DE1185554B - Kernrohr - Google Patents

Description

• Kernrohr Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkernrohr zur Gewinnung von Bohrkernen beispielsweise für geologische Gebirgsuntersuchungen, wobei das Kernrohr aus einem oder zwei zentrisch zueinander angeordneten, jeweils aus mehreren zylindrischen Rohrteilen zusammengesetzten Rohren besteht und dessen unteres Ende eine Kernbohrkrone trägt.
• Bei bekannten Doppelkernrohren befindet sich der losgebrochene Bohrkern im Innenkernrohr, wobei der Kern direkt an der Innenwandung des Innenkernrohres anliegt und dadurch vor Zerbrechen und Zerbröckeln geschützt werden soll. Das Innenkernrohr steht demzufolge fest, während das Außenkernrohr, das die Bohrkrone trägt, um das Innenkernrohr rotiert. Nachteilig bei einem derartigen Kernrohr ist, daß das innere Kernrohr gehemmt werden und sich von seiner Befestigung losreißen kann, um dann durch das Außenkernrohr mitgedreht zu werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Deshalb wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in der Wandung des den Bohrkern aufnehmenden Kernrohres Kugellager radial und axial gleichmäßig über die Wandoberfläche verteilt angeordnet sind, deren Lagerkugeln um einen solchen Betrag über die Innenwand des Kernrohres hinausragen, daß eine rollende Führung zwischen dem rotierenden Kernrohr während der Bohr- und Hebebewegung und dem in Ruhe befindlichen Bohrkern ermöglicht ist.
• Sind zwei zentrisch zueinander angeordnete Kernrohre vorgesehen, deren Zwischenraum in an sich bekannter Weise zur Leitung der Bohrspülung benutzt wird und von denen das innere Kernrohr den Bohrkern aufnimmt, so ist es vorteilhaft, durch an sich bekannte Befestigungsmittel die beiden Kernrohre miteinander starr zu verbinden, so daß beide Kernrohre um den Bohrkern rotieren.
• Eine beispielsweise Ausführung eines Doppelkernrohres gemäß der Erfindung ist an Hand von Zeichnungen näher beschrieben und erläutert, wobei die F i g. 1 a - bis 1 c aufeinanderfolgende Abschnitte in einem Längsschnitt zeigen.
• In den F i g. 1 a bis 1 c sind Abschnitte eines Außenkernrohres 10 dargestellt, von denen jeweils zwei über je ein Kupplungsrohr 11 miteinander verbunden sind. Das am untersten Ende des Kernrohres befindliche Verbindungsstück 12 verbindet das Außenkernrohr 10 und eine Diamantkernbohrkrone 13. Am oberen Ende des Außenkernrohres 10 befindet sich ein übergangsstück 14. Jedes der Abschnitte des Außenkernrohres 10 trägt über Befestigungsschrauben 16 als beispielsweise gewählte Befestigungsmittel je einen Innenkernrohrabschnitt 15. Weitere Innenkernrohrabschnitte 17 sind gleichartig mit den Kupplungsrohren 11 verbunden, und ein Innenkernrohrabschnitt 18 ist mit dem Verbindungsstück 12, mit einem Kernbrechgehäuse 19 zwischen dem Rohrabschnitt 18 und der Kernbohrkrone 13 verbunden. Gewöhnliche Befestigungsschrauben 16 für die Befestigung der Innenkernrohrabschnitte 17 und 18 an den Kupplungsrohren 11 und 12 liegen in einer nicht dargestellten Schnittebene des Kernrohres. Am oberen Ende des Kernrohres ist am Innenkernrohrabschnitt 15 ein Kugelventil 20 befestigt, das den Ausstrom von Flüssigkeit oder Gas aus den Innenkernrohrabschnitten zuläßt, aber einen Rückstrom in die Innenkernrohrabschnitte verhindert.
• In den Innenkernrohrabschnitten 15, 17 und 18 sind mit Zwischenräumen voneinander Kugellagerkäfige 22 angeordnet, in denen sich Lagerkugeln 21 frei bewegen können, wobei die Kugellagerkäfige 22 und die Lagerkugeln 21 so bemessen sind, daß letztere um einen Betrag über die Innenwand der Innenkernrohrabschnitte 15, 17 und 18 hinausragen.
• Das ringförmige Kernbrechgehäuse19 enthält, über seinen Umfang gleichmäßig verteilt, eine Anzahl von Kugeln 23, von denen je eine Kugel 23 frei bewegfch von je einem Kernbrechwerkzeug 24 gehalten wird. Das Kernbrechwerkzeug 24 besteht aus einem offenen winkeligen Körper, der an einem Bolzen befestigt ist und eine schneidenförmige Kante aufweist. Während des Bohrvorganges ist der Druck auf das Bohrgestänge im Verhältnis zum Bohrkern nach unten gerichtet. Die Kugeln 23 weichen demzufolge nach oben aus und bewirken dadurch, daß die Schneidenflächen der Kernbrecher 2,4 radial auswärts gedrückt werden, so daß sich das Kernrohr mit rollender Reibung an dem Bohrkern entlang rotierend abwärts bewegen kann. Dabei ist die Wirkung der Kugeln 23 während dieser Bewegung: die gleiche wie die der Lagerkugeln 21.
• Sobald jedoch das Kernrohr zurückgezogen wird, werden nunmehr die Kugeln 23 durch den Kern nach unten gedrückt. Diese Bewegung drückt die Schneidenflächen der Kernbrecher 24 an den Bohrkern mit genügender Kraft, um während der Rotation des Kernrohres den Bohrkern vom Gestein zu trennen. Das abgetrennte Bohrkernende ruht dann auf den oberen Flächen der Kernbrecher, um herausgehoben zu werden.
• Im vorliegenden Falle können die Kugeln 23 einfach als Lagerkugeln angesehen werden, die auch der gleichen Aufgabe wie die Kugeln 21 dienen, nämlich um den Bohrkern während der Rotation des Kernrohres im Bohrkernraum zu stützen.
• Die beschriebene Verbindung von Innen- und Außenkernrohren macht offensichtlich das Bohrgestänge praktisch zu einem einzigen rotierenden Rohr ohne jegliche nichtrotierende Teile. Normalerweise werden Innen- und Außenkernrohre verwendet, wenn in dem Rohrzwischenraum Spülflüssigkeit zirkulieren soll. Kann jedoch eine ausreichende Spülung auf andere Weise (beispielsweise durch Abwärtsspülung entlang der Außenseite der Außenkernrohre und Aufwärtsspülung im Bohrkernraum) erreicht werden, so kann der Zwischenraum zwischen Außen- und Innenkernrohr erspart werden, und an dessen Stelle kann ein einziges Kernrohr treten, das die Funktion beider Kernrohre erfüllt. Solch ein einziges Kernrohr würde eine entsprechende Anzahl von Kugellagern in derselben allgemeinen Art enthalten, wie sie in den Zeichnungen in Verbindung mit den Innenkernrohren 15, 17 und 18 dargestellt sind, wobei die Kugeln in einem solchen Falle über die Innenwand des einzigen Kernrohres hinausragen. Infolgedessen kann das Kernrohr gemäß der Erfindung in allgemeiner Form verkörpert werden durch rotierende Rohre mit einer zylindrischen Innenfläche gegenüber einem mittels einer Bohrkrone aus dem Gestein herausgebohrten Kern, wobei die Innenfläche axial und radial verteilte Kugellager aufweist, die in den Kernraum hineinragen, um mit dem Kern eine diesen stützende Rollverbindung herbeizuführen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Kernrohr zur Gewinnung von Bohrkernen, wobei das Kernrohr aus einem oder zwei zentrisch zueinander angeordneten, jeweils aus mehreren zylindrischen Rohrteilen zusammengesetzten Rohren besteht und dessen unteres Ende eine Kernkrone trägt, dadurch gekennzeichn e t, daß in der Wandung des den Bohrkern aufnehmenden Kernrohres Kugellager radial und axial gleichmäßig über die Wandoberfläche verteilt angeordnet sind, deren Lagerkugeln um einen solchen Betrag über die Innenwand des Kernrohres hinausragen, daß eine rollende Führung zwischen dem rotierenden Kernrohr und dem in Ruhe befindlichen Bohrkern ermöglicht ist.
2. 2. Kernrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander zentrisch angeordnete Kernrohre, deren Zwischenraum in an sich bekannter Weise zur Führung der Bohrspülung benutzt wird und von denen das innere Kernrohr den Bohrkern. aufnimmt, durch an sich bekannte Befestigungsmittel miteinander starr verbunden sind und beide Kernrohre gemeinsam um den Bohrkern rotieren.
3. 3. Kernrohr nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend als Lagerkugeln wirkende Kugeln von je einem frei beweglichen hebelartigen Kembrechwerkzeug gehalten werden, wobei die axial veränderliche Lage der Kugeln, je nachdem, ob es sich um eine Bohrbewegung oder eine Hebebewegung des Kernrohres handelt, die schneidenförmigen Kanten des Kernbrechwerkzeuges von dem Bohrkern freigibt oder an dem Bohrkern zu seiner Trennung vom Gestein andrückt.