DE1500855C3

DE1500855C3 - Device for connecting drill rods or pipes with a rotary drive

Info

Publication number: DE1500855C3
Application number: DE19661500855
Authority: DE
Inventors: Jakob 5141 Beeck Wolter
Original assignee: Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Current assignee: Mhwirth GmbH
Priority date: 1966-12-15
Filing date: 1966-12-15
Publication date: 1975-07-10
Also published as: DE1500855A1; DE1500855B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden von Bohrgestängen oder Rohren mit einem Drehantrieb, insbesondere einem an einem Mast verstellbarer. Kraftdrehkopf od. dgl., unter Verwendung eines mit Gewinde versehenen Anschlußstückes, welches ein auswechselbares Element eines Drehteiles der Vorrichtung bildet, insbesondere nach Zusatzpatent 1 500 852.The invention relates to a device for connecting drill rods or pipes to a Rotary drive, in particular one adjustable on a mast. Power rotary head od. The like. Using a threaded connector which is a replaceable element of a rotating part of the Device forms, in particular according to additional patent 1 500 852.

Im Hauptpatent 1219 885 ist eine Klemmvorrichtung für Bohrgestänge oder Rohre beschrieben, bei der die radiale Anstellung von Klemmbacken durch die Axialbewegung eines Klemmringes über Keilflächen erfolgt. Der Klemmring oder ein mit ihm auf Mitnahme verbundener Körper steht mit einem Drehteil der Vorrichtung über ein Bewegungsgewinde in Verbindung und ist unter Belassung axialer Verschiebbarkeit wahlweise gegen Drehung feststellbar. Ein mit Anschlußgewinde versehener Teil bildet gemäß dem Zusatzpatent 1 500 852 ein auswechselbares Element des Drehteiles der Vorrichtung.In the main patent 1219 885 a clamping device for drill rods or pipes is described in which the radial adjustment of clamping jaws through the axial movement of a clamping ring over wedge surfaces he follows. The clamping ring or a body connected to it for driving is with a rotating part of the device connected via a movement thread and is optional while leaving axial displaceability lockable against rotation. A part provided with a connecting thread forms according to the additional patent 1 500 852 an exchangeable element of the rotating part of the device.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verbinden von Bohrgestängen oder Rohren mit einem Drehantrieb unter Verwendung eines auswechselbaren Anschlußstückes so auszubilden, daß sich für deren Handhabung und den praktischen Einsatz besondere Vorteile ergeben. Dabei strebt die Erfindung namentlich eine schnelle Auswechselbarkeit des Anschlußstükkes der Vorrichtung an.The object of the invention is to provide a device for connecting drill rods or pipes with a Train rotary drive using an interchangeable connector so that it is for their Handling and practical use result in particular advantages. The invention aims in particular a quick interchangeability of the connection piece of the device.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß das Anschlußstück mittels einer Schnellkupplung auswechselbar an dem Drehteil oder einem mit diesem verbundenen Teil festlegbar ist. Damit ist eine Vorrichtung geschaffen, welche ein einfaches und rasches Auswechseln des Anschlußstückes gestattet, und zwar auch während des Bohrbetriebes und ohne besonderen Aufwand an Spezialwerkzeugen od. dgl. Es kann auf diese Weise eine sofortige Umstellung von einem Gestänge- oder Rohrdurchmesser auf einen anderen erfolgen. Für die Ausbildung der Schnellkupplung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Eine sehr zweckmäßige Ausführung wird nachstehend noch erläutert werden.For this purpose, the invention provides that the connecting piece can be exchanged by means of a quick coupling can be fixed on the rotating part or a part connected to it. So that is a device created, which allows easy and quick replacement of the connector, even during the drilling operation and without special tools od. The like. It can in this way an immediate changeover from one rod or pipe diameter to another can take place. For the There are various options for training the quick coupling. A very functional execution will be explained below.

Alle genannten Vorteile sind vorhanden, ohne daß die Vorrichtung gleichzeitig auch mit Klemmorganen der weiter oben genannten Art ausgestattet sein muß oder zur Ausrüstung mit solchen vorgesehen ist. Deshalb kommt der erfindungsgemäßen Vorrichtung selbständige und von den sich auf die Klemmorgane beziehenden Gattungsmerkmalen unabhängige Bedeutung zu.All the advantages mentioned are available without the device also having clamping members at the same time of the type mentioned above must be equipped or is intended to be equipped with such. That's why the device according to the invention comes independently and from those relating to the clamping elements Generic characteristics of independent importance.

Es ergeben sich jedoch weitere Vorteile, wenn diese Merkmale zusätzlich vorhanden sind. Die AusführungHowever, there are further advantages when these features are additionally present. Execution

ίο läßt sich dann in sehr zweckmäßiger Weise so treffen, daß eine lösbare Verbindung zwischen einem Teil der Klemmeinrichtung und dem antreibbaren Element des Drehteiles zugleich auch in der Ausbildung als Schnellkupplung ein leichtes Austauschen der Klemmorgane gegen ein Anschlußstück ermöglicht. Damit ergibt sich eine besonders vielseitige Anwendbarkeit der Vorrichtung. ίο can then be met in a very expedient way, that a releasable connection between part of the clamping device and the drivable element of the Rotary part at the same time an easy exchange of the clamping elements in the training as a quick coupling against a connector allows. This results in a particularly versatile applicability of the device.

Im einzelnen bestehen hinsichtlich der Ausbildung und der Wandelbarkeit der Vorrichtung zahlreiche Möglichkeiten. Im einfachsten Fall kann die Vorrichtung nur auf einen Anschluß abgestellt sein. Hierbei bildet die Vorrichtung eine wegen der schnellen Austauschbarkeit des Anschlußstückes gegen ein solches anderer Größe eine den verschiedensten Erfordernissen gerecht werdende Mitnahmeverbindung zwischen einem Gestänge und einem Drehantrieb.In particular, there are numerous with regard to the training and changeability of the device Options. In the simplest case, the device can only be placed on one connection. This forms the device one because of the quick interchangeability of the connector against such other size a different requirements meeting driving connection between a linkage and a rotary drive.

Bei darüber hinaus vorhandener Austauschmöglichkeit eines Anschlußstückes gegen die Teile einer Klemmeinrichtung kann die Vorrichtung dann zum maschinellen Verschrauben und Brechen von Gestängen sowie gegebenenfalls auch mit Hilfe der Klemm- oder Spanneinrichtung zu Bohrarbeiten eingesetzt werden.If there is also the possibility of exchanging a connection piece for the parts of a The device can then use a clamping device for mechanically screwing and breaking rods and, if necessary, can also be used for drilling work with the aid of the clamping or tensioning device.

Bei einer weiteren Ausführung kann die Vorrichtung zusätzlich zu dem mittels Schnellkupplung auswechselbaren Anschlußstück ein weiteres Anschlußgewinde für Gestänge oder Rohre aufweisen. Damit ist es dann unter anderem möglich, Gestänge und Verrohrung gleichzeitig niederzubohren, wobei auch hier Variationsmöglichkeiten hinsichtlich des Gestänge- oder Bohrdurchmessers bestehen. Das zweite Anschlußgewinde kann sich an dem drehend antreibbaren Element des Drehteiles der Vorrichtung selbst befinden oder an einem weiteren Anschlußstück. Jedes der beiden letztgenannten Teile kann dabei auch für sich auswechselbar sein.In a further embodiment, the device can be exchanged in addition to that which can be replaced by means of a quick-release coupling Connection piece have a further connection thread for rods or pipes. With that it is then under among other things, it is possible to drill down rods and piping at the same time, although here, too, there are possible variations exist with regard to the rod or drill diameter. The second connection thread can are located on the rotatably drivable element of the rotating part of the device itself or on one further connector. Each of the last two parts mentioned can also be interchangeable individually.

Bei Verwendung eines an einem Mast, auf einer Lafette od. dgl. verstellbaren Kraftdrehkopfes kann gleichzeitig mit Bohrgestänge und Verrohrung gebohrt werden, und zwar auf einer verhältnismäßig großen, dem Verstellweg des Drehkopfes entsprechenden Länge. Eine solche Arbeitsweise war bisher nicht möglich und erst recht nicht mit den durch die Erfindung gegebenen schnellen Umstell- und Umrüstmöglichkeiten.When using a on a mast, od on a carriage. Like. Adjustable power head can be drilled simultaneously with the drill pipe and casing, on a relatively large, length corresponding to the adjustment path of the rotary head. Such a way of working was previously not possible And certainly not with the quick changeover and retooling options provided by the invention.

Bei einer vorteilhaften Ausführung nach dem Zusatzpatent 1500 852 enthält die lösbare Kupplung eineIn an advantageous embodiment according to the additional patent 1500 852, the releasable coupling contains a

oder mehrere in Ausnehmungen der zu kuppelnden Teile eingreifende Kugeln und eine verschiebbare Kupplungshülse mit einer oder mehreren Aussparungen. Unabhängig davon, ob bei der vorstehend erläuterten Vorrichtung Klemmorgane vorhanden sind oder nicht, wird eine solche Kupplung zweckmäßig auch hier für das auswechselbare Anschlußstück vorgesehen.or several balls engaging in recesses of the parts to be coupled and one displaceable Coupling sleeve with one or more recesses. Regardless of whether in the case of the above Device clamping elements are present or not, such a coupling is useful here as well intended for the interchangeable connector.

Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtDetails of the device according to the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit auswechselbarem Anschlußstück undF i g. 1 shows an embodiment of the device according to the invention with a replaceable connector and

F i g. 2 eine Ausführung der Vorrichtung mit Klemmeinrichtung. F i g. 2 shows an embodiment of the device with a clamping device.

Die beiden dargestellten Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind so ausgebildet, daß jeweils die eine in die andere umgewandelt werden kann. Mit einem strichpunktiert angedeuteten Kraftdrehkopf D ist ein Rohrstück 71 über seinen Flansch 72 mit Hilfe von Büchsen 73 auf drehende Mitnahme gekuppelt. Das Rohrstück 71 weist am unteren Ende ein Anschlußgewinde 74 für ein Bohrgestängerohr 75 auf.The two illustrated embodiments of the device according to the invention are designed so that one can be converted into the other. With a power rotary head D indicated by dash-dotted lines, a pipe section 71 is coupled via its flange 72 with the aid of bushings 73 for rotating entrainment. The pipe section 71 has a connecting thread 74 for a drill pipe 75 at the lower end.

Außer dem Rohrstück 71 enthält der Drehteil der Vorrichtung einen auf dem Rohrstück mittels Schrauben festklemmbaren Teil 81 als drehend antreibbares Element, welches gleichzeitig einen Kupplungsnippel zur auswechselbaren Festlegung eines mit Gewinde 76 versehenen Anschlußstückes 77 für ein Rohr 78 bildet.In addition to the pipe section 71, the rotating part of the device includes one on the pipe section by means of screws clampable part 81 as a rotating drivable element, which at the same time has a coupling nipple forms for the interchangeable fixing of a threaded connection piece 77 for a pipe 78.

Die Kupplung enthält eine oder mehrere über den Umfang verteilte Kugeln 57, die von Öffnungen des Anschlußstückes 77 aufgenommen sind. Sie werden bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung einer gegen die Kraft einer Feder 58 verschiebbaren Kupplungshülse 59 in Ausnehmungen des drehend antreibba- ao ren Elements 8i gedrückt, wodurch die mitnehmende Verbindung hergestellt ist. Die Öffnungen im Anschluß-Stück 77 sind abgeschrägt, so daß die Kugeln 57 bei hochgeschobener Kupplungshülse 59 unter dem Einfluß ihres Eigengewichts nach außen in eine beispielsweise ringförmige Aussparung 60 der Kupplungshülse 59 rollen können, die dann mit den Öffnungen im Anschlußstück auf gleicher Höhe steht. Dadurch ist das letztere von dem Drehantrieb abgekuppelt.The coupling contains one or more balls 57 distributed over the circumference, which are supported by openings of the Connection piece 77 are added. You will be in the position shown in the drawing against the force of a spring 58 displaceable coupling sleeve 59 in recesses of the rotating drivba- ao Ren elements 8i pressed, whereby the driving connection is established. The openings in the connection piece 77 are beveled so that the balls 57 are under the influence when the coupling sleeve 59 is pushed up their own weight to the outside in an, for example, annular recess 60 of the coupling sleeve 59 can roll, which is then at the same height as the openings in the connector. Because of that this is the latter decoupled from the rotary drive.

Auf diese Weise kann das Anschlußstück schnell und einfach gegen ein solches mit anderem Durchmesser, anderem Anschlußgewinde oder einer sonstigen anderen Ausbildung ausgewechselt werden. Weiterhin ist es bei dieser Ausführung auch möglich, an Stelle eines Anschlußstückes ohne jeden besonderen Aufwand die T'ei-Ie einer Klemmeinrichtung mit dem drehend antreibbaren Element oder Kupplungsnippel 81 zu kuppeln. Dies zeigt F i g. 2.In this way, the connection piece can be quickly and easily replaced by one with a different diameter, other connection thread or some other other training. Furthermore it is With this design it is also possible to use the T'ei-Ie instead of a connection piece without any special effort to couple a clamping device with the rotatably drivable element or coupling nipple 81. this shows Fig. 2.

Die Klemmeinrichtung enthält wie bei dem Zusatzpatent 1 500 852 einen Muffenkörper 53, der auf einen Teil seiner Länge mit einem Trapezgewinde 9 versehen ist und unterhalb desselben vier oder sechs gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchbrüche 10 zur Aufnahme von Klemmbacken 11 aufweist. Letztere werden durch einen Federring, Sprengring 12 od. dgl. nach außen gedrückt. An den abgeschrägten bzw. Teile von Kegelflächen bildenden Außenseilen der Klemmbakken 11 greift ein mit entsprechender Innenkegelfläche versehener Klemmring 13 an, mit dem ein Überwurfring 14 auf Mitnahme in radialer und axialer Richtung verbunden ist. Diese Verbindung wird durch Kugeln 15 bewirkt, die einerseits in Bohrungen des Überwurfringes 14 eingesetzt sind und an Verschlußschrauben 16 anliegen und andererseits von halbkugclförmigen Ausnehmungen des Klemmringes 13 aufgenommen werden. Der Überwurfring 14 weist ein dem Außengewin-' de 9 des Muffenkörpers 53 entsprechendes Innengewinde auf.The clamping device contains as in the additional patent 1 500 852 a socket body 53, which is provided with a trapezoidal thread 9 over part of its length is and below the same four or six openings 10 evenly distributed over the circumference for receiving of clamping jaws 11. The latter are od by a spring ring, snap ring 12. Like. After pressed outside. On the beveled outer ropes of the clamping jaws or those that form parts of conical surfaces 11 engages with a corresponding inner conical surface provided clamping ring 13, with which a coupling ring 14 is driven in the radial and axial directions connected is. This connection is brought about by balls 15, which on the one hand in holes in the coupling ring 14 are inserted and bear against screw plugs 16 and on the other hand by hemispherical recesses of the clamping ring 13 are added. The coupling ring 14 has a male thread ' de 9 of the socket body 53 corresponding internal thread.

Zum Festhalten des Klemmringes in Unifangsrichtung dient ein abgewinkelter Schwenkriegel 17, dessen nach unten weisender Schenkel zwischen zwei auf der Außenseite des Überwurfringes 14 vorgesehene benachbarte Anschläge 18 greift bzw. in die Bewegungsbahn mehrerer solcher auf dem Umfang verteilter Anschläge oder sonstiger Rastglieder gebracht werden kann. Der Schwenkriegel 17 ist in einem an dem Drehkopf D angeschraubten Lagerböckchen 19 auf einer Achse 20 gelagert, wobei eine Schraubenfeder 21 mit einem Ende an dem Betätigungsschenkel 17a des Schwenkriegels angreift und diesen in der Ruhe- oder Lösestellung zu halten sucht, die in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist. Durch Ziehen an einem Seil 22 kann der am Bohrloch stehende Bedienungsmann den Schwenkriegel 17 in die mit ausgezogenen Linien gezeichnete Wirkstellung bringen.An angled swivel lock 17 is used to hold the clamping ring in place, the downward leg of which engages between two adjacent stops 18 provided on the outside of the coupling ring 14 or can be brought into the movement path of several such stops or other locking elements distributed around the circumference. The swivel bolt 17 is mounted in a bearing block 19 screwed to the rotating head D on an axle 20, with one end of a helical spring 21 engaging the actuating leg 17a of the swivel bolt and trying to keep it in the rest or release position, which is shown in phantom in the drawing is indicated. By pulling on a rope 22, the operator standing at the borehole can bring the swivel bolt 17 into the active position shown in solid lines.

Wenn in dieser Stellung des Schwenkriegels der Drehteil 71, 81 vom Kraftdrehkopf D her angetrieben wird, so erfährt der Überwurfring 14 und mit ihm der Klemmring 13 infolge der Schraubverbindung mit dem Muffenkörper 53 eine Axialverstellung nach oben oder nach unten, je nachdem, in welcher Richtung der Drehteil gedreht wird. Dadurch werden die Klemmbacken 11 gegen das Gestängerohr 75 gedrückt, um dieses einzuspannen, oder sie werden wieder freigegeben. Ist das Gestänge oder Rohr von den Klemmbacken erfaßt, so kann der Schwenkriegel losgelassen werden und es kann nun mit demselben Antrieb der gewünschte Schraubvorgang durchgeführt werden, sei es ein Brechen des Gestänges, sei es ein Zusammenschrauben desselben.If in this position of the swivel lock the rotating part 71, 81 is driven by the power turret D , the union ring 14 and with it the clamping ring 13 are axially adjusted upwards or downwards as a result of the screw connection with the socket body 53, depending on which direction the rotating part is rotated. As a result, the clamping jaws 11 are pressed against the drill pipe 75 in order to clamp it, or they are released again. If the rod or pipe is gripped by the clamping jaws, the swivel bolt can be released and the desired screwing process can now be carried out with the same drive, be it breaking the rod or screwing it together.

An Stelle des Rohrstückes 71 kann auch ein anderes Übergangsstück zur Verbindung mit einem Kraftdrehkopf oder einem sonstigen Drehantrieb vorgesehen sein. Dabei kann es sich auch um einen auswechselbaren Einsatz mit Anschlußgewinde handeln. Weiterhin läßt sich der Kupplungsnippel selbst ebenfalls mit einem Anschlußgewinde für ein Gestänge oder Rohr ausstatten, wie dies im Hauptpatent bei der Ausführung mit Klemmeinrichtung gezeigt ist.Instead of the pipe section 71, another transition piece for connection to a power rotary head can also be used or another rotary drive. It can also be an interchangeable one Handle insert with connecting thread. Furthermore, the coupling nipple itself can also be used equip a connecting thread for a rod or pipe, as in the main patent in the execution is shown with clamping device.

Die Erfindung ermöglicht es in besonders vorteilhafter Weise, gleichzeitig Bohrgestänge.und Verrohrung niederzubohren, z. B. mit der in F i g. 1 dargestellten Ausführung, und zwar im Gegensatz zu der bisher möglichen Arbeitsweise nicht nur in kleinen Abschnitten, sondern jeweils über eine ganze Rohrlänge. Es kann dabei insbesondere auch mit Spülung gebohrt werden. Um ein Austreten von Spülung im Bereich der Vorrichtung mit Sicherheit zu verhindern, können z. B. bei der dargestellten Ausführung zusätzliche Dichtungen 80 vorgesehen sein.The invention makes it possible in a particularly advantageous manner to simultaneously drill rods and tubing drill down, z. B. with the in F i g. 1 embodiment shown, in contrast to the previous one possible way of working not only in small sections, but over an entire length of pipe. It can in particular also be drilled with flushing. To prevent flushing in the area of the To prevent device with security, z. B. additional seals in the illustrated embodiment 80 may be provided.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for connecting drill rods or pipes with a rotary drive, in particular an adjustable power head or the like on a mast, using one with a thread provided connection piece, which is an exchangeable element of a rotating part of the device forms, in particular according to additional patent 1 500 852, characterized in that the connecting piece (77) by means of a quick coupling (57, 58, 59, 60) exchangeable on the rotating part or a part (8 () connected to it can be fixed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the quick coupling has one or more in recesses of the parts to be coupled (81, 77 or 81, 53) engaging balls (57) and a having displaceable coupling sleeve (59) with one or more recesses (60).