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Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrgestänge aus über Steckkupplungen miteinander verbundenen Rohrabschnitten, wie es beispielsweise zum Herstellen von Erdbohrungen und/oder zum Einziehen von Rohrleitungen ins Erdreich verwendet wird.
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Derartige Gestänge sind in großer Zahl bekannt. So beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift
199 38 577 A1 ein Gestänge aus einzelnen über Steckkupplungen miteinander verbundenen Rohrabschnitten. Bei diesen Steckkupplungen greift in üblicher Weise das vordere Ende eines Rohrabschnitts verriegelt in das rückwärtige Ende eines benachbarten Rohrabschnitts. Die Rohre bedürfen einer Verdrehsicherung und einer Ausziehsicherung. Die Verdrehsicherung besteht dabei aus einer Mehrkanthülse mit Sicherungsflächen, in die ein Mehrkantzapfer mit korrespondierenden Sicherungsflächen eingreift; sie ist daher verdeckt eingebaut. Hingegen besteht die Ausziehsicherung aus einer Wandungsbohrung quer zur Gestängeachse, in der ein Querriegel angeordnet ist. Der Querriegel endet einerseits in einer nach außen offenen Ausnehmung des aufnehmendem Rohrabschnitts und ist in einer gegenüberliegenden Ausnehmung mit einem Querhebel versehen, der zur Sicherung der Verbindung beim Bohren um mehr als 90° in eine nach außen offene Tasche des aufnehmenden Rohrabschnitts verschwenkt wird.
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Bohrgestänge dieser Art sind mit dem Nachteil behaftet, daß nach außen weisende Gestängeöffnungen beim Bohren zwangsläufig verschmutzen und demgemäß vor einem Lösen der Rohr- bzw. Gestängeabschnitte zunächst einer Reinigung bedürfen. Ein weiterer Nachteil derartiger Gestänge besteht darin, daß jede nach außen weisende Öffnung wegen der damit verbundenen erhöhten Reibungswiderstandes mit einem zusätzlichen Aufwand an Antriebskraft verbunden ist und daher nicht unerhebliche Betriebskosten verursacht.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, sind zahlreiche außen glatte Rohrverbindungen bekannt, bei denen wie im Falle der PCT-Offenlegungsschrift
WO 00/20720 jeder Gestängeabschnitt einerseits mit einem Außengewinde und andererseits mit einem Innengewinde versehen ist. Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Gestängeabschnitte, wenn auch mühsam, miteinander verschrauben. Dieses Verschrauben ist jedoch nur dann möglich, wenn die korrespondierenden Gewinde sauber sind. Unabhängig davon ist das Verschrauben jedoch auch außerordentlich zeitaufwendig und erfordert je nach dem Gewicht der Gestängeabschnitte erhebliche, zumeist nur maschinell erreichbare Kräfte.
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Ein weiterer besonders schwerwiegender Nachteil der geschraubten Rohrverbindungen besteht darin, daß diese naturgemäß nur eine Drehrichtung als Arbeitsrichtung kennen, weil sich in der anderen Drehrichtung die Verbindung der Gestängeabschnitte lösen würde.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, beschreibt die
deutsche Patentschrift 101 10 399 ein glattes Gestänge für einen Dreh- und Schubantrieb aus mehreren über Steckverbindungen in beiden Richtungen drehfest miteinander verbundenen Rohrabschnitten, Dieses Gestänge besitzt zwar eine durchgehend glatte Außenfläche, erfordert aber zu jedem Gestängeabschnitt einen Innenrohrabschnitt und Kupplungen zum Verbinden der Außenrohr- und der Innenrohrabschnitte. Die Innenrohrabschnitte besitzen mehrere Mitnehmeranschläge, über die sie einerseits miteinander und andererseits mit jeweils einem Außenrohrabschnitt verbunden sind. Diese dreh- sowie schub- und zugfeste Verbindung jeweils zweier Gestängeabschnitte ist jedoch konstruktiv sehr aufwendig.
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DE 199 12 150 A1 offenbart ein Bohrgestänge, bei dem zwei benachbarte Gestängeschüsse mittels einer Steckkupplung miteinander verbunden werden. Ein Ende eines ersten Gestängeschusses wird in eine Muffe, die mit dem Ende eines zweiten Gestängeschusses verbunden ist, eingesteckt, wodurch ein Verriegelungselement, das in seiner entriegelten Stellung einen Teil der Wand des ersten Gestängeschusses ausbildet, in eine Vertiefung in der Innenseite der Muffe einrastet. Das Einrasten wird durch eine Vorspannung einer Blattfeder bewirkt. Durch das Verriegelungselement werden die beiden Gestängeschüsse in Zugrichtung miteinander gekuppelt. Eine Übertragung eines Drehmoments erfolgt mittels eines Mitnehmers des ersten Gestängeschusses, der in einen Ausschnitt in der Muffe des zweiten Gestängeschusses eingreift. Ein Entriegeln des Verriegelungselements erfolgt mittels eines Entriegelungsschuhs, der durch den von den Gestängeschüssen ausgebildeten Hohlraum bis zu der zu entriegelnden Kupplung verfahren wird und dort so verdreht wird, dass dieser mit einer Umfangsfläche den in den Innenraum des ersten Gestängeschusses ragenden Abschnitt des Verriegelungselements radial nach außen lenkt, wodurch die Verriegelung mit dem Gestängeschuss freigegeben wird.
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Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Bohrgestänge aus einzelnen Gestängeabschnitten zu schaffen, bei dem Ver- und Entriegelung weniger aufwendig sind.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit völlig im Innern der Gestängeabschnitte angeordneten Kupplungen, die auch von innen betätigt werden. Diese Kupplungen bestehen aus mindestens einem verschwenkbaren Verriegelungsstück im einen Ende eines ersten Gestängeabschnitts, das in einen zweiten Gestängeabschnitt eingreift, und aus Gegenflächen der Gestängeabschnitte (vorzugsweise einer Zugkante einer Druckkante). Ferner ist das Verriegelungsstück mit einer zum Ver- und Entriegeln dienenden Betätigungsstange versehen. Das Verriegelungsstück kann mittels einer Feder in seiner Verriegelungssteckung gehalten werden.
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Zwischen der Betätigungsstange und dem Gestängeabschnitt kann eine Haltefeder angeordnet sein, die dafür sorgt, dass sich die Betätigungsstange stets in ihrer Verriegelungsposition befindet, solange die Betätigungsstange nicht von Hand in eine Entriegelungsposition gebracht wird.
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Zum Zwecke der Drehmomentübertragung können die korrespondierenden bzw. ineinandergreifenden Enden der Gestängeabschnitte Kupplungsflächen aufweisen. So können derartige Kupplungsflächen einander gegenüberliegend mit axialem Abstand voneinander im Gestängeinnern angeordnet sein.
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Die Kupplungen der Gestängeabschnitte können auch mit einer axialen Bohrung versehen sein, um beispielsweise den Bohrkopf mit einem Spülmittel zu versorgen.
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Insgesamt gesehen schafft die Erfindung somit eine völlig gekapselte und demgemäß auch nur von innen zu betätigende Kupplung für Gestängeabschnitte, die von außen Im wesentlichen völlig glatt ausgebildet sein können. Darüber hinaus sind die einzelnen Gestängeabschnitte genau positioniert miteinander verbunden, so daß die Drehlage des Bohrkopfs, beispielsweise eines Bohrkopfs mit einer Lenkfläche, am anderen Gestängeende bzw. am Bohrantrieb stets ohne weiteres erkennbar ist. Dies vereinfacht die Überwachung der Drehlage eines solchen Bohrkopfs außerordentlich.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 die Außenansicht der Stoßstelle zweier erfindungsgemäßer Gestängeabschnitte,
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2 einen axialen Längsschnitt durch die Kupplung nach der Linie II-II in 1 in der Arbeitsstellung,
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3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in 2 und
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4 einen 2 entsprechenden Längsschnitt mit der gelösten Kupplung.
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Das erfindungsgemäße Gestänge besteht aus rohrförmigen Abschnitten 1, 2, die eine glatte Oberfläche, d. h. eine Oberfläche ohne Ausnehmungen und Erhöhungen besitzen und an der Stoßstelle 3 ahne Absatz ineinander übergehen. Beide Abschnitte besitzen an ihren ineinandergreifenden Enden korrespondierende Flächen und greifen so drehfest ineinander.
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Die beiden Gestängeabschnitte 1, 2 greifen mit als Zugkanten ausgestalteten Gegenflächen 9 und mit als Druckkanten ausgestalteten Gegenflächen 10 ineinander. Dabei sind in der Wandung eines innenliegenden Fortsatzes bzw. Endes 15 winkelförmige Verriegelungsstücke 16, 17; 18, 19 verschwenkbar gelagert, deren Schenkel 17, 19 in Taschen 20, 21 einer Betätigungsstange 22 eingreifen. Die Betätigungsstange 22 kann auch zweiteilig ausgebildet sein, um nicht die ganze Stange in dem Gestängeabschnitt 2 belassen zu müssen.
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Die Betätigungsstange 22 steht unter dem Einfluß einer Druckfeder 23, die sich an einem Innenkragen 24 des Endes 15 abstützt oder auch direkt an den Verriegelungsstücken 16, 17; 18, 19 angreift.
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Das Ende 15 und der Gestängeabschnitt 1 sind mit korrespondierenden Kupplungsflächen 25, 26 zur Drehmomentübertragung versehen (3). Die Zugkanten 9 der Verriegelungsstücke 16, 17; 18, 19 des Gestängeabschnitts 2 lassen sich mit Hilfe der Betätigungsstange 22 lösen; sie bewegen sich zentripetal nach innen, wenn auf die Betätigungsstange 22 ein Druck ausgeübt wird von der Position in 2 in die Position der 4, in der sich die beiden Gestängeabschnitte 1, 2 auseinander ziehen lassen.
