DE1192605B

DE1192605B - Flushing head, especially for drilling rigs working according to the air lift and jet suction method

Info

Publication number: DE1192605B
Application number: DER37607A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz-Jos Knickelmann; Heinz Hoerter
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1964-04-03
Filing date: 1964-04-03
Publication date: 1965-05-13
Also published as: GB1088257A; US3355188A; NL6503280A

Description

Spülkopf, insbesondere für nach dem Lufthebe- und Strahlsaugverfahren arbeitende Bohranlagen Die Erfindung betrifft einen Spülkopf, insbesondere für nach dem Lufthebe- und Strahlsaugbohrverfahren arbeitende Bohranlagen.Rinsing head, especially for after the air lift and jet suction process working drilling rigs The invention relates to a flushing head, in particular for after Drilling systems working with the air lift and jet suction drilling method.

Das bei den bekannten Spülköpfen dieser Art immer wieder auftretende Problem ist das der Abdichtung des überganges zwischen dem rotierenden Bohrgestänge bzw. der Mitnehmerstange auf der einen und der daran anschließenden feststehenden Zu- oder Ableitung auf der anderen Seite. Beide Teile, also Mitnehmerstange einerseits und Zu- bzw. Ableitung andererseits können nicht miteinander verbunden sein, da sie während des Bohrvorganges eine Relativbewegung gegeneinander ausführen. Bei den bekannten Vorrichtungen wird deshalb, um ein Austreten der Bohrtrübe an dieser Stelle zu verhindern, ein aufwendiges System von Dichtungen vorgesehen. Dabei handelt es sich z. B. um nitrierte Büchsen und Hutmanschetten. Alle Dichtelemente sind durch die in der Bohrtrübe befindlichen Mineralien einem sehr starken Verschleiß unterworfen, so daß sie nur eine kurze Lebensdauer haben. Außerdem ist der Aufbau der bekannten Spülköpfe sehr kompliziert und unübersichtlich.This occurs again and again with the known flushing heads of this type The problem is that of sealing the transition between the rotating drill rods or the driving rod on the one and the adjoining fixed Inlet or outlet on the other side. Both parts, i.e. the driver rod on the one hand and supply and discharge on the other hand cannot be connected to one another, since they perform a relative movement against each other during the drilling process. at the known devices is therefore to an escape of the drilling mud at this Place to prevent an elaborate system of seals provided. It acts it is z. B. to nitrided bushings and hat seals. All sealing elements are through the minerals in the drilling mud are subjected to very severe wear, so that they only have a short lifespan. In addition, the structure is the familiar Flushing heads very complicated and confusing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Zu diesem Zweck schlägt sie vor, daß die einander zugekehrten Begrenzungsflächen der mit dem Bohrgestänge rotierenden Führungsbüchse und des mit dem feststehenden Rohr verbundenen Spülkopfteiles mit jeweils einem oder mehreren Schleißringen versehen sind und der zwischen beiden Schleißringen befindliche Spalt in einen an der Außenseite im Spülkopf angeordneten Ringraum übergeht, der seinerseits über eine in der feststehenden Hülse des Spülkopfes angebrachte Bohrung mit einer Ableitung für die zwischen beiden Schleißringen austretende Leckflüssigkeit verbunden ist. Bei Anwendung des Vorschlages gemäß der Erfindung kann also auf den Einbau eines komplizierten und teuren Systems von Dichtungen völlig verzichtet werden. Das Austreten eines kleinen Teiles der Bohrtrübe an der Übergangsstelle zwischen Mitnehmerstange und feststehender Leitung wird bewußt in Kauf genommen. Die Ableitung des austretenden Leckwassers macht dabei keine Schwierigkeiten.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages. For this purpose it suggests that the facing boundary surfaces the guide bush rotating with the drill pipe and the one with the stationary one Pipe connected flushing head part each provided with one or more wear rings and the gap between the two wear rings into one on the outside arranged in the flushing head passes over, which in turn has a fixed in the Sleeve of the flushing head attached bore with a drainage for the between the two Leakage fluid escaping from the wear rings is connected. When applying the proposal in accordance with the invention, therefore, a complicated and expensive system can be built in seals can be completely dispensed with. The leakage of a small part of the Drilled slurry at the transition point between the drive rod and the fixed line is consciously accepted. The drainage of the leaking water makes it no difficulties.

Die Schleißringe der einander gegenüberliegenden Teile können dabei einen gewissen, geringen Abstand voneinander aufweisen. Dies ist für die Erfindung besonders wesentlich und vorteilhaft, da dadurch der Verschleiß gering gehalten wird. Andererseits besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Schleißringe zur Anlage aneinander zu bringen. Ein Zusetzen des zwischen den beiden Schleißringen befindlichen Spaltes durch die in der Bohrtrübe befindlichen Feststoffe ist praktisch ausgeschlossen, da durch die Relativbewegung zwischen beiden Teilen irgendwelche Sandkörner od. dgl., die sich zwischen den beiden Schleißringen festgesetzt haben könnten, ohne weiteres zerrieben oder sonstwie entfernt werden.The wear rings of the opposing parts can thereby have a certain, small distance from each other. This is for the invention particularly essential and advantageous, since this keeps wear to a minimum will. On the other hand, there is of course also the possibility of using the wear rings To bring the plant together. A clogging of the between the two wear rings located gap through the solids in the drilling mud is practical excluded, because the relative movement between the two parts Grains of sand or the like that have become stuck between the two wear rings could easily be ground or otherwise removed.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können die einander gegenüberliegenden Flächen der jeweils zusammenwirkenden Schleißringe miteinander einen spitzen Winkel bilden derart, daß sich der Spalt zwischen beiden Schleißringen von innen nach außen erweitert. Dadurch wird auch ein nur zeitweiliges Festsetzen von Teilchen zwischen den beiden Schleißringen praktisch unmöglich gemacht.According to a further feature of the invention, the opposite Surfaces of the respectively interacting wear rings form an acute angle with one another form in such a way that the gap between the two wear rings extends from the inside to the outside expanded. This also prevents particles from settling in between the two wear rings made practically impossible.

Weiterhin kann der die Leckflüssigkeit aufnehmende Kanal innerhalb des Spülkopfes mit der Außenatmosphäre durch Bohrungen verbunden sein, deren Durchmesser das Ausströmen von Gasen, jedoch nicht das Austreten von Flüssigkeit erlaubt. Diese Bohrungen können dann von Vorteil sein, wenn die Bohrtrübe mit Gasen, z. B. Preßluft, durchsetzt ist.Furthermore, the channel receiving the leakage fluid can be inside of the flushing head must be connected to the outside atmosphere through bores, the diameter of which the escape of gases, but not the escape of liquids. These Boring can be advantageous if the drilling mud with gases such. B. compressed air, is interspersed.

Gegebenenfalls kann die äußere, feststehende Hülse des Spülkopfes eine umlaufende, mit einer Ableitung versehene Rinne od. dgl. tragen, die über geeignete Bohrungen im Spülkopf mit dem das Leckwasser aufnehmenden Ringraum verbunden ist.If necessary, the outer, fixed sleeve of the flushing head a circumferential channel provided with a drain or the like. Wear the suitable Bores in the flushing head is connected to the annular space receiving the leakage water.

Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, auf den einander zugekehrten Begrenzungsflächen jeweils mehr als einen Schleißring vorzusehen.Of course there is the possibility of facing each other More than one wear ring should be provided on the boundary surfaces.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Längsschnitt durch einen Spülkopf im Schema dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung, die nach dem Lufthebebohrverfahren arbeitet.In the drawing, a longitudinal section is an exemplary embodiment a flushing head shown in the scheme. It is a device which works according to the airlift drilling process.

Am oberen Ende der mit dem Bohrgestänge verbundenen Mitnehmerstange 10 ist ein Spülkopf 9 angeordnet, der aus einer mit der Mitnehmerstange 10 rotierenden Führungsbüchse 11 sowie einer äußeren, feststehenden Hülse 12 besteht. Zwischen Führungsbüchse 11 und feststehender Hülse 12 sind Lager 13 angeordnet, die durch Simmerringe 14 abgedichtet sind.At the upper end of the drill string connected to the kelly 10, a flushing head 9 is arranged, which consists of a rotating drive rod 10 with the guide sleeve 11 and an outer stationary sleeve 12th Between the guide bush 11 and the stationary sleeve 12, bearings 13 are arranged, which are sealed by Simmerrings 14.

Die Hülse 12 weist an ihrem oberen Ende ein flanschartiges Teil 15 auf, das mit einem feststehenden Rohr 16 verbunden ist. Die obere Stirnfläche der rotierenden Führungsbüchse 11 trägt einen Schleißring 17, der über Schrauben 18 mit der Büchse 11 verbunden ist. Die der Führungsbüchse 11 zugekehrte Seite des flanschartigen Teiles 15 ist ebenfalls mit einem Schleißring 19 versehen. Die Befestigung erfolgt auch hier über Schrauben 20. At its upper end, the sleeve 12 has a flange-like part 15 which is connected to a stationary tube 16 . The upper end surface of the rotary guide bush 11 supports a wear ring 17, which is connected by screws 18 to the sleeve. 11 The side of the flange-like part 15 facing the guide bush 11 is also provided with a wear ring 19 . Here, too, it is fastened by means of screws 20.

Das in der Zeichnung nicht dargestellte Bohrgestänge, die Mitnehmerstange 10, die innere Führungsbüchse 11 des Spülkopfes 9 sowie das feststehende Rohr 16 bilden einen Strömungskanal für die hindurchfließende Bohrtrübe. Diese bewegt sich innerhalb des Strömungskanals in Richtung des Pfeiles 21, also nach oben.The drill rods not shown in the drawing, the driving rod 10, the inner guide bush 11 of the flushing head 9 and the stationary tube 16 form a flow channel for the drilling slurry flowing through. This moves within the flow channel in the direction of arrow 21, that is, upwards.

Zwischen den Schleißringen 17 und 19 besteht keine Verbindung. Das ergibt sich ohne weiteres aus der Tatsache, daß der Schleißring 17 mit der Führungsbüchse 11 rotiert, wohingegen der Schleißring 19 mit dem flanschartigen Teil 15 und dem Rohr 16 feststeht. Das bedeutet, daß zwischen den beiden Schleißringen 17 und 19 eine geringe Menge der Bohrtrübe austreten kann, und zwar in einen innerhalb des Spülkopfes 9 angeordneten Ringraum 22 hinein. Unterhalb dieses Ringraumes 22 ist außen an der feststehenden Hülse 12 eine umlaufende Rinne 23 angebracht, die oben offen ist. über in der feststehenden Hülse 12 angebrachte Bohrungen 24 kann das in den Ringraum 22 hineintretende Leckwasser in diese Rinne 23 abströmen. Von dort wird es über eine Rohrleitung 25 abgeführt.There is no connection between the wear rings 17 and 19. This results easily from the fact that the wear ring 17 rotates with the guide bush 11 , whereas the wear ring 19 with the flange-like part 15 and the tube 16 is stationary. This means that a small amount of the drilling sludge can escape between the two wear rings 17 and 19, specifically into an annular space 22 arranged within the flushing head 9. Below this annular space 22 , a circumferential channel 23 is attached to the outside of the stationary sleeve 12 , which is open at the top. The leakage water entering the annular space 22 can flow off into this channel 23 via bores 24 made in the stationary sleeve 12. From there it is discharged via a pipe 25.

Die Menge des zwischen den beiden Schleißringen 19 und 17 austretenden Leckwassers ist, auch dann, wenn die beiden Schleißringe einen ganz geringen Abstand voneinander aufweisen, in jedem Fall nur ein Bruchteil der insgesamt durch jenen Kanal 21 hindurchströmenden Bohrtrübe, der durch die Mitnehmerstange 10 und die Führungsbüchse 11 gebildet wird.The amount of leakage water escaping between the two wear rings 19 and 17 is, even if the two wear rings are at a very small distance from one another, in any case only a fraction of the total of the drilling sludge flowing through that channel 21, through the driver rod 10 and the Guide sleeve 11 is formed.

Irgendwelche Schwierigkeiten können während des Betriebes durch dieses Leckwasser nicht entstehen. Hingegen wird der Vorteil eines sehr einfachen und übersichtlichen Aufbaus des Spülkopfes 9 erzielt. Dieser weist zudem eine erheblich längere Standzeit auf als die bekannten Spülköpfe. Die der Führungsbüchse 11 zugekehrte Oberfläche des Schleißringes 19 ist so angeordnet, daß sich der zwischen den beiden Schleißringen befindliche Spalt 26 in Richtung des Pfeils 27, also in jener Richtung, in welcher das Leckwasser durch den Ringraum 22 fließt, verbreitert. Dadurch werden irgendwelche Festteilchen, die mit dem Leckwasser zwischen den beiden Schleißringen hindurchtreten, ohne weiteres fortgespült. Im übrigen ist das flanschartige Teil 15 mit Bohrungen 28 versehen, die keine Flüssigkeit, jedoch gegebenenfalls im Leckwasser noch befindliche Preßluft od. dgl. austreten lassen.This leakage water cannot cause any difficulties during operation. In contrast, the advantage of a very simple and clear structure of the flushing head 9 is achieved. This also has a significantly longer service life than the known flushing heads. The surface of the wear ring 19 facing the guide bush 11 is arranged so that the gap 26 located between the two wear rings widens in the direction of the arrow 27, that is, in the direction in which the leakage water flows through the annular space 22. As a result, any solid particles that pass between the two wear rings with the leakage water are easily washed away. In addition, the flange-like part 15 is provided with bores 28 which allow no liquid, but possibly compressed air or the like still present in the leakage water, to escape.

Claims

Claims: 1. Flushing head, especially for after the air lift Drilling systems operating and jet suction drilling, characterized in that the facing boundary surfaces of the rotating with the drill pipe Guide bushing (11) and the flushing head part connected to the fixed tube (16) (15) are each provided with one or more wear rings (17, 19) and the Gap located between the two wear rings into one on the outside in the flushing head (9) arranged annular space (22) passes over, which in turn has a fixed in the Sleeve (12) of the flushing head (9) attached bore (24) with a discharge line (25) for the leakage fluid emerging between the two wear rings (17, 19) is.

2. flushing head according to claim 1, characterized in that the opposite Surfaces of the respectively interacting wear rings (17, 19) with one another have a point Form angles such that the gap between the two wear rings (17,19) of expanded inside out.

3. rinsing head according to claim 1, characterized in that that the annular space (22) within the flushing head (9) which receives the leakage fluid is connected to the outside atmosphere through bores (28), the diameter of which is the Gases are allowed to escape, but liquids are not allowed.

4. Flush head according to claim 1, characterized in that the outer, fixed sleeve (12) of the flushing head (9) od a circumferential channel provided with the discharge line (25). (23) carries the leakage water via suitable bores (24) in the flushing head (9) receiving annular space (22) is connected.