DE19814033A1 - Gestängeführung, insbesondere für Bohrgestänge - Google Patents

Abstract

Bei einer Gestängeführung, insbesondere für ein Bohrgestänge ist in einem vorne auf der Lafette eines Bohrgeräts angeordneten Gehäuse, ein Käfig mit Führungsrollen drehbar angeordnet. Die Führungsrollen umgeben das Gestänge und erlauben eine beschädigungsfreie Längs- und Drehbewegung des Gestänges beim Bohren.

Description

Bohrgeräte beispielsweise für das Schräg- und Horizon­ talbohren oder ein gelenktes Bohren bestehen im wesent­ lichen aus einem Fahrwerk, beispielsweise einem Raupen­ fahrwerk, einem Gestängemagazin und einer neigungsver­ stellbaren in Bohrrichtung verfahrbaren Lafette sowie einem Steuerblock.

Auf der Lafette ist ein Vorschub- und ein Drehantrieb sowie häufig auch ein Schlagwerk für den Gestängevor­ trieb angeordnet. Das Gestänge besteht üblicherweise aus einzelnen Rohrabschnitten, die entsprechend dem Bohr­ fortschritt beispielsweise durch Verschrauben miteinan­ der verbunden werden. Die Länge der Gestängeabschnitte bestimmt im wesentlichen die Länge der Lafette und beträgt üblicherweise zwei bis fünf Meter; sie liegt im allgemeinen in der Größenordnung von drei bis vier Metern. Die große Länge der Gestängeabschnitte macht es erforderlich, das Bohrgestänge am vorderen Ende des Lafettenrahmens zu führen. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe einer Führungshülse oder auch mit einen Teil der Gestängeoberfläche erfassenden Führungsrollen. Eine solche Gestängeführung ist in der deutschen Patent­ schrift 41 04 896 beschrieben; sie besteht im wesentli­ chen aus einem Rahmen mit Profilrollen, deren konkaven Oberflächen sich zu einer Art Kaliber mit einer in etwa dem Gestängequerschnitt entsprechenden Kontur ergänzen.

Je nach der im Einzelfall sehr unterschiedlichen Vor­ schubkraft kommt es zwischen dem Gestängeantrieb einerseits und der Gestängeführung andererseits zu einer mehr oder minder starken Durchbiegung des Gestänges und damit zum Entstehen hoher Radialkräfte in der Gestänge­ führung. Diese Radialkräfte führen infolge des gleich­ zeitigen Gestängevortriebs zwangsläufig nicht nur zu Beschädigungen an der Gestängeoberfläche, sondern auch an den Führungsflächen bzw. der Rollenoberfläche. Ober­ flächenschäden an der Gestängeführung bzw. den Führungs­ rollen bewirken ihrerseits zusätzliche Schäden am Gestänge. Hinzu kommt, daß sich Schäden an der Gestänge­ oberfläche nachteilig beim Bohren auswirken können und es zudem zu einer Verstärkung der Schäden unter dem Ein­ fluß des das Gestänge umgebenden Erdreichs kommen kann.

Desweiteren ist die Gefahr von Beschädigungen am Gestänge und auch an der Gestängeführung im Bereich der Stoßstelle zwischen zwei Gestängeabschnitten besonders groß, weil sich hier selbst bei ordnungsgemäß miteinan­ der verschraubten Rohrabschnitten immer eine Oberflä­ chenunregelmäßigkeit ergibt.

Die Folge davon ist ein von Einsatz zu Einsatz zunehmen­ der Verschleiß des Gestänges mit einer entsprechend kurzen Lebensdauer.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Gestängeführung zu schaffen, die auch bei einer starken Gestängedurchbiegung bzw. beim Auftreten größerer Radialkräfte ein schonendes Führen des Gestänges erlaubt.

Dieses Problem findet seine Lösung in einer Gestängefüh­ rung mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse drehba­ ren Käfig mit Führungsrollen, die trotz exakter Führung sowohl eine Längs- als auch eine Drehbewegung des Gestänges erlaubt.

Die Führungsrollen besitzen beispielsweise eine konkave Mantelfläche und erfassen so das Gestänge zumindest auf einem Teil seiner Oberfläche; sie sind vorzugsweise kranzförmig um das Gestänge herum angeordnet und umge­ ben, beispielsweise zu viert, das Gestängerohr.

Um ein leichtes Drehen des Käfigs zu ermöglichen, kann sich zwischen dem Gehäuse und dem Käfig mindestens ein Wälzlager befinden. Vorzugsweise kommen jedoch zwei Wälzlager zwischen dem Gehäuse und dem Käfig sowie im Käfig zwei im Abstand voneinander angeordnete Rollen­ sätze zur Verwendung. Auf diese Weise ergibt sich eine statisch außerordentlich günstige Zwei-Punkt-Abstützung.

Die Erfindung schafft so ein Bohrgerät mit einem Linear- und einem Drehantrieb, einem mit den Antrieben verbun­ denen Gestänge und einer oberflächenschonenden Gestänge­ führung. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Bohr­ gerät zusätzlich noch mit einem Schlagwerk versehen sein, das einen schrittweisen Gestängevortrieb ohne Drehbewegung und demgemäß ein gelenktes Bohren erlaubt, wenn der am vorderen Ende des Gestänges befindliche Bohrkopf beispielsweise mit einer Lenkfläche ausgestat­ tet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Bohrgerät mit einer Gestängeführung am vor­ deren Ende,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Gestängeführung und

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch die Gestänge­ führung nach der Linie III-III in Fig. 2.

Das Bohrgerät besteht aus einem Raupen- bzw. Kettenfahr­ werk 1, auf dem eine in der Vertikalen verschwenkbare Lafette 2 angeordnet ist. Auf der Lafette ist ein in der Zeichnung nicht erkennbarer Schlitten mit einem Bohrge­ stänge 3 verfahrbar gelagert, das an seinem freien Ende ein Bohrwerkzeug 4 und an seinem rückwärtigen Ende einen hydraulischen Schlag- und Drehantrieb 5 trägt. Auf der Lafette 2 ist eine Gestängeführung 6 angeordnet und auf dem Fahrwerk 1 ein Elektro-Anschlußkasten 7, der auf einer Konsole 9 angeordnet und über ein Kabel 10 mit Strom versorgt und über ein Kabel mit einem handelsübli­ chen Elektromotor 11 verbunden ist, der eine Ölpumpe 12 antreibt. Die Ölpumpe 12 ist einerseits über eine Hydraulikleitung 13 mit einem Öltank 14 und andererseits über eine Druckölleitung 15 und einem Steuerorgan 16 mit dem hydraulischen Antrieb 5 verbunden.

Um das Erdbohrgerät in der Bohrposition zu halten, ist die Lafette 2 am vorderen Ende mit einer Stützplatte 17 sowie das Fahrwerk 1 vorne und hinten mit hydraulisch verschwenkbaren Stützschilden 18 versehen.

Auf der Seite der Lafette befindet sich ein Gestängema­ gazin 19, das die Gestängeabschnitte aufnimmt, die dann, wenn der hydraulische Antrieb 5 das vordere Ende der Lafette 2 erreicht hat und wieder in seine in der Zeich­ nung dargestellte Ausgangslage zurückgekehrt ist, mit ihrem rückwärtigen Ende in das Schlagwerk 5 eingelegt und über ihr vorderes Ende mit dem Bohrgestänge bzw. dem rückwärtigen Ende des voraufgehenden Gestängeabschnitts in den hydraulischen Antrieb 5 eingelegt und verschraubt werden.

Die Gestängeführung 6 besteht aus einem Gehäuse 20 und einem Käfig 21, zwischen denen zwei Wälzlager 22, 23 angeordnet sind. Der Käfig 21 ist mit zwei Rollensätzen 24, 25 ausgestattet. Jeder Rollensatz besteht aus vier kranzförmig das Gestänge umgebenden Rollen 26 mit konka­ ver Oberfläche 27. Die Rollen 26 sind drehbar auf Achsen 28 gelagert, die sich zu einem Geviert ergänzen.

Die Rollen 26 können auch mit ihren Achsen 28 drehbar in dem Käfig 21 angeordnet sein. In diesem Falle könnten jeweils zwei Achsenden miteinander verzahnt sein, um einen Gleichlauf der sich unter dem Einfluß des Gestän­ gevorschubs drehenden Führungsrollen 26 zu ermöglichen.

Die vier Rollen 26 jedes Rollensatzes 24, 25 bewirken eine sichere und schonende Führung des Gestänges, dessen Drehbewegung die Führung ohne die Gefahr von Beschädi­ gungen aufnimmt, weil der Käfig 21 im Führungsgehäuse 20 vermittels der Wälzlager 22, 23 drehbar gelagert ist.

Claims (7)

1. Gestängeführung, insbesondere für Bohrgestänge mit

• - einem Gehäuse (20),
• - einem in dem Gehäuse drehbaren Käfig (21) mit
• - Führungsrollen (26).

2. Gestängeführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsrollen (26) kranzförmig um das Bohrgestänge (3) angeordnet sind.

3. Gestängeführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (20) und dem Käfig (21) mindestens ein Wälzlager (22, 23) an­ geordnet ist.

4. Gestängeführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Rollensätze (24, 25) in einem Käfig (21) angeordnet sind.

5. Gestängeführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Führungsrollen (26) mit konka­ ver Mantelfläche (27).

6. Gestängeführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (26) auf Achsen (28) angeordnet sind, deren Enden jeweils paarförmig miteinander verzahnt sind.

7. Bohrgerät mit einem Linear- und Drehantrieb (5), einem mit dem Antrieb verbundenen Gestänge (3) und einer Gestängeführung (6).