 gezeigter radial äußerer Position und dessen in 5 gezeigter radial innerer Position fungiert die hintere Kante 37 der zweigeteilten inneren Anschlagfläche 36 bzw. der zwei inneren Anschlagflächen 36 des Klappbohrelements 4. Die Abmessungen des auf seiner Außenseite die hintere äußere Anschlagfläche 32 des Klappbohrelements 4 ausbildenden Abschnitts desselben einerseits und die des die hintere innere Anschlagfläche 34 der Bohrkrone 3 ausbildenden Abschnitts derselben, der vorderen ringförmigen Schlagfläche 21 sowie der Kegel- bzw. Führungsfläche 23 des Schlagadapters 7 andererseits sind so gewählt, dass die vorstehend geschilderte Bewegung des Klappbohrelements 4 bzw. dessen Klappvorgang um die hintere Kante 37 seiner beiden inneren Anschlagflächen 36 ermöglicht ist.In the in 1 shown radially outer position is the folding drill 4 by means of the pretensioning device 6 biased, being used as a biasing device in the in the 1 to 6 shown embodiment of the drilling device according to the invention 1 a spring element in the form of a helical spring 6 is provided. The coil spring sits with its radially outer end in a blind hole 41 on the drill bit axis 35 facing inside or inside surface of the folding drill 4 is trained. With its other end, the coil spring is supported on a suitable counter surface of the drill bit 3 from. Due to the distance or the free space between the drill bit side counter surface on the one hand and the inner stop surface 36 of the folding drill element 4 On the other hand, the folding drill from the in 1 shown radially outer position in the in 5 Fold in the radially inner position shown. In this radially inner position is the folding drill 4 with its inner stop surfaces 36 on the corresponding counter surface of the drill bit 3 at. The coil spring 6 then, as this particular looks like 5 emerges, in their compressed state. As a tilting axis for the folding operation of the folding drill 4 in its movement between its in 1 shown radially outer position and its in 5 shown radially inner position acts the rear edge 37 the two-part inner stop surface 36 or the two inner abutment surfaces 36 of the folding drill element 4 , The dimensions of on its outside the rear outer abutment surface 32 of the folding drill element 4 forming portion thereof on the one hand and that of the rear inner abutment surface 34 the drill bit 3 forming portion of the same, the front annular face 21 and the cone or guide surface 23 the impact adapter 7 On the other hand, are chosen so that the above-described movement of the folding drill 4 or its folding process around the rear edge 37 its two inner stop surfaces 36 is possible.

In seinem bohrlochsohlenfernen Bereich ist der mittlere Abschnitt des Klappbohrelements 4 mit einer schrägen Gleitfläche 42 ausgestaltet, die zum Einklappen des Klappbohrelements 4 gegen die Kraft der Schraubenfeder 6 in der noch beschriebenen Weise mit einer bohrlochsohlenseitigen Stirnfläche 43 des Stützrohrs 2 zusammen wirkt.In its borehole area remote area is the middle section of the hinged drill element 4 with a sloping sliding surface 42 designed for folding the folding drill 4 against the force of the coil spring 6 in the manner described below with a borehole bottom side face 43 of the support tube 2 works together.

Wie vorstehend bereits geschildert, ist aufgrund der schräg gefrästen inneren Anschlagflächen 36 des Klappbohrelements 4 der Freiraum geschaffen, so dass das Klappbohrelement 4 auch einklappen kann. Diese zweigeteilte innere Anschlagfläche 36 bzw. die beiden inneren Anschlagflächen 36 begrenzen die mögliche Einklappbewegung des Klappbohrelements 4; der gesamte Bewegungsbereich wird jedoch nicht immer genutzt, da das Klappbohrelement 4 nur soweit einklappt, wie dies durch den Innendurchmesser der Rohrschuhs 15 bzw. des Stützrohrs 2 vorgegeben ist.As already described above, due to the obliquely milled inner stop surfaces 36 of the folding drill element 4 created the clearance, so that the folding drill 4 can also fold. This two-part inner stop surface 36 or the two inner stop surfaces 36 limit the possible Einklappbewegung the Klappbohrelements 4 ; However, the entire range of motion is not always used because the folding drill 4 only as far as folding, as by the inner diameter of the pipe shoe 15 or of the support tube 2 is predetermined.

Mittels der Schraubenfeder 6 wird das Klappbohrelement 4 in seiner radial äußersten Position gehalten. Durch die radial äußerste Position des Klappbohrelements 4 wird der Durchmesser des Bohrlochs, das mittels der Bohrvorrichtung 1 abgebohrt werden kann, vorgegeben. In der radial äußeren, das heißt, der Bohrstellung des Klappbohrelements 4, unterstützt die radial auswärts gerichtete Vorspannkraft der Schraubenfeder 6 die radiale Bohrkraftkomponente in auswärtiger Richtung, um den genannten Bohrlochdurchmesser zu halten.By means of the coil spring 6 becomes the folding drill 4 held in its radially outermost position. Through the radially outermost position of the folding drill 4 is the diameter of the borehole, by means of the drilling device 1 can be drilled, given. In the radially outer, that is, the Bohrstellung the folding drill 4 , Supports the radially outward biasing force of the coil spring 6 the radial drilling component in the outward direction to keep said borehole diameter.

Wenn die Bohrvorrichtung 1 von der Bohrlochsohle entfernt und durch das Stützrohr 2 in Richtung zum Bohrlochmund gezogen werden soll, läuft die schräge Gleitfläche 42 des Klappbohrelements 4 auf die innere Phase der Stirnfläche 43 des Stützrohrs 2 bzw. des Rohrschuhs 15 auf. Durch die Zugkraft des Bohrstrangs wird auf die schräge Gleitfläche 42 eine radiale Kraftkomponente nach innen wirksam, durch welche das Klappbohrelement 4 um seine Kippachse 37 nach innen geklappt wird. Hierbei wirkt als Gegenkraft die radial auswärts gerichtete Federkraft der Schraubenfeder 6. Die radial einwärts gerichtete Klappbewegung des Klappbohrelements 4 dauert solange, bis die äußerste Kante des Klappbohrelements 4 an der Innenmantelfläche des Stützrohrs 2 bzw. des Rohrschuhs 15 anliegt. In diesem Zustand kann die gesamte Bohrvorrichtung 1 durch das Stützrohr 2 bzw. den sich daran anschließenden Stützrohrstrang in Richtung zum Bohrlochmund hin gezogen werden.When the drilling device 1 from the bottom of the hole and through the support tube 2 is to be pulled towards the borehole mouth, the inclined sliding surface runs 42 of the folding drill element 4 on the inner phase of the face 43 of the support tube 2 or the pipe shoe 15 on. Due to the tensile force of the drill string is on the inclined sliding surface 42 a radial force component acting inwardly, through which the folding drill 4 around its tilt axis 37 is worked inside. In this case acts as a counter force, the radially outwardly directed spring force of the coil spring 6 , The radially inwardly directed folding movement of the folding drill 4 lasts until the outermost edge of the flap drill element 4 on the inner circumferential surface of the support tube 2 or the pipe shoe 15 is applied. In this condition, the entire drilling device 1 through the support tube 2 or the adjoining support pipe string are pulled towards the borehole mouth out.

Am Durchmessersprung, der durch die Schlag- und Mitnahmefläche 14 des Rohrschuhs 15 bzw. des Stützrohrs 2 gebildet ist, bewegt sich das Klappbohrelement 4 wieder soweit nach außen, bis seine Außenkante wieder an der Innenmantelfläche des Stützrohrs 2 anliegt.At the diameter jump, by the impact and driving surface 14 of the pipe shoe 15 or of the support tube 2 is formed, moves the folding drill 4 again as far outward until its outer edge back to the inner surface of the support tube 2 is applied.

Nach Beendigung des Ziehvorgangs kann die Bohrvorrichtung 1 zum Bohren des nächsten Bohrlochs und zum Setzen des nächsten Stützrohrs eingesetzt werden.After completion of the drawing process, the drilling device 1 be used to drill the next hole and to set the next support tube.

Claims (11)

Bohrvorrichtung zur Erstellung verrohrter Bohrlöcher, mit einer als Basis- oder Pilotbohrkrone ausgebildeten Bohrkrone (3) zur Abbohrung eines Zentralbereichs des Bohrlochs und zumindest einem Klappbohrelement (4, 5), das zur Abbohrung eines den Zentralbereich umgebenden Außenbereich des Bohrloches dient, und das in Bezug auf die Bohrkrone (3) zwischen einer Ruhe- und einer Bohrstellung verstellbar ist, wobei der Außendurchmesser einer aus der Bohrkrone (3) und dem zumindest einem Klappbohrelement (4, 5) gebildeten Bohreinheit (3; 4, 5) in Ruhestellung des Klappbohrelementes (4, 5) kleiner und in Bohrstellung des Klappbohrelements (4, 5) größer als der Innendurchmesser eines der Verrohrung des Bohrlochs dienenden Stützrohrs (2) ist und wobei das Klappbohrelement (4, 5) zur Bohrachse des Bohrloches in Bezug auf die Bohrkrone (3) in Radialrichtung über ein Federelement bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Anschlagfläche (36) des Klappbohrelementes (4, 5) in Bohrstellung desselben zur Bohrkronenachse (35) geneigt ist, so dass die in Bohrrichtung gesehen hintere Kante (37) der inneren Anschlagfläche (36) des Klappbohrelementes (4, 5) mit einer mit dieser inneren Anschlagfläche (36) zusammen wirkenden Gegenfläche der Bohrkrone (3) die Kippachse (37) für die gegen das als Schraubenfeder (5) ausgebildete Federelement beweglichen Klappbohrelement (4, 5) bildet. Drilling device for creating cased boreholes, having a drill bit formed as a base or pilot bit ( 3 ) for boring a central region of the borehole and at least one folding boring element ( 4 . 5 ), which serves to drill an outer area of the borehole surrounding the central area, and that with respect to the drill bit ( 3 ) is adjustable between a rest position and a drilling position, wherein the outer diameter of one of the drill bit ( 3 ) and the at least one folding drill element ( 4 . 5 ) drilling unit ( 3 ; 4 . 5 ) in the rest position of the folding drill element ( 4 . 5 ) smaller and in the drilling position of the folding drill element ( 4 . 5 ) larger than the inner diameter of the casing of the wellbore serving support tube ( 2 ) and wherein the folding drill element ( 4 . 5 ) to the drilling axis of the borehole with respect to the drill bit ( 3 ) is arranged movable in the radial direction via a spring element, characterized in that an inner stop surface ( 36 ) of the folding drill element ( 4 . 5 ) in Bohrstellung same to Bohrkronenachse ( 35 ) is inclined, so that seen in the drilling direction rear edge ( 37 ) of the inner stop surface ( 36 ) of the folding drill element ( 4 . 5 ) with one with this inner stop surface ( 36 ) cooperating counter surface of the drill bit ( 3 ) the tilt axis ( 37 ) for against the as a coil spring ( 5 ) formed spring element movable folding drill element ( 4 . 5 ). Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Anschlagfläche (36) der Klappbohrelemente (4, 5) zweigeteilt und mit der Kegel- oder Führungsfläche (23) des Schlagadapters (7) korrespondierend und den Klappvorgang um die hintere Kippachse (37) ermöglichend ausgebildet ist.Drilling device according to claim 1, characterized in that the inner stop surface ( 36 ) of the folding drill elements ( 4 . 5 ) divided in two and with the conical or guide surface ( 23 ) of the impact adapter ( 7 ) and the folding process about the rear tilting axis ( 37 ) is designed enabling. Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der das zumindest eine Klappbohrelement (4, 5) an seiner in Bohrrichtung vorderen Kante eine vordere äußere Anschlagfläche (31) aufweist, die gegen eine vordere innere Anschlagfläche (33) der Bohrkrone (3) in Anlage bringbar ist, wobei die vordere innere Anschlagfläche (33) der Bohrkrone (3) auf der Innenseite eines die in Bohrrichtung vordere Kante die Klappelemente (4, 5) aufnehmenden Fensters (24) bildenden Abschnitts der Bohrkrone (3) ausgebildet ist. Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that in which the at least one folding drill element ( 4 . 5 ) at its front edge in the drilling direction, a front outer stop surface ( 31 ), which against a front inner stop surface ( 33 ) of the drill bit ( 3 ) is engageable, wherein the front inner stop surface ( 33 ) of the drill bit ( 3 ) on the inside of a front edge in the drilling direction the folding elements ( 4 . 5 ) receiving window ( 24 ) forming section of the drill bit ( 3 ) is trained. Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der das zumindest eine Klappbohrelement (4, 5) an seiner in Bohrrichtung hinteren Kante eine hintere äußere Anschlagfläche (32) aufweist, die gegen eine hintere innere Anschlagfläche (34) der Bohrkrone (3) in Anlage bringbar ist, wobei die hintere innere Anschlagfläche (34) der Bohrkrone (3) auf der Innenseite eines die Bohrrichtung hintere Kante des Fensters (24) bildenden Abschnitts der Bohrkrone (3) aufgebildet ist.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that in which the at least one folding drill element ( 4 . 5 ) at its rear edge in the drilling direction, a rear outer stop surface ( 32 ), which against a rear inner stop surface ( 34 ) of the drill bit ( 3 ) is engageable, wherein the rear inner abutment surface ( 34 ) of the drill bit ( 3 ) on the inside of a rear edge of the window ( 24 ) forming section of the drill bit ( 3 ) is formed. Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement oder die Schraubenfeder (6) zwischen dem Klappbohrelement (4, 5) und der Bohrkrone (3) angeordnet ist. Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element or the coil spring ( 6 ) between the folding drill element ( 4 . 5 ) and the drill bit ( 3 ) is arranged. Bohrvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement oder die Schraubenfeder (6) mit ihrem dem Klappbohrelement (4, 5) zugeordneten Endabschnitt in einem auf einer der Bohrkronenachse (35) zugewandten Innenfläche des Klappbohrelementes (4, 5) ausgebildeten Sackloch (41) angeordnet ist. Drilling device according to claim 5, characterized in that the spring element or the coil spring ( 6 ) with its the folding drill element ( 4 . 5 ) associated end portion in a on one of the drill bit axis ( 35 ) facing inner surface of the Klappbohrelementes ( 4 . 5 ) formed blind hole ( 41 ) is arranged. Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ein die hintere äußere Anschlagfläche (32) ausbildende Abschnitt des Klappbohrelementes (4, 5) zwischen dem die hintere innere Anschlagfläche (34) ausbildenden Abschnitt der Bohrkrone (3) und einem eine Kegel- oder Führungsfläche (23) ausbildenden Abschnitt eines Schlagadapters (7) der Bohrvorrichtung (1) beweglich eingebettet ist. Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the one the rear outer abutment surface ( 32 ) forming portion of the folding drill element ( 4 . 5 ) between the rear inner stop surface ( 34 ) forming section of the drill bit ( 3 ) and a cone or guide surface ( 23 ) forming portion of a shock adapter ( 7 ) of the drilling device ( 1 ) is movably embedded. Bohrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Klappbohrelement (4, 5) eine teilringförmige Schrägfläche (22) aufweist, die dem Schlagadapter (7) zugewandt ist und in Bohrstellung des Klappbohrelementes (4, 5) in flächiger Anlage an einer Schlagfläche (21) des Schlagadapters (7) ist.Drilling device according to claim 7, characterized in that the at least one hinged drilling element ( 4 . 5 ) a part-annular inclined surface ( 22 ), which the impact adapter ( 7 ) and in the drilling position of the folding drill element ( 4 . 5 ) in flat contact with a striking surface ( 21 ) of the impact adapter ( 7 ). Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Klappbohrelement (4, 5) einen inneren Spülkanal (39) aufweist, der mittels einer das Klappbohrelement (4, 5) durchdringenden Spülbohrung (40) an die Außenseite des Klappbohrelements (4, 6) angeschlossen ist. Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one hinged drilling element ( 4 . 5 ) an inner flushing channel ( 39 ), which by means of a folding drill element ( 4 . 5 ) penetrating flushing bore ( 40 ) to the outside of the folding drill element ( 4 . 6 ) connected. Bohrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagadapter (7) eine weitere, ringförmige Schlagfläche (17) aufweist, die in Bezug auf die dem zumindest einen Klappbohrelement (4, 5) zugeordnete Schlagfläche (21) des Schlagadapters (7) radial auswärts versetzt ist und mit einer ringförmigen Schlagfläche (18) der Bohrkrone (3) zusammen wirkend ausgebildet ist.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the impact adapter ( 7 ) another, annular face ( 17 ), which in relation to the at least one hinged drill element ( 4 . 5 ) associated striking surface ( 21 ) of the impact adapter ( 7 ) is offset radially outward and with an annular face ( 18 ) of the drill bit ( 3 ) is formed together acting. Bohrvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere, ringförmige Schlagfläche (17) des Schlagadapters (7) in Bohrrichtung gesehen in Bezug auf dessen dem zumindest einen Klappbohrelement (4, 5) zugeordneten Schlagfläche (21) rückwärts versetzt angeordnet ist.Drilling device according to claim 10, characterized in that the further, annular striking surface ( 17 ) of the impact adapter ( 7 ) seen in the direction of drilling with respect to the at least one hinged drill element ( 4 . 5 ) associated clubface ( 21 ) is arranged offset backwards.
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