DE1949979C3

DE1949979C3 - Spüleinrichtung für Bohrgeräte mit Drehtisch-Antrieb

Info

Publication number: DE1949979C3
Application number: DE19691949979
Authority: DE
Inventors: Werner 3320 Salzgitter Mager
Original assignee: SALZGITTER MASCHINEN AG 3320 SALZGITTER
Current assignee: SALZGITTER MASCHINEN AG 3320 SALZGITTER
Priority date: 1969-10-03
Filing date: 1969-10-03
Publication date: 1979-01-25
Also published as: DE1949979B2; DE1949979A1; RO60316A; JPS5245124B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spüleinrichtung für Bohrgeräte mit Drehtisch-Antrieb, bei der ein von einem Hebezeug getragener Spülkopf mit Spülschlauch mit einem Halter verbunden ist, durch den die Drehkraft des Drehtisches auf das Bohrgestänge übertragbar ist.

Es sind Saugbohrverfahren bekannt, bei denen eine Kreiselpumpe oder eine Mammutpumpe Anwendung Findet Diese bekannten Saugbohrverfahren haben Vor- und Nachteile. Die besonderen Vorteile des Kreiselpumpenbetriebs liegen bei geringeren Tiefen, die Vorteile des Mammutpumpenbetriebs dagegen bei großen Tiefen.

Das bisher angewendete Kreiselpumpenverfahren hat den Nachteil, daß eine Zusatz-Vakuumeinrichtung erforderlich ist, damit die Pumpe in Betrieb genommen werden kann. Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, die Kreiselpumpe in das Bohrloch zu verlegen, Die allgemeine Einführung dieser Pumpe scheiterte daran, daß das Bohrloch einen großen Anfangsdurchmesser haben muß (1 m oder mehr, je nach Gestängedurchmesser). Die Mammutpumpe dagegen hat den Nachteil, daß sie ein Bohrloch von 10-2Om Tiefe vorfinden muß, um eingesetzt werden zu kö?inen,

In den bekannten Fällen wurde eine sogenannte Kellystange verwendet, die oberhalb des Drehtisches angeordnet wurde. Bei so angeordneten Kellystangen j muß der Spülstrom ca. 5,5 m bei 3 m Gestängelänge im Sinne eines Saughebers der Saugpumpe zufließen. Durch die Heberwirkung entstehen Druckverluste, die die Gutbeladung bzw. Bohrtiefe beeinträchtigen. Bei großen Tiefen ist man gezwungen, anstelle von 3 m

ίο Gestängelängen 1,5 m Gestängelängen nachzusetzen. Wird der Spülkopf bei Anordnung der Keltystange oberhalb des Drehtisches undicht, müssen die Bohrarbeiten unterbrochen werden, da die Saugpumpe nicht mehr arbeiten kann. Unter normalen Betriebsbedingun-

is gen, bei denen das Bohrloch randvoll mit Wasser gefüllt ist, entsteht nur durch die überstehende Kellystange eine Förderhöhe.

Auch bei einer bekannten Spüleinrichtung der eingangs angegebenen Art (US-PS 30 24 853) sind diese Nachteile nicht vermieden. Bei der bekannten Spüleinrichtung besteht der Halter aus einem als eine Kellystange dienenden doppelwandigen Halterohr, an dessen oberem Ende der Spülkopf drehbar gelagert ist und das am unteren Ende das Bohrgestänge trägt Diese bekannte Anordnung führt dazu, daß über den weitaus größten Teil der auch vom Halterohr ausgeführten Längsbewegung des Bohrgestänges der Spülkopf weit oberhalb des Bohrlochmundes, nämlich stets oberhalb des Drehtisches verbleibt

Es ist an sich bekannt (DE-AS 11 72 204 u. GB-PS 9 82 258), einen Verlust an Druck- bzw. Saughöhe beim Spülen im Rahmen der Herstellung von Bohrlöchern dadurch zu vermeiden, daß man die Spüleinrichtungen möglichst nahe dem Bohrlochmund anordnet Jedoch

J5 handelt es sich bei diesen bekannten Spüleinrichtungen um die Anordnung der Pumpen selbst und nicht um die Spülköpfe, so daß diese grundsätzliche Anordnung zur Lösung des vorliegenden Problems nicht beitragen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend im einzelnen beschriebene Überstandshöhe möglichst zu vermeiden und dadurcti die Nachteile der oberhalb des Drehtisches angeordneten Keilystangen und des oberhalb des Drehtisches verbleibenden

Spülkopfes zu vermeiden.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Spüleinrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst daß der Halter vom Drehtisch in das Bohrloch hängend an diesem befestigt ist und daß der Spülkopf

so längsbeweglich am Halter geführt ist und das Bohrgestänge trägt Dadurch wird erreicht daß sich der Spülkopf bereits beim Anbohren eines nachgesetzten Gestänges unterhalb der Drehtischoberkante und beim Abbohren dieses nachgesetzten Gestänges um die Cestängelänge ebenfalls unterhalb der Drehtischoberkante befindet Beim Kreiselpumpenbetrieb ergibt sich der Vorteil, daß für das Anfahren nur noch ein Vakuum von ca. 0,3 gegenüber früher von 0,6 erzeugt zu werden braucht Dadurch wird die Zeit für das Anfahren verkürzt. Durch die Reduzierung der Saugheberhöhe, die für den Bohrvorgang konstant bleibt, entsteht ein Leistungsgewinn bei der Gutbeladung und der Bohrtiefe, Die Erfindung ermöglicht es, Gestängelängen zu benutzen, die größer sind als 3 m. Dadurch entsteht eine

h> Verbilligung des Bohrstranges, es brauchen weniger Verbinder eingesetzt zu werden und gleichzeitig tritt eine Verkürzung der Nebenzeiten beim Nachsetzen ein. Weiterhin wird der Vorteil erzielt daß der Spülkopf

auch in undichtem Zustand weiterbenutzt werden kann, da er während des Bohrens unter Wasser steht, was auch für die Direktspülmethode gilt. Es ist dadurch das sichere Beenden der Bohrung gewährleistet

Bei einer besonderen Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Halter für den Spülkopf als Rohr ausgebildet, auf dessen Innenseite zur Führung des Spülkopfes und zur Übertragung der Drehkraft vom Drehtisch über die drehenden Teile des Spülkopfes zum Bohrgestänge Mitnehmer angeordnet sind Dabei sind zweckmäßig die Mitnehmer als Leisten ausgebildet, die in entsprechende Nuten der drehenden Teile des Spülkopfes eingreifen. Diese Ausführung zeichnet sich durch Einfachheit und vor allen Dingen Zuverlässigkeit aus.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist unmittelbar oberhalb des Drehtisches für den Spülschlauch eine gewölbte Auflage angeordnet, durch die der Spülschlauch innerhalb des Spülkopfes zentrierbar ist

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an dem stationären Teil des Spülkopfes eine Führungsschiene angeordnet, über die die Verbindung zwischen dem rfelteseil und dem Bohrgestänge hergestellt und die mit einer Schwenkeinrichtung für die Scbiene mit Spülkopf verbunden ist

Vorteilhafterweise ist in weiterer Ausbildung der Erfindung das Halterohr zusätzlich mit äußeren Mitnehmerleisten versehen, die in entsprechende Aussparungen im Drehtisch eingreifen.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform als Beispiel der Erfindung dargestellt

Fi g. 1 zeigt einen Längsschnitt der Spüleinrichtung gemäß der Erfindung.

F i g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie H-II.

F i g. 3 ist ein Schnitt nach der Linie HI-III.

Fig.4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in größerem Maßstab.

F i g. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V.

F i g. 6 ist ein Längsschnitt ähnlich der F i g. 1 mit einer anderen Betriebsstellung.

Fig.7 ist ebenfalls ein Längsschnitt mit einer weiteren Betriebsstellung.

Am Drehtisch 1 ist ein Halterohr 2 befestigt, das in das Bohrloch 3 hineinragt Im Inneren des Halterohrs 2 sind zwei Längsleisten 4 befestigt, an denen der Spülkopf 5 geführt ist. Zu diesem Zweck sind in dem Mitnehmertopf 6 des Spülkopfes 5 Nuten 7 vorgesehen, in die die Leisten 4 eingreifen. Auf dirse Weise kann der Spülkopf 5 in dem Halterohr 2 in der Längsrichtung geführt werden.

Unter dem Mitnehmertopf 6 des Spülkopfes 5 ist eine Verlängerung 8 befestig?, die etwa 0,5 bis 1 m lang ist. An dieser Verlängerung 8 ist das Gestänge 9 befestigt. Die einzelnen Gestängerohre können 3 bis 6 m lang sein.

An der Oberkante des Spülkopfes 5 sind zentrisch zum Gestänge 9 beim Kreiselpumpenbetrieb ein Saugschlauch to, beim Mammutpumpenbetrieb ein Luftzuführungsschlauch und ein Auswurfschlauch befestigt Außerdem sind zwei Führungsschienen 11, 12 vorgesehen, die als Spülkopfführung dienen (vgl. dazu die F i g. 2 und 3). Ihre Aufgabe ist es, den stehenden Teil des Spülkopfes S in einer bestimmten Stellung zu halten, Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Saugschlauch 10 aufzunehmen. Die Spülkopfführung umschließt den Saugschlauch dreiseitig, wie insbesondere F i g. 3 erkennen läßt Die offene Seite ist mit einer Klemmeinrichtung 13, die als Gummiwulst ausgebildet sein kann, ausgerüstet Die Klemmeinrichtung 13 verhindert ein ungewolltes Ausbrechen des Saugschlauches 10 aus der vorgeschriebenen Lage.

An der Vorderseite der Führungsschienen 11, 12 ist höhenverstellbar die Schlauchzuführung 14 angeordnet; die Schlauchzuführung wird in ihrer untersten Stellung durch ein Seil 15 gehalten. Das Seil 15 ist im Bohrturm mit fixer Länge aufgehängt Auf der anderen Seite der Schienen 11,12 ist eine Schwenkeinrichtung 16 starr am Mast befestigt Die Schwenkeinrichtung nimmt das Reaktionsnioment des Spülkopfes 5 auf und schwenkt beim Gestängenachsetzen die Führtigsschienen 11,12, die Schlauchzuführung 14, den SpUkopf 5 mit Mitnehmertopf 6 und die Verlängerung 8 zur Seite.

Bei der neuen Bohreinrichtung liegt die Oberkante des Schlauches 10 ca. 2 m über dem Wasserspiegel. Das Bohrwerkzeug befindet sich in dieser Stellung ca. 0,5 m über der Bohrlochsohle. In diesem Zustand ist das Gestänge 9 bohrbereit. Der Spülstrom wird in Betrieb genommen.

Im abgebohrten Zustand steht die Schlauchoberkante unverändert gegenüber dem Anfahrzustand 2 m über dem Wasserspiegel im Bohrloch. Beim Abbohren wandert der Spülkopf 5 in das Halterohr 2, wobei der Saugschlauch 10 mitgezogen wird. Nach dem Abbohren wird der Bohrstrang so weit hochgezogen, daß das Bohrgestänge über dem Drehtisch 1 abgefangen werden kann. Dieser Zustand ist in F i g. 7 dargestellt. Die über dem Drehtisch 1 an der Führungsschiene 12 mit Schwenkeinrichtung 16 hängenden Teile werden zur Seite geschwenkt Im Anschluß daran wird das neue Gestänge aufgesetzt, in die Bohrung eingefahren und abgefangen; der Spülkopf 5 mit Zubehör wird dann wieder über die Bohrlochmitte geschwenkt und angeschlossen. Der Mitnehmertopf 6 des Spülkopfes 5 wird dabei in den Drehtisch 1 eingefahren, so daß die Anfahrstellung wieder erreicht ist.

Außen am Halterohr 2 sind ebenfalls Mitnehmerleisten 17 angeordnet, die in Nuten 18 des Drehtisches 1 geführt sind. Dadurch ist es möglich, das Halterohr 2 vorteilhaft einzubauen. Dabei entsteht der weitere Vorteil, daß bei hochgezogenem Halterohr 2 der alte Kellystangen-Arbeitsrhythmus wieder aufgenommen werden kann, falls das gewünscht wird. Dieser Arbeitsgang hat dann Bedeutung, wenn von der Erdoberfläche aus saugbohrend gearbeitet werden soll.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spüleinrichtung für Bohrgeräte mit Drehtisch-Antrieb, bei der ein von einem Hebezeug getragener Spülkopf mit Spülschlauch mit einem Halter verbunden ist, durch den die Drehkraft des Drehtisches auf das Bohrgestänge übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter vom Drehtisch (1) in das Bohrloch (3) hängend an diesem befestigt ist, und daß der Spülkopf (5) längsbeweglich am Halter geführt ist und das Bohrgestänge (9) trägt

2. Spüleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter als Rohr (2) ausgebildet ist, auf dessen Innenseite zur Führung des Spülkopfes (S) und zur Übertragung der Drehkraft vom Drehtisch (1) über die drehenden Teile des Spülkopfes (5) zum Bohrgestänge (9) Mitnehmer (4) angeordnet sind.

3. Spüleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (4) als Leisten ausgebilder sind, die in entsprechenden Nuten (7) der drehenden Teile des Spülkopfes (5) eingreifen.

4. Spüleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar oberhalb des Drehtisches (1) für den Spülschlauch (10) eine gewölbte Auflage (14) angeordnet ist, durch die der Spülschlauch (10) innerhalb des Spülkopfes (5) zentrierbar ist

5. Spüleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem stationären Teil des Spülkopfes (S) eine Führungsschiene^, 12) angeordnet ist. über die die Verbindung zwischen dem HaltesJl (19) und dem Bohrgestänge (9) hergestellt und die reit eine' Schwenkeinrichtung (16) für die Schiene /11. 12) mit Spülkopf (5) verbunden ist

6. Spüleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterohr (2) zusätzlich mit äußeren Mitnehmerleisten (17) versehen ist, die in entsprechende Aussparungen (18) im Drehtisch (1) eingreifen.