DE1933482B1 - Kupplungsvorrichtung fuer Kernbohrer mit Doppelkernrohr zur Verbindung des inneren Kernrohres mit einem Zugseil - Google Patents

Description

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Bei Versuchsbohrungen zur Entnahme von Ge- arm besitzt. Während des Bohrvorganges, d. h. bei Steinsproben aus mehreren hundert oder sogar meh- ^ eingesetztem Innenrohr, drückt dieses nachgiebig reren tausend Meter Tiefe werden vielfach so- federnde Organ das obere Ende des Feststellarmes genannte Doppelkernrohre mit einem inneren und ständig in die Ausnehmung an der Innenwandung einem äußeren Kernrohr verwendet. Die Erd- oder 5 des Außenrohres, so daß eine feste Verbindung zwi-Gesteinsprobe wird von dem Innenrohr aufgenom- sehen beiden Teilen gewährleistet ist. Nach einer men, welches gewöhnlich eine Länge von einigen weiteren Besonderheit der Erfindung kann das Metern besitzt. Sobald das Innenrohr mit der Probe Widerlager auch aus zwei identisch, spiegelbildlich gefüllt ist, wird dies durch ein den Spülwasserdruck zueinander auf der Schwenkachse gelagerten dreiim Kernrohr messendes Manometer angezeigt. Eine io armigen Hebern mit nach oben weisendem Kuppan einem Zugseil befestigte Greifeinrichtung wird lungsarm und ebenfalls nach oben weisendem Festim Bohrloch niedergelassen, um das Innenrohr zu- stellarm sowie nach unten weisendem Druckarm sammen mit der Probe aufzunehmen und hochzu- 'bestehen und zwischen den Druckarmen beider ziehen, wobei diese Greifeinrichtung Klauenhebel Hebel ein dieselben auseinanderpressendes Federbesitzt, welche in einen Greifer am oberen Ende des 15 organ angeordnet sein.

Innenrohres eingreifen soll. Bei Zug am Zugseil löst Zweckmäßigerweise trägt der nach oben weisende

das Innenrohr seine Verbindung mit dem Außen- Kupplungsarm einen beim Absenken des Zugseiles

rohr, so daß es aus diesem herausgezogen werden hinter einen Ansatz des Greifkopfes greifenden

kann. Umgekehrt lassen, sich die Klauenhebel und Ansatz und ist an seinem über diesem Ansatz lieder Greifer auch zum Absenken eines neuen Innen- 20 genden Ende zur Rohrmitte hin abgeschrägt, wo-

rohres verwenden. Die bisher bekannten Vorrichtun- durch der Greifkopf beim Absenken leicht über dem

gen für den Austausch eines vollen Innenrohres Ansatz des Kupplungsarmes hinweggleiten kann. Um

gegen ein neues Innenkernrohr sind im allgemeinen insbesondere ,bei der zweiarmigen Hebelausbildung

recht kompliziert aufgebaut und infolgedessen in den Hebel sowohl beim Kuppeln mit dem Greifkopf

ihrer Herstellung sehr kostspielig. 25 des Zugseiles wie beim Fixieren des Innenrohres

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und eine im Außenrohr genügend weit verschwenken zu kön-

Kupplungsvorrichtung für Kernbohrer mit Doppel- nen, sind zweckmäßigerweise beide Hebelarme an

kernrohr zur Verbindung des inneren Kernrohres mit ihren den Ansätzen abgewandten Seitenflächen ent-

einem Zugseil, bestehend aus einem Greifkopf am' ' sprechend abgeschrägt.

einen und einem Widerlager am anderen der beiden 30 Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt

miteinander zu verkuppelnden Teile in der Weise sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger

ausbilden, daß sich ein sehr einfacher und infolge- bevorzugter Ausführungsbeispiele an Hand der

dessen sehr preiswerter sowie funktionssicherer Auf- Zeichnung. Es zeigt

bau ergibt, wobei insbesondere auf die bei den be- .. . F i g. 1 die erfindungsgemäße Kupplungsvorrich-

kannten-Kupplungsvorrichtungen erforderlichen zu-35 tung im Längsschnitt bei im Außenrohr fixiertem

sätzlichen Klauenhebel verzichtet werden kann. " Innenrohr,

Eine diese Forderung erfüllende erfindungsgemäße F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt

Kupplungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, durch die Vorrichtung beim Herausziehen des inne-

daß das Widerlager aus wenigstens einem auf einer ren Kernrohres und

quer zur Rohrachse am oberen Ende des inneren 40 Fig. 3 und 4 Längsschnitte durch zwei weitere Kernrohres angeordneten Schwenkachse gelagerten Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Hebel mit wenigstens einem nach oben weisenden, Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausmit dem Greifkopf des Zügseils durch Absenkung " führungsbeispiel trägt das hohle Bohrgestänge 11 am des Greifkopfes in Eingriff bringbaren Kupplungs- unteren Ende ein äußeres Kernrohr 5, in welches arm und wenigstens einem während des Bohrvorr 45 ein den Bohrkern aufnehmendes inneres Kernrohr 6 ganges das-innere Kernrohr mit dem äußeren Kern- eingesenkt werden kann. Um während des Bohrrohr verbindenden, diese Verbindung jedoch bei Vorganges ein Hochschieben des inneren Kernroh-Verschwenkung des Hebels infolge eines Eingriffs res 6 im äußeren Kernrohr 5 zu verhindern und seines nach oben weisenden Armes am Greifkopf außerdem das mit einer Gesteinsprobe angefüllte lösenden Sperrhebelarm besteht. : ^: ".§0 innere,Kernrohr gegen ein neues Innenrohr aus-

Der das Innenrohr mit dem Außenrohr lösbar tauschen zu können, trägt das Innenrohr 6 am

verbindende Hebelarm kann dabei nach unten wei- oberen Ende ein mit ihm über einen Gummiring 8

sen und am unteren Ende einen in eine Ausnehmung verbundenes Gehäuse 4, in welchem auf einer waage-

an der Innenwandung des Außenrohres eingreifen- rechten Schwenkachse 7 ein doppelarmiger Hebel 1

den Ansatz aufweisen, in welchem Fall zweckmäßi- 55 verschwenkbar, gelagert ist, welcher einen nach oben

gerweise eine parallel zur Rohrachse verlaufende, weisenden Kupplungsarm 15 mit einem Ansatz 14

an diesem Hebelarm anliegende und seinen Ansatz als Greifglied urid einen nach unten weisenden

in die Ausnehmung pressende Feder vorgesehen ist. Sperrhebelarm 16 mit einem Ansatz 9 als Sperrglied

Andererseits kann aber dieser Hebelarm ebenso wie besitzt.

der die Verbindung mit dem Greifkopf des Zug- 60 Das nicht dargestellte Zugseil, mittels welchem

seiles herstellende Hebelarm nach oben weisen, das Innenrohr innerhalb des hohlen Bohrgestänges

wobei der Hebel zweckmäßigerweise dreiarmig aus- 11 in das äußere Kernrohr 5 abgesenkt und mit der

gebildet ist und außer dem nach oben weisenden Gesteinsprobe wieder hochgezogen werden kann,

Kupplungsarm und dem ebenfalls nach oben wei- trägt am untersten Ende einen Kupplungs- oder

senden, mit seinem oberen Ende in eine entspre- 65 Greifkopf 2.

chende Ausnehmung des Außenföhres drückbaren Beim im äußeren Kernrohr 5 eingesetzten inneren

Feststellarm einen nach unten weisenden, von einem Kernrohr 6 greift, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist,

nachgiebig federnden Organ beaufschlagbaren Druck- der waagerechte Ansatz 9 des unteren Hebelarmes

16 in eine entsprechende Ausnehmung 10 an der Innenwandung des Außenrohres 5, so daß das Innenrohr 6 durch den in ihn hineinwachsenden Bohrkern nicht nach oben geschoben werden kann. Dieser Ansatz 9 verriegelt gleichzeitig das Innenrohr im Außenrohr, so daß das Oberteil dieses Innenrohres, d. h. das Gehäuse 4, der Drehung des Außenrohres während des Bohrvorganges folgt. Das Unterteil des Innenrohres, d. h. das eigentliche innere Kernrohr 6, ist mit den an ihm angebrachten Kernfangorganen über ein nicht dargestelltes Lager drehbar mit dem oberen Teil verbunden. Die dem Ansatz 9 abgewandte Seitenfläche des Sperrhebelarmes 16 ist abgeschrägt, so daß eine Verschwenkung des Sperrhebelarmes zur neben ihm liegenden Blattfeder 3 hin möglich ist. Das Widerlager wird, wie F i g. 1 zeigt, durch die Blattfeder 3 in Arretierungslage gehalten, da diese Blattfeder 3 den Hebel 1 in der Weise beaufschlagt, daß der Ansatz 9 des... unteren Sperrhebelarmes 16 in die Ausnehmung 10 hineingepreßt wird. Bei Beginn des Bohrvorganges- befindet sich die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Spülwasser wird während des Bohrvorganges durch den Spülkanal 13 zwischen dem Innen- und dem Außenrohr eingeleitet, und während des Bohrvorganges schiebt sich der Ansatz 9 des Kupplungs- und Feststellhebels 1 gegen die Schulter 12 der Ausnehmung 10 in der Innenwandung des Außenrohres 5, so daß das Innenrohr nicht nach oben rutschen kann. Eine nicht dargestellte Federpackung mit einer festgelegten Federspannung wird bei Überschreiten der Federspannung, wenn der Bohrkern das Innenrohr 6 ausfüllt, zusammengepreßt, preßt ihrerseits den Gummiring 8 nach außen und ergibt dadurch eine Abdichtung innerhalb des Außenrohres 5, wodurch die Zufuhr von Spülwasser blockiert wird. Der sich dadurch ergebende Druckanstieg des Spülwassers kann an einem Manometer abgelesen werden, woraufhin das innere Kernrohr mit dem Bohrkern hochgezogen wird.

Beim Hochziehen und Absenken des Innenrohres greift der Greifkopf 2 am untersten Ende des Zugseiles hinter den Ansatz 14 am oberen Ende des Kupplungsarmes 15 des Widerlagers, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Die zum Außenrohr hinweisende Seitenfläche dieses Kupplungsarmes ist abgeschrägt, so daß eine entsprechende Verschwenkung des Greifgliedes auf der Schwenkachse 7 zum Außenrohr hin möglich ist. Um den Kupplungsvorgang zwischen dem Greifkopf 2 und dem Hebel 1 zu erleichtern, ist die nach innen weisende Seitenfläche des Ansatzes 14 zur Rohrmitte hin abgeschrägt, so daß der Greifkopf 2 beim Absenken leicht auf dieser Schräge nach unten gleiten kann. Sobald der Greifkopf 2 hinter den Ansatz 14 des Hebels 1 gegriffen hat, wird der Hebel in dieser Kupplungslage durch die gegen den unteren Sperrhebelarm drückende Blattfeder 3 festgehalten. Das in diesem Fall in bezug auf die Schwenkachse 7 durch die Feder 3 ausgeübte Drehmoment ist wesentlich größer als bei der in F i g. 1 dargestellten Hebellage. Außerdem ist hierbei auch die Druckkraft des Kupplungsannes 15 des Greifgliedes größer, da die Feder 3 infolge ihrer Durchbiegung eine stärkere Federkraft besitzt.

Beim Absenken des Greifkopfes 2 innerhalb des Bohrgestänges 11 wird das Wegdrücken des Ansatzes 14 am oberen Ende des Kupplungsarmes 15 durch ein massives Stahlgewicht 24 erleichtert, welches über dem Greifkopf am untersten Seilende befestigt ist.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kupplungs- und Feststellhebel 1 dreiarmig ausgebildet und besitzt einen nach oben weisenden Kupplungsarm 17 mit dem Kupplungsansatz 14 am oberen Ende als Greifglied, einen ebenfalls nach oben weisenden Sperrhebelarm 18, dessen oberes Ende 23 bei in das Außenrohr 5 eingeschobenem Innenrohr in eine entsprechende Ausnehmung 10 an der Innenwandung des Außenrohres als Sperrglied einrastet und dadurch eine Aufwärtsbewegung des Innenrohres während des Bohrvorganges verhindert, sowie einen nach unten weisenden Druckarm 19, welcher durch ein federnd nachgiebiges Organ 25 in der "Weise beaufschlagt wird,' daß das Ende 23 des Sperrhebelarmes 18 in die Ausnehmung 10 hineingepreßt wird.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei identische Hebel 1 spiegelbildlich zueinander auf der Schwenkachse 7 gelagert, welche im Prinzip der Hebelausbildung nach F i g. 3 entsprechen. Diese Hebel besitzen einen nach oben weisenden Kupplungsarm 20 mit einem Kupplungsansatz 14 am oberen Ende als Greifglied, einen ebenfalls nach oben weisenden Sperrhebelarm 21 und einen nach unten weisenden Druckarm 22. Zwischen den beiden unteren Hebelarmen 22 ist eine Spreizfeder 26 eingesetzt, welche beide Hebelarme auseinanderdrückt und dadurch die oberen Enden 23 der Sperrhebelarme 21 in die Ausnehmungen 10 an der Innenwandung des Außenrohres 5 hineinpreßt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kupplungsvorrichtung für Kernbohrer mit Doppelkernrohr zur Verbindung des inneren Kernrohres mit einem Zugseil, bestehend aus einem Greifkopf am einen und einem Widerlager am anderen der beiden miteinander zu verkuppelnden Teile, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager aus wenigstens einem auf einer quer zur Rohrachse am oberen Ende des inneren Kernrohres (6) angeordneten Schwenkachse gelagerten Hebel (1) mit wenigstens einem nach oben weisenden, mit dem Greifkopf (2) des Zugseiles durch Absenken des Greifkopfes in Eingriff bringbaren Kupplungsarm (15) und wenigstens einem während des Bohrvorganges das innere Kernrohr mit dem äußeren Kernrohr (5) verbindenden, diese Verbindung jedoch bei Verschwenkung des Hebels infolge eines Eingriffs seines nach oben weisenden Armes am Greifkopf lösenden Sperrhebelarm (16) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Innenrohr (6) mit dem Außenrohr (5) lösbar verbindende Sperrhebelarm (16) nach unten weist und am unteren Ende einen in einer Ausnehmung (10) an der Innenwandung des Außenrohres (5) eingreifenden Ansatz (9) aufweist, und daß eine in Längsrichtung des Innenrohres verlaufende, an diesem Hebelarm anliegende und seinen Ansatz in die Ausnehmung pressende Feder (3) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben wei-

sende Kupplungshebelarm (15) des Widerlagers einen beim Absenken des Zugseiles hinter einen Ansatz des Greifkopfes (2) greifenden Ansatz (14) trägt und das über diesem Ansatz liegende Ende des Hebelarmes zur Rohrmitte abgeschrägt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hebelarme (15, 16) an ihren den Ansätzen (14, 9) abgewandten Seitenflächen derart abgeschrägt sind, daß eine sowohl zur Arretierung wie zur Lösung ausreichende Verschwenkung des Hebels in der einen oder der anderen Richtung erzielbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1) des Widerlagers dreiarmig ausgebildet ist und einen nach oben weisenden Kupplungsarm (17) für den Greifkopf (2), einen ebenfalls nach oben weisenden, mit

seinem oberen Ende (23) in eine entsprechende Ausnehmung (10) des Außenrohres (5) drückbaren Sperrhebelarm (18) und einen nach unten weisenden, von einem nachgiebig federnden Organ (25) zwecks Verschwenkung des Hebels in Fixierungslage beaufschlagbaren Druckarm (19) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager aus zwei identischen, spiegelbildlich zueinander auf der Schwenkachse (7) gelagerten dreiarmigen Hebeln (1) mit nach oben weisendem Kupplungsarm (20) und Sperrhebelarm (21) sowie nach unten weisendem Druckarm (22) besteht und zwischen den Druckarmen beider Hebel ein die Druckarme auseinanderpressendes Federorgan (26) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen