DE1533605A1

DE1533605A1 - Auger with control and drive for a drill string

Info

Publication number: DE1533605A1
Application number: DE19671533605
Authority: DE
Inventors: Henry Hobhouse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-04-27
Filing date: 1967-04-27
Publication date: 1970-03-05

Description

Erdbohrer mit Steuerung und Antrieb für einen Bohrstrang Die vorliegende Erfindung betrifft einen Erdbohrer. mit Steuerung und JRntrieb für einen Bohrstrang sowie ein Verfahren zur Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit eines Erdbohrers.Auger with control and drive for a drill string The present Invention relates to an auger. with control and J drive for one drill string and a method for controlling the feed rate of an earth auger.

Hei Erdbohrern ist es rotwendig, daß an der Bohrerspitze wirksame Gewicht aufgrund eines die Bohrbedingungen festlegenden Parameters zu steuern. Die bekanüten Mittel zur Steuerung dieses Faktors bei Erdöl-Bohranlagen sind äußerst unzuverlässig. Sie bestehen im allgemeinen darin, daB der BohrlÜhrer ein an der Oberfläche angeord- netes Last-1'eagträt beobachtet und/oder den Takt eines "iotors abhoroit, rrelchr den Bohrstrang antreibt, wobei die Last en der bokrsptze durch Anhalten des Vorschubes ., des Bohrstranges verringert wird'-] - nobald der ßoort sich infolge einer@.0blast verlangsamt. Da der Bohrer bei der Abwärtsbewegung verschiedene Schichtungen antrifft, sind unterschiedliche und schwer ,miteinander in Einklang zu bringende Forderungen bezüglich der Drehgeschwindigkeit, der Bohrlast und der Schmierung der Bohrerapitze gegeben.For earth drills, it is necessary to control the effective weight at the drill bit on the basis of a parameter which defines the drilling conditions. The well-known means of controlling this factor in oil drilling rigs are extremely unreliable. They generally exist in the fact that the drill bit is arranged on the surface netes Last-1 ' e actträt observed and / or the clock of a "iotors abhoroit, rrelchr drives the drill string, being the load on the jack by stopping the feed ., of the drill string is reduced'-] - as soon as the bottom slows down as a result of an @ .0blast. Since the drill encounters different stratifications during the downward movement, there are different requirements, which are difficult to reconcile with one another, with regard to the rotational speed, the drilling load and the lubrication of the drill bit.

Außerdem gibt es zwei Arten von Veränderungen im Zustand der Bohrerspitze. Die eine Veränderung ist eine 'tbronische", die sich-verhältnismäßig allmählich .rollzieht und von einer neuen bis zu einer abgenutzten Bohrerspitze führt; es ist naturgemäß wichtig, die für diese Verwandlung benötigte Zeit auf eine möglichst hohe, wirtschaftliche Lebensdauer auszudehnen. Die andere Veränderung d6r Bohrerspitze ist "aküüer" Natur, sie tritt bei einer heftigen Bohrspitzenbeschädigung aufgrund einer unerwarteten Einwirkung auf.In addition, there are two types of changes in the condition of the drill tip. One change is a 'tbronic' one that "rolls" relatively gradually and leads from a new to a worn bit; it is of course important to extend the time required for this transformation to the longest possible economic life. The other change The drill bit is of an "acute" nature, it occurs when the drill bit is severely damaged due to an unexpected impact.

Die Hauptfaktoren, welche die 'hronische" Tieränderung der Bohrerapitze sowie den Entschluß zu ihrem Ersatz beeinflussen, sind die Kosten des gesamten Ein- und Ausfahrens, die vorliegende Bohrer-VorachubgeschwirrUgkeit, die mit einer neuen Bohrerapitze zu erwartende Vorschubgesohwindigkeit, die täglichen Betriebskosten der Bohranlage und die Kosten einer neuen Bohrerspitz. Die meisten dieser Faktoren sind variabel. Sie müssen gegeneinander ab-gewogen werden, um die wirtschaftlichsten Arbeitsbedingungen an der Bohrstelle festzulegen. Es ist ein Nachteil der bekannten Methoden, daB diese Abwägung nicht vorgenommen werden kann, da die vollen Betriebsbedingungen an der Bohrerspitze unbekannt sind. So kann die Bohrerspitze beispielsweise unterbelastet sein und infolgedessen unwirtschaftlich arbeiten. Andererseits kann eine Überlastung große Verzögerungen verursachen, da verbrauchte Bohrerspitzen und andere Teile zu beseitigen und zu ersetzen sind.The main factors which influence the 'chronical' change of the drill bit as well as the decision to replace it are the costs of the entire retraction and extension, the existing drill feed confusion, the feed rate to be expected with a new drill bit, the daily operating costs of the drilling rig and the cost of a new drill bit. Most of these factors are variable. They must be weighed against each other in order to determine the most economical working conditions at the drilling site. It is a disadvantage of the known methods that this balancing can not be made because the full working conditions For example, the drill bit may be under-loaded and consequently operate inefficiently, or an overload can cause great delays as used drill bits and other parts have to be removed and replaced.

Die wichtigsten Punkte bei der Steuerung einer Tiefenbohrung sind 1. Veränderungen in den gebohrten Schichten und 2. Veränderungen im Zustand der Bohrerspitze.The most important points to consider when controlling a deep hole are 1. Changes in the drilled layers and 2. Changes in the state of the Drill bit.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obenerwähnten Nachteile herabzusetzen bzw. zu beseitigen und ein Steuerungssystem für Bohranlagen zu 'schaffen, das bei einfachster Bauart mit minimalem Aufwand eine zuverlässige Steuerung ermöglicht.The object of the invention is to reduce the disadvantages mentioned above or to eliminate and to create a control system for drilling rigs, which at The simplest design enables reliable control with minimal effort.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bohrstrar:c,7 mit Mitteln zur raschen Veränderung der Bohrerlast versehen ist.According to the invention, this object is achieved in that the Bohrstrar: c, 7 is provided with means for rapidly changing the drill load.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Mittel aus einem Druckzylinder mit einem Kolben, wobei der Kolben zwecks Veränderung seiner Länge an einem Ende mit einem Pumpauslaß zur Zufuhr eines Druckmittels verbunden ist.In a preferred embodiment of the invention, the means exist from a pressure cylinder with a piston, the piston for the purpose of changing its Length on one End with a pump outlet for supplying a pressure medium connected is.

Zweckmäßig ist-es, daß der Pumpauslaß mittels eines Signals, das durch Messung der jeweiligen hcrbedingungen und/oder aus empirischen Daten gewonnen ist, derart steuerbar ist, daß der Kolben im-Zylinder die vom Gewicht des Bohrstrangs herrührende Bohrerlast verringert oder vergrößert.It is useful that the pump outlet by means of a signal that through Measurement of the respective conditions and / or obtained from empirical data, is controllable in such a way that the piston in the cylinder is influenced by the weight of the drill string resulting drill load reduced or increased.

Das Signal kann dabei dem Drehmoment an einem Drehtisch des Bohrers oder an der Bohrerspitze entsprechen. Die auf das Signal ansprechenden Mittel können in der Weise zur Veränderung der Bohrerlast eingesetzt sein,-daß sie entweder einen größeren Anteil des Gewichts des Bohrstranges aufnehmen oder einen größeren Anteil des Bohrstranggewiehtes auf die Bohrerspitze wirken lassen, so daß ein im wesentlichen optimales Drehmoment-auf den Bohrstrang während der gesamten Bohrzeit einwirkt.The signal can correspond to the torque on a rotary table of the drill or at the drill tip. The means responsive to the signal can be used in such a way to change the drill load, -that they either have a take up a greater proportion of the weight of the drill string or a greater proportion Let the drill string thread act on the drill bit, so that a substantially optimum torque acts on the drill string during the entire drilling time.

Die Messung kann an der Antriebswelle eines Drehtisches mithilfe eines Torsionsmeßgerätes vorgenommen werden, von dem ein elektrisches Signal an eine Schaltanlage weitergegeben wird. Inder Schaltanlage wird das Signal verstärkt. und mittels Relais sowie Magnetventilen zur Steuerung der Druckmittelzufuhr an den Druckzylinder verwendet, der zwi- schen ein Beil von einer Winde und dem Oberteil des Bohrstrenges eingesetzt sein kann.. Der Zylinder kann sich jedoch auch unmittelbar auf dem Bohrstrang befinden oder oben im Bohrgerüst so angeordnet sein, daß er den oberen Block eines von der Winde zum Anheben des Bohrstranges angetriebenen Flaschenzuges trägt.The measurement can be made on the drive shaft of a turntable with the help of a torsion measuring device, from which an electrical signal is passed on to a switchgear. The signal is amplified in the switchgear. and by means of relays and solenoid valves to control the pressure medium supply to the pressure cylinder , which can be inserted between an ax from a winch and the upper part of the drill string be that he carries the upper block of a pulley driven by the winch to raise the drill string.

Yorteilhafterweise hat der Druckzylinder an seinem einen Ende oder an beiden Enden Anschläge, die bei voll zusammen-bzw. aüsgeschobenem Druckzylinder die Steuerung des Windenantriebe betätigen, so d.aß der Kolben im Druckzylindor in eine mittlere Stellung gelangt, in welcher er die Bohnerlast steuern kann.Advantageously, the pressure cylinder has or at one end stops at both ends, which when fully together or. pushed out pressure cylinder actuate the control of the winch drive, so that the piston in the pressure cylinder reaches a middle position in which he can control the floor polisher load.

Anstelle des Druckzylinders kann auch eine Winde mit Wendeantrieb, zweckmäßig eine mit Druckmittelantrieb versehene Winde, vorgesehen sein, mit der sich die Bohrerlaet in Abhängigkeit von dem Signal steuern läßt, das von dem ToraionameBgerät an der Antriebswelle ausgeht, wodurch man ein konstantes Drehmoment am Bohrstrang erhält.Instead of the pressure cylinder, a winch with a rotary drive, advantageously a provided with pressure medium drive winch, may be provided, leaves with which the Bohrerlaet control in response to the signal originating from the ToraionameBgerät to the drive shaft, thereby obtaining a constant torque to the drill string .

In die beispiel$weise als Henkel und/oder Haken ausgebildete Aufhänggvorrichtung des Druckzylinders kann ein Dämpfungszylinder eingesetzt sein, um die Nachgiebigkeit des Drahtseils zwischen der Winde und dem unteren Block des Flaschenzuges auszugleichen.In the suspension device, for example designed as a handle and / or hook of the pressure cylinder, a damping cylinder can be used to ensure the resilience of the wire rope between the winch and the lower block of the pulley block.

Wenn die Bohnerspitze mit einem Kreiselrad umläuft, das rieben der Bohrerapitze angeordnet und durch eine StrÖmung von Spülschlamm, Luft oder einer Flüssigkeit angetrieben wird, die zur Kühlung und Schmierung der Bohrerspitze sowie zur Abfuhr des Materialabtrags dient, kann die Strömung des Spülschlamms, der Luft bzw. der Flüssigkeit zu dem Bohrer gemessen und auf einen zu irgendeiner Zeit erwünschten Wert eingeregelt werden,.während der Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Spülschlammes, der Luft bzw. der Flüssigkeit zur Steuerung des Druckmittel-Hubzylinders eingesetzt werden kann.When the polisher tip rotates with a rotary wheel, it rubs Drill bit arranged and through a current of drilling fluid, Air or a liquid is driven to cool and lubricate the The drill tip as well as for the removal of the material removed, the flow of the drilling mud, the air or the liquid measured to the drill and on one to any Time desired value can be adjusted, .during the pressure and / or the flow rate the drilling fluid, the air or the liquid to control the hydraulic fluid lifting cylinder can be used.

So kann z. B. die Bewegung einer als Schieberventil oder dgl. ausgebildeten Strömungssteuerung mittels eines Druckmittel-Zylinders in Abhängigkeit von Daten gesteuert werden, die durch weitere Fühler bzw. Meßgeräte gewonnen werden, so daß die Strömung des Spülschlammes, der Luft bzw. der Flüssigkeit auf einem von mehreren konstanten Niveaus gehalten oder so eingeregelt werden kann, daß sich eine besondere Bohrcharakteristik ergibt. Der Druck des Spülschlammes, der Luft bzw. der Flüssigkeit kann dazu verwendet werden, die Bohrerlast mittels Überdruck- und Unterdruck-Steuergeräten zu steuern, von denen jedes vorteilhafterweise ein sogenanntes "schmutziges" Ende hat, das durch einen beweglichen Kolben voneinem "sauberen" Ende getrennt ist. Der bewegliche Kolben wirkt mit einer Druckmittelquelle zusammen und liefert vermittels Dehnungsmessern und elektrischen Einrichtungen ein StF@uersignal.So z. B. the movement of a slide valve or the like. Trained flow control by means of a pressure cylinder depending on data that are obtained by further sensors or measuring devices, so that the flow of the drilling fluid, the air or the liquid on one of several constant levels or can be adjusted so that a special drilling characteristic results. The pressure of the drilling fluid, the air or liquid can be used to control the drill load by means of positive and negative pressure control devices, each of which has advantageously a so-called "dirty" end ofa by a movable piston "clean" end is separated. The movable piston interacts with a pressure medium source and supplies a StF @ uersignal by means of strain gauges and electrical devices.

an die Schaltanlage. Durch die Schaltanlage wird die Stellung des Kolbens in dem Hubzylinder gesteuert, welcher den Bohrstrang von Rohren, Kreiselrad und Bohrerspitze trägt, wobei die Zu- .to the switchgear. Through the switchgear, the Position of the piston in the lifting cylinder controlled, which the drill string of pipes, Carrying impeller and drill tip, the feed.

fuhr von Druckmittel zu dem Hubzylinder die Bewegung des Kolbens darin so bewirkt, daß das auf dem Kreiselbohrer lastende Gewicht geregelt wird. Vorteilhaft steuert die Schaltanlage außerdem das kolbengetriebene Schieberventil, das seinerseits die Strömung des Spülschlammes steuert.drove the movement of the piston in it from pressure medium to the lifting cylinder so causes the weight on the rotary drill to be regulated. Advantageous The switchgear also controls the piston-operated slide valve, which in turn controls the flow of drilling fluid.

Die erfindungsgemäße Steuerung ermöglicht es also, einerseits die Strömung von Spülschlamm, Luft bzw. Flüssigkeit und'infolgedessen die Kreiselradgeschwindigkeit, andererseits den Druck von Spülschlamm, Luft bzw. Flüssigkeit und damit das Drehmoment sowie die Bohrerlast ausreichend zu steuern. Die drei Größen: Geschwindigkeit, Drehmoment und Bohrlast sind beim Bohren untereinander verknüft, so daß jede Verärderung der einen Größe beim Arbeiten urßer konstanten Bohrbedingungen die Veränderung wenigstens einer der beiden anderen Größen zur Folge hat oder beim Bohren unter variablen Bohrbedingungen das Konstantbleiben wenigstens einer der beiden anderen Größen zuläßt. The control according to the invention thus makes it possible, on the one hand, to adequately control the flow of drilling fluid, air or liquid and, consequently, the impeller speed, and on the other hand the pressure of drilling fluid, air or liquid and thus the torque and the drill load. The three quantities: speed, torque and drilling load are linked to one another during drilling, so that every change in one quantity when working under constant drilling conditions results in a change in at least one of the other two quantities or in drilling under variable drilling conditions in at least one of the two remaining constant other sizes.

Die Schaltonlage kann mit Schreibern und mit Einrichtungen ausgesteltet sein, weiche die anfängliche Einstellung der Geschwindigkeits-Drehmoment-Gewichts-Gleichung ermöglicht, so daß spätere Veränderungen nach Ausgleich der Bohrtiefe bzw. unter Berücksichtigung der Bohrspitzenabnutzung auf Veränderungen in der Schichtung schließen lassen.The switching position can be designed with scribers and with devices be soft the initial setting of the speed-torque-weight equation allows, so that later changes after compensation of the drilling depth or below Consideration of drill bit wear to changes in close the stratification.

Druckfühl- und -lnzeigeeinrichtüngen können im Abstand an dem Rohr angeordnet sein, welches Spülschlamm, Luft bzw: Flüßsigkeit zuführt, wodurch der Druckabfall in gegebener Entfernung ermittelt werden kann, so daß der Druckabfall zwischen der Druckmittelquelle und dem Kreiselbohrer berechenbar ist. Insbesondere.beim Arbeiten mit Spülschlamm ist der Druckabfall von der Zähigkeit des Spülschlammes abhängig, die Veränderungen unterworfen ist, und auch vom Volumen und dem Druck des Spülschlammes.Pressure sensing and indicating devices can be spaced on the pipe be arranged, which flushing sludge, air or: liquid supplies, whereby the Pressure drop at a given distance can be determined so that the pressure drop can be calculated between the pressure medium source and the rotary drill. Especially.in Working with drilling fluid is the pressure drop from the viscosity of the drilling fluid which is subject to change, and also on the volume and pressure of the drilling fluid.

Zweckmäßig sind auf dem Hubzylinder Einrichtungen vorgesehen, welche die genaue Ermittlung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens im Hubzylinder ermöglichen. Sie können beispielsweise aus einem Stab von vorgegebenem Widerstand bestehen, der an dem Hubzylinder angebracht ist und eine Öffnung im Kolben durchragt, wobei Schleifer eine Kontdktverbindung@mit dem Stab herstellen, so da13 zu jeder Zeit die in dem Kolben nicht eintauchende Länge des Stabes bestimmbar ist.Devices are expediently provided on the lifting cylinder which enable the exact determination of the speed of movement of the piston in the lifting cylinder. For example, they can consist of a rod of predetermined resistance, the is attached to the lifting cylinder and protrudes through an opening in the piston, wherein grinder Establish a contact connection @ with the rod, so that the in the Piston not immersed length of the rod can be determined.

Das von den Kontaktschleifern abgegebene elektrische Signal ist bei normalem Bohren in zähem Material und still- ' stehender Winde im wesentlichen linear. Es kann einer Integrierschaltung zugeführt werden, so da$ nach Integration die Änderungsgeschwindigkeit angegeben wird, beispielsweise auf der Basis einer Speisefrequenz oder der Frequenz eines Kristallschwingers. Die Änderungsgeschwindigkeit kann dann auf einfache Weise umgewandelt bzw. umgerechnet werden, so daß der äquivalente Bohrervorschub beispielsweise in Metern je Bohrstunde angegeben wird. Indem man . die erfindungsgemäße Vorrichtung bei verschiedenen Drehmomenten verwendet, und den Vorschubwert ermittelt, kann das optimale Drehmoment für jede besondere Art von Schichtung festgestellt werden. Das von den Schleifern abgegebene Signal kann, wenn erforderlich, dazu benutzt werden, als Ersatz für Anschläge die Annäherung des Zylinders an eine Endlage anzuzeigen.The electrical signal emitted by the contact wipers is essentially linear during normal drilling in tough material and with the wind at a standstill. It can be fed to an integrating circuit so that the rate of change is indicated after integration, for example on the basis of a supply frequency or the frequency of a crystal oscillator. The rate of change can then be converted or converted in a simple manner, so that the equivalent drill feed is given, for example, in meters per drilling hour. By. If the device according to the invention is used at different torques, and the feed rate is determined, the optimum torque can be determined for each particular type of stratification. The signal emitted by the sliders can, if necessary, be used as a substitute for stops to indicate the approach of the cylinder to an end position.

Die Eichbeziehung zwischen der Vorsehubgeschwindigkeit und dem Drehmoment zu einem beliebigen ,Zeitpunkt kann innerhalb kürzester Zeit festgestellt werden. Während man mit einer neuen Bohrspitze eine vorgegebene Vorschubgeschwindigkeit mittels vorgegebenem Drehmoment und vorgegebener Geschwindigkeit erzielen kann, ist es vielleicht zur Aufreohterhaltung der gleichen Vorschubgeschwindigkeiter- iorderliah, die Werte von Drehmöment und Geschwindigkeit zu ändern, Weil die.Baärspitze bereits abgenutzt ist. Ein in geeigneter Weine nur Bohrspitzen-Abnutzungskurven prograemierter, eWfcher xeahner kann dazu verwendet verdent diese Größen bei.einer bekannten Beziehung dem jeweiligen Bedarf anzupassen. Zweck der Steuerung der Bohrspitzenbelastung bei .-in vorgegebenen Grenzen verbleibendem Drehmoment ist: ' 1. Die Gefahr einer Beschädigung der Bohrerspitze und einer störenden Verdrillung des Bohrrohres herabzusetzen; 2. mittels einer Drehmomentmessung optimale Bohrerlast, Drehgeschwindigkeit und Spülschlamm-Zufuhr zu erzielen; 3. Veränderungen der Schichtung oder des Bohrspitzen-Zustandes zu berücksichtigen, so daß keine Beschädigung der Bohrspitze eintritt und der Bohrführer diese Veränderungen sofort bemerkt; 4.. Beschädigungen im Falle extremer Drehmomentänderungen zu vermeiden; 5. Einrichtungen zum kontinuierlichen Schreiben der Geschwindigkeit und des Drehmoments des Bohrrohres, des Spillschlammvolumens und -drucks sowie der Bohrerlast vorzusehen; 6. es durch Auswertung der unter Punkt 5 angegebenen Registrierwerte zu ermöglichen' Empfehlungen für künftige Verwendung bei verschiedenen Bedingungen auszuarbeiten; ?. den Unterschied zwischen einer guten und einer schlechten Schicht von lrbeiteleuten auszugleichen, indem das Bohrverfahren vereinfacht wird, so daß die einge- setzten Arbeitskräfte nicht so 'viel grfahrung und Sorg- falt besitzen müssen wie bisher B. eine größere Lebensdauer der Bohrerspitze zu erzielen und infolgedessen weniger Ein- und Ausfahrzeit beim Wechseln der Bohrerspitze;zu benötigen; 9. eine Verringerung der normalen Zufuhr von Spülschlamm und damit eine Herabsetzung der erforderlichen Pumpleistung zu ermöglichen, da die Einrichtung jederzeit dazu in der Lage ist, die Zufuhr bei Bedarf sofort zu erhöhen.The calibration relationship between the pre-stroke speed and the torque at any given point in time can be determined within a very short time. While a given feed rate can be achieved with a new drill bit using a given torque and given speed, it may be necessary to maintain the same feed rate. iorderliah, the values of torque and speed to change, because the .Baärspitze is already worn out. One in suitable wines only drill bit wear curves Programmed, eWfcher xeahner can be used for this deserves these sizes in a known relationship to adapt to your needs. The purpose of controlling the drill bit load with the torque remaining within predetermined limits is: 1. To reduce the risk of damage to the drill bit and a disruptive twisting of the drill pipe; 2. to achieve optimal drill load, rotational speed and drilling fluid supply by means of a torque measurement; 3. To take into account changes in the stratification or the condition of the drill bit so that the drill bit is not damaged and the drill operator notices these changes immediately; 4 .. avoid damage in the event of extreme torque changes; 5. To provide means for continuously writing the speed and torque of the drill pipe, the drilling fluid volume and pressure, and the drill load; 6. to allow through evaluation indicated at point 5 registration values' recommendations for future use to develop under different conditions; ?. To make up the difference between a good and a bad layer of working people by the drilling process is simplified so that the do not put so much experience and care Falt must have as before B. to achieve a longer service life of the drill bit and, as a result, less retraction and extension time when changing the drill bit; 9. to enable a reduction in the normal supply of drilling fluid and thus a reduction in the required pumping capacity, since the device is always able to increase the supply immediately if necessary.

Der Auslaß der durch das Signal gesteuerten Druckmittel.-pumpe ist mit dem unteren Ende des Druckzylinders verbunden. Sobald das Signal die Magnetventile auslöst' wird Druckmittel entweder ins untere Ende des Zylinders gedrückt, so daß die Bohrerlast verringert wird, oder es wird Druckmittel vom unteren Ende des Druckzylinders abgezogen, so daß die Bohrerlast sich erhöht. Wird in der Weise gebohrt, daß der gesamte Bohrstrang umläuft, so wird eine Neben- bzw. Umgehungsleitung für ein Strömungs-Steuerventil in einer Speiseleitung zwischen einer Spülschlamm-Pumpe und dem Oberteil des Bohrrohres vorgesehen, die gleichfalls durch das Signal gesteuert wird. Die von dem Signal ausgehelde Steuerung vollzieht sich wie folgt: 1. Bei einem Drehmomentanstieg wird die Strömung des Spülschlammes durch Öffnungcbr Nebenleitung erhöht; 2. wenn das Drehmoment weiter anoteigt, wird der Abwärtsvorschub des Bohrers unterbrochen, indem eine magr_etCeteuerte Bremae auf die Trommel der Winde einwirkt, welche den Abwärtsvorschub der Bohrerspitze herbeiführt; 3. nimmt das Drehmoment weiter ziz, so wird das Gewicht des Bohrrohres von der Bohrspitze abgehoben, indem das untere Ende des Druckzylinders unter Druck gesetzt wird; 4. steigt das Drehnoment über einen vorgegebenen Wert an, so wird der Umlauf des Bohrers und die Abwärtsbewegizng angehalten, doch wird die Spülschlamm-Zufuhr fortgesetzt.The outlet of the pressure medium pump controlled by the signal is connected to the lower end of the printing cylinder. As soon as the signal the solenoid valves triggers' pressure medium is either pressed into the lower end of the cylinder, so that the drill load is reduced, or there is pressure medium from the lower end of the pressure cylinder withdrawn so that the drill load increases. Is drilled in such a way that the If the entire drill string circulates, a bypass or bypass line for a flow control valve is created in a feed line between a drilling fluid pump and the top of the drill pipe provided, which is also controlled by the signal. The one from the signal Negotiated control takes place as follows: 1. When the torque increases, increases the flow of drilling fluid through opening cbr secondary line; 2. if the torque continues to decrease, the downward feed of the drill is interrupted, by a magr_etCeteuerte Bremae acting on the drum of the winch, which the Brings about downward advancement of the drill bit; 3. increases the torque further ziz, so the weight of the drill pipe is lifted from the drill bit by the lower The end of the pressure cylinder is pressurized; 4. the torque exceeds a predetermined value, the rotation of the drill and the downward movement stopped, but the drilling fluid supply continues.

Bei fallendem Drehmoment arbeitet die Signalsteuerung wie folgt: 1. Wenn das Drehmoment abzufallen beginnt, wird die Spülschlamm-Zufuhr durch Öffnung der Nebenleitung erhöht; 2. bei weiterem Abfall des Drehmoments wird die Last auf die Bohrspitze erhöht, indem am unteren Ende des Druckzylinders Druckmittel abgelassen. wird; 3. sinkt das Drehmoment unter einen vorgegebenen Wert, so werden der Umlauf, der Vorschub und die SpülschlammT Zufuhr unterbrochen. Weitere rlerlrmale ur.-? Vorteil3n" Erf:i - hing @;Ph@n <cris der nachf_oli;entien BerchrL-il)iiric vo,i anhand der Zeichnun- bemfor. Fif;. `t 7elgt eine Ansicht ein"Z' A:::führ@_ir@@_sform des erfindungsgemKßen Erdbohrerf, riLi- Sheipr!ir.@; Fig. 2 zeigt eine Schni.ttansictih einer' Flch.#@7.tanl.e; Fig. 3 ist,- eine Draufsicht alif die S<#hal trinla@^P n,-Ich F:L fr , 2 h,icr. . 4 steLlt einen Schnitt FLE°. 5 -eIgt einen Drehmomentiiiiiri:l 1 für-; f@##Ltn-- >äig. _ ist ein. Drucl@a:LtteL-Iraitur@::r;aar@ ffir ler #l@z#y@y@f@m@ßen >@@r#3r@ohrer; FUr. r' -ehrt ein(" e-Lektrisetie @teierr:f:bai h:@ri`'ür 1<m. erf.in;l.nnf;a@remäl3er@ i@,r'hoürF@r; Flg. ? e:Lgt eine weLtere A,@@@führ'ar@«.;f'orm ler Erfinrhinu @tr@imunE@. mit, einem Bohrmotor, der alt >buch dLe von Spillschlamm an ge tr i.ebenc@:r @f re i::E@ 1.rai au sge- bildet ist; Fira 9 stellt eine Atisführun@:nform Aar, bei welcher der Hubzylander oberhalb des oberen (festen) Flaschen.- zuE-nlocks angeordnet ist. Wie aua der. Zeichnung und insbesondere aiis FLEr. 1 er- -chtach .st) ist eine kombinier. te F;lel@trn-I)r.',ickmLk;tel.- F teuerizng in einer Schal tanlai°e 1 ar,.ireorfinp t , welche Elen Steuerteil. einer Bohranlage 2 bildet und dient, die I3ohrerl=z@st @@ :7t-e@iern, !7o #jnß 'lern Oher- t:eii e!.rier Bohrst;rarit,es 3 c?ur^,}i automatische ReUel.un[-; rler I3ohrerla!r;ti kons tr trehal ten @r-i. r.@3 , Dies wirf :@1.a3@ rcri. erreLcht-, daß ein Drticlrn!3.ttel--Iiizb- ;:ylin#1f-:r. 4 zwischen eInem hz,;fblock 5 iir_cl ei.re@r. MItnehrier- @itfrnf.e C 9_rr BohrE:trari- 3 a#@Ir@:-@r-ipt i s;t. i@i p S#:hal.tanla;'@ 1 u)<1 .#ler Driiokz,, ! i.ndf3r 4 si.n#1. #lurch -i.rie ic!hIei_.ch r' h!# fi..ehEuirle L., r in! ti W y i'1 c1 . .biii. rl#. die a rT@i@:hen-i. Larifr ist, um clrrr 'Zi@M.a#_ler @^@:ntier.-1e I?ewe@;Tin:;- fL'E?ili;'.it zu'ef@t'JttE:r?, so 'laß hel_nl #1=?''- -Bnh- rT'n-@ zursz:Liche Bohrrohre =rr#JFi.@@et?,t werden !r;;nrler@ . Die DrnrimornPr_t- @.1,#@ri-jl.Ei-r. @@11''E@liF,n@ t-IF'1C@11`jr. #-k. .ler.@r,}-T'i..F?rf^r.tcxj_j_f? @l @fi@^,@)@ fiireEe:v Prrahtische=, '1@ ari^EWrzc,ht; ist, Der Wan,ller =i enthäl.t, F,.Ln.-: Ari-;ah1 T"or= DE@hri@ini:measerr_, r: .F3. Dphnurig.smeßstreiferi, 'rrEZl.che Ien tan.l Ier W#-,l_le 9 mnareri, #lie :.:ich von einem AntrLf#h:3ra#1 11 urn Drehtisch 10 hiri @rst;reclt urirl c3.:i_ecen. und ;I.mi t rler' Bohr- t;rrxn E; 3 sowie cl ie ßohrersp i tze _ir_ TTmlrehunt@; versetzt. D:i.fe I)eliniir@Irarn@aserirld mit <lerc:h..Ltanlae über SchleifrInre .Trerbunrlen. Ein e L ektrom<ln@@ t i:@chn.r Gebar- Ls t, 'rorCesehen, ;ler eine frenaue rl<@ssunf2; tleräeschirir@l.i.i^l@Pi.t -ier. Arf-;r.:iebs- wel:l.e t) ermöma.ic@h4. Das am Bohrstrang 3 benötigte Drehmoment wird an der Schaltanlage 1 vorgewählt. Sie bewirkt einen variablen Druck des Druckmittels in Abhängigkeit von elektrischen Signalen von dem Drehmomentwandler B. Das Druckmittel wird der Unterseite des Kolbens des Hubzylinders 4 zuCeführt, so daß die Bohrerlast in der Weise eingestellt wird, wie es der von der Schaltanlage 1 vorbestimmte Drehmomentwert verlangt. Der Winden- bzw. Bohrführer hat nur noch dafür zu sorgen, daß der Kolben des Druckzylinders 4 seine Endanschläge nicht erreicht, er braucht a,er nicht wie bisher den Bohrvorgang durch Vorgabe der Bohrerlast zu steuern.When the torque drops, the signal control works as follows: 1. When the torque begins to drop, the drilling fluid supply is increased by opening the secondary line; 2. If the torque drops further, the load on the drill bit is increased by releasing pressure medium at the lower end of the pressure cylinder. will; 3. If the torque falls below a specified value, the circulation, the feed and the flushing sludge supply are interrupted. More rlerlrmal ur.-? Advantage3n "Erf: i - hung @; Ph @ n <cris der nachf_oli; entien BerchrL-il) iiric vo, i based on the drawing. Fif ;. `t 7elgt a view" Z 'A ::: lead @ _ir @@ _ sform des Erdbohrer according to the invention f, riLi- Sheipr! ir. @; Fig. 2 shows a section view of a 'Flch.#@7.tanl.e; Fig. 3 is, - a plan view alif the S <#hal trinla @ ^ P n, -i F: L fr, 2 h, icr. . 4 makes a cut FLE °. 5 -Its a torque iiiiiri: l 1 for-; f @ ## Ltn-- > äig. _ is a. Drucl @ a: LtteL-Iraitur @ :: r; aar @ ffir ler # l @ z # y @ y @ f @ m @ ßen> @@ r # 3r @ ohrer; For. r '-ehren a ("e-Lektrisetie @teierr: f: bai h: @ ri`'ür 1 <m. erf.in; l.nnf; a @ remäl3er @ i @, r'hoürF @ r; Flg. ? e: Lgt an older A, @@@ Führ'ar @ «.; f'orm ler Erfinrhinu @ tr @ imunE @. with, a drill motor, the old> buch dLe from Spillschlamm to ge tr i.ebenc @: r @f re i :: E @ 1.rai au sge- forms is; Fira 9 provides an Atisführun @: nform Aar, in which the Hubzylander above the upper (fixed) bottle. toE-nlocks is arranged. How too. Drawing and in particular aiis FLEr. 1 he -chtach .st) is a combination. te F; lel @ trn-I) r. ', ickmLk; tel.- F taxizng in a scarf tanlai ° e 1 ar, .ireorfinp t, which elen Control part. a drilling rig 2 forms and serves, the I3ohrerl = z @ st @@: 7t-e @ iern,! 7o # jnß 'learn Oher- t: eii e! .rier Bohrst; rarit, es 3 c? ur ^,} i automatic ReUel.un [-; rler I3ohrerla! R; ti kon tr trehalt ten @ri. r. @ 3, Throw this: @ 1.a3 @ rcri. righ- that a Drticlrn! 3.ttel - Iiizb- ;: ylin # 1f-: r. 4 between eInem hz,; fblock 5 iir_cl ei.re@r. Mitnehrier- @ itfrnf.e C 9_rr BohrE: trari- 3 a # @ Ir @: - @ r-ipt is; t. i @ ip S #: hal.tanla; '@ 1 u) <1. # ler Driiokz ,,! i.ndf3r 4 si.n # 1. #lurch -i.rie ic! hIei_.ch r 'h ! # f i..ehEuirle L., r in! ti W y i'1 c1. . b ii i. rl #. the a rT @ i @: hen-i. Larifr is to clrrr 'Zi @ Ma # _ler @ ^ @: ntier.-1e I? Ewe @; Tin:; - fL'E? ili; '. it zu'ef @ t'JttE: r ?, so' let hel_nl # 1 =? '' - -Bnh- rT'n- @ back: Liche Bohrrohre = rr # JFi. @@ et?, t will! r ;; nrler @. the DrnrimornPr_t- @ .1, # @ ri-jl.Ei-r. @@ 11``E @ liF, n @ t-IF'1C @ 11`jr. # -k. .ler. @ r,} - T'i..F? rf ^ r.tcxj_j_f? @l @fi @ ^, @) @ fiireEe: v Prrahtische =, '1 @ ari ^ EWrzc, ht; is, The Wan, ller = i contains, F, .Ln.-: Ari-; ah1 T "or = DE @ hri @ ini: measerr_, r: .F3. Dphnurig.smeßstreiferi, 'rrEZl.che Ien tan.l Ier W # -, l_le 9 mnareri, #lie:.: I of an AntrLf # h: 3ra # 1 11 urn Turntable 10 hiri @rst; reclt urirl c3.:i_ecen. and; I.mi t rler 'Bohr- t; rrxn E; 3 as well as the ßohrspitze _ir_ TTmlrehunt @; offset. D: i.fe I) eliniir @ Irarn @ aserirld with <lerc: h..Ltanlae about SchleifrInre .Trerbunrlen. An e L ectrom <ln @@ ti: @ chn.r Gebar- Ls t, 'rorCesehen, ; ler eine frenaue rl <@ ssunf2; tleräeschirir @ lii ^ l @ Pi.t -ier. Arf-; r .: iebs- wel: le t) enablema.ic@h4. The torque required on drill string 3 is preselected on switchgear 1. It causes a variable pressure of the pressure medium as a function of electrical signals from the torque converter B. The pressure medium is fed to the underside of the piston of the lifting cylinder 4 so that the drill load is set in the manner required by the torque value predetermined by the switchgear 1. The winch or drill operator only has to ensure that the piston of the pressure cylinder 4 does not reach its end stops, he does not need to control the drilling process as before by specifying the drill load.

Es ist auch möglich, für die Winde eine automatische Steuerung mit Übergehen einer Begrenzung vorzusehen, so daß der Windenführer entlastet wird. In beiden Fällen ist der Hubzylinder 4 das Wesentliche.It is also possible to have an automatic control for the winch Provide overriding a limitation so that the winch operator is relieved. In In both cases, the lifting cylinder 4 is essential.

Die Schaltanlage 1 gibt auch Signale ab, die über ein geeignetes Vorsatzgerät den Druck und die StrömungsgeschwindiC,keit von Spülschlamm sowie die Geschwindigkeit des Drehtisches steuern.The switchgear 1 also emits signals via a suitable attachment the pressure and the flow velocity of drilling fluid as well as the velocity control the turntable.

Wie in Fig. 2 erkennbar ist, umfaßt die Schaltanlage 1 einen Behälter 12 von fester Bauweise, innerhalb dessen eine Druckmittelpumpe 13 und für ihren Antrieb ein Elektromotor 14 angeordnet sind. Dieser Aufbau bewirkt, daß der Lärmpegel in der Umgebung innerhalb erträglicher Grenzen bleibt und daß das die Pumpe 13 und den Motor 14 umgebende - Druckmittel als Wärmeaustauscher für das Hochleistungs-Aggregat dient.As can be seen in FIG. 2, the switchgear 1 comprises a container 12 of solid construction, within which a pressure medium pump 13 and for their Drive an electric motor 14 are arranged. This structure causes the noise level in the environment remains within tolerable limits and that the pump 13 and surrounding the motor 14 - Pressure medium as a heat exchanger for the High-performance aggregate is used.

Elektrische Schalteinrichtungen und Sicherungen für den Motor 14 sind vor dem Behälter 12 angebracht. Ferner ist eine Kühlschlange 15 vorgesehen, durch welche Kühlmittel hindurchgeleitet werden kann, um die Temperatur des Druck-:-mittels-bei ungünstigen Umgebungstemperaturen herabzusetzen.Electrical switching devices and fuses for the motor 14 are attached in front of the container 12. Furthermore, a cooling coil 15 is provided through which coolant can be passed through to the temperature of the pressure -: - means-at unfavorable ambient temperatures.

Der Behälter 12 und die Schaltanlage 1 sind mit Stickstoff gefüllt, beispielsweise unter einem Druck von etwa 0,7 atü aus einer Druckflasche 16. Dadurch erzielt man eine Herabsetzung der Feuergefahr auf ein absolutes Minimum und vermeidet zugleich zusätzliche Pumpen.The container 12 and the switchgear 1 are filled with nitrogen, for example, under a pressure of about 0.7 atmospheres from a pressure bottle 16. As a result one achieves a reduction of the fire risk to an absolute minimum and avoids at the same time additional pumps.

Sämtliche elektrischen Netzgeräte und Druckmittelquellensowie die elektrischen Steuerschaltungen sind in der Schaltanlage 1 doppelt vorhanden. Fällt also irgendeines der Ge- räte aus, so kann sofort auf das Ersatzgerät umgeschaltet werden und der Betrieb fortgesetzt werden.All electrical power supply units and pressure medium sources as well as the electrical control circuits are present in duplicate in switchgear 1. Therefore falls any of the overall councils, so you can switch to the replacement device and the operation can continue immediately.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Hubzylinder 4 einen Außendurchmesser von 45? mm, einen Innendurchmesser von 305 mm, eine Kolbenstange 1? von 76 um_ Durchmesser und einen Arbeitshub von etwa 0,9 m. Bei normalen Arbeitsbedingungen beträgt der höchste Druckmitteldruck etwa 211 atü, was einer Druckkraft von etwa 150 Ist entspricht. Innerhalb des Hubzylinders 4 befindet sich ein elektrischer Wandler, welcher die Stellung des Kolbens 19 an die Schaltanlage 1 und an einen WindenübertraCer zurückmeldet. Dieser Wandler besteht aus einem Stab 1::, welcher am Zylinderkopf angebracht ist und die Mitte des Kolbens 19 undder Kolbenstange 1? durchsetzt. Der Stab 18 trägt eine Widerstandsbahn, die mit Schleifern 20 im Kolben 19 züisammenarbeitet, so daß ein von der Stellung des Kolbens 19 im Hubzylinder 4 abhängiges Signal erzeugt wird (Fig. E+-).In a preferred embodiment of the invention , the lifting cylinder 4 has an outside diameter of 45? mm, an inner diameter of 305 mm, a piston rod 1? 76 µm in diameter and a working stroke of about 0.9 m. Under normal working conditions, the highest pressure medium pressure is about 211 atmospheres, which corresponds to a pressure force of about 150 actuals. Inside the lifting cylinder 4 there is an electrical converter which reports the position of the piston 19 to the switchgear 1 and to a winch transformer. This transducer consists of a rod 1 :: which is attached to the cylinder head and the center of the piston 19 and the piston rod 1? interspersed. The rod 18 carries a resistance track which works together with sliders 20 in the piston 19, so that a signal dependent on the position of the piston 19 in the lifting cylinder 4 is generated (FIG. E + -).

Am unteren Ende des Hubzylinders 4 sind ein aizcfallsicheres Magnetventil 21 und ein Druckschalter 22 eingebaut, der im Falle eines Schlauchschadens oder bei Ausfall der Strom-bzw. Druckmittelversorfung die Leitung schließt und auf diese Weise verhindert, claß Druchmittel, beispielsweise Öl, aus dem Zylinder ausläuft und der Bohrstrang 3 "absackt". Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, dient die Schaltanlage nicht nur zur Aufnahme der Steuereinrichtung für den Druckzylinder 4, sondern zugleich als zentrale Schalttafel, an der sich auch andere Funktionen-der Bohranlage einstellen, ablesen und aufzeichnen lassen. Die in die Schaltanlage 1 eingebauten Instrumente und Steuergeräte sind die folgenden: Ein Zylinder-Druckmeßgerät 31, das von einem Druckwandler auf dem Zylinder 4 gespeist wird und eine dem Zylinderdruck entsprechende Spannung an das Meßgerät abgibt. Eine Betriebsanzeigelampe 32, welche anzeigt, daß die Schaltanlage 1 in Betrieb ist, nicht jedoch ein. Winden-Übertrocor.At the lower end of the lifting cylinder 4 are a fail-safe solenoid valve 21 and a pressure switch 22 installed, which in the event of hose damage or in case of failure of the power or. Pressure medium supply closes the line and on this Way prevents fluid, such as oil, from leaking out of the cylinder and the drill string 3 "sags". As can be seen from Fig. 3, the switchgear is used not only for receiving the control device for the printing cylinder 4, but at the same time as a central control panel on which other functions of the drilling rig can also be set, read and record. The instruments built into switchgear 1 and control devices are the following: A cylinder pressure gauge 31, which is from a Pressure transducer is fed to the cylinder 4 and a corresponding to the cylinder pressure Supplies voltage to the measuring device. An operation indicator lamp 32, which indicates that the switchgear 1 is in operation, but not a. Winch overcor.

Ein Druckmittel-Temperaturanzeiger, der von einem Quecksilber-Kugelthermometer frommt und die Temperatur des Druckmittels im Behälter 12 anjibt.A pressurized fluid temperature indicator made by a mercury bulb thermometer frommt and the temperature of the pressure medium in the container 12 indicates.

Ein Bohrerlastmesser 34 einschließlich einer "Eichschaltung". Diese wird eingestellt, indem der Bohrstrang 3 gerade vom Untergrund abgehoben wird. Die Zylinderdruck-Spannung wird dem Bohrerlastmesser zugeführt und der Zeigerausschlag mit dem Eichknopf auf Null zurückgedreht.A drill load meter 34 including a "calibration circuit". These is adjusted in that the drill string 3 is just lifted from the ground. the Cylinder pressure voltage is fed to the drill load meter and the pointer deflection turned back to zero with the calibration button.

Das Meßgerät wird dann um#epolt und die Bohrung fortgesetzt. Die Ablesung des Bohrerlastmessers entspricht dann der Bohrerlast.The measuring device is then reversed by # epol and drilling is continued. The reading of the drill load meter then corresponds to the drill load.

Ein Zylinderobellungsanzeiger 35, der in Hochkantanordnung in der Schaltanlage 1 eingesetzt und durch die Widerstandsbahn auf dem Stab 18 betätigbar ist.A cylinder position indicator 35, which is arranged vertically in the Switchgear 1 is used and can be actuated by the resistance track on the rod 18 is.

-Ein Stickstoffmanometer 36.-A nitrogen manometer 36.

Ein Drehtisch-Tachometer 37, das in Umdrehungen pro Minute geeicht ist und durch Impulse gesteuert wird, die von einem Drehmomentwandler in der Antriebswelle des Drehtisches. ausgehen, integriert werden und mit ihrer Spannung das Anzeigeinstrument speisen. Farbanzeigelampen 3$ und 39 für Hub- bzw. Absenkung, die mit einem Zweiwege-Magnetventil verbunden sind und die Bewegungsrichtung des Hizbz1rlirders 4 anzeigen.A turntable speedometer 37 that is calibrated in revolutions per minute and is controlled by pulses from a torque converter in the drive shaft of the turntable. go out, be integrated and with their voltage the display instrument Food. Color indicator lamps 3 $ and 39 for lifting and lowering, the are connected to a two-way solenoid valve and the direction of movement of the Hizbz1rlirders 4 show.

Ein Höhenanzeiger (Schauglas) 40, der die Höhe des Druckmittels im Behälter 12 anzeigt.A height indicator (sight glass) 40, which shows the height of the pressure medium in the Displays container 12.

Anzeigelampen 41 zeigen die Wahlstellungen eines Steuer-Wahlschalters 42. Dieser kann eine der folgenden Wahlstellungen einnehmen: 42 (1) Drehmomentsteuerung: Das gewünschte Drehmoment wird eingestellt, die Bohrerlast wird. mittels des Hubzylinders 4 verändert, bis dieser Wert erreicht ist, worauf weitere Lastjustierungen automatisch vorgenommen werden, um das Drehmoment im wesentlichen konstant zu halten.. 42 (2) Laststeuerung: Die gewünschte Bohrerlast wird eingestellt und die Länge des Hubzylinders 4 verändert, so daß der Bohrstrang 3 angehoben oder abgesenkt wird, bis der Sollwert erreicht ist. Während der fortschreitenden Bohrung werden weitere automatische Nachstellungen vorgenommen, um die Bohrerlast im wesentlichen konstant zu halten.Indicator lamps 41 show the selection positions of a control selector switch 42. This can take one of the following options: 42 (1) Torque control: The desired torque is set, the drill load becomes. by means of the lifting cylinder 4 is changed until this value is reached, whereupon further load adjustments are automatic be made to keep the torque essentially constant .. 42 (2) Load control: The desired drill load is set and the length of the lifting cylinder 4 changed so that the drill string 3 is raised or lowered until the target value is reached. As the drilling progresses, further automatic readjustments are made made to keep the drill load substantially constant.

42 (3) Kombinierte Gewichts-Drehmoment-Steuerung: Es werden Höchst- und Mindestwerte für die Bohrerlast und ebenso Höchst- und Mindestwerte für das Drehmoment ausgewählt. Liegen die Arbeitsbedingungen innerhalb dieser vier Grenzwerte, so wird am Hubzylinder 4 keine weitere Einstellung vorgenommen. Ist irgendein Wert zu überschreiten; so wird eine entsprechende Einstellung vorgenommen.42 (3) Combined weight-torque control: Maximum and minimum values for the drill load and also maximum and minimum values for the torque are selected. If the working conditions are within these four limit values, no further setting is made on the lifting cylinder 4. Is any value to be exceeded; an appropriate setting is made.

42 (4) Haltestellung: Der Hubzylinder 4 wird in jeder gewählten Stellung gehalten, wobei Veränderungen von Drehmoment oder Last oder auch ein Druckmittelverlust ohne Einfluß auf die Zylinderstellung sind.42 (4) Holding position: The lifting cylinder 4 is in each selected position held, with changes in torque or load or a loss of pressure medium have no influence on the cylinder position.

42 (5) Zugstellung: Der Hubzylinder 4 kann dazu verwendet werden, ein steckengebliebenes Rohr durch Handbetätigung vom Winden-Übertrager aus hochzuziehen.42 (5) Pulling position: The lifting cylinder 4 can be used to pulling up a stuck pipe by manual operation from the winch transmitter.

Bei Einstellung der Wahlstellungen 42 (1), 42 (2) oder 42 (3) ist eine Sicherheitsgrenze vorgegeben, oberhalb welcher die Steuerung abschaltet und den Hubzylinder 4 arretiert. Diese Sicherheitsgrenze basiert darauf, daB bei einer anderen als der ausgewählten Steuergröße eine unzulässige Veränderung eingetreten ist. Wenn beispielsweise Wahlstellung 42 (1) eingestellt wird, so ist das Drehmoment die maßgebende Größe. Gleichzeitig werden jedoch Lastgrenzen eingestellt, die nicht nur völlige Sicherheit gewährleisten, sondern euch die Notwendigkeit einer Steuerungeänderung an- zeigen können.When setting the selection positions 42 (1), 42 (2) or 42 (3), a safety limit is specified above which the control switches off and the lifting cylinder 4 locks. This safety limit is based on the fact that an impermissible change has occurred with a control variable other than the selected one. If, for example, selection position 42 (1) is set, the torque is the decisive variable. At the same time, however, load limits are set to ensure that not only completely safe, but you can show the need for Steuerungeänderung Toggle.

In der Schaltanlage 1 sind weiter vorgesehene Ein Bohrstrang-Längenanzeiger 431 .ein Drehmomentwähler 441 ein Steuerspannungsmesser 45; ein Bohrerlastwähler 46; eine Netzspannungs-Anzeigelampe 4'7; ein Sicherungsautomat 48; ein Spülschlamm-Strömungsmesser 49, welcher den Differentialdruck an einer kalibrierten Öffnung in einem Spülschlamm-Rohr der Bohranlage anzeigt; ein Spülschlamm-Druckmesser 50, der'von einem Druckwandler an der Bohranlage beaufschlagt wird; ein Bohrspitzen-Drehmoment-Meßgerät 5'1 mit einer Eichschaltungl der Bohrstrang 3 wird eben vom Untergrund des Bohrloches abgehoben und in Umdrehung versetzt. Der Zeigerausschlag am Drehmoment-Messer wird, mit dem Eichknopf auf Null zurückgedreht. Bei Fortschreiten der Bohrung entspricht die Ablesung dem Bohrspitzen-Drehmoment in erster Näherung; ein Kühlmittel-Temperaturanzeiger 52, beaufschlagt von einem Quecksilber-Kugelthermometer, mit dem die Temperatur des Kühlmittels dem Wärmeaustauscher 15 gemessen wird; ein Drehtisch-Drehmoment-Messer 53, gesteuert vom Ausgang des Drehmomentwandlers am Drehtisch; ein'Yorschubgeschwindigkeits-Messer 54, welcher die Zeit mißt, die der Rammkolben zur Bewegung über eine vorgegebene Strecke benötigt. Während dieser Zeit wird die Winde angehalten und das Meßgerät zeigt den Vorschub direkt in Meter pro Stunde an; eir_ Absperrventil 55, das einen Druckmittelverlust ver.@-hindern soll, wenn der Schlauch 7 abgenommen wird; ein Manometer 56, das als Bcordon-Rohr ausgebildet ist und. den Abgabedruck der Pumpe 13 mißt; ein Pumpen-Auslaßventil 57, da^ beispielsweise als von Hand einstellbares Nebenventil zur Steuerung des Leitungsdrucks ausgebildet ist; ein Zweiwege-Ventil 58, das hei Betriebsstörungen zum Überwechseln von einer Druckmittel-Leitung zur anderen d=ient; außerdem ist ein elektrischer Schalter vorCesehen, der. zum gleichzeitigen Umschalten der elektrischen Schalturg dient; eine Anzeigelampe 59, welche anzeigt, daß die Pumpe 13 für das Druckmittel lauft; eine Anzeigelampe 60, welche anzeigt, daß die Stromversorgung für die elektrische Schaltung eingeschaltet ist; ein beispielsweise als Sechs-Kanal-Galvanometer oder als Tintenschreiber ausgebildetes SchreibTerät 61 für .laufende dynamische Messungen der Bohrbedin:Cungen; Drehspulrelais 62, wie sie anhand der Schaltung vor Fig. 7 unter den Bezugszeichen 78 und 87 für Drehmatment-und Laststeuerung beschrieben sind; obere und untere Grenzlastschalter 63, um Grenzlasten für die kombinierte Steuerung 42 (3) vorzusehen; obere und untere Grenzdrehmo:antschalter 64, um für die kombinierte.Steuerung 42 (3) Drehmomentgrenz®n vorzusehen. Vorteilhafterweise wird die Vorschubgeschwindigkeit der Bohrspitze mit dem Meßgerät .174 in gewissen Zeitabständen während des Bohrens gemessen. Die Steuerung der .Bohranlage wird dann entsprechend verändert (neu programmiert), um die Abnutzung der Bohrspitze entsprechend zu berücksichtige.In the switchgear 1 are further provided a drill string length indicator 431 .a torque selector 441 a control voltage meter 45; a drill load selector 46; a line voltage indicator lamp 4'7; a circuit breaker 48; a drilling mud flow meter 49 which indicates the differential pressure at a calibrated orifice in a drilling mud pipe of the drilling rig; a drilling fluid pressure meter 50, which is acted upon by a pressure transducer on the drilling rig; a drill bit torque measuring device 5'1 with a calibration circuit 1 the drill string 3 is lifted from the subsurface of the borehole and set in rotation. The pointer deflection on the torque meter is turned back to zero with the calibration button. As the drilling progresses, the reading corresponds to the drill bit torque as a first approximation; a coolant temperature indicator 52, acted upon by a mercury ball thermometer, with which the temperature of the coolant of the heat exchanger 1 5 is measured; a turntable torque meter 53 controlled by the output of the torque converter on the turntable; a feed speed meter 54 which measures the time it takes for the ram to move over a predetermined distance. During this time the winch is stopped and the measuring device shows the feed directly in meters per hour; eir_ shut-off valve 55, which is intended to prevent a loss of pressure medium when the hose 7 is removed; a manometer 56, which is designed as a cordon tube and. measures the discharge pressure of the pump 13; a pump outlet valve 57, which is designed, for example, as a manually adjustable secondary valve for controlling the line pressure; a two-way valve 58, that is to say malfunctions for changing over from one pressure medium line to the other d = ient; an electrical switch is also provided which. is used to simultaneously switch the electrical Schalturg; an indicator lamp 59 which indicates that the pump 13 for the pressure medium is running; an indicator lamp 60 which indicates that the power supply for the electric circuit is on; a writing device 61 designed for example as a six-channel galvanometer or as an ink pen for running dynamic measurements of the drilling conditions; Moving coil relay 62, as described with reference to the circuit before FIG. 7 under the reference numerals 78 and 87 for torque and load control; upper and lower limit load switches 63 to provide limit loads for the combined controller 42 (3); Upper and lower limit torque: switch 64 to provide 42 (3) torque limits for the combined control. The feed rate of the drill bit is advantageously measured with the measuring device .174 at certain time intervals during drilling. The control of the drilling system is then changed accordingly (reprogrammed) in order to take the wear of the drill bit into account.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist Us Druckmittel-Zeitungssystem mittels der Steuerschaltung '`? zweifach vorhanden. Zweiwege-Kanalwähler 68 und 69 dienen zur Inbetriebsetzung des jeweils gewählten Zeitungssystems.As can be seen from Fig. 6, Us is the printing medium newspaper system by means of the control circuit ''? available twice. Two-way channel selectors 68 and 69 are used for the commissioning of the respectively selected newspaper system.

Auch die Antriebsmotoren für die Pumpen 13 sind mittels der Kanalwähler-Ventile 68 und G9 steuerbar. Die Plumpe 13 des gewählten Zeitungssystems läuft dauernd mit Nenndrehzahl. Ihr Auslaß 70 ist mit einem Zweiweg-Magnetventil 71 verbunden, welches seinerseits die Verbindung mit dem Druckzylinder 4 herstellt, sobald das Magnetventil 71A eingeschaltet ist.The drive motors for the pumps 13 are also controlled by means of the channel selector valves 68 and G9 controllable. The clumsy 13 of the selected newspaper system runs continuously Rated speed. Your outlet 70 is connected to a two-way solenoid valve 71, which in turn establishes the connection with the pressure cylinder 4 as soon as the solenoid valve 71A is turned on.

Der Auslaß 70 ist ferner mit einer Nebenleitung 72 verbunden, die aus einem von Hand verstellbaren Ventil zur Einstellung des maximalen Leitungsdruckes und einem im allgemeinen offenen Magnetventil 740 besteht, das immer dann geschlossen wird, wenn gleichzeitig das Magnetventil 71A geöffnet wird. Wenn also eine Anhebung des Kolbens im Hubzylinder 4 gewünscht ist, werden die Magnetventile 71A und 74(3 betätigt, so daB das Zweiweg-Ventil 71 geöffnet und die Nebenleitung 72 geschlossen wird, so daß Druckmittel in den Hubzylinder 4 strömen kann. Zum Absenken des Kolbens im Zylinder 4 wird das Magnetventil ?1B betätigt, und die Laät auf dem Kolben drückt das Druckmittel durch Rückflußöffnungen des Zweiwege-Ventils 71 und zurück in den Behälter 12.The outlet 70 is also connected to a branch line 72 which consists of a manually adjustable valve for setting the maximum line pressure and a generally open solenoid valve 740 which is closed whenever the solenoid valve 71A is opened at the same time. If the piston in the lifting cylinder 4 is to be raised, the solenoid valves 71A and 74 (3 are actuated so that the two-way valve 71 is opened and the secondary line 72 is closed so that pressure medium can flow into the lifting cylinder 4. To lower the On the piston in the cylinder 4, the solenoid valve? 1B is actuated, and the fluid on the piston pushes the pressure medium through the backflow openings of the two-way valve 71 and back into the container 12.

Das -ausfallsichere Magnetventil 21 wird durch den zugehörigen Druckschalter 22 betätigt. Sollte daher eine Störung im Schlauch 7 oder den zugehörigen Kupplungsteilen eintreten, so sinkt der Druck und der Schalter 22 schaltet das Magnetventil 21--ab, so daß das Druckmittel im Zylinder 4-abgesperrt und ein folgenschweres Absacken des Bohrstranges 3 verhindert wird..The fail-safe solenoid valve 21 is controlled by the associated pressure switch 22 actuated. If there is a malfunction in the hose 7 or the associated coupling parts enter, the pressure drops and the switch 22 switches off the solenoid valve 21 - so that the pressure medium in the cylinder 4-shut off and a slump with serious consequences of the drill string 3 is prevented.

Die Ausfallsicherungsschaltung kann durch Betätigung des Magnet-Ventils ?1B überbrückt werden, da es sonst nicht möglich wäre, den Kolben im Hubzylinder 4 in gesteuerter Weise nach unten zu bewegen. Es sind ferner stabilisierende Bauelemente vorgesehen, jedoch nicht in der Zeichnung dargestellt.The fail-safe circuit can be activated by actuating the solenoid valve ? 1B must be bridged, otherwise it would not be possible to move the piston in the lift cylinder 4 to move down in a controlled manner. They are also stabilizing components provided, but not shown in the drawing.

Aufbau und Wirkungsweise der elektrischexs_Steuerschaltung gemäß fig. ? werden im folgenden :unter Bezug- auf die Steuerung beschrieben, die durch die verschiedenen Einstellungen des Wahlschalters 42 herbeigeführt Wird. -42 (1) Drehmomentsteuerungi Wenn der Steuer-Wahlschalter 42-in die dahlstel Jung 42 (1) gestellt wird, so erhält ein Verstärker 75 des Irehitoment-8ollwort-$ignil durch eine Schaltplatte 176 und das Drehmoment-IatWert-Bignal durch einen Wandler Über eine Schaltplatte 77. Im Verstärker ?5 werden diese Signale voneinander subtrahiert. Die Spanuunge- differenz wird einem NullInatrment-Drehepulrelain 78 zu- geführt. Der Gewinn den Verstärkers 75 bestimmt die Vor- zögerungszeit der Schaltung. Dae Drehapulrelain 78 hatte einenTotbereicht wenn der Zeiger sich zwischen Kontakten 79a und 79b befindet. Tritt eine übermäßige Abweichung sui, so betätigt das Relais ?8 entweder ein Relais 80 oder ein Relais 81, das seinerseits das Druckmittel-Zweiwege-Megnet- Ventil 71 (Yig: 6) betätigt, um den Kolben im.Hubsylinder 4 anzuheben bzw. abzusenken und so dis Abweichung .auszugleichen. 42 (2) Gewichtsnteuerung: Ihnlich dem Betrieb des Vmr. stärkere 75 steuert die Schaltung einen Verstärkers 82 die Bohrerlast, indem ein Sollsignal mit dem Ausgang eines Druck- wandlers (nicht dargestellt; jedoch neben dem Druckschalter 22 im Hubzylinder 4 angebraßht) verglichen Wind die Relais 80, 81 durch ein Nullinstrument-Drehspulrelais 8$ mit Kontaktern 85a und 85b betätigt werden. 42 (3) Gewichts-Drehroment-Steuerung: Hierbei wird Ge- brauch gemacht vom Nachhinken der Drehspulrelaiu ?8 und 84. Wenn sich der Steuerschalter in der Wahlstellung 42 (3) befindet, werden die Drehmoment-Grenzwerte eingestellt, in- dem der Gewinn des Verstärkers 75 verändert wird. Auf diese Weise ist es möglich, äächst- und Mindestwerte festzulegen. Eine Bewegung des SubZylinders 4 wird durch die trehmome@a t;-eignale nur ausgelöst, wenn diese Grenzwerte überschritten werden. Gewiohts-Grenzwarte werden entsprechend mit dem 'Verstärker 82 eingestellt. Die sich ergebende Kombination gestattet der Steuerung freies Spiel innerhalb der vorgegebenen Grenzen und bewirkt eine Zylinderbewegung nur, wenn die Grenzwerte Überschritten werden.Structure and mode of operation of the electrical xs_control circuit according to fig. ? are described below with reference to the control brought about by the various settings of the selector switch 42. -42 (1) Torque controli If the control selector switch 42- is set to the highest position Jung 42 ( 1), a Torque Full Word $ Ignil Repeater 75 through one Switching plate 176 and the torque IatValue signal through a converter through a circuit board 77. In the amplifier? 5 these signals are subtracted from one another. The Spanuunge difference is a zero Inat r ment Drehepulrelain 78 to- guided. The gain of the amplifier 75 determines the pre delay time of the circuit. Dae Drehapulrelain had 78 a dead zone when the pointer moves between contacts 79a and 79b is located. If there is an excessive deviation sui, so the relay? 8 operates either a relay 80 or a Relay 81, which in turn controls the pressure medium two-way megnet Valve 71 (Yig: 6) actuated to move the piston in the lift cylinder 4 raise or lower and thus compensate for the deviation. 42 (2) Weight increase: Similar to the operation of the Vmr. stronger 75 controls the circuit of an amplifier 82 the Drill load by applying a setpoint signal to the output of a pressure converter (not shown; however, next to the pressure switch 22 sprayed in the lifting cylinder 4) Wind compared the relays 80, 81 through a zero instrument moving coil relay 8 $ with Contacts 85a and 85b are actuated . 42 (3) Weight torque control: Here, weight custom made by the lagging of the moving coil relays 8 and 84. When the control switch is in selection position 42 (3) the torque limit values are set, in- which the gain of the amplifier 75 is changed. To this Way it is possible to set maximum and minimum values. A movement of the sub-cylinder 4 is only triggered by the trehmome @ a t; property if these limit values are exceeded . Appropriate border control rooms are set accordingly with the amplifier 82 . The resulting combination allows the controller to play freely within the specified limits and only causes the cylinder to move if the limit values are exceeded.

42 (4) Haltestellungt Im Verstärker 82 wird ein Bezugssignal mit der Stellung des Wandler; 18, 20 verglichen. Signalabweichungen dienen dazu, die Stellung des Kolbens im Hubzylinder 4 über das Drehspulrelais 84 und die Relais 80, 81 zu korrigieren.42 (4) Halteststellungt In amplifier 82, a reference signal with the Position of the converter; 18, 20 compared. Signal deviations are used to change the position of the piston in the lifting cylinder 4 via the moving coil relay 84 and the relays 80, 81 correct.

42 (5) Zugetellungt Der Hubzylinder 4 wird voll ausgefahren, wenn ein positives Signal auf der Zuleitung 86 zum Kontakt 42 (5) anliegt. Ist ein Zugvorgang erwünscht, so bewirkt die Betätigung eines Druckknopfes die Umpolung des Drehepulrelais 78, so daß das Relais 80 eingeschaltet und der Zylinder 4 angesteuert wird.42 (5) infeed The lifting cylinder 4 is fully extended when a positive signal is present on the lead 86 to the contact 42 (5). If a pulling process is desired, the actuation of a push button causes the polarity of the rotary pulley relay 78 to be reversed, so that the relay 80 is switched on and the cylinder 4 is activated.

Der Druckschalter 22 schaltet jedesmal, wenn sich im Schlauch 7 Druck aufbaut. Das Magnetventil 21 wird ge- öffnet, so daB Druckmittel in den Zylinder 4 eintreten kann. Beim Absenkvorgang wird der Druckschalterkontakt 22 durch dass Relais 81 überbrückt. fig. 8 zeigt eine Ausführungsform erfiod"nrsgemäßen Erdbohrers mit einer Bohrspitze, die.' ein K2:`f%'l.selrad durch Spülschlamm angetrieben wird. Eine durch ein nicht dargestelltes Aggregat angetriebene Spülschlammpumpe 91 führt durch ein Rohr 92 dem Bohrrohr 93.einer Bohranlage Spülschlamm unter Druck zu. Das'Bohrrohr 93 trägt an seinem unteren Ende ein Kreiselrad 94, das bei Umlauf infolge des unter Druck zugeführten Spülschlammes eine Bohrspitze 95 in Umdrehung versetzt, um ein Loch in den Untergrund zu bohren. Der aus dem Bohrrohrstück 93, dem Kreiselrad 94 und der Bohrspitze 95 bestehende Bohrstrang hängt an einem Seil 9E, das über einen Block 97 eines Flaschenzuges und eine nicht dargestellte Winde bewegt werden kann, wobei zwischen dem Bohrrohr 93 und dem Seil 96 ein Kolben 98 in einem Zylinder 99 angeordnet ist.The pressure switch 22 switches every time pressure builds up in the hose 7. The solenoid valve 21 is overall open, so that pressure fluid can enter the cylinder. 4 During the lowering process, the pressure switch contact 22 is bridged by the relay 81. fig. 8 shows an embodiment according to the invention Auger with a drill bit that. ' a K2: `f% 'l.selrad is driven by drilling fluid. A drilling mud pump 91 driven by a unit (not shown) feeds drilling mud under pressure through a pipe 92 to the drill pipe 93 of a drilling rig. Das'Bohrrohr 93 carries at its lower end a centrifugal wheel 94 which, as a result of the drilling fluid supplied under pressure, rotates a drill bit 95 in order to drill a hole in the ground. The drill string consisting of the drill pipe section 93, the rotor 94 and the drill bit 95 hangs on a cable 9E, which can be moved via a block 97 of a block and tackle and a winch (not shown), with a piston 98 between the drill pipe 93 and the cable 96 in a cylinder 99 is arranged.

In dem Rohr 92 ist ein Strömungsmesser 100 bekannter Art angeordnet, um die Strömung des Spülschlammes zu messen'und mit einem Anschluß 101 versehen, durch den die Strömung durch das Rohr 92 hindurch mittels eines durch einen Druckmittelkolben gesteuerten Schieberventils 102 geregelt werden kann.In the pipe 92 a flow meter 100 is located a known type provided to control the flow of drilling fluid to messen'und with a terminal 1 01, can be regulated by the flow through the tube 92 through means of a controlled by a pressure medium piston slide valve 102nd

Dem Strömungsmesser 100 und dem Schieberventil 102 sind Steuergeräte 103 und 104 nachgeschaltet. Diese sind als Ventile ausgebildet, deren Kolben 105 an der Unterseite mit dem Spülschlamm im Rohr 92 in Verbindung stehen, so daß sie von dem Druck darin beaufschlagt werden. Die Ober-seite jedes Kolbens 105 steht über ein Druckmittel mit einer Membran 106 in Verbindung, die einen Dehnungsmesser 107 trägt. Veränderungen im ßpülschlammdruck über vorgegebene Grenzen hinaus verursachen eine Druckänderung im Druckmittel und bewirken ein elektrisches Signal durch die Dehnungsmesser 107. Das elektrische Signal wird durch einen Verstärker 108 verstärkt und zur Ablenkung eines Zeigers 109 über bzw. unter einen Festwert benutzt, so daß er_mit auf einer Bezugsskala angeordneten Stallkontakten 'R10 Kontakt gibt. Diese Kontaktgabe mit den Stallkontakten 110 bewirkt ein Signal an eine. in einer Schalttafel 112 angeordneten Linearbeschleuniger.Control devices 103 and 104 are connected downstream of the flow meter 100 and the slide valve 102. These are designed as valves , the pistons 1 05 of which are connected on the underside with the drilling fluid in the pipe 92, so that they are acted upon by the pressure therein. The upper side of each piston 105 is connected via a pressure medium to a membrane 106 which carries a strain gauge 107. Changes in ßpülschlammdruck above specified limits cause a pressure change in the pressure medium and cause an electrical signal through the strain gauges 107. The electrical signal is amplified by an amplifier 108 and used to deflect a pointer 109 above or below a fixed value so that it is on a Stable contacts arranged on the reference scale 'R10 contact there. This contact with the stall contacts 110 causes a signal to be sent to a. linear accelerator arranged in a control panel 112.

An die Schalttafel 112 geht auch ein der Strömungsgeschwindigkeit des Spülschlammes entsprechens Signal des Strömungsmessers 100. Getrennt oder zusammen mit dem Druckmesser 109 kann dadurch die Zufuhr von Druckmittel zur Unterseite des Kolbens 98 im Zylinder 99 ausgelöst werden, um das Absinken des Bohrstranges und infolgedessen die auf die Bohrspitze 95 wirkende Last zu-regeln. Auf diese Weise kann ,eine vorgegebene Beziehung zwischen Geschwindigkeit, Umdrehungswiderstand und an der Bohrspitze wirkender Last aufrechterhalten werden.The control panel 112 also receives a flow rate of the drilling fluid corresponding to the signal of the flow meter 100. Separately or together with the pressure gauge 109 can thereby the supply of pressure medium to the underside of the Piston 98 in cylinder 99 are triggered to stop the drill string and descend consequently regulating the load acting on the drill bit 95. In this way can, a predetermined relationship between speed, rotation resistance and load applied to the drill bit.

Die nachfolgend angegebene Reihenfolge der Steuerungsgänge kann beim Anstieg des Drehmoments an oder Bohrspitze besonders vorteilhaft sein, der eine vom Steuergerät 104 . abgetastete Erhöhung des Spülschlammdruckes im Rohr 92 zur Folge hat, beispielAise wt%4" beim Duroh- gang durch verschiedene Schichtungen auf eine härtere Schicht trifftt 1) Vergrößerung der Spi.lschlammströmung durch Offnen des Ventils 1021 2) Anhalten der Absänkbewegung durch Unterdrueksetzen der unteren Seite des Kolbens 98; 3) Entlastung der Bohrspitze 951 4) Unterbrechung des Bohrvorganges. Andererseits sind die folgenden Steuergänge zweckmäßig, wenn das vom Steuergerät 103 durch einen Druckabfall ab- getastete Drehmoment an der Bohrspitze 95 sinkt, beispiels- weise wenn der Bohrer in eine weichere Schiohtung duroh- bricht: 1) Verstärktes Abstaken durch Ablassen den Drucke unter- halb des Kolbens 981 2) ,Yorgrüßerung den Volumens der Bptiloahlammdtrömuna durch Öffnen den Ventils 102; 3) Anhalten des Bohrvorgangen. 8ämtliohe aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen hervorgehenden Merkmale können auch in belie- bigen to*binationeu erfindungeweeentlich sein. The sequence of control steps specified below can be particularly advantageous when the torque at or drill bit increases, the one from control device 104. sensed increase in drilling fluid pressure in pipe 92 has the consequence, for example Aise wt% 4 "for Duroh- going through different layers on a harder one Layer hits 1) Enlargement of the drilling fluid flow by opening of valve 1021 2) Stopping the lowering movement by applying pressure the lower side of the piston 98; 3) Relief of the drill bit 951 4) Interruption of the drilling process. On the other hand, the following control gears are useful, if that from control unit 103 is caused by a pressure drop The torque sensed at the drill bit 95 drops, for example wise if the drill is in a softer layer breaks: 1) Increased scraping by lowering the pressure half of the piston 981 2), greeting the volume of the Bptiloahlammdtrömuna by opening the valve 102; 3) Stopping the drilling process. 8ämtliohe from the description, the drawing and the Features resulting from claims can also be used in any bigen to * binationeu to be inventive.

Claims

1 'a. Ye ntanspr i. che

1. Auger m: Lt control and drive for a drill string, characterized in that the drill string (3) is provided with means for rapidly changing the drill load.

2. Auger according to .Anspruch 1, characterized in that the means consist of at least one pressure cylinder (4) with a piston, the cylinder (4) being connected to a pump outlet for supplying a pressure medium for the purpose of changing its length at one end.

3. Auger according to claim 2, d ä durchg ek ennz e I net that the pump outlet by means of .a signal that is obtained by measuring the respective drilling conditions and / or from empirical data can be controlled in such a way that the piston in the cylinder (4 ) the drill load resulting from the weight of the drill string (3) is reduced or increased.

4. Auger according to claim 3, dad ü rchg ek en n Z e ichn e t that the signal corresponds to the torque on a turntable (107 of the drill or to. The drill tip.

5. Earth auger according to claim 3 or 4, that is the signal is obtained by measuring the torque on the rotary table of the drill.

6. auger "according to claim 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that for The signal is obtained by a torque converter (8), e.g. in the form of strain gauges on a drive shaft (9) is present, which a drive wheel (11) with the Turntable (10) connects, the torque converter (8) the one on the drill string (3) applied torque detected. .

Earth drill according to one of claims 3-6, d a d u r G h g e k e n n n z e i c h n e t that a switchgear (1) is provided which Contains amplifier (? 5, 82), relay (80, 81) and at least one solenoid valve (? 1), and by means of the signal the supply or discharge of pressure medium to or from the pressure cylinder (4) controls. B.

Earth drill according to claim 6 or?, D u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the pressure cylinder (4) is between a rope of a winch and the upper part of the drill string (3) is arranged.

9. Earth drill according to claim 8, characterized in that the pressure cylinder (4) is located between a Barrel block (5) of a pulley block and one Swivel joint at the top End of a driving rod (6) is located.

10. Earth drill according to claim 7, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the switchgear (1) is a pressure medium pump (13) includes which vön a motor (14) driven and inside a. Container (12) is arranged with a pressure medium, furthermore from a pressure device for Increasing the pressure in the container (12) above atmospheric pressure, from a cooling device for the pressure medium, furthermore from a device for recording the drilling conditions characteristic measured values as well as from a selector switch (42), which * indicates the change the length of the pressure cylinder (4) as a function of the measured values via the switchgear. (1) controls.

11. Auger according to claim 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the selector switch (42) controls the pressure cylinder (4) in such a way that either a nominal torque at the drill bit or a nominal drilling load essentially is kept constant or that both the torque and the drilling load between predetermined limits are maintained or that the pressure cylinder (4) in a predetermined Position is held or that the cylinder (4) pulls on the & brstrang f. (3) exercises.

12. Earth drill according to claim 11, dadurchg e @. ke nnze 1 that the target values of torque and / or drilling load can be changed as a function of time or as a function of the feed rate of the drill bit. Compensate for changes in the drill bit condition and maintain optimal drilling conditions.

13. Earth drill according to one of claims 2-12, d a d u r c h g e k e It is noted that the cylinder (4) has a resistance track and interacts with it Sliders (2a) is provided, which the respective position of the piston in the cylinder (4) show:

14. Earth drill according to claim 1, characterized in that g e k en n -z e i c h n e t that it has a pressurized-fluid operated winch with a reversing drive.

15. Auger according to claim 14, dadurchge -kennz e ichnet that the winch is controllable by a signal that is obtained by measuring the respective drilling conditions and / or from empirical data, so that the unwinding movement of the winch carrying the drill string is controlled and thus the The drilling load is reduced or increased :

16. Auger -according to claim 3 or 4, d a d u r c h @; e k e n n z e i c h e t that the drill bit (95) can be driven by a rotary wheel (94), This is achieved by a flow of flushing fluid, air or a liquid in mdrshung is relocatable, the signal. a., is Nessczngen the respective Drill rotation speed and the pressure and / or the flow of drilling fluid, Air .or a liquid is obtained.

17. Earth drill according to claim 16, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that a facility for changing the Flow of drilling fluid to the impeller (94) is provided which has a slide valve (102) which is in communication with a cylinder actuated by pressure medium, whose position can be controlled by the signal.

18. Earth drill according to claim 16 or 17, d u r c h e k e n n n e i n e t that a pressure measuring device is provided which is connected to a control panel (112) in a pipe (92) for the supply of drilling fluid, Air or a liquid transmitted to the impeller (94) prevailing pressure.

19. Auger according to claim 18, characterized e -kennzeichne t that the control panel (112) for controlling the. Speed, torque and drilling load is set up for optimal drilling condition values.

20. Method for controlling the feed rate of an earth drill, thereby identifying -ne -t, - that the drill load and / or the torque on the drill string are measured, the measured values compared with Sol.I.values and the deviation or deviations from the change the position of a piston within a pressure cylinder arranged in or on the drill string, so that the drill load on the drill bit and, consequently, the torque can be adjusted to desired values.