DE1161524B - Method and device for producing drill shafts and similar bores - Google Patents
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bohrschächten und ähnlichen Bohrungen Bei der Herstellung von Bohrschächten und ähnlichen Bohrungen bediente man sich im allgemeinen eines Vorbohrloches, das nachfolgend erweitert wird. Werden verschiedene Gesteinsschichten unterschiedlicher Härte durchteuft, so entsteht die Gefahr, daß das Vorbohrloch verläuft und dann eine Korrektur erforderlich wird. Bisher hat man sich bemüht, diese Korrektur durch die dem Vorbohrloch folgende Erweiterungsbohrung vorzunehmen.Method and device for the production of wells and the like Boreholes Served in the manufacture of boreholes and similar boreholes one is generally a pilot hole, which is subsequently expanded. Will Different rock layers of different hardness are cut through, this is how the There is a risk that the pilot hole will run out and that a correction will then be necessary. So far, efforts have been made to correct this by means of the enlargement borehole following the pilot borehole to undertake.
Es ist auch schon versucht worden, das zur Herstellung des Vorbohrloches dienende Bohrgerät unmittelbar an das Erweiterungsbohrgerät zu kuppeln, um dadurch eine bessere Führung zu erzielen. Dieses Verfahren ist jedoch nicht geeignet, das Verlaufen des Vorbohrloches zu beseitigen, sondern läuft im Ergebnis auf eine Führung des Erweiterungsbohrgerätes hinaus, so daß bei Verlaufen des Vorbohrloches die Erweiterungsbohrung ebenfalls verläuft. Ähnliche Nachteile ergeben sich bei der Verwirklichung der ebenfalls bekannten Maßnahme, mehrere Stufen von Erweiterungsbohrgeräten aneinander anzuschließen.Attempts have also been made to produce the pilot hole Serving drilling rig to be coupled directly to the extension drilling rig in order to thereby achieve better leadership. However, this method is not suitable for the Eliminate running of the pilot hole, but instead runs on a guide as a result of the extension drilling rig, so that when the pilot hole runs, the extension drilling also runs. Similar disadvantages also arise in the implementation of the known measure to connect several stages of extension drilling rigs to one another.
Das Verlaufen des Vorbohrloches und damit auch der Erweiterungsbohrung kann auch bei Verwirklichung eines anderen zum Stande der Technik gehörigen Vorschlages nicht verhindert werden, der darin besteht, das Gestänge des Vorbohrers im Gestänge des Erweiterungsbohrers in Achsrichtung gleitend zu führen, wobei jedoch der Erweiterungsbohrer nicht gegen die Bohrlochwand festgesetzt werden kann, so daß ein Einrichten des Vorbohrers in die Bohrlochachse und damit eine Richtungskorrektur nicht möglich ist.The course of the pilot hole and thus also the extension hole can also be used when implementing another state-of-the-art proposal not be prevented, which consists in the rod of the pilot drill in the rod of the extension drill to slide in the axial direction, but the extension drill cannot be set against the borehole wall, so that setting up the Pre-drill in the drill hole axis and therefore a direction correction is not possible is.
Insbesondere bei der Herstellung von Strecken ist vorgeschlagen worden, den eigentlichen, den vollen Querschnitt herstellenden Bohrwerkzeugen eine Kernbohrung vorzuschalten, um die nachgeschalteten Bohrwerkzeuge besser führen zu können. Auch bei diesem Verfahren wird nicht der Erweiterungsbohrer an den Bohrlochwänden abgestützt, um die Vorbohrung auszurichten; es handelt sich hier um ein auf Raupen fahrbares Aggregat, bei dem das den Vorbohrer tragende Fahrgestell zur Ausrichtung des Vorbohrers benutzt wird.In particular in the production of routes it has been suggested the actual drilling tools, which produce the full cross-section, a core drilling upstream in order to be able to better guide the downstream drilling tools. Even With this method, the extension drill is not supported on the borehole walls, to align the pilot hole; it is a mobile one on caterpillars Unit in which the chassis carrying the pilot drill is used to align the pilot drill is used.
Nach einem auf die Patentinhaberin zurückgehenden älteren Vorschlag ist es bekannt, Bohrlöcher dadurch niederzubringen, daß die Bohrwerkzeuge auf einer Kreisbahn abrollend einzeln angetrieben werden. Im Zusammenhang mit diesem Verfahren wurde bereits der Vorschlag gemacht, eine Drehkupplung am Bohrgerüst der Aufweitungsbohrer zu verwenden, die am zentralen Spülrohr in axialer Richtung gleitbar angeordnet ist.Based on an older suggestion going back to the patent proprietor it is known to bring down holes in that the drilling tools on a Rolling circular path are individually driven. In connection with this procedure the proposal has already been made to install a rotary coupling on the drilling rig of the expansion drill to use, which is arranged slidably on the central flushing pipe in the axial direction is.
Von diesem Vorschlag ausgehend, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zum gerichteten Niederbringen eines Bohrloches unter ineinandergleitender Anordnung zweier oder mehrerer Bohrgeräte das Vorbohrloch in kurzen Abschlaglängen nach Ausrichten des Vorbohrers niederzubringen. Das erfolgt dadurch, daß der Erweiterungsbohrer beim Niederbringen des Vorbohrers gegen die Schachtwand festgelegt wird und als Führung für den Vorbohrer dient.Based on this proposal, it is proposed according to the invention, for the directional lowering of a borehole with an arrangement that slides into one another two or more drilling rigs cut the pilot hole in short lengths after alignment of the pilot drill. This is done by using the extension drill is set when lowering the pilot drill against the manhole wall and as Guide for the pre-drill is used.
Auf diese Weise ist es möglich, jegliches Verlaufen des Vorbohrloches, welches bei dem derzeitigen Bohrverfahren sehr häufig vorkommt, weitgehendst einzuschränken bzw. vollständig zu vermeiden. Bei den bekannten Schachtbohrverfahren wird nämlich grundsätzlich zuerst das Vorbohrloch hergestellt und dieses anschließend erweitert. Dabei kommt es häufig vor, daß das Vorbohrloch verläuft und nur nachträglich beim erweiternden Bohren korrigiert werden kann. Durch das erfindungsgemäß abwechselnde Niederbringen von Vorbohrloch und Erweiterungsbohrloch mit starr bzw. lose gleitend gekuppelten Meißelsätzen wird dieser Übelstand im wesentlichen ausgeschaltet.In this way it is possible to prevent any running of the pilot hole, which occurs very frequently in the current drilling process, to be restricted as far as possible or to be avoided completely. In the known shaft drilling method is namely In principle, the pilot hole is made first and then expanded. It often happens that the pilot hole runs and only afterwards when widening drilling can be corrected. By alternating according to the invention Sinking the pilot hole and extension hole with rigid or loose sliding coupled chisel sets, this drawback is essentially eliminated.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Vorrichtung benutzt werden, die darin besteht, daß die Schneid- und Führungswerkzeuge der Erweiterungsbohrer mittels Tragseilen od. dgl. über dem zentralen Rohrgestänge gleitend eingebaut und mit dem zentralen Gestänge kuppelbar sind. Zweckmäßig ist es ferner, ein auf dem zentralen Gestänge sitzendes Mitnehmerstück, welches eine die Bohrwerkzeuge eines Erweiterungsbohrers tragende, verschiebbare, aber gegen das Mitnehmerstück nicht verdrehbare Hülse aufnimmt und diese Hülse mit dem Gestänge versperrt, zu verwenden, so daß beim Niederbringen des Vorbohrlochs der Erweiterungsbohrer als Führung für den Vorbohrer dient und beide Bohrwerkzeuge voneinander gelöst sind, während beim Erweiterungsbohren beide Bohrwerkzeuge miteinander gekuppelt sind und der zurückgezogene Vorbohrer zur Führung des Erweiterungsbohrers in Richtung des Vorbohrloches dient. Vorzugsweise ist auf der entsprechend verlängerten Hülse eine gegebenenfalls drehbar sitzende Richtspannführung vorgesehen, um derart die Führung des gerade arbeitenden Bohrwerkzeuges noch zu verbessern.To carry out the method according to the invention, a device be used, which consists in that the cutting and guiding tools of the extension drill by means of suspension ropes or the like. Slidably installed and over the central pipe rods can be coupled to the central linkage. It is also useful to have a central linkage seated driver piece, which one the drilling tools of a Extension drill bearing, movable, but not against the driver piece accommodates rotatable sleeve and locks this sleeve with the rod, to use, so that at Drilling the pilot hole of the extension drill serves as a guide for the pilot drill and both drilling tools are detached from each other, while both drilling tools are coupled to each other during expansion drilling and the retracted pilot drill to guide the extension drill in the direction of the Pilot hole is used. Preferably there is one on the correspondingly elongated sleeve optionally rotatably seated straightening clamping guide is provided to guide the guide in this way of the currently working drilling tool to be improved.
Als Kupplungsvorrichtung zwischen Bohrgestänge und den Erweiterungsbohrern können Bajonett-, Vielkant- oder Gewindeverbindungen benutzt werden.As a coupling device between the drill rods and the extension drills bayonet, polygonal or threaded connections can be used.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrensprinzips des alternierenden Vorbohrens und Erweiterns bei jeweiliger Führung und Ausrichtung der Bohrwerkzeuge wurde eine neuartige Zusammenstellung von zentralem Bohrgestänge, Vorbohrer und Erweiterungsbohrer benutzt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das zentrale Bohrgestänge den Vorbohrer und gegebenenfalls eine Führungsvorrichtung trägt und über diesem gleitend oder mit ihm fest gekuppelt die Erweiterungsbohrer angeordnet sind. Dadurch ergeben sich besondere Vorteile, denn die Verwendung von Großlochbohrgeräten dieser Ausführungsformen beschränkt sich nicht allein auf das Verfahrensprinzip der Führung des Vorbohrers und der unmittelbar darauf folgenden Niederbringung des Erweiterungsbohrloches; in gut bohrbaren Gebirgsschichten, oder wenn die sonstigen örtlichen Verhältnisse es zulassen, kann das erfindungsgemäß zusammengesetzte Bohrgerät unter starrer Bindung zwischen dem Zentralbohrgestänge und den übergeschobenen Erweiterungsbohrern auch zur gleichzeitigen Herstellung von Vorbohrloch und Erweiterungsstufen oder zur Erweiterung eines Vorbohrloches benutzt werden.To carry out the inventive method principle of the alternating Pre-drilling and expanding with the respective guidance and alignment of the drilling tools a new combination of central drill rods, pre-drill and Extension drill used, which is characterized in that the central drill pipe the pre-drill and possibly a guide device carries and above this the extension drills are arranged slidingly or permanently coupled to it. Through this there are special advantages, because the use of large hole drilling rigs this Embodiments are not limited solely to the procedural principle of leadership the pilot drill and the immediately following drilling of the extension borehole; in rock strata that can be easily drilled, or if there are other local conditions it can allow the drill rig according to the invention under rigid binding between the central drill rod and the slid-over extension drills, too for the simultaneous production of a pilot hole and expansion steps or for expansion a pilot hole can be used.
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren und der dabei zum Einsatz kommenden Werkzeuge, und zwar in F i g. 1 a, 1 b, 1 c ein Arbeitsschema für das stufenweise Bohren gemäß der Erfindung, F i g. 2 in Einzeldarstellung das stufenweise Niederbringen von Vorbohrloch und Erweiterungsbohrloch mit einer bevorzugten Ausführungsform der zur Anwendung kommenden Bohrwerkzeuge, F i g. 3 eine Einzeldarstellung zweier verschiedener Möglichkeiten der Kupplung zwischen Bohrgestänge und Meißelsatz.The drawings show exemplary embodiments for the inventive The method and the tools used in this process, specifically in FIG. 1 a, 1 b, 1 c a working scheme for the step-by-step drilling according to the invention, FIG. 2 shows the step-by-step lowering of the pilot hole and the extension hole with a preferred embodiment of the drilling tools used, F i g. 3 shows an individual illustration of two different coupling options between drill rods and chisel set.
Nach den F i g. 1 a bis 1 c findet zum Niederbringen eines Bohrschachtes 1 ein kombiniertes Werkzeug Verwendung, mit dessen Vorbohrer 2 das Vorbohrloch 3 bis zu einer bestimmten Abschlaglänge 4 niedergebracht wird. Nunmehr wird, wie man aus F i g. 1 b erkennt, das Bohrwerkzeug 5 zum Einsatz gebracht, welches das Vorbohrloch 2 auf den größeren Durchmesser 6 erweitert. Der Vorbohrer 2 wird dazu in das Innere des Bohrwerkzeuges 5 zurückgezogen und dient mit seiner Schneide 7 zur Führung des Bohrwerkzeuges 5 bis zum Erreichen der Höhe B. Nunmehr werden der Vorbohrer 2 und das Bohrwerkzeug 5 in das Innere des Bohrers 9 zurückgezogen und dort mit Hilfe einer Kupplung 10 versperrt, wobei die Spannvorrichtungen 11, die bei den Stufen nach F i g. 1 a und 1 b den Bohrer 9 im Schachtteil 12 versperrt haben, gelöst werden. Der Bohrer 9 wird nunmehr in Betrieb genommen und das Vorbohrloch auf die Weite 13 aufgeweitet (F i g. 1 c ). Diesem Arbeitsgang schließt sich jetzt wieder der Arbeitsgang nach F i g. 1 a an, d. h., es wird mit Hilfe des Vorbohrers 2 die nächste Abschlaglänge 4 niedergebracht.According to the F i g. 1 a to 1 c, a combined tool is used to bring down a well 1, with the pilot drill 2 of which the pilot hole 3 is drilled down to a certain length 4 of the cut. Now, as can be seen from FIG. 1 b recognizes that the drilling tool 5 is used, which expands the pilot hole 2 to the larger diameter 6. The pre-drill 2 is retracted into the interior of the drilling tool 5 and serves with its cutting edge 7 to guide the drilling tool 5 until it reaches height B. Now the pre-drill 2 and the drilling tool 5 are withdrawn into the interior of the drill 9 and there with the help a clutch 10 blocked, the clamping devices 11, which are used in the stages according to FIG. 1 a and 1 b have blocked the drill 9 in the shaft part 12, to be solved. The drill 9 is now put into operation and the pilot hole is widened to the width 13 (FIG. 1 c). This work step is now followed by the work step according to FIG. 1 a, that is, the next cut length 4 is brought down with the help of the pilot drill 2.
In Fig. 2 ist eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise geeignete zweistufige Vorrichtung dargestellt. Man erkennt ein Vorbohrloch 14, welches mit kurzer Abschlaglänge durch den Vorbohrer 15 nach Einrichten und Feststellen des Erweiterungsbohrers 18 und damit des Bohrgestänges 16 des Vorbohrers 15 niedergebracht wird, nachdem die Schraubkupplung 19, die den Erweiterungsbohrer 18 mit dem Vorbohrer 15 beim Niederbringen des Erweiterungsbohrloches verbindet, gelöst worden ist. Nach Erreichen einer bestimmten Abschlaglänge wird der Vorbohrer 15 in die in der rechten Hälfte der F i g. 2 dargestellten zurückgezogene Stellung zurückgebracht, worauf der Erweiterungsbohrer 18 in Betrieb genommen wird. Die Kupplung 19 greift in die Laufhülse 20, an der die Bohrschneiden des Erweiterungsbohrers 18 und gegebenenfalls eine Richtspannführung 21 befestigt sind. Die Richtspannführung 21 wird beispielsweise durch die hydraulischen Zylinder 22, 23 in die in der linken Hälfte der F i g. 2 gezeichnete Stellung verspannt, um dabei die Führung des Vorbohrers durch die Laufhülse 20 beim Niederbringen des Vorbohrloches zu verstärken. Am Vorbohrmeißel 1 ist ferner eine mehrarmige flexible Spannführung 24 vorgesehen, deren Führungsarme beim Hochfahren des Vorbohrers 15 unter den Erweiterungsbohrer 18 gegen die Wandung des Vorbohrloches gepreßt und in dieser Stellung durch Feststellvorrichtungen arretiert werden.FIG. 2 shows a two-stage device that is suitable, for example, for carrying out the method according to the invention. One recognizes a pilot hole 14, which is drilled with a short cut length through the pilot drill 15 after setting up and fixing the extension drill 18 and thus the drill rod 16 of the pilot drill 15 after the screw coupling 19, which connects the extension drill 18 with the pilot drill 15 when the extension drill hole is lowered , has been resolved. After reaching a certain length, the pilot drill 15 is in the right half of FIG. 2 brought back the retracted position shown, whereupon the extension drill 18 is put into operation. The coupling 19 engages in the barrel sleeve 20 to which the cutting edges of the extension drill 18 and, if necessary, a straightening clamping guide 21 are attached. The straightening clamping guide 21 is for example by the hydraulic cylinders 22, 23 in the in the left half of FIG. 2 drawn position braced in order to strengthen the guidance of the pilot drill through the barrel 20 when the pilot hole is brought down. A multi-armed flexible clamping guide 24 is also provided on the pre-drill bit 1, the guide arms of which are pressed against the wall of the pre-drill hole under the extension drill 18 when the pre-drill 15 is raised and are locked in this position by locking devices.
Während in F i g. 1 auch für den Erweiterungsbohrer ein Gestänge vorgesehen ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgeführt werden, daß der Erweiterungsmeißel, ähnlich wie in F i g. 3 angedeutet, an Seilen 25 aufgehängt ist. Die Schneid- und Führungswerkzeuge 26 und 27 werden mit Hilfe dieser Seile 25 über dem zentralen Rohrgestänge 28 gleitend eingebaut und durch Mitnehmer 29, 30, wie auf der rechten Seite der F i g. 3 dargestellt, und/oder durch Kupplungsvorrichtungen 31, 32, wie auf der linken Seite der F i g. 3 dargestellt, mit dem Bohrgestänge verbunden. Vorzugsweise weist der Mitnehmer 30 bzw. 33 eine Verlängerung auf, die eine äußere Rundführung 34 für die Führung 27 besitzt.While in FIG. 1 a linkage is also provided for the extension drill, the method according to the invention can be carried out in such a way that the extension chisel, similar to FIG. 3 indicated, is suspended on ropes 25. The cutting and guiding tools 26 and 27 are installed in a sliding manner over the central pipe rod 28 with the aid of these cables 25 and are supported by drivers 29, 30, as shown on the right-hand side of FIG. 3 and / or by coupling devices 31, 32, as shown on the left-hand side of FIG. 3, connected to the drill pipe. The driver 30 or 33 preferably has an extension which has an outer circular guide 34 for the guide 27.
Im linken Teil der F i g. 3 ist eine gewinde- oder bajonettartige Feststellvorrichtung dargestellt, wobei die beiden Teile 31 und 32 selbstverständlich gegeneinander austauschbar sind und vorzugsweise am unteren und/oder oberen Ende einer zylindrischen Hülse 33 sitzen, mit der die Bohrschneiden der Schneid- und Führungswerkzeuge 26 fest und die Führung 27 durchgehend verbunden sind.In the left part of FIG. 3 is a thread or bayonet type Locking device shown, the two parts 31 and 32 of course are interchangeable and preferably at the lower and / or upper end a cylindrical sleeve 33 sit with which the cutting and cutting edges Guide tools 26 fixed and the guide 27 are continuously connected.
Claims (2)
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