DE19741347C1

DE19741347C1 - Drillstring rotary drive with double-acting piston in hydraulic cushioning chambers

Info

Publication number: DE19741347C1
Application number: DE19741347A
Authority: DE
Inventors: Guenter W Prof Dr Klemm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2017-09-20

Abstract

The rotary drive turns drillstrings. Its casing (10) contains an inserted end section (20) which is both driven and can be moved longitudinally. The front end is connected to the drill string. There is a kickback piston (40) moveable in the casing (10), capable of causing upward impacts on the casing (25) surrounding the inserted end section (20). The ring wall (30) around the inserted end section (20). End faces of this wall delimit front and rear chambers (33; 32 shown closed down) in the casing. Each chamber (32, 33) is subjected to hydraulic pressure selectively.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb für ein Bohr gestänge, insbesondere für solche Bohrgeräte, die kei nen Außenhammer haben.The invention relates to a rotary drive for a drill rods, especially for those drilling rigs that kei have a hammer.

Wenn Bohrrohre, die in das Erdreich vorgetrieben worden sind, wieder aus dem Boden herausgezogen werden sollen, kann es vorkommen, daß das Bohrrohr sich festfrißt und weder gedreht noch gezogen werden kann. Am Ende des Bohrgestänges befindet sich eine kegelige Bohrkrone. Beim Zurückziehen zieht sich diese Bohrkrone mit einem Dübeleffekt am Bohrloch fest. Man behilft sich in sol chen Fällen damit, daß man einen Teil des Bohrgestänges losdreht und aus dem Bohrloch herauszieht, während die Bohrkrone im Bohrloch verbleibt. Befindet sich in der Nähe der Bohrkrone ein Tieflochhammer, so wird er eben falls im Bohrloch zurückgelassen. Werden anschließend Sprengungen durchgeführt und wird der gewonnene Fels in einem Felsbrecher gebrochen, so kann es vorkommen, daß der Felsbrecher durch Bohrkrone und Tieflochhammer be schädigt wird. When drilling pipes that have been driven into the ground are to be pulled out of the ground again, it can happen that the drill pipe seizes and can neither be rotated nor pulled. At the end of There is a tapered drill bit in the drill pipe. When withdrawing, this drill bit pulls with you Dowel effect firmly on the borehole. You help yourself in sol Chen cases with part of the drill pipe loosens and pulls out of the borehole while the The drill bit remains in the borehole. Is in the A deep hole hammer near the drill bit, that's how it will be if left in the borehole. Then be Blasting is carried out and the rock extracted is in broken by a rock breaker, it can happen that the rock breaker through the drill bit and deep hole hammer is damaged.

Es ist auch schon beobachtet worden, daß Unternehmen, die Bohrungen ausführen, mit einer Bohrausrüstung ge bohrt haben, die für den Bohrvortrieb einen Tiefloch hammer benutzt und außerdem einen Außenhammer am rück wärtigen Ende aufweist. Dieser Außenhammer wird aus schließlich dazu eingesetzt, beim Zurückziehen Schläge auf das Bohrgestänge ausüben zu können, um dieses frei zubekommen. Mit einem Tieflochhammer können Schläge nur ausgeführt werden, wenn die Bohrkrone gegen die Bohr lochsohle drückt. Beim Zurückziehen schlägt der Tief lochhammer dagegen in Leere, mit der Folge, daß das Hammergehäuse abreißen kann.It has also been observed that companies drill the holes using drilling equipment have drilled a deep hole for the drilling hammer used and also an outer hammer on the back present end. This outside hammer is out ultimately used to hit blows when withdrawing to be able to exert on the drill pipe to free it to get. With a deep hole hammer you can only hit run when the drill bit is against the drill hole sole presses. When pulling back, the low hits Lochhammer, on the other hand, is empty, with the result that the Can tear off the hammer housing.

Aus DE 43 43 985 C1 ist ein fluidbetätigter Schlagham mer bekannt, der als Außenhammer an dem Bohrgestänge befestigt wird. Dieser Schlaghammer enthält einen Rück schlagkolben, der Schläge auf eine der Amboßfläche ent gegengerichtete Gegenschlagfläche des mit dem Bohrge stänge verbundenen Einsteckendes ausübt. Beim Zurück ziehen des Bohrgestänges wird der Rückschlagkolben hin- und hergehend angetrieben, wobei er gegen den Flansch einer Hülse schlägt und diese gegen die Stirnfläche der Keilverzahnung treibt. Dadurch werden die Rückschläge auf das Einsteckende und über dieses auf das Bohrge stänge übertragen. Beim Bohrvortrieb ist die Hülse lose angeordnet und über dem Einsteckende frei verschiebbar, so daß sie unkontrollierte Positionen einnehmen und durch die Schläge des Außenhammers auch beschädigt wer den kann.DE 43 43 985 C1 discloses a fluid-operated percussion hammer mer known as the outer hammer on the drill pipe is attached. This hammer has a back percussion piston, the strikes on one of the anvil surface ent counter-facing face of the with the Bohrge rod connected inserting. When back pulling the drill pipe, the non-return piston and hereby driven against the flange hits a sleeve and this against the end face of the Spline drives. This will set backs on the insertion end and over this on the Bohrge transmit rods. The sleeve is loose during drilling arranged and freely movable over the insertion end, so that they take uncontrolled positions and who is damaged by the blows of the outer hammer that can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreh antrieb für ein Bohrgestänge zu schaffen, der imstande ist, Rückschläge auf das Einsteckende auszuüben, wobei die Hülse bei jeder Betriebsart (Bohrbetrieb und Rück zug) in eine geeignete Position eingestellt werden kann.The invention has for its object a rotation to create drive for a drill pipe that is capable is to set back on the insertion end, whereby the sleeve in every operating mode (drilling and return train) in a suitable position can.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved with the invention the features specified in claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßem Drehantrieb bildet die Hülse zusammen mit einem an dem Einsteckende vorgesehenen umlaufenden Bund eine vordere Zylinderkammer und eine rückwärtige Zylinderkammer, die unabhängig voneinander mit hydraulischem Druck beaufschlagt werden können. Beim Bohrbetrieb kann die rückwärtige Zylinderkammer mit Druck beaufschlagt werden, um das Einsteckende von hinten mit einem Flüssigkeitspolster abzustützen. Beim Zurückziehen kann die vordere Zylinderkammer mit Druck beaufschlagt werden, um das Einsteckende von vorne ab zustützen und eine Stirnflächenreibung zwischen dem drehenden Einsteckende und der Hülse zu vermeiden. Er findungsgemäß sind also zwei einander entgegenwirkende Zylinderkammern vorgesehen, die den Bund des Einstec kendes in axialer Richtung abstützen. Zweckmäßigerweise ist jeweils eine der Zylinderkammern mit Druck beauf schlagt und die andere Zylinderkammer ist drucklos. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen Zustand ein zustellen, in dem beide Zylinderkammern mit Druck be aufschlagt sind, wobei sich der Bund des Arbeitskolbens dann etwa in der Mitte seiner Weglänge befindet. In jedem Fall wird durch die Flüssigkeitspolster Stirnflä chenreibung zwischen den sich relativ zueinander dre henden Teilen (Einsteckende und Hülse) vermieden. In the rotary drive according to the invention, the sleeve forms together with one provided at the insertion end circumferential collar a front cylinder chamber and a rear cylinder chamber that is independent of each other can be pressurized with hydraulic pressure. When drilling, the rear cylinder chamber be pressurized to the insertion end of support with a liquid cushion at the back. At the The front cylinder chamber can pull back with pressure be applied to the insertion end from the front support and a face friction between the to avoid rotating insertion end and the sleeve. He according to the invention are two counteracting Cylinder chambers provided that the collar of the insertion Support kendes in the axial direction. Conveniently one of the cylinder chambers is pressurized strikes and the other cylinder chamber is depressurized. It but there is also the possibility of a condition to deliver in which both cylinder chambers with pressure be are opened, the collar of the working piston then located approximately in the middle of its path length. In in any case, through the liquid pad end face Chen friction between the dre relative to each other existing parts (insertion end and sleeve) avoided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß beim Bohrbetrieb die rückwärtige Zylinderkammer und beim Zurückziehen des Gehäuses die vordere Zylinderkammer mit hydraulischem Druck beauf schlagt ist. Damit wird erreicht, daß das Einsteckende von dem Druckpolster in der jeweiligen Zylinderkammer stets in diejenige Richtung gedrückt wird, in die das Gehäuse des Drehantriebs bewegt wird. Die Druckpolster bilden also gewissermaßen Schiebepolster für das Ein steckende.According to a preferred embodiment of the invention it is envisaged that during drilling operations the rear Cylinder chamber and when retracting the housing front cylinder chamber with hydraulic pressure strikes. This ensures that the insertion end from the pressure pad in the respective cylinder chamber is always pressed in the direction in which the Housing of the rotary actuator is moved. The pressure pads so to speak form sliding pads for the one stuck.

Vorzugsweise ist die rückwärtige Zylinderkammer mit einem Gasdruckspeicher verbunden, so daß sie bei Schlä gen oder Stößen auf das Einsteckende nachgibt. Solche Schläge oder Stöße können auftreten, wenn das Bohrge stänge mit einem Tieflochhammer versehen ist. Schlägt der Tieflochhammer auf eine Bohrkrone, die gegen hartes Gestein drückt, kann der Kolben des Tieflochhammers reflektiert werden und auf das Bohrgestänge einen rück wärtsgerichteten Schlag ausüben. Dieser Schlag wird von der rückwärtigen Zylinderkammer in Verbindung mit dem Gasdruckspeicher elastisch aufgenommen, so daß der Drehantrieb gegen Beschädigungen geschützt wird.The rear cylinder chamber is preferably included connected to a gas pressure accumulator, so that at Schlä yields or impacts on the insertion end. Such Shocks or bumps can occur when the drill is provided with a deep hole hammer. Beats the deep hole hammer on a drill bit that is hard Rock pushes, the piston of the deep hole hammer be reflected and back on the drill pipe exert a forward blow. This blow is from the rear cylinder chamber in connection with the Gas pressure accumulator added elastically, so that the Rotary drive is protected against damage.

Die vordere Zylinderkammer ist vorzugsweise im druck beaufschlagten Zustand im wesentlichen unnachgiebig gespannt. Dies bedeutet, daß sie nicht mit einem Gas druckspeicher verbunden ist, sondern ein festes Flüs sigkeitsvolumen bildet, das imstande ist, Schläge des Rückschlagkolbens von der Hülse auf das Einsteckende zu übertragen. In diesem Fall hat die vordere Zylinderkam mer keine schlagdämpfende Wirkung. Sie dient vielmehr dazu, Stirnflächenreibung zwischen Hülse und Einsteck ende zu vermeiden und soll Schläge des Rückschlagkol bens möglichst dämpfungsfrei übertragen.The front cylinder chamber is preferably under pressure stressed condition essentially unyielding curious; excited. This means that they are not using a gas pressure accumulator is connected, but a fixed flow volume of liquid that is capable of strikes the Non-return piston from the sleeve towards the insertion end transfer. In this case the front cylinder came no shock-absorbing effect. Rather, it serves in addition, end face friction between sleeve and insert to avoid end and should be blows of the Rückschlagkol bens transmitted as damping-free as possible.

Der erfindungsgemäße Drehantrieb ist vorzugsweise ein reiner Drehantrieb, d. h. er ist nicht mit einem Außen hammer gekoppelt, der Schläge auf das Einsteckende aus übt. Der Drehantrieb eignet sich besonders für ein Bohrgestänge, das einen Tieflochhammer enthält, kann aber auch für den rein drehenden Antrieb (ohne Tief lochhammer) eines Bohrgestänges benutzt werden.The rotary drive according to the invention is preferably a pure rotary drive, d. H. he is not with an outside hammer coupled, the blows on the insertion end practices. The rotary drive is particularly suitable for a Drill pipe that contains a deep hole hammer can but also for the purely rotating drive (without low lochhammer) of a drill pipe.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Drehantrieb wäh rend des Bohrbetriebes und Fig. 1 shows a longitudinal section through a rotary drive during drilling operation and

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt des Drehantriebes wäh rend des Zurückziehens. Fig. 2 shows a partial longitudinal section of the rotary drive during retraction.

Der Drehantrieb weist ein längliches Gehäuse 10 auf, das eine drehbar gelagerte hohle Welle 11 enthält. Auf der Welle 11 sitzt ein Zahnrad 12, welches mit einem Ritzel 13 kämmt. Das Ritzel 13 wird von einem Hydrau likmotor 14 über ein Getriebe 15 angetrieben.The rotary drive has an elongated housing 10 which contains a rotatably mounted hollow shaft 11 . On the shaft 11 is a gear 12 which meshes with a pinion 13 . The pinion 13 is driven by a hydraulic motor 14 via a gear 15 .

Die Hohlwelle 11, die in dem Gehäuse 10 mit Radialla gern 16 und Axiallagern 17 gelagert ist, ragt aus dem rückwärtigen Gehäuseende heraus und ist dort mit einem Spülkopf 18 versehen. Der Spülkopf 18 besteht aus einer Haube, die auf dem Ende der Hohlwelle 11 gelagert ist und die mit einem gebogenen Rohr 19 zum Zuführen von Spülmedium in die Hohlwelle 11 verbunden ist. Während die Hohlwelle 11 drehend angetrieben ist, wird der Spülkopf 18 gegen Mitdrehen festgehalten.The hollow shaft 11 , which is preferably mounted in the housing 10 with Radialla 16 and axial bearings 17 , protrudes from the rear end of the housing and is provided with a flushing head 18 there . The flushing head 18 consists of a hood which is mounted on the end of the hollow shaft 11 and which is connected to a curved tube 19 for feeding flushing medium into the hollow shaft 11 . While the hollow shaft 11 is driven in rotation, the flushing head 18 is held against rotation.

In das Innere der Hohlwelle 11 ragt das Einsteckende 20. Das Einsteckende ist ein Rohr mit einer durchgehen den Bohrung 21, das am vorderen Ende ein Gewinde 22 zum Einschrauben des (nicht dargestellten) Bohrgestänges aufweist. Das vordere Ende bezeichnet dasjenige Ende, das dem Bohrgestänge zugewandt ist, und das rückwärtige Ende das Ende, das dem Bohrgestänge abgewandt ist.The insertion end 20 projects into the interior of the hollow shaft 11 . The insertion end is a tube with a continuous bore 21 , which has a thread 22 at the front end for screwing in the drill pipe (not shown). The front end indicates the end that faces the drill pipe and the rear end the end that faces the drill pipe.

Das Einsteckende 20 ist außen mit einer Keilverzahnung 23 versehen, die in eine entsprechende Innenverzahnung der Hohlwelle 11 eingreift, so daß das Einsteckende drehfest mit der Hohlwelle 11 gekoppelt ist, jedoch in Längsrichtung verschoben werden kann.The insertion end 20 is provided on the outside with a spline 23 , which engages in a corresponding internal toothing of the hollow shaft 11 , so that the insertion end is rotatably coupled to the hollow shaft 11 , but can be moved in the longitudinal direction.

Das vordere Ende des Gehäuses 10 ist mit einer Gehäuse kappe 24 verschlossen, durch die das Einsteckende 20 hindurchragt. Durch die Gehäusekappe 24 erstreckt sich eine Hülse 25, die das Einsteckende 20 umgibt. Die Hül se 25 weist am rückwärtigen Ende einen Außenflansch 26 auf, der in einer Keilverzahnung 27 der Gehäusekappe 24 axial geführt und gegen Drehung gesichert ist. Die Be wegung des Außenflansches 26 wird nach hinten durch die Hohlwelle 11 begrenzt und nach vorne durch eine An schlagfläche 28 der Gehäusekappe 24.The front end of the housing 10 is closed with a housing cap 24 through which the insertion end 20 protrudes. A sleeve 25 extends through the housing cap 24 and surrounds the insertion end 20 . The sleeve se 25 has at the rear end an outer flange 26 which is axially guided in a spline 27 of the housing cap 24 and secured against rotation. Be the movement of the outer flange 26 is limited to the rear by the hollow shaft 11 and forward by a striking surface 28 of the housing cap 24th

Die Hülse 25 enthält eine Längsbohrung, die den vorde ren Bereich des Einsteckendes 20 umgibt und sich im hinteren Bereich erweitert, um einen von dem Einsteck ende radial abstehenden ringförmigen Bund 30 aufzuneh men. Am rückwärtigen Ende ist die Bohrung durch einen Ring 31 verschlossen, der in die Hülse 25 eingeschraubt und gegen das Einsteckende und gegen die Hülse abge dichtet ist.The sleeve 25 contains a longitudinal bore which surrounds the front region of the insertion end 20 and widens in the rear region to accommodate an annular collar 30 projecting radially from the insertion end. At the rear end, the bore is closed by a ring 31 which is screwed into the sleeve 25 and sealed against the insertion end and against the sleeve.

Die axiale Länge des Bundes 30 ist etwa halb so groß wie die axiale Länge des diesen Bund 30 aufnehmenden Freiraumes im Innern der Hülse 25. Vor dem Bund 30 be findet sich die vordere Zylinderkammer 32 und hinter dem Bund 30 befindet sich die rückwärtige Zylinderkam mer 33. Die vordere Zylinderkammer 32 steht über eine durch die Hülse axial hindurchgehende Bohrung 34 mit einer Hydraulikleitung 35 in Verbindung. Die rückwärti ge Zylinderkammer 33 steht über eine axial durch die Hülse hindurchgehende Bohrung 36 mit einer Hydraulik leitung 37 in Verbindung. Durch Druckbeaufschlagung der Hydraulikleitung 35 und Druckentlastung der Hydraulik leitung 37 wird das Einsteckende 20 in bezug auf die Hülse 25 nach hinten gedrückt, bzw. die Hülse 25 wird, bezogen auf das Gehäuse 10, nach vorne geschoben, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Durch Druckbeauf schlagung der rückwärtigen Zylinderkammer 33 und Druck entlastung der vorderen Zylinderkammer 32 wird das Ein steckende 20 in bezug auf die Hülse 25 nach vorne ge schoben, bzw. die Hülse 25 wird, bezogen auf das Gehäu se 10, zurückgeschoben, so wie dies in Fig. 1 darge stellt ist.The axial length of the collar 30 is approximately half as large as the axial length of the free space accommodating this collar 30 inside the sleeve 25 . In front of the collar 30 there is the front cylinder chamber 32 and behind the collar 30 there is the rear cylinder chamber 33 . The front cylinder chamber 32 is connected to a hydraulic line 35 via a bore 34 which passes axially through the sleeve. The backward ge cylinder chamber 33 is connected via an axially through the sleeve bore 36 with a hydraulic line 37 . By pressurizing the hydraulic line 35 and relieving the pressure on the hydraulic line 37 , the insertion end 20 is pressed backwards with respect to the sleeve 25 , or the sleeve 25 is pushed forward with respect to the housing 10 , as shown in FIG. 2 is. By pressurizing the rear cylinder chamber 33 and relieving pressure on the front cylinder chamber 32 , a plugging 20 is pushed forward with respect to the sleeve 25 , or the sleeve 25 is pushed back, based on the housing 10 , as is shown in FIG Fig. 1 is Darge.

Die Hülse 25 ist von einem ringförmigen Rückschlagkol ben 40 umgeben, der axial hin- und hergehend angetrie ben wird und Schläge auf eine nach vorne weisende Schlagfläche 41 der Hülse 25 ausübt. Die Anschlagfläche 41 bildet die Vorderfläche des Außenflansches 26. Der Rückschlagkolben 40 bewegt sich in der Verschlußkappe 24 des Gehäuses 10, die mit entsprechenden Steuernuten ausgestattet ist. Die Steuerung der Bewegung des Rück schlagkolbens 40 erfolgt durch einen Steuerkolben 42, der mit dem den Rückschlagkolben 40 aufnehmenden Zylin der durch Steuerleitungen 43, 44 sowie Versorgungslei tungen verbunden ist. Der Steuerkolben 42 und der Rück schlagkolben 40 sind hydraulisch miteinander gekoppelt und sie wirken in gleicher Weise zusammen, wie dies in DE 43 43 589 C1 beschrieben ist. Der Steuerkolben 42 ist mit einer hydraulischen Druckleitung 45 und einer hydraulischen Rücklaufleitung 46 verbunden, die über ein (nicht dargestelltes) Ventil geschaltet werden kön nen, um den Rückschlagkolben 40 in Funktion zu setzen.The sleeve 25 is surrounded by an annular Rückschlagkol ben 40 , which is driven axially back and forth ben and exerts blows on a forward-facing face 41 of the sleeve 25 . The stop surface 41 forms the front surface of the outer flange 26 . The check piston 40 moves in the closure cap 24 of the housing 10 , which is equipped with corresponding control grooves. The movement of the return piston 40 is controlled by a control piston 42 which is connected to the check piston 40 receiving the cylinder which is connected by control lines 43 , 44 and supply lines. The control piston 42 and the return piston 40 are hydraulically coupled to one another and they interact in the same way as is described in DE 43 43 589 C1. The control piston 42 is connected to a hydraulic pressure line 45 and a hydraulic return line 46 , which can be switched via a valve (not shown) in order to set the check piston 40 in operation.

Auf dem vorderen Ende der Hülse 25, die an dem Gehäuse 10 drehfest, jedoch längsverschiebbar angebracht ist, befindet sich außerhalb des Gehäuses ein Anschlußring 47 für den Anschluß der Druckleitungen 35 und 37 und für den Anschluß eines Gasdruckspeichers 48. Der Gas druckspeicher 48 ist mit der Bohrung 36 hydraulisch verbunden. Er bildet einen Dämpfungspuffer zur Aufnahme hydraulischer Druckstöße.On the front end of the sleeve 25 , which is attached to the housing 10 in a rotationally fixed but longitudinally displaceable manner, there is a connection ring 47 outside the housing for connecting the pressure lines 35 and 37 and for connecting a gas pressure accumulator 48 . The gas pressure accumulator 48 is hydraulically connected to the bore 36 . It forms a damping buffer for absorbing hydraulic pressure surges.

Die Stellung, die der Drehantrieb beim Bohrbetrieb ein nimmt, ist in Fig. 1 dargestellt. Beim Bohrbetrieb wird das Gehäuse 10 von einer (nicht dargestellten) Vor schubeinrichtung nach vorne (zur Bohrlochsohle hin) ge drückt. Dies bedeutet, daß das Einsteckende 20 in das Gehäuse 10 hineingedrückt wird. Bei dieser Betriebsart "Bohrbetrieb" wird die Hydraulikleitung 37 mit Druck beaufschlagt, wodurch Hydraulikflüssigkeit in die rück wärtige Zylinderkammer 33 gedrückt wird, so daß das Einsteckende 20, in bezug auf die Hülse 25 und das Ge häuse 10, nach vorne gedrückt wird, also gegen die Bohrlochsohle. Hierbei bildet die gefüllte rückwärtige Zylinderkammer 33 zusammen mit dem Gasdruckspeicher 48 ein Schlagdämpfungselement, das Rückschläge, die auf das Einsteckende 20 wirken, dämpft und somit den Dreh antrieb vor Beschädigungen schützt. Solche rückwärts gerichteten Schläge können dann auftreten, wenn sich im Zuge des Bohrgestänges ein Tieflochhammer befindet und dieser auf eine Bohrkrone schlägt, die gegen festes und hartes Gestein gedrückt ist. Dann wird nach jedem Schlag der Kolben des Tieflochhammers elastisch reflek tiert, wobei er gegen eine rückwärtige Begrenzung schlägt. Diese Rückschläge werden über das Bohrgestänge auf das Einsteckende 20 übertragen. Die beschriebene Dämpfungsvorrichtung verhindert eine Übertragung der Rückschläge auf das Gehäuse 10 des Drehantriebs und schützt somit den Drehantrieb vor Beschädigung.The position that the rotary drive takes during drilling operation is shown in Fig. 1. During drilling operation, the housing 10 is pressed by a (not shown) pushing device forward (towards the bottom of the borehole). This means that the insertion end 20 is pressed into the housing 10 . In this "drilling operation" mode, the hydraulic line 37 is pressurized, whereby hydraulic fluid is pressed into the rear cylinder chamber 33 so that the insertion end 20 , with respect to the sleeve 25 and the housing 10 , is pressed forward, that is, against the bottom of the borehole. Here, the filled rear cylinder chamber 33 together with the gas pressure accumulator 48 forms a shock-absorbing element that dampens setbacks that act on the insertion end 20 and thus protects the rotary drive from damage. Such backward blows can occur when there is a deep hole hammer in the course of the drill pipe and it strikes a drill bit that is pressed against hard and hard rock. Then after each stroke the piston of the deep hole hammer is elastically reflected, hitting against a rear boundary. These setbacks are transmitted to the male end 20 via the drill string. The damping device described prevents transmission of the setbacks to the housing 10 of the rotary drive and thus protects the rotary drive from damage.

Eine andere Funktion der gefüllten rückwärtigen Zylin derkammer 33 besteht darin, daß durch die Hydraulik flüssigkeit ein Reibkontakt zwischen den Stirnwänden des Dichtstopfens 31 und des Bundes 30 vermieden wird. Ohne das Hydraulikpolster würde die Vorschubkraft diese Stirnflächen unmittelbar gegeneinanderdrücken. Da das Einsteckende 20 gedreht wird, während die Hülse 25 mit dem Verschlußstopfen 31 drehfest gehalten wird, würde ohne Verwendung eines Axiallagers Stirnflächenreibung stattfinden. Andererseits würde bei Verwendung eines Axiallagers die Gefahr der Zerstörung dieses Lagers durch Rückschläge bestehen. Another function of the filled rear Zylin derkammer 33 is that frictional contact between the end walls of the sealing plug 31 and the collar 30 is avoided by the hydraulic fluid. Without the hydraulic cushion, the feed force would press these end faces directly against each other. Since the insertion end 20 is rotated while the sleeve 25 is held in a rotationally fixed manner with the sealing plug 31 , end face friction would take place without the use of an axial bearing. On the other hand, if an axial bearing were used, there would be a risk of this bearing being destroyed by setbacks.

Fig. 2 zeigt den Zustand beim Zurückziehen des Bohrge stänges, also wenn das Gehäuse 10 von der Vorschubvor richtung zurückgezogen wird, während der z. B. Drehan trieb das Einsteckende 20 dreht. Während dieser Rück zugsbewegung ist die Hydraulikleitung 35 mit Druck be aufschlagt, während die Hydraulikleitung 37 drucklos ist. Dadurch wird die vordere Zylinderkammer 32 expan diert und das Einsteckende 20 wird, bezogen auf die Hülse 25, zurückgedrückt. Damit entsteht ein Hydraulik polster in der vorderen Zylinderkammer 32, wodurch die Hülse 25, bezogen auf das Gehäuse 10, vorgeschoben wird, bis der Außenflansch 26 gegen die Anschlagfläche 28 der Gehäusekappe 24 stößt. Wenn die vordere Zylin derkammer 32 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, bil det sie ein im wesentlichen inkompressibles Polster, wodurch Schläge, die von dem Rückschlagkolben 40 auf die Schlagfläche 41 der Hülse 25 übertragen werden, auf den Bund 30 des Einsteckendes 20 übertragen werden, so daß diese Rückschläge über das Einsteckende 20 auf das Bohrgestänge gelangen. Durch Steuerung der Druckbeauf schlagung der Druckleitung 45 kann die Rückschlagvor richtung ein- und ausgeschaltet werden. Der Rück schlagkolben 40 übt in eingeschaltetem Zustand Rück schläge auf das Bohrgestänge aus, so daß dieses beim Zurückziehen besser freikommt. Beim Zurückziehen wirkt die gefüllte vordere Zylinderkammer 32 als unnachgiebig gespanntes Polster. Diese Zylinderkammer 32 ist nicht mit einem Gasdruckspeicher verbunden. Die Hydraulik flüssigkeit in der Zylinderkammer 32 verhindert eine Stirnflächenreibung zwischen dem Bund 30 des Einstec kendes und der Stirnfläche der Zylinderkammer 32 beim Zurückziehen. Fig. 2 shows the state when retracting the Bohrge rod, so when the housing 10 is withdrawn from the feed direction while the z. B. Drehan drove the insertion end 20 rotates. During this return movement, the hydraulic line 35 is pressurized, while the hydraulic line 37 is depressurized. As a result, the front cylinder chamber 32 is expanded and the insertion end 20 is pressed back with respect to the sleeve 25 . This creates a hydraulic cushion in the front cylinder chamber 32 , whereby the sleeve 25 , relative to the housing 10 , is advanced until the outer flange 26 abuts the stop surface 28 of the housing cap 24 . When the front Zylin derkammer 32 is filled with hydraulic fluid, it forms a substantially incompressible cushion, whereby blows which are transmitted from the check piston 40 to the striking surface 41 of the sleeve 25 are transmitted to the collar 30 of the insertion end 20 , so that these setbacks reach the drill string via the insertion end 20 . By controlling the pressurization of the pressure line 45 , the Rückschlagvor direction can be switched on and off. The return percussion piston 40 exerts strikes on the drill string in the switched-on state, so that this is better released when withdrawing. When retracted, the filled front cylinder chamber 32 acts as a rigid cushion. This cylinder chamber 32 is not connected to a gas pressure accumulator. The hydraulic fluid in the cylinder chamber 32 prevents end face friction between the collar 30 of the insertion end and the end face of the cylinder chamber 32 when retracting.

Die Hydraulikleitungen 35,37 sind mit der Vorschub- und Rückzugseinrichtung in der Weise verbunden, daß automa tisch beim Einstellen des Vorschubes die Hydrauliklei tung 37 mit Druck beaufschlagt und die Hydraulikleitung 35 druckentlastet wird. Beim Einstellen auf Rückzug wird dagegen die Hydraulikleitung 35 automatisch mit Druck beaufschlagt und die Hydraulikleitung 37 druck entlastet.The hydraulic lines 35 , 37 are connected to the feed and retraction device in such a way that automatically pressurize the hydraulic line 37 when the feed is set and the hydraulic line 35 is relieved of pressure. When setting to retreat, however, the hydraulic line 35 is automatically pressurized and the hydraulic line 37 is relieved of pressure.

Es besteht auch die Möglichkeit, die vordere Zylinder kammer 32 mit einem Gasdruckspeicher zu verbinden, so daß das Gehäuse des Drehantriebes von jeglichen Schlä gen, die auf das Bohrgestänge wirken, abgekoppelt wird. Beim Zurückziehen des Bohrgestänges muß jedoch ein sol cher Druckgasspeicher abgeschaltet werden, um die Rück schlagübertragung auf das Bohrgestänge zu ermöglichen.There is also the possibility of connecting the front cylinder chamber 32 to a gas pressure accumulator so that the housing of the rotary drive is uncoupled from any strikes that act on the drill pipe. When retracting the drill string, however, such a compressed gas reservoir must be switched off in order to enable the return transmission to the drill string.

Claims

1. Rotary drive for a drill string, with a hous se ( 10 ), which contains a rotatably driven, longitudinally displaceable insertion end ( 20 ), the front end of which is connectable to the drill string, and a non-return piston movable in the housing ( 10 ) (40), the backward strokes on an insertion end (20) bypassing sleeve (25) and exerts on the shank (20) on this, characterized in that the spigot (20) has an annular collar (30) with its front end face a front cylinder chamber ( 32 ) and with its rear end face a rear Zylin derkammer ( 33 ) of the sleeve ( 25 ) limited, the cylinder chambers ( 32 , 33 ) can be selectively acted upon by hydraulic pressure.

2. Rotary drive according to claim 1, characterized in that the cylinder chambers ( 32 , 33 ) are connected in such a way with a feed and retraction device that the rear cylinder chamber deryl ( 33 ) and when retracting the housing ( 10 ) the front cylinder chamber during drilling operation ( 32 ) is acted upon by hydraulic pressure.

3. Rotary drive according to claim 1 or 2, characterized in that the rear cylinder chamber ( 33 ) is connected to a gas pressure accumulator ( 48 ).

4. Rotary drive according to one of claims 1-3, characterized in that the front cylinder chamber ( 32 ) in the pressurized state in Chen chen is relentlessly tensioned.

5. Rotary drive according to one of claims 1-4, characterized in that the sleeve ( 25 ) on the housing ( 10 ) is rotatably mounted and displaceable in the longitudinal direction.