DE135322C

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Publication number: DE135322C
Application number: DENDAT135322D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01
Also published as: US699273A

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Tiefbohrapparat, bei welchem das durch das Rohrgestänge zur Sohle des Bohrlochs geleitete Spülwasser gleichzeitig als motorische Kraft zum Antriebe des Meifsels verwendet wird. Der Apparat ist demgema'fs am Rohrgestä'nge unmittelbar über der Sohle angebracht; seine Verwendung erstreckt sich auf jede Art des stofsenden Bohrens; die Lage des Gestänges ist dabei ohne Einflufs auf die Wirkung des Meifsels.The subject of the invention is a deep drilling apparatus, in which the flushing water conducted through the pipe string to the bottom of the borehole simultaneously acts as a motor power is used to drive the chisel. The apparatus is accordingly on the pipe rods attached directly above the sole; its use extends to any type of material drilling; the position of the linkage has no influence on the effect of the Meifsels.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung veranschaulichen zwei verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung, während in den Fig. 3 und 4 besondere Formen der Ventile zur Darstellung gebracht sind.1 and 2 of the drawing illustrate two different embodiments of the device, while in the Fig. 3 and 4 particular forms of the valves are shown.

Das Rohrgestänge m ist zu einem Windkessel α ausgebildet; an diesen schliefsen sich die hohle Schwerstange b und der Cylinder c mit dem Kolben d. Der Niedergang des letzteren wird durch den Druck bezw. den Schlag des Wassers, der Aufgang durch eine Feder e bewirkt. Die hohle Kolbenstange f trägt an ihrem unteren Ende den mit Ausflufsöffnungen versehenen Meifsel g. The pipe linkage m is formed into an air tank α ; the hollow collar b and the cylinder c with the piston d close to these. The decline of the latter is due to the pressure respectively. the stroke of the water, which causes a spring e to rise. The hollow piston rod f carries at its lower end the chisel g provided with outflow openings.

Der in den Cylinder c genau eingepafste hohle Kolben d steht mit der Bohrung der Kolbenstange f in Verbindung; sein Deckel h ist als Sieb ausgebildet und ist der Sitz eines Ventils i. The hollow piston d , which is precisely fitted into the cylinder c , communicates with the bore of the piston rod f ; its cover h is designed as a sieve and is the seat of a valve i.

Das Heben des Ventils von seinem Sitze besorgt eine Feder /c, die mit Hülfe einer Mutter I gespannt werden kann.The lifting of the valve from its seat takes care of a spring / c, which can be tensioned with the help of a nut I.

Die Wirkungsweise des Apparates ist folgende: Das Spülwasser fliefst von einer Pumpe über Tage nach einander durch das Rohrgestänge m, den Windkessel a, die Schwerstange b, den Cylinder c, die Kolbenstange f und die Oeffnungen des Meifsels g. Von der Sohle steigt es dann durch das Bohrloch wieder zu Tage. Hat das Wasser eine gewisse Geschwindigkeit erlangt, so wird die Spannkraft der Feder k überwunden und das Ventil i geschlossen. Der infolge des Schliefsens des Ventils entstehende Wasserschlag treibt den Kolben d mit dem Meifsel g gegen die Sohle.The operation of the apparatus is the following: The washing water fliefst of a pump via days after each m by the drill pipe, the air chamber A, the drill collar b, c the cylinder, the piston rod f and g of the openings Meifsels. It then rises from the bottom through the borehole to the surface. Once the water has reached a certain speed, the tension force of the spring k is overcome and the valve i is closed. The water hammer resulting from the closing of the valve drives the piston d with the chisel g against the sole.

Gleichzeitig prallt die Wassersäule b als elastischer Körper von der Masse des Kolbens (Meifsels) gegen den Windkessel zurück. Es entsteht zwischen den beiden Massen eine momentane Verdünnung, ein Vacuum. Die Ventilfeder k benutzt diesen Augenblick, um das Ventil h zu öffnen, worauf das Spiel von Neuem beginnt.At the same time, the water column b rebounds as an elastic body from the mass of the piston (chisel) against the air chamber. A momentary dilution, a vacuum, is created between the two masses. The valve spring k uses this moment to open the valve h , whereupon the game begins anew.

Auf diese Weise wird ein schneller, kräftiger Meifselschlag erzielt, dessen Gesammtwirkung der von der Pumpe geleisteten mechanischen Arbeit entspricht. Durch gröfsere oder geringere Anspannung der Feder k kann die Anzahl der Schläge und die Kraft eines jeden einzelnen Schlages vermehrt oder vermindert werden. Eine gröfsere oder geringere Dauei des Schlages kann dadurch erzielt werden, dafs man die Wassersäule in dem Rohre b, d. h. die Entfernung zwischen Ventil und Windkessel länger oder kürzer wählt.In this way, a quick, powerful chisel stroke is achieved, the overall effect of which corresponds to the mechanical work performed by the pump. By tightening the spring k to a greater or lesser extent, the number of blows and the force of each individual blow can be increased or reduced. A greater or lesser duration of the blow can be achieved by the fact that the water column in the pipe b, i. H. selects the distance between the valve and the air chamber to be longer or shorter.

Das Rohrstück b ist als Schwerstange ausgeführt, damit die Trägheit seiner Masse etwaige Erschütterungen, weiche sich dem Gestänge mittheilen könnten, aufnehme.The pipe section b is designed as a drill collar, so that the inertia of its mass absorbs any vibrations that could be communicated to the rod.

Bei der Ausführungsform des Apparates gemäfs Fig. 2 ist der Kolben d massiv und das Wasser wird durch den mit OefFnungen versehenen trichterförmigen Ring c geleitet. Ein ebenfalls ringförmiges Ventil i schliefst infolge der Wirkung der Feder k und öffnet abwechselnd diese Durchgänge. Der Mantel η leitet das abfliefsende Wasser zur Sohle. Die Wirkungsweise des Apparates ist die oben beschriebene. In the embodiment of the apparatus according to FIG. 2, the piston d is solid and the water is passed through the funnel-shaped ring c provided with openings. A likewise ring-shaped valve i closes as a result of the action of the spring k and opens these passages alternately. The jacket η directs the draining water to the sole. The mode of operation of the apparatus is as described above.

Die feste, von einer Feder zurückgezogene Ventilplatte kann durch eine elastische Platte ο (Fig. 3) oder einen ebensolchen Ring bezw. eine Manschette ρ (Fig. 4) ersetzt werden, welche in unbelastetem Zustande von ihrem Sitze etwas abstehen und erst vom Wasserstrome angedrückt werden.The solid, retracted by a spring valve plate can bezw by an elastic plate ο (Fig. 3) or a similar ring. a cuff ρ (Fig. 4) can be replaced, which in the unloaded state protrude slightly from its seat and are only pressed on by the water flow.

Claims

Patent Claims:

i. Deep drilling apparatus with flushing water flow fed through the drill pipe, characterized in that that a valve that is kept open in a suitable manner will first close, when the water has reached a certain speed, but opens again, as soon as the pressure generated by the water hammer, which the chisel against the sole drove, has subsided, whereupon a spring snaps the piston back again.

2. Embodiment of the device characterized under 1., in which the controlling valve (i) is mounted in the piston itself and the water flows through the hollow piston rod ffJ to the sole.

3. Embodiment of the device mentioned under 1., in which the piston (d) is solid and the valve (i) is annular, so that the water flow through the opened valve between the cylinder (c) and a jacket (s) to sole is conducted while passing strikes the piston (d) with the valve closed suddenly stemmed ^T W ater through the hollow valve (i).

4. Embodiment of the device mentioned under 1., in which the valve takes the form of an elastic plate (o) or a cuff (p) or an elastic ring, which protrudes slightly from its seat in the unloaded state and only through the force of the water flow is pressed against the same.

1 sheet of drawings.