DE1909622C3 - Vorrichtung zum Überlagerungsbohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überlagerungsbohren, mit einem Drehbohrgestänge und mit einer Innen- und einer Ringbohrkrone, die schlagend beaufschlagt und durch das Bohrgestänge gemeinsam drehangetrieben sind.

Es sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen eine Maschine, vorzugsweise eine Hammerbohrmaschine vorgesehen ist, die einerseits eine drehende Bewegung hervorruft und andererseits auch Schläge ausübt. Drehbewegungen und Schläge werden von der eben erwähnten Maschine durch ein sogenanntes Anschlußstück, mit dem sowohl das Innenbohrgestänge als auch das Außenbohrgestänge verbunden ist, auf die beiden Bohrkronen übertragen. Infolgedessen sind deren Schlagzahlen gleich, und überdies läßt sich das Verhältnis der auf Innen- und Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien bei den oben genannten bekannten Vorrichtungen nicht einstellen. Durch diese beiden Umstände ergibt sich der Nachteil, daß in Anbetracht der beim Überlagerungsund Ankerlochbohren erforderlichen großen Bohrlochdurchmesser die vorstehend erwähnte Antriebsmaschine verhältnismäßig sehr groß und schwer ausgeführt sein muß, um eine einigermaßen befriedigende Bohrleistung erzielen zu können.

Es ist eine Großlochbohrmaschine bekannt, die zwei S Schlagwerke aufweist, wobei das eine gegen eine Innenbohrkrone und das andere gegen eine Ringbahrkrone schlägt Zur Übertragung der Drehmomente vom Bohrgestänge auf die Bohrkronen sind Federn vorgesehen, die sich in den den Bohrkronen abgewandten

ίο Endbereichen ihrer Einsteckstummel befinden. Diese Bohrvorrichtung ist im Aufbau verhältnismäßig kompliziert, da beide Schlagwerke je einen eigenen Zylinder erfordern, um den Zusammenbau der Vorrichtung zu ermöglichen. Ein weiterer Nachteil derselben besteht

is darin, daß es bei ihr aus räumlichen Gründen nicht möglich ist, den Schneiden der Ringbohrkrone in befriedigender Weise Spülluft zuzuführen.

Ein ebenfalls bekanntes Gesteinsbohrgerät ist mit mehreren, z. B. drei hintereinander angeordneten, in je einem Zylinder befindlichen Kolben versehen, die gegen eine Innenbohrkrone bzw. je eine Ringbohrkrone schlagen. Dieses Gerät ergibt die Nachteile, daß es im Aufbau sehr kompliziert ist, da es mehrere Zylinder mit verschiedenen Außendurchmessern aufweist

Weiter ist ein Stoßbohrantrieb bekannt bei dem die Drehung eines inneren und eines äußeren Meißels nach dem Schlagbohrprinzip, also durch eine Verdrallung der Schlagkolbon bei ihren Hüben erfolgt Dieser Stoßbohrantrieb gestattet es auch in etwas abgewandelter Form nicht, Überlagerungs- bzw. Unterwasserbohrungen in rationeller Weise durchzuführen.

Ferner ist ein an einem Seil hängender Tieflochantrieb mit mehreren, z. B. fünf von je einem Solenoid betätigten Schlagbohrern bekannt, dem eine Verrohrung nachfolgt. Auch mit dieser Vorrichtung lassen sich Überlagerungsbohrungen nicht in wirtschaftlicher Weise durchführen. Weiter ist ein Versenkhammer-Bohrgerät mit einer Keilverbindung zwischen Bohrgestänge und Bohrkrone bekannt, durch die eine Längsbeweglichkeit der letzteren sichergestellt ist. Dieses Bohrgerät weist jedoch nur eine einzige Bohrkrone auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Versenkhammer-Bohrvorrichtung mit einem gegen eine Innenbohrkrohe und einem zweiten gegen eine Ringbohrkrone schlagenden Schlagwerk zu schaffen, die in ihrem Aufbau verhältnismäßig sehr einfach ist und bei der es möglich ist, in befriedigender Weise den Schneiden der Ringbohrkrone Spülluft zuzuführen.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß hinter den Bohrkronen jeweils eigene Schlagwerke für die Ringbohrkrone und die Innenbohrkrone angeordnet sind, daß ein Teil des Bohrgestänges an der Innenseite Keilnuten aufweist in die auf dem Schaft der Ringbohrkrone vorgesehene Nasen eingreifen, und daß der Schaft der Ringbohrkrone an der Innenseite gleichfalls Keilnuten trägt, in die auf einem mit der Innenbohrkrone starr verbundenen Einsteckzapfen angebrachte Nasen eingreifen.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor, das in der Zeichnung schematisch abgebildet ist.

Es zeigen:

F i g. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Ansicht,
F i g. 2 das auf die Innenbohrkrone 23 einwirkende

Schlagwerk 1 im Längsschnitt a—b und in einem größeren Maßstab,

Fig.3 das auf die Ringbohrkrone 20 einwirkende Schlagwerk 6 samt den beiden Bohrkronen 20 und 23, ebenfalls im Längsschnitt a—b und in einem größeren S Maßstab.

Die Schlagkolben 2 und 7 der beiden Schlagwerke 1 und 6 sind konzentrisch zur Bohrachse a—b angeordnet, wobei von den beiden Bohrkronen 20 und 23 aus gesehen das auf die Ringbohrkrone 20 einwirkende to Schlagwerk 6 vor dem auf die Innenbohrkrone 23 einwirkenden Schlagwerk 1 angeordnet ist Beide Schlagkolben 2 und 7 befinden sich in dem gleichen Zylinder 5. Der Schlagkolben 2 schlägt mit seinem Schaft 2' gegen den direkt mit der Innenbohrkrone 23 starr verbundenen, vorzugsweise verschraubten Einsteckzapfen 24. Hingegen schlägt der Schlagkolben 7 (durch dessen konzentrische Bohrung der Einsteckzapfen 24 hindurchgeht) unmittelbar auf die Ringbohrkrone 20. Die Luftzufuhr zu den beiden Schlagkolben 2 und 7 erfolgt über eine der bekannten Schiebersteuerungen, zu welcher der Schieber 13 gehört Demgemäß wird die durch das hohle Bohrgestänge 10, das ebenfalls hohle Zwischenstück 11 und die im Steuerungsteil 12 vorgesehenen Löcher 12' zugeleitete Druckluft durch den Schieber 13 wechselweise durch den Kanal 14 in den vorderen Zylinderraum 3 bzw. 8 und durch den Kanal 15 bzw. 16 in den hinteren Zylinderraum 4 bzw. 9 des Schlagwerkes 1 bzw. 6 geleitet, wogegen die Abluft durch die beiden Auspuffkanäle 17 und 18 und die in der Außenbohrkrone 20 vorhandenen Bohrungen 2i zur Bohrlochsohle 22 strömt und als Spülmittel verwendet wird. Die beiden Bohrkronen 20 und 23 werden gemeinsam von einem pneumatisch oder hydraulisch betriebenen, nicht dargestellten Drehwerk angetrieben. Die Drehbewegung wird hierbei über das Bohrrohr (Verlängerungsrohr) 10, das Zwischenstück 11, den Zylinder 5 und. das Einschraubstück 19 (welche Teile miteinander verschraubt sind) übertragen. Das Einschraubstück 19 weist an seiner Innenseite Keilnuten 19' auf, in weiche die auf der Ringbohrkrone 20 vorgesehenen Nasen 20' eingreifen. Infolgedessen dreht sich die Ringbohrkrone 20 mit dem Einschraubstück 19 mit. Die Ringbohrkrone 20 ist ebenfalls an der Innenseite mit Keilnuten 20" versehen, in die auf dem Einsteckzapfen 24 vorhandene Nasen 24' eingreifen. Infolgedessen dreht sich der mit der Innenbohrkrone 23 starr verbundene (verschraubte) Einsteckzapfen 24 mit der Ringbohrkrone 20 mit Beide Bohrkronen 20 und 23 führen somit wie bei den zuvor beschriebenen Vorrichtungen eine gleichzeitig schlagende und drehende Bewegung aus.

Die Ringbohrkrone 20 ist auf einer Seite in ihrem mittleren Längenbereich mit einer länglichen Ausnehmung 25 versehen, in welche ein in dem Einschraubstück 19 befestigter, quer zur Bohrachse a—b angeordneter zylindrischer Stift 26 eingreift und infolgedessen ein Herausfallen der Ringbohrkrone 20 aus dem Einschraubstück 19 verhindert Die Abfuhr des Bohrmaterials (Bohrkleins) erfolgt ausschließlich durch den zwischen dem Bohrgestänge 10, das aus dem Einschraubstück 19, dem Zylinder 5 sowie aus Zwischenstücken 11 und Verlängerungsrohren besteht und Bohrlochwand 27 vorhandenen Ringraum 28. Es sei bemerkt daß die beiden auf je eine der beiden Bohrkronen 20 und 23 wirkenden Schlagwerke 1 und 6 Versenkhämmer darstellen. Beim Oberlagerungsbohren und vor allem beim Unterwasserbohren, wobei man mit der Ringbohrkrone auf festen (gewachsenen) Stein kommt ist es vorteilhaft zwischen Einsteckzapfen 24 und Innenbohrkrone 23 eine bzw. mehrere (nicht dargestellte) an ihren Enden mit Gewinden versehene Verlängerungsstangen vorzusehen.

Es sei erwähnt daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigte Schlagwerke und pneumatisch, hydraulisch oder in anderer Weise angetriebene Drehwerke in Frage kommen.

Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen zum Überlagerungs-, Ankerloch- und/oder Unterwasserbohren ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, das Verhältnis der auf Innen- und Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien von vornherein genau festzulegen. Infolgedessen bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen den beträchtlichen Vorteil, daß sich mit ihr unter sonst gleichen Bedingungen mit geringeren Antriebsleistungen wesentlich größere Bohrleistungen erzielen lassen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die für ihre Betätigung erforderlichen Schlagwerke verhältnismäßig viel kleiner und leichter als bei den erwähnten bekannten Vorrichtungen ausgeführt sein können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   t. Vorrichtung zum Oberlagerungsbohren, mit einem Drehbohrgestänge und mit einer Innen- und einer Ringbohrkrone, die schlagend beaufschlagt und durch das Bohrgestänge gemeinsam drehangetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Bohrkronen (20; 23) jeweils eigene Schlagwerke (6; 1) für die Ringbohrkrone (20) und die Innenbohrkrone (23) angeordnet sind, daß ein Teil des Bohrgestänges (10) an der Innenseite Keilnuten (ίΨ) aufweist, in die auf dem Schaft der Ringbohrkrone (20) vorgesehene Nasen (20') eingreifen, und daß der Schaft der Ringbohrkrone (20) an der Innenseite gleichfalls Keilnuten (20") trägt, in die auf einem mit der Innenbohrkrone (23) starr verbundenen Einsteckzapfen (24) angebrachte Nasen (24') eingreifen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Keilnuten (19') versehene innere Teil des Bohrgestänges (10) ein Einschraubstück (19) ist
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsteckzapfen (24) mit der Innenbohrkrone (23) verschraubt ist
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringbohrkrone (20) durch den Schlagkolben (7) des ihr zugeordneten Schlagwerkes (6) unmittelbar beaufschlagbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schlagkolben (2; 7) im gleichen Zylinder (5) angeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß Auspuffkanäle (18; 21) vom Zylinderraum des die Ringbohrkrone (20) beaufschlagenden Schlagwerkes (6) durch das Einschraubstück (19) und die Ringbohrkrone (20) einerseits und vom Zylinderraum des die Innenbohrkrone (23) beaufschlagenden Schlagwerkes (1) durch den Einsteckzapfen (24) andererseits zur Bohrlochsohle (22) geführt sind.