DE19501396A1 - Verfahren und Bohrwerkzeug für das Bohren eines Bohrloches in die Erde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Bohrwerkzeug für das Bohren eines Bohrloches in die Erde, wobei das Bohrloch einen Bogenabschnitt mit kleinem Radius hat, dem ein gerader Abschnitt, der meistens horizontal, ist folgt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Bohrkrone, während der gerade Abschnitt gebohrt wird. Das Bohrloch kann so ausgeführt werden, daß es für verschiedene Zwecke benutzt werden kann, die die Öl- und Gaserkundung und ebenfalls die Installation von erdverlegten Versorgungsleitungen umfassen. Der Bogenabschnitt mit kleinem Radius kann der erste derartige Abschnitt sein, der am unteren Ende eines vertikalen Abschnitts vorgesehen wird, oder er kann einer von einer Vielzahl derartiger Bogenabschnitte sein, wie sie für die Steuerung eines Bohrloches bei einem komplizier­ ten Verlauf um verschiedene Hindernisse herum benutzt werden.

Es war bisher bekannt, daß ein im wesentlichen vertikales Bohrloch mit einem Bogenabschnitt mit kleinem Radius in ein geneigtes oder horizontales Bohrloch übergeführt werden kann, indem ein Bohrwerkzeug zur Verfügung gestellt wird, das einen Biegeabschnitt umfaßt, der eine quer verlaufende Biegeachse zwischen einem vorderen Halterungsabschnitt für die Bohrkrone und einem hinteren Motorabschnitt begrenzt. Der Biegeabschnitt des Bohrwerkzeuges führt dazu, daß das Bohrloch so gesteuert wird, daß es sich in eine Richtung unter rechtem Winkel zu einer Ebene dreht, die die Biegeachse enthält. Ein spezielles Beispiel für dieses Verfahren wird im US-Patent 5,265,687 offenbart. In diesem Patent wird vorgeschlagen, daß die Bohrung in einer horizontalen Richtung fortgesetzt wird, nachdem der Bogenabschnitt fertig­ gestellt ist, indem Einstellringe auf der Unterseite des Bohrwerkzeuges hinzugefügt werden.

Es ist ebenfalls bekannt, daß ein Bohrwerkzeug während des Bohrens eines horizontalen Abschnitts gesteuert werden kann, indem ein Bohrwerkzeug bereitgestellt wird, das einen leichten Winkel aufweist, und das als stationäres gebogenes Teilwerkzeug bekannt ist. Dieses Werkzeug wird danach in den horizontalen Abschnitt eingeführt, und das gesamte Werkzeug wird in der Bohrung gedreht, während sich die Bohrkrone dreht. Die Drehzahl des Werkzeuges, das durch das Bohrgestänge angetrieben wird, ist relativ zur Drehung der Bohrkrone langsam, und sie kann in der Größenordnung von 20 U/min. relativ zu den 200 U/min. für die Bohrkrone liegen. Es wurde ermittelt, daß diese langsame Drehung des Bohrgestänges und des gebogenen Teilwerkzeuges die Bohr­ richtung genauer einhält, als wenn einfach versucht wird, ein gerades Teilwerkzeug mit Einstellringen oder dergleichen zu führen.

Es ist jedoch nicht möglich, die in dem US-Patent gezeigte Kon­ struktion,die den Gelenkabschnitt und die Einstellringe umfaßt, zu drehen, da das zu viel Spannung auf das Werkzeug ausüben und zu einem schnellen mechanischen Versagen führen würde. Nur die Verwendung eines dünneren Einstellringes und die Drehung des Werkzeuges gestatten dem Werkzeug eine zu starke Bewegung und eine übermäßige Spannung im Loch.

Eine Anzahl von verschiedenen älteren Patenten zeigte, daß Einstellringe oder ähnliche Vorsprünge, die an der Seitenfläche des Bohrwerkzeuges montiert wurden, das Führen des Bohrwerkzeuges unterstützten, während sich die Bohrkrone dreht. Beispiele dafür sind die US-Patente 4,492,276 (Kamp), 4,220,213 (Hamilton), 4,465,147 (Feenstra) und 4,442,908 (Steenbock). Wie jedoch vorangehend dargelegt wurde, können diese Einstellringe oder Vorsprünge nicht gestatten, daß sich das Werkzeug im Bohrloch mit der niedrigen Drehzahl dreht, um das vorangehend angeführte Verfahren für das Steuern der Bohrkrone zu nutzen.

Das US-Patent 5,090,496 (Walker) offenbart ein stationäres gebogenes Teilwerkzeug der Ausführung, wie sie vorangehend erwähnt wurde, bei der das Werkzeuggehäuse an einer Seite des Gehäuses in der Biegung verstärkt wird, so daß versucht wird, die Ablenkung der Bohrkrone von der geraden Linie zu verstärken, um einen kleineren Radius des Bogenabschnitts zu bewirken. Der verstärkte Abschnitt des Gehäuses ist jedoch vollständig am Gehäuse befestigt und kann nicht entfernt werden. Das verhindert, daß das Werkzeug beim Verfahren aus eingangs genannten US-Patent eingesetzt wird, bei dem es wichtig ist, einen Biegeabschnitt zur Verfügung zu haben, der das Biegen des Werkzeuges aus einer anfänglichen koaxialen Position in eine zweite Position gestat­ tet, in der die Gelenkverbindung zwischen den zwei Abschnitten zu einer Seite der Achse hin versetzt wird.

Verschiedene Anordnungen des Exzenterringes werden in den US-Patenten 4,699,224 und 4,739,843 von Burton offenbart. Diese beiden Patente offenbaren ein Bohrgestänge mit einer Anzahl von biegsamen oder Biegeabschnitten, die in Reihe von der Bohrkrone bis zu einem geraden Abschnitt des Bohrgestänges angeordnet sind, das sich im geraden Abschnitt des Bohrloches befindet. Der Exzenterring ist im Biegeabschnitt zwischen dem Halterungs­ abschnitt für die Bohrkrone und dem nächsten angrenzenden Abschnitt des Bohrgestänges angeordnet. Der Ring umfaßt eine Vielzahl von radial vorstehenden Elementen oder Rippen, die den Ring gegen die Wand der Bohrung sichern und dadurch verhindern, daß sich der Ring dreht. Das Bohrgestänge dreht sich auf diese Weise innerhalb des Ringes und treibt die Bohrkrone an. Es besteht keine Möglichkeit, daß der Exzenterring am Bohrgestänge gesichert wird, da der Ring für einen Einsatz während des Bohrens des Bogenabschnitts gedacht ist, und wenn er am Bohrgestänge gesichert wäre, würde er daher verhindern, daß es zu einer Biegung kommt.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein ver­ bessertes Verfahren für das Bohren und ein verbessertes Bohr­ werkzeug zur Verfügung zu stellen, wodurch die Verwendung des Werkzeuges und die Anwendung des Verfahrens es gestatten, einen Bogenabschnitt mit kleinem Radius zu bohren, und anschließend durch Hinzufügen eines Führungsringes einen genau horizontalen oder geraden Abschnitt zu bohren, nachdem der Bogenabschnitt fertiggestellt ist.

Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für das Bohren eines Bohrloches in die Erde, das einen Bogenabschnitt mit kleinem Radius und einen im wesentlichen geraden Abschnitt an einem Ende des Bogenabschnitts umfaßt, zur Verfügung gestellt, das folgendes aufweist: Bereitstellen eines Bohrgestänges und Anschließen einer Zuführung der Spülflüssigkeit am hinteren Ende des Bohrgestänges für das Pumpen der Spülflüssigkeit durch dieses hindurch; Bereitstellen eines Bohrwerkzeuges mit einem länglichen Werkzeugkörper mit einem ersten Werkzeugabschnitt und einem zweiten Werkzeugabschnitt, wobei im Bohrwerkzeug ein Motor bereitgestellt wird, der an einem der Werkzeugabschnitte des Werkzeugkörpers montiert ist, um die Antriebsleistung zu erzeugen, und wobei am Bohrwerkzeug eine Bohrkrone bereit­ gestellt wird, die am ersten Werkzeugabschnitt an dessen vorderen Ende montiert ist, um sich relativ zum Werkzeugkörper als Reaktion auf die Antriebsleistung vom Motor zu drehen; Bereit­ stellen einer Gelenkeinrichtung im Bohrwerkzeug, die einen Biegeabschnitt im Werkzeugkörper zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugabschnitt abgrenzt, und die eine Biegeachse quer zur Längsachse des Werkzeugkörpers festlegt, um die sich der erste Werkzeugabschnitt, der die Bohrkrone trägt, relativ zum zweiten Werkzeugabschnitt biegen wird, um die Ausrichtung der Längsachse des ersten Abschnitts von der ersten Ausrichtung, die koaxial mit der Längsachse des zweiten Abschnitts verläuft, in eine zweite Ausrichtung, bei der die Längsachse des ersten Abschnitts unter einem Winkel relativ dazu liegt, zu verändern, wobei die Gelenkeinrichtung nach einer Seite der Achse hin gebogen wird; Bereitstellen eines Exzenterringes, der den Werkzeugkörper in einer Position darauf angrenzend an die Gelenkeinrichtung im Biegeabschnitt eng umschließt; Formen des Exzenterringes, um eine Innenfläche des Exzenterringes, die den Werkzeugkörper berührt, und eine Außenfläche des Exzenterringes, die relativ zur Längsachse des Werkzeugkörpers exzentrisch ist, zur Verfügung zu stellen, um einen dickeren Abschnitt des Exzenterringes auf einer Seite des Werkzeugkörpers und einen dünneren Abschnitt auf der gegenüberliegenden Seite des Werkzeug­ körpers vorzuweisen, so daß der dickere Abschnitt eine Außen­ fläche mit einem größeren radialen Abstand von der Längsachse aufweist als die des dünneren Abschnitts; Bohren des Bogen­ abschnitts, wobei der Exzenterring entfernt wurde, indem veranlaßt wird, daß sich die Abschnitte zum zweiten Ausrichtung bewegen, und indem sich die Bohrkrone dreht, während das Bohrgestänge im Stillstand gegen eine Drehung um die Längsachse gehalten wird; Anordnen des Exzenterringes am Ende des Bogen­ abschnitts auf dem Werkzeugkörper in einer Position darauf, die an die Gelenkeinrichtung angrenzt, und Befestigen des Exzenter­ ringes relativ zum Werkzeugkörper für eine gemeinsame Drehung mit diesem im Bohrloch, wobei die Biegeachse im wesentlichen unter rechtem Winkel zu einer Linie angeordnet wird, die den dickeren Abschnitt mit dem gegenüberliegenden dünneren Abschnitt ver­ bindet, wobei sich der dickere Abschnitt auf einer Seite der Achse befindet, die der einen Seite gegenüberliegt; und Ein­ greifen des Exzenterringes und der Bohrkrone in das Bohrloch, Drehen der Bohrkrone im Bohrwerkzeug und Drehen des Werkzeug­ körpers und des Exzenterringes um die Längsachse innerhalb der Bohrung mit einer Drehzahl, die kleiner ist als die der Bohr­ krone, um eine im wesentlichen geradlinige Vorwärtsbewegung des Werkzeugkörpers längs des geraden Abschnitts des Bohrloches zu bewirken.

Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Bohrwerkzeug für das Bohren eines Bohrloches in die Erde, das einen Bogenabschnitt mit kleinem Radius und einen im wesentlichen geraden Abschnitt an einem Ende des Bogenabschnitts umfaßt, zur Verfügung gestellt, das folgendes aufweist: einen länglichen Werkzeugkörper mit einem ersten Werkzeugabschnitt und einem zweiten Werkzeugabschnitt, wobei ein Motor an einem der Werk­ zeugabschnitte des Werkzeugkörpers montiert ist, um die Antriebs­ leistung zu erzeugen, und wobei eine Bohrkrone am ersten Werkzeugabschnitt an dessen vorderen Ende montiert ist, um sich relativ zum Werkzeugkörper als Reaktion auf die Antriebsleistung vom Motor zu drehen; eine Gelenkeinrichtung, die einen Biege­ abschnitt im Werkzeugkörper zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugabschnitt abgrenzt, und die eine Biegeachse quer zur Längsachse des Werkzeugkörpers festlegt, um die sich der erste Werkzeugabschnitt, der die Bohrkrone trägt, relativ zum zweiten Werkzeugabschnitt biegt, um die Ausrichtung der Längsachse des ersten Abschnitts von der ersten Ausrichtung, die koaxial mit der Längsachse des zweiten Abschnitts verläuft, in eine zweite Ausrichtung, bei der die Längsachse des ersten Abschnitts unter einem Winkel relativ dazu liegt, zu verändern, wobei die Gelenkeinrichtung nach einer Seite der Achse hin gebogen wird; einen Exzenterring, eine Einrichtung für das Montieren des Exzenterringes so, daß der Werkzeugkörper in einer Position darauf angrenzend an die Gelenkeinrichtung eng umschlossen wird, wobei die Einrichtung für das Montieren so angeordnet wird, daß der Exzenterring vom Werkzeugkörper abnehmbar und leicht auswechselbar ist, wobei der Exzenterring eine Innenfläche, um den Werkzeugkörper zu berühren, und eine Außenfläche, die relativ zur Längsachse des Werkzeugkörpers exzentrisch ist, aufweist, um einen dickeren Abschnitt des Exzenterringes auf einer Seite des Werkzeugkörpers und einen dünneren Abschnitt auf der gegenüber­ liegenden Seite des Werkzeugkörpers vorzuweisen, so daß der dickere Abschnitt eine Außenfläche mit einem größeren radialen Abstand von der Längsachse aufweist als die des dünneren Abschnitts; wobei die Einrichtung für das Montieren eine Befestigungseinrichtung für das Halten des Exzenterringes im stationären Zustand am Werkzeugkörper gegen eine Drehbewegung relativ dazu während der Drehung des Werkzeugkörpers im Bohrloch umfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird jetzt in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bohranlage ent­ sprechend der vorliegenden Erfindung, die einen Bogenabschnitt des Bohrloches mit kleinem Radius bohrt, wobei die Anordnung im wesentlichen so ist, wie sie im US-Patent 5,265,687 gezeigt wird,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Bohrwerkzeuges, die einen ersten konzentrischen Ring zeigt, der daran für das Bohren eines ersten horizontalen Abschnitts des Bohrloches befestigt ist,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Bohrwerkzeuges, die einen zweiten Exzenterring zeigt, der daran für das Bohren eines zweiten horizontalen Abschnitts des Bohrloches befestigt ist,

Fig. 4 eine Stirnseitenansicht des zweiten Ringes aus Fig. 3,

Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung des zweiten Ringes aus Fig. 3,

Fig. 6 eine Längsschnittdarstellung, die der in Fig. 5 gleicht, und die eine modifizierte Ausführung des Exzenterringes zeigt,

Fig. 7 eine Querschnittdarstellung des Ringes aus Fig. 6, die den Ring im Bohrloch in einer Ausrichtung zeigt, die die Drehung des Ringes und des Bohrgestänges um die Längsachse der Bohrung gestattet,

Fig. 8 eine Querschnittdarstellung des Ringes aus Fig. 6, die den Ring im Bohrloch in einer Ausrichtung zeigt, bei der die Steuerung der Bohrkrone bewirkt wird, um die Ablenkung von einer erforderlichen Richtung zu kor­ rigieren,

Fig. 9 eine Längsschnittdarstellung des Bohrwerkzeuges, die den Ring aus Fig. 3, 4 und 5 in einer modifizierten Anordnung des Werkzeuges zeigt.

In den Zeichnungen verweisen die gleichen Bezugszahlen auf die entsprechenden Teile in den verschiedenen Figuren.

Die Anordnung der vorliegenden Erfindung beruht auf dem vor­ angehend angeführten US-Patent, auf dessen Offenbarung man sich hierin bezieht. Insbesondere wird das Bohrwerkzeug für Abwärts­ bohrlöcher, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, aus der Offenbarung des vorangehend angeführten Patentes entnommen. Außerdem zeigt Fig. 1 ebenfalls die oberirdische Konstruktion, die der Voll­ ständigkeit halber schematisch gezeigt wird.

Die Vorrichtung umfaßt daher ein Bohrrohr, das, wie gezeigt wird, ein aufgerolltes Rohr 10 aufweisen kann, das von einer Trommel (nicht gezeigt) über einen Führungsbogen 11 zugeführt wird. Vom Bogen 11 aus gelangt das Rohr in einen Injektor, der schematisch bei 12 gezeigt wird, der wiederum eine konventionelle Beschaffen­ heit aufweist und so funktioniert, daß das Rohr durch Klemmstücke erfaßt wird, die reibschlüssig mit dem Rohr in Eingriff kommen und das Rohr in Längsrichtung sowohl nach unten als auch nach oben drücken, um das Rohr in das Bohrloch einzuführen und herauszuziehen. Die Konstruktion des Injektors ist gut bekannt, und dieser funktioniert ebenfalls so, daß das Rohr gegen eine Verdrehung festgehalten wird, so daß das Rohr direkt in der Längsrichtung ohne jegliche Verdrehung um seine Achse zugeführt wird. Bei einer bekannten Anordnung des Injektors wird das Rohr durch gegenüberliegende Klemmstücke erfaßt, von denen jedes eine Vorderfläche in halbzylindrischer Form aufweist, so daß die Klemmstücke gemeinsam den Hauptteil eines Zylinders bilden, der das Rohr umgibt. Eine Vielzahl von Klemmstücken wird danach in zwei Reihen montiert, die auf einem Paar gegenüberliegender Ketten getragen werden und dadurch in der Längsrichtung des Bohrloches beweglich sind. Die Klemmstücke werden mit dem Rohr durch die Führungsplatten in Eingriff gebracht.

Aus dem Injektor heraus gelangt das Rohr in das Bohrloch durch eine Führungsplatte 13, eine Bohrlochabsperrvorrichtung (BOP) 14 und eine Schmiereinrichtung 15 zum Bohrlochkopf 16. Die Führungs­ platte, die BOP und die Schmiereinrichtung zeigen eine gut bekannte und konventionelle Beschaffenheit, und sie werden daher nur schematisch gezeigt und hierin nicht im Detail beschrieben.

Das US-Patent 5,265,687 beschreibt das Verfahren für das Bohren eines Bogenabschnitts mit kleinem Radius. Insbesondere umfaßt die Bohranlage das Bohrrohr 10, das eine Kupplung 17 am unteren Ende für eine Befestigung am Bohrwerkzeug 18 aufweist. Das Werkzeug 18 umfaßt einen ersten Abschnitt 19, der die Bohrkrone 20 trägt, und einen zweiten Abschnitt 21, der den Motor aufnimmt. Ein Gelenk- oder Biegeabschnitt 22 befindet sich zwischen den zwei Abschnitten. Das Verfahren, nach dem das Werkzeug den Bogen­ abschnitt mit kleinem Radius bohrt, wird in dem vorangehend angeführten US-Patent vollständig beschrieben und wird daher hierin nicht wiederholt.

Die in den Fig. 2, 3, 4 und 5 gezeigte Anordnung zeigt die Vorrichtung und das Verfahren für das Bohren eines horizontalen Abschnitts im Anschluß an den Bogenabschnitt mit kleinem Radius. Betreffs der vollständigen Offenbarung der Konstruktion des Bohrwerkzeuges selbst bezieht man sich daher auf das vorangehend angeführte US-Patent, und die Offenbarung jenes Patentes ist hierin bezugsweise enthalten.

Im allgemeinen weist das Bohrwerkzeug die Bohrkrone 20 auf, die am Halterungsabschnitt 19 für die Bohrkrone montiert ist, der die Lager für das Aufnehmen der länglichen Welle der Bohrkrone enthält. Der Halterungsabschnitt für die Bohrkrone umfaßt einen mittigen Muffenabschnitt 22, der an jedem Ende mit einem Kupplungsabschnitt 23, 24 mit größerem Durchmesser verbunden ist. Jeder dieser Abschnitte zeigt einen konstanten kreisförmigen Querschnitt. Der mittige Abschnitt 22 ist an den Endabschnitten 23 und 24 an den Kupplungen befestigt, die schematisch mit 25 angegeben werden. Im allgemeinen werden die Abschnitte mitein­ ander durch eine Schraubgewindekupplung verbunden, die gestattet, daß ein Abschnitt vom nächsten abgeschraubt werden kann.

Am Ende 23 des Halterungsabschnitts 21 für die Bohrkrone befindet sich ein Gelenkabschnitt, der im allgemeinen mit 26 gekenn­ zeichnet wird, und der eine Verbindung zu einem Hauptantriebs­ abschnitt 27 des Bohrwerkzeuges herstellt, wie im vorangehend angeführten Patent beschrieben wird. Der Gelenkabschnitt umfaßt im allgemeinen zwei Drehbolzen 28 und 29, die die Drehbewegung des Halterungsabschnitts 21 für die Bohrkrone relativ zum Hauptantriebsabschnitt 27 um eine Querachse, die mit 29A bezeichnet wird, gestatten.

Das Bohrwerkzeug aus dem vorangegangenen US-Patent, wie es vor­ angehend beschrieben wird, wird dadurch modifiziert, daß ein erster Ring 30, der in Fig. 2 gezeigt wird, und anschließend ein zweiter Ring 40, der in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt wird, hinzugeführt werden.

Der zweite Ring 40 weist im Grunde genommen eine Muffe auf, die einen Muffenkörper 51 umfaßt, die eine äußere Muffenfläche 52 und eine innere Muffenfläche 53 abgrenzt.

Die innere Muffenfläche 53 umfaßt einen ersten Bohrabschnitt 54 und einen zweiten Bohrabschnitt 55 mit größerem Durchmesser, die an einem Absatz 56, der in einer radialen Ebene der Muffe liegt, miteinander verbunden sind. Der Unterschied der Durchmesser beim Bohrabschnitt 54 und Bohrabschnitt 55 wird angeordnet, um die Unterschiede des Durchmessers zwischen dem Abschnitt 12 und dem Abschnitt 13 des Halterungsabschnitts für die Bohrkrone aus zu­ gleichen. Auf diese Weise zeigt der Bohrabschnitt 54 einen Durchmesser, der eng anliegend zum Außendurchmesser des Ab­ schnitts 12 als Gleitsitz paßt. Der Bohrabschnitt 55 zeigt gleichermaßen einen Durchmesser, der zum Durchmesser des Abschnitts 13 als Gleitsitz paßt. Der Absatz ist in einer Position so angeordnet, daß sich die Schnittlinie zwischen den zwei Abschnitten angrenzend am Absatz befindet.

Die Bohrabschnitte 55 und 54 sind so angeordnet, daß sie koaxial eine Achse 57 umgeben, die in einer Strichlinie gezeigt wird.

Die Außenfläche 52 ist im allgemeinen zylindrisch mit einem im wesentlichen konstanten Außendurchmesser von einem ersten Ende 58 aus bis zu einem zweiten Ende 59. Die Außenfläche 52 umgibt jedoch eine Achse 60, die nach einer Seite der Achse 57 hin versetzt ist, so daß die Außenfläche relativ zur Achse 57 und relativ zur Innenfläche exzentrisch ist. Wie am besten in Fig. 5 gezeigt wird, umfaßt daher der Ring einen dickeren Wand­ abschnitt 61 auf einer Seite der Längsachse des Bohrwerkzeuges relativ zu einem zweiten Abschnitt 62 auf der gegenüberliegenden Seite oder in einem Abstand von 180°.

Im dickeren Abschnitt 51, der in Fig. 5 in der Uhrzeigerstellung 6.00 angeordnet ist, sind vier Nuten 62, 63, 64 und 65 vorhanden, die in den Uhrzeigerstellungen 9.00, 7.00, 5.00 und bzw. 3.00 angeordnet sind. Diese Nuten werden im dickeren Teil des Exzenterringes aufgenommen, so daß sie sich nicht bis zur Innenfläche 55 erstrecken. Die Nuten sind über die vollständige Länge der Außenfläche 52 angeordnet, und sie sind parallel zueinander und zur Achse 60. Die Nuten weisen jeweils einen flachen Boden 66 und die Seitenwände 67, 68 auf, die zum flachen Boden hin von einer breiteren Öffnung in der Fläche 52 aus konvergieren. Die Nuten funktionieren so, daß sie den Durchgang der Spülflüssigkeit zwischen dem Ring und der Innenfläche des Bohrloches gestatten. An den Enden 58 und 59 ist die Außenfläche abgeschrägt, wie bei 69, 70 gezeigt wird, um das Verschieben des Ringes in Längsrichtung zu unterstützen, ohne daß scharfe Kanten an den Enden vorhanden sind, die mit dem Bohrloch in Berührung kommen und die Gleitbewegung stören.

Zusätzlich zur exzentrischen Verschiebung der Achse 60 von der Achse 57 ist die Achse 60 ebenfalls unter einem flachen Winkel A relativ zur Achse 57 angeordnet. Dieser Winkel A liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 1,2 Grad. In Fig. 5 ist ein Teil der Innenfläche 55 im oberen Teil der Zeichnung sichtbar, da längs der Achse 60 betrachtet wird. Außerdem verringert sich die Dicke des Absatzes 56 vom oberen Teil in der Uhrzeiger­ stellung 12.00 zum unteren Teil in der Uhrzeigerstellung 6.00.

Um den Ring am Halterungsabschnitt des Bohrwerkzeuges für die Bohrkrone zu befestigen, wird der Abschnitt 21 an einer der Verbindungen 25 getrennt, wodurch gestattet wird, daß sich der Ring auf den Abschnitt 22 in der Längsrichtung des Abschnitts 22 schiebt, bis der Absatz 56 mit dem breiteren Teil am Abschnitt 23 in Berührung kommt.

Um den Ring fest an Ort und Stelle zu halten, umfaßt der Ring drei Gewindebohrungen 71, 72 und 73, die durch den dicksten Teil des Ringes hindurch zwischen den Kanälen 62, 63, 64 und 65 angeordnet sind. Auf diese Weise werden die Gewindebohrungen in den Uhrzeigerstellungen 4.00, 6.00 und 8.00 angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt wird. Jede der Gewindebohrungen kann eine Stellschraube 75 aufnehmen, die mit einer Aussparung 76 in Eingriff kommt, die in die Außenfläche des Abschnitts 23 an der geforderten Stelle gebohrt wurde, um den Ring richtig anzuordnen. Die Stellschraube weist ein konisches oberes Ende auf, um mit einer gleichermaßen geformten Aussparung in Eingriff zu kommen, wodurch bewirkt wird, daß der Ring in der Art und Weise einer Führungsschraube verdreht und verschoben wird, wenn die Löcher nicht richtig mit den Aussparungen ausgerichtet sind.

Um den quer verlaufenden Drehbolzen 29 des Gelenkes aufzunehmen, umfaßt die Stirnfläche 77 des Ringes ein Paar halbkreisförmige Aussparungen 78, die in den Uhrzeigerstellungen 3.00 und 9.00 angeordnet sind, längs der sich die Achse 20 des Gelenkabschnitts befindet.

Der Ring 30 zeigt eine gleiche Konstruktion wie der Ring 40, außer daß er eine Außenfläche 31 aufweist, die koaxial mit seiner Innenfläche 32 verläuft. Auf diese Weise ist keine exzentrische Verschiebung zu verzeichnen, und außerdem ist keine winkelige Verschiebung vorhanden, so daß die Achse sowohl der Innen- als auch der Außenfläche des Ringes direkt längs der Achse des Abschnitts 13 verläuft oder mit dieser zusammenfällt. Der Ring 30 umfaßt die Stellschrauben, die sich im Ring in der Position befinden, die der der Stellschraube 75 gleicht. Der Ring 30 umfaßt Längsaussparungen oder Kanäle, die den Aussparungen 62 bis 65 des Ringes 40 gleichen.

Beim Betrieb wird, nachdem der Bogenabschnitt des Bohrloches bis zur erforderlichen horizontalen Ausrichtung gebohrt wurde, das Bohrgestänge aus dem Bohrloch zurückgezogen, indem die Trommel und das Rohr in Betrieb genommen werden, wie es hierin vor­ angehend beschrieben wird. Danach kann die Meßausrüstung an Ort und Stelle eingeführt werden, um die Genauigkeit der Bohrung zu überprüfen. Jegliche erforderliche Regulierungen werden danach bewirkt, indem weiter gebohrt wird, wenn erforderlich. Wenn jedoch die richtige Ausrichtung der Bohrung erreicht ist, wobei das Bohrgestänge entfernt wurde, wird der Ring 30 an Ort und Stelle auf dem Abschnitt 23 angebracht, und das Bohrgestänge sowie das Bohrwerkzeug werden in die Bohrposition am unteren Ende des Bohrloches zurückgebracht.

Der Außendurchmesser des Ringes 30 wird relativ zur Bohrkrone 20 so angeordnet, daß der Ring 30 mit der Innenfläche des Bohr­ loches, das mit 80 bezeichnet wird, in Eingriff kommt und so funktioniert, daß der Abschnitt 21 des Bohrwerkzeuges längs der Mittelachse 81 des Bohrloches gehalten wird, um ein Bohren in der horizontalen Richtung zu bewirken. Dieses Bohren wird über eine Entfernung in der Größenordnung von 4 m fortgesetzt. Es ist jedoch bekannt, daß einfach das Führen des Bohrwerkzeuges in dieser Weise nicht eine langfristige Genauigkeit hinsichtlich der Steuerung der Richtung bewirkt, aber über eine Entfernung von 4 m besteht eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, daß es zu einer bedeutenden Ablenkung aus der beabsichtigten horizontalen Richtung kommt.

Wenn der Abschnitt von 4 m jedoch fertiggestellt ist, wird das Bohrgestänge entfernt, wie es vorangehend beschrieben wird, und der Ring 30 wird vom Werkzeug abgenommen. Danach wird der Ring 40 an Ort und Stelle auf dem Werkzeug angeordnet, und das Bohrgestänge wird zur Stelle des Abwärtsbohrloches zurückgeführt, an der die Bohrkrone 20 das Ende des Bohrloches erreicht.

In dieser Position wird das Bohren empfohlen, aber gleichzeitig mit der Drehung der Bohrkrone mit einer Drehzahl in der Größen­ ordnung von 200 U/min. wird das gesamte Bohrgestänge gleichzeitig um die Längsachse des Bohrgestänges gedreht, wodurch der Ring und das Werkzeug im allgemeinen um die Längsachse des Bohrloches 80 im horizontalen Abschnitt gedreht werden. Die exzentrische Form des Ringes neigt den Gelenkabschnitt 26 in Richtung der einen Seite des Bohrloches. Gleichzeitig bewirkt der Winkel A des Ringes, daß der Abschnitt 22 des Bohrwerkzeuges unter dem gleichen Winkel A zur Längsachse des Bohrloches gehalten wird. Daher wird im wesentlichen der Winkel zwischen dem Abschnitt 22 und dem Abschnitt 27 im Gelenkabschnitt 26 um die Achse 29A bei einem im wesentlichen unveränderlichen flachen Winkel gehalten. Das bewirkt in Verbindung mit der Drehung des Bohrgestänges und daher der Achse 29A um die Längsachse des Bohrloches die automatische Steuerung des Bohrwerkzeuges. Es wird erkannt, daß, während sich das Bohrgestänge dreht, und während sich die Achse 29A um die Längsachse des Bohrloches dreht, der Angriffswinkel der Bohrkrone sich um die Längsachse des Bohrloches dreht. Dieser Angriffswinkel wird im Hinblick auf den Winkel A etwas von der Längsachse des Bohrloches variiert, und die kontinuierliche Drehung bewirkt, daß sich der Angriffswinkel ständig um die Längsachse des Bohrloches dreht. Diese kontinuierliche Drehung des geringen Winkels wirkt so, daß jegliche Unbeständigkeiten hinsichtlich der gebohrten Materialien überwunden werden, und sie wirkt so, daß die Richtung des Bohrens in einer genaueren horizontalen Ausrichtung eingehalten wird.

Wenn das Werkzeug von seinem Weg abweicht, kann das Werkzeug bei einem beliebigen Winkel stillgesetzt werden, um sich selbst durch die Steuerwirkung des Winkels langsam zu korrigieren, wie vorangehend beschrieben wird. Ist der richtige Winkel erst einmal erreicht, wird die Drehung des Werkzeuges wieder aufgenommen.

In Fig. 6 wird eine Modifizierung der in Fig. 5 gezeigten Anordnung dargestellt, bei der der Ring 140 relativ zum Ring 40 dadurch modifiziert wird, daß er am Gelenkabschnitt 123 mittels eines Außengewindeabschnitts 141, der an einer Außenfläche des verdickten Abschnitts 142 des Gelenkes vorhanden ist, und eines Innengewindeabschnitts 143, der an der Innenfläche des Ringes vorhanden ist, befestigt wird. Der Ring wird daher am ersten Abschnitt des Bohrwerkzeuges angebracht, indem die Bohrkrone entfernt und der Ring als Gleitsitz längs der Außenfläche des ersten Abschnitts 19 in eine Position geschoben wird, die gegen das Gelenk 123 in Eingriff kommt. Die Richtung des Gewindes wird so angeordnet, daß der Ring unverändert an Ort und Stelle auf dem Werkzeug bleibt, wenn das Werkzeug beim vorangehend beschriebenen Verfahren gedreht wird. Der Ring bleibt auf diese Weise unver­ ändert an Ort und Stelle, wenn sich das Werkzeug dreht und gemeinsam damit dreht. Der Ring kann natürlich entfernt werden, indem er von einem geeigneten Werkzeug erfaßt und in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, um die Gewindeabschnitte auf zudrehen, um den Ring freizugeben, damit er sich wieder über das offene Ende des Abschnitts 19 schieben kann, wobei die Bohrkrone 20 entfernt ist.

Außerdem wird der Ring 140 so modifiziert, daß er einen Quer­ schnitt umfaßt, wie er in den Fig. 7 und 8 gezeigt wird. Der Querschnitt in Fig. 7 wurde längs der Linie 7-7 in Fig. 6 aufgenommen. Der Querschnitt ist so modifiziert, daß der Ring 140 exzentrisch ist, so daß er einen Mittelpunkt C2 aufweist, der vom Mittelpunkt C1 des Werkzeugabschnitts 19 versetzt ist. Aus Gründen der Veranschaulichung wird der Werkzeugabschnitt 19 nur mit Bezugnahme auf seine Außenfläche gezeigt, die zylindrisch ist und daher einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Da der Querschnitt des Ringes 140 exzentrisch ist, begrenzt er einen Flügel 150, der einem zweiten Flügel 151 gegenüberliegt. Der Flügel 150 weist eine Dicke T1 von der Fläche des Abschnitts 19 auf, die größer ist als die Dicke T2 des Flügels 151. Der Ring 140 ist jedoch relativ zum Ring 40 dadurch modifiziert, daß er die Seiten 152 und 153 aufweist, die abgeflacht sind, d. h., sie sind dünner als der Flügel 151 und bestimmen eine Dicke T3, die kleiner ist als die Dicke T2. Da die Seiten 152 und 153 ab­ geflacht sind, besteht nicht mehr die Notwendigkeit für die Kanäle aus der Anordnung des Ringes 40, da ausreichend Raum um die Außenfläche der Seiten 152 und 153 zur Verfügung steht, um den Durchgang der Spülflüssigkeit zu gestatten.

Es wird beachtet, daß die Seiten 152 und 153 diametral gegenüber­ liegend sind und in einer Ebene liegen, die die Biegeachse 29A enthält. Daher sind die Flügel 150 und 151 in einer Ebene unter 90 Grad zur Biegeachse 29A angeordnet, ähnlich der Position, die in Fig. 3 gezeigt wird.

Der Zweck der abgeflachten Seiten ist, daß gestattet wird, daß sich der Ring innerhalb eines Bohrloches dreht, das etwas gebogen ist, wobei es eine Biegung mit einem Radius aufweist, der größer ist als die Biegung mit kleinem Radius des Bogenabschnitts, der zuerst gebildet wurde. Es wird erkannt, daß das Gelenk eine Biegung nur um eine einzelne Biegeachse 29A gestattet, und in der Richtung unter rechtem Winkel zur Biegeachse besteht keine Möglichkeit, daß sich das Werkzeug biegt, und dementsprechend wird sich das Werkzeug ohne die abgeflachten Seiten innerhalb eines etwas gebogenen Bohrloches verklemmen, wodurch eine Drehung um 360 Grad verhindert wird. Es wurde jedoch ermittelt, daß es möglich ist, einen Ring mit den Seiten 152 und 153 herzustellen, die ausreichend dünn oder abgeflacht sind, um die Drehung des Werkzeuges innerhalb einer Bohrung zu gestatten, die eine Biegung aufweist, die durch den Exzentrizitätsgrad gebildet wird, der durch die Flügel 150 und 151 bestimmt wird. Der Mittelpunkt des Bohrloches wird mit C3 angegeben.

Der einzelne Ring 140, der in den Fig. 6, 7 und 8 gezeigt wird, kann daher als Ersatz für die zwei Ringe 30 und 40 verwendet werden.

Beim Betrieb des Ringes 140 wird daher der Bogenabschnitt mit kleinem Radius gebohrt, wobei der Ring entfernt ist, und so, wie es in meinem vorangegangenen Patent beschrieben wird. Indem der Ring auf diese Weise entfernt wurde, kann das Gelenk unbehindert gegen die Seite des Bohrloches laufen und neigt daher die Bohrkrone zum maximalen Ablenkungswinkel hin, um eine Biegung mit kleinem Radius zu bewirken.

Wenn man beabsichtigt, aus der Vertikalen in die Horizontale überzugehen, d. h., eine Drehung um 90 Grad, wird das Bohren der Biegung mit kleinem Radius unter einem Winkel beendet, der etwas unter dem Winkel von 90 Grad liegt, d. h., bei einem Winkel in der Größenordnung von 86 Grad. Das Werkzeug wird danach aus dem Loch zurückgezogen, und der Ring 140 wird angebracht, wie vorangehend beschrieben wird. Das Werkzeug wird danach zur Bohrfläche zurückgebracht, und das Bohrgestänge wird in eine Position gedreht, wie in Fig. 8 gezeigt wird, in der der dickere Flügel 150 in eine Position auf der Innenseite der Biegung bewegt wird, und somit befindet sich der Flügel 151 auf der Außenseite der Biegung. Der Flügel 150 neigt daher den Ring und das angrenzende Gelenk in Richtung der Außenseite der Biegung, wodurch bewirkt wird, daß die Bohrkrone ein Bohrloch bildet, das allmählich gebogen wird. Bei der allmählichen Biegung kann der Krümmungs­ radius in der Größenordnung von 200 ft. liegen. Ein Radius von 200 ft. biegt sich um 1 Grad für jede gebohrten 3,5 ft., so daß nach dem Bohren von 14 ft. das Bohrloch die vollen 90 Grad von der Vertikalen erreicht hat. Die letzten 14 ft. des Bohrloches werden daher mit dem Radius von 200 ft. gebildet, und das 14 ft. in der Länge des Bohrloches, und die flache Biegung gestattet, daß das Werkzeug, das den Ring umfaßt, um die Längsachse des Werkzeuges gedreht wird. Die Flügel können sich im Hinblick auf die Tatsache drehen, daß sie unter rechtem Winkel zur Biegeachse liegen und sich die Biegeachse an die Biegung des Bohrloches anpaßt. Die flachen Seiten können sich drehen, selbst wenn sie nicht mit der Biegeachse ausgerichtet sind, da sie ausreichend dünn sind, wie in Fig. 7 gezeigt wird, um sich an die Biegung des Bohrloches anzupassen.

Nach der Bildung der letzten Länge des Bogenabschnitts mit dem größeren Krümmungsradius kann daher, wie vorangehend beschrieben, das Werkzeug mit einer kontinuierlichen relativ niedrigen Drehzahl gedreht werden, die niedriger ist als die der Bohrkrone, um die genaue Steuerung zu bewirken, wie es vorangehend erklärt wird.

In dem Fall, daß nachgewiesen wird, daß die Richtung von der geforderten geraden Richtung abgewichen ist, kann das Werkzeug zum Stillstand gebracht und gedreht werden, um den Flügel 150 mit der geforderten Richtung der Biegung auszurichten, um zur beabsichtigten geraden Richtung zurückzukehren. Die Bohrkrone kann danach gedreht werden, wobei das Werkzeug stationär gehalten wird, um einen Biegungsabschnitt mit großem Radius zu bewirken. Wie vorangehend erklärt wird, kann die Drehung des Werkzeuges danach angesichts der Tatsache empfohlen werden, daß sich alle vier Seiten des Werkzeuges in dem so geformten gebogenen Bohrloch drehen können.

In Fig. 9 wird eine weitere alternative Anordnung gezeigt, bei der der Ring 40 eingesetzt wird, der am Bohrwerkzeug montiert ist. Das Bohrwerkzeug wird innerhalb eines Bohrloches 100 gezeigt und umfaßt den Halterungsabschnitt 119 für die Bohrkrone, der die Bohrkrone 120 trägt. Der Halterungsabschnitt für die Bohrkrone ist mit dem zweiten Abschnitt 118 verbunden, der den Antriebs­ motor trägt. Der erste Abschnitt 119 ist mit dem zweiten Abschnitt 118 mittels der Gelenkverbindung 126 verbunden, wobei, wie vorangehend beschrieben wird, der Ring dicht angrenzend an die Gelenkverbindung 126 angeordnet ist.

Die vorangegangene Anordnung wird jedoch relativ zum vorher beschriebenen Bohrwerkzeug dadurch modifiziert, daß die Gelenk­ verbindung einen ersten Drehbolzen 128, der dem Drehbolzen 28 gleicht, und einen zweiten Drehbolzen 129, der unter rechtem Winkel zum Drehbolzen 128 angeordnet ist, umfaßt. Die Gelenkver­ bindung wird daher durch die zwei Drehbolzen bestimmt, aber die Drehbolzen sind gegenseitig unter rechtem Winkel so angeordnet, daß die Möglichkeit der Drehbewegung eher um zwei Achsen unter rechtem Winkel als um die eine Achse 29A des vorangehend beschriebenen Bohrwerkzeuges besteht. Diese Fähigkeit der Gelenkverbindung, sich um die zwei Achsen unter rechtem Winkel zu drehen, macht die Notwendigkeit der flachen Seiten des Ringes 140 überflüssig und gestattet statt dessen die Verwendung des Ringes 40. Genauer gesagt, der Drehbolzen 129 gestattet eine Drehbewegung um einen Linie unter rechtem Winkel zu einer Linie, die die Seiten des Ringes verbindet, so daß die Seiten den vollen Durchmesser aufweisen können, der dem Durchmesser unter rechtem Winkel zu der Linie gleicht, die die Seiten verbindet. Somit weist der Ring eine zylindrische äußere Form auf, aber der Mittelpunkt des Ringes ist versetzt.

Das Bohrwerkzeug wird ebenfalls relativ zu dem vorangehend beschriebenen Werkzeug dadurch modifiziert, daß eine zweite Drehkupplung am oberen Ende des Abschnitts 118 bereitgestellt wird, die den Abschnitt 118 mit dem Bohrgestänge 10 verbindet. Die Drehkupplung wird mit 130 angezeigt und umfaßt wiederum zwei Drehbolzen 131 und 132, die unter rechtem Winkel angeordnet sind. Das gestattet wiederum die erforderliche Drehbewegung des Werkzeuges, um sich der Biegung der Bohrung anzupassen, während es sich um seine Achse dreht.

Claims (27)

1. Verfahren für das Bohren eines Bohrloches in die Erde, das einen Bogenabschnitt mit kleinem Radius und einen im wesentlichen geraden Abschnitt an einem Ende des Bogenabschnitts umfaßt, wobei das Verfahren wie folgt gekennzeichnet ist:
Bereitstellen eines Bohrgestänges und Anschließen einer Zuführung der Spülflüssigkeit am hinteren Ende des Bohrgestänges für das Pumpen der Spülflüssigkeit durch dieses hindurch;
Bereitstellen eines Bohrwerkzeuges mit einem länglichen Werkzeug­ körper mit einem ersten Werkzeugabschnitt und einem zweiten Werkzeugabschnitt, wobei im Bohrwerkzeug ein Motor bereitgestellt wird, der an einem der Werkzeugabschnitte des Werkzeugkörpers montiert ist, um die Antriebsleistung zu erzeugen, und wobei am Bohrwerkzeug eine Bohrkrone bereitgestellt wird, die am ersten Werkzeugabschnitt an dessen vorderen Ende montiert ist, um sich relativ zum Werkzeugkörper als Reaktion auf die Antriebsleistung vom Motor zu drehen;
Bereitstellen einer Gelenkeinrichtung im Bohrwerkzeug, die einen Biegeabschnitt im Werkzeugkörper zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugabschnitt abgrenzt, und die eine Biegeachse quer zur Längsachse des Werkzeugkörpers festlegt, um die sich der erste Werkzeugabschnitt, der die Bohrkrone trägt, relativ zum zweiten Werkzeugabschnitt biegen wird, um die Ausrichtung der Längsachse des ersten Abschnitts von der ersten Ausrichtung, die koaxial mit der Längsachse des zweiten Abschnitts verläuft, in eine zweite Ausrichtung, bei der die Längsachse des ersten Abschnitts unter einem Winkel relativ dazu liegt, zu verändern, wobei die Gelenkeinrichtung nach einer Seite der Achse hin gebogen wird;
Bereitstellen eines Exzenterringes, der den Werkzeugkörper in einer Position darauf angrenzend an die Gelenkeinrichtung im Biegeabschnitt eng umschließt;

Formen des Exzenterringes, um eine Innenfläche des Exzenter­ ringes, die den Werkzeugkörper berührt, und eine Außenfläche des Exzenterringes, die relativ zur Längsachse des Werkzeugkörpers exzentrisch ist, zur Verfügung zu stellen, um einen dickeren Abschnitt des Exzenterringes auf einer Seite des Werkzeugkörpers und einen dünneren Abschnitt auf der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugkörpers vorzuweisen, so daß der dickere Abschnitt eine Außenfläche mit einem größeren radialen Abstand von der Längs­ achse aufweist als die des dünneren Abschnitts;
Bohren des Bogenabschnitts, wobei der Exzenterring entfernt wurde, indem veranlaßt wird, daß sich die Abschnitte zur zweiten Ausrichtung bewegen, und indem sich die Bohrkrone dreht, während das Bohrgestänge im Stillstand gegen eine Drehung um die Längsachse gehalten wird;
Anordnen des Exzenterringes am Ende des Bogenabschnitts auf dem Werkzeugkörper in einer Position darauf, die an die Gelenk­ einrichtung angrenzt, und Befestigen des Exzenterringes relativ zum Werkzeugkörper für eine gemeinsame Drehung mit diesem im Bohrloch, wobei die Biegeachse im wesentlichen unter rechtem Winkel zu einer Linie angeordnet wird, die den dickeren Abschnitt mit dem gegenüberliegenden dünneren Abschnitt verbindet, wobei sich der dickere Abschnitt auf einer Seite der Achse befindet, die der einen Seite gegenüberliegt; und
Eingreifen des Exzenterringes und der Bohrkrone in das Bohrloch, Drehen der Bohrkrone im Bohrwerkzeug und Drehen des Werkzeug­ körpers und des Exzenterringes um die Längsachse innerhalb der Bohrung mit einer Drehzahl, die kleiner ist als die der Bohr­ krone, um eine im wesentlichen geradlinige Vorwärtsbewegung des Werkzeugkörpers längs des geraden Abschnitts des Bohrloches zu bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die Anordnung einer Stirnfläche am Exzenterring, die ein Paar Aussparungen für das Aufnehmen der Elemente des Biegeabschnitts aufweist, umfaßt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Anordnung einer Vielzahl von sich längs erstreckenden Nuten auf der Außenfläche des Exzenterringes umfaßt, die die Übertragung der Spülflüssigkeit zwischen dem Exzenterring und dem Bohrloch gestatten.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es das Verschieben des Exzenterringes in der Längsrichtung des Werkzeugkörpers für eine Befestigung daran und ein Ausbauen umfaßt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es das Formen des Exzenterringes derart umfaßt, daß der dickere und der dünnere Abschnitt in einem ersten imaginären Zylinder liegen, der die Achse umgibt, und so, daß der Exzenterring eine Innenfläche umfaßt, die auf einem zweiten imaginären Zylinder innerhalb des ersten imaginären Zylinders liegt, wobei der zweite Zylinder eine Längsachse unter einem flachen Winkel relativ zur Längsachse des ersten Zylinders aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner gekennzeichnet durch das Anhalten der Drehung des Bohrgestänges unter einem ausgewählten Winkel um die Längsachse herum, während die Drehung der Bohrkrone fortgesetzt wird, um das Werkzeug so zu steuern, daß eine Ungenauigkeit der Bohrrichtung korrigiert wird, und die Wiederaufnahme der Drehung des Bohrgestänges, nachdem die Ungenauigkeit korrigiert ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Anordnung eines Außengewindeabschnitts am ersten Abschnitt des Werkzeugkörpers angrenzend an die Gelenkeinrichtung und eines passenden Innengewindeabschnitts am Exzenterring umfaßt, und nach dem Entfernen der Bohrkrone das Verschieben des Exzenterringes längs des Werkzeugkörpers und das Eingreifen der Gewindeabschnitte ineinander, um den Ring in der stationären Position am Werkzeugkörper zu halten, umfaßt.

8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Anordnung von zwei gegenüberliegenden Seiten auf dem Exzenterring umfaßt, wobei jede winkelig zwischen der einen Seite und der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und wobei jede eine Außenfläche aufweist, deren radiale Entfer­ nung von der Längsachse kleiner ist als die des dünneren Abschnitts.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtung durch ein Paar paralleler Drehbolzen bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtung durch eine erste Dreheinrichtung parallel zur Biegeachse bestimmt wird, und daß eine zweite Dreheinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Werkzeugkörpers vorhanden ist, wobei die zweite Dreheinrichtung die Biegebewegung des Werkzeugkörpers in der Gelenkeinrichtung um eine Achse unter rechtem Winkel zur Biegeachse herum gestattet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring so geformt ist, daß die Außenfläche eine kreisförmige, zylindrische Form aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring am Werkzeugkörper in einer Position längs des Bohrloches genau vor dem beabsichtigten Ende der Biegung des Bohrloches befestigt wird, und daß die Drehung des Bohrgestänges bei einem ausgewählten Winkel um die Längsachse herum angehalten wird, während die Drehung der Bohrkrone fortgesetzt wird, so daß am Ende des Bogenabschnitts ein kurzer Bogenabschnitt gebildet wird, wobei der kurze Bogenabschnitt einen längeren Krümmungsradius aufweist als der Bogenabschnitt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
Bereitstellen eines konzentrischen Ringes, der eine Außenfläche aufweist, die im wesentlichen koaxial die Längsachse des Werkzeugkörpers umgibt;
Betätigen des Bohrwerkzeuges mit dem daran befestigten konzen­ trischen Ring am Ende des Bogenabschnitts und vor der Anbringung des Exzenterringes, um die Bohrkrone zu drehen, damit ein erster im wesentlichen gerader Bohrabschnitt gebohrt wird;
Entfernen des konzentrischen Ringes vom Bohrwerkzeug, Anbringung des Exzenterringes am Werkzeugkörper und Betätigen des Bohr­ werkzeuges, um einen zweiten im wesentlichen geraden Bohr­ abschnitt vom ersten im wesentlichen geraden Bohrabschnitt aus zu bohren.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es das Bereitstellen einer zweiten Gelenkeinrichtung zwischen dem zweiten Abschnitt des Bohrwerkzeuges und dem Bohrgestänge umfaßt.

15. Bohrwerkzeug für das Bohren eines Bohrloches in die Erde, das einen Bogenabschnitt mit kleinem Radius und einen im wesentlichen geraden Abschnitt an einem Ende des Bogenabschnitts umfaßt, wobei das Bohrwerkzeug gekennzeichnet ist durch folgende Merkmale:
einen länglichen Werkzeugkörper mit einem ersten Werkzeug­ abschnitt und einem zweiten Werkzeugabschnitt, wobei ein Motor an einem der Werkzeugabschnitte des Werkzeugkörpers montiert ist, um die Antriebsleistung zu erzeugen, und wobei eine Bohrkrone am ersten Werkzeugabschnitt an dessen vorderen Ende montiert ist, um sich relativ zum Werkzeugkörper als Reaktion auf die Antriebs­ leistung vom Motor zu drehen;
eine Gelenkeinrichtung, die einen Biegeabschnitt im Werkzeug­ körper zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugabschnitt abgrenzt, und die eine Biegeachse quer zur Längsachse des Werkzeugkörpers festlegt, um die sich der erste Werkzeug­ abschnitt, der die Bohrkrone trägt, relativ zum zweiten Werkzeug­ abschnitt biegt, um die Ausrichtung der Längsachse des ersten Abschnitts von der ersten Ausrichtung, die koaxial mit der Längsachse des zweiten Abschnitts verläuft, in eine zweite Ausrichtung, bei der die Längsachse des ersten Abschnitts unter einem Winkel relativ dazu liegt, zu verändern, wobei die Gelenkeinrichtung nach einer Seite der Achse hin gebogen wird;
einen Exzenterring, eine Einrichtung für das Montieren des Exzenterringes so, daß der Werkzeugkörper in einer Position darauf angrenzend an die Gelenkeinrichtung eng umschlossen wird, wobei die Einrichtung für das Montieren so angeordnet wird, daß der Exzenterring vom Werkzeugkörper abnehmbar und leicht auswechselbar ist;
wobei der Exzenterring eine Innenfläche, um den Werkzeugkörper zu berühren, und eine Außenfläche, die relativ zur Längsachse des Werkzeugkörpers exzentrisch ist, aufweist, um einen dickeren Abschnitt des Exzenterringes auf einer Seite des Werkzeugkörpers und einen dünneren Abschnitt auf der gegenüberliegenden Seite des Werkzeugkörpers vorzuweisen, so daß der dickere Abschnitt eine Außenfläche mit einem größeren radialen Abstand von der Längs­ achse aufweist als die des dünneren Abschnitts;
wobei die Einrichtung für das Montieren eine Befestigungs­ einrichtung für das Halten des Exzenterringes im stationären Zustand am Werkzeugkörper gegen eine Drehbewegung relativ dazu während der Drehung des Werkzeugkörpers im Bohrloch umfaßt.

16. Bohrwerkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterring eine Stirnfläche umfaßt, die ein Paar Aus­ sparungen für das Aufnehmen der Elemente des Biegeabschnitts aufweist.

17. Bohrwerkzeug nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenfläche des Exzenterringes eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten umfaßt, die die Übertragung der Spülflüssigkeit zwischen dem Exzenterring und dem Bohrloch gestatten.

18. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterring und der Werkzeugkörper so geformt sind, daß sich der Exzenterring in der Längsrichtung des Werkzeugkörpers für eine Befestigung daran und ein Ausbauen davon verschieben kann.

19. Bohrwerkzeug nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterring so geformt ist, daß der dickere und der dünnere Abschnitt in einem ersten imaginären Zylinder liegen, der die Achse umgibt, und so, daß der Exzenterring eine Innenfläche umfaßt, die auf einem zweiten imaginären Zylinder innerhalb des ersten imaginären Zylinders liegt, wobei der zweite Zylinder eine Längsachse unter einem flachen Winkel relativ zur Längsachse des ersten Zylinders aufweist.

20. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für das Montieren einen Außengewindeabschnitt am ersten Abschnitt des Werkzeugkörpers angrenzend an die Gelenkeinrichtung und einen passenden Innen­ gewindeabschnitt am Exzenterring aufweist.

21. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterring zwei gegenüberliegende Seiten umfaßt, die jeweils winkelig zwischen der einen Seite und der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, und wobei jede eine Außenfläche aufweist, deren radiale Entfernung von der Längsachse kleiner ist als die des dünneren Abschnitts.

22. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtung durch ein Paar paralleler Drehbolzen bestimmt wird.

23. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtung durch eine erste Dreheinrichtung parallel zur Biegeachse bestimmt wird, und daß eine zweite Dreheinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Werkzeugkörpers vorhanden ist, wobei die zweite Dreheinrichtung die Biegebewegung des Werkzeugkörpers in der Gelenkeinrichtung um eine Achse unter rechtem Winkel zur Biegeachse herum gestattet.

24. Bohrwerkzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring so geformt ist, daß die Außenfläche eine kreisförmige, zylindrische Form aufweist.

25. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es einen konzentrischen Ring umfaßt, der eine Außenfläche aufweist, die im wesentlichen koaxial die Längsachse des Werkzeugkörpers umgibt, wobei die Einrichtung für das Montieren angeordnet wird, um den konzentrischen Ring als Ersatz für den Exzenterring so zu montieren, daß er den Werkzeugkörper in einer Position darauf angrenzend an die Gelenkeinrichtung eng umschließt.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zweite Gelenkeinrichtung zwischen dem zweiten Abschnitt des Bohrwerkzeuges und dem Bohrgestänge umfaßt.