DE19831755C1 - Extension for ground boring tool - Google Patents
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verlängerung für eine Kellystange, speziell für eine bereits teleskopierbare Kellystange.The invention relates to an extension for a Kelly rod, especially for one already telescopic Kelly bar.
Es sind teleskopierbare Kellystangen bekannt, deren einzelne Glieder inein ander verschiebbar sind, wobei das am weitesten nach unten reichende Glied gleichzeitig das dünnste ist und in die weiter oben befindlichen einge fahren werden kann. Solche Kellystangen, die zur Übertragung der Rotati onskräfte Mitnehmerleisten und -rinnen aufweisen, sind z. B. im deutschen Gebrauchsmuster DE 89 04 493 U1 und in der englischen GB 22 42 920 A be schrieben.Telescopic Kelly rods are known, the individual links of which are integrated are slidable, with the lowest reaching Limb is at the same time the thinnest and inserted into the ones above can be driven. Such Kelly rods that are used to transmit the Rotati ons forces carrier strips and channels are z. B. in German Utility model DE 89 04 493 U1 and in the British GB 22 42 920 A be wrote.
Solchermaße konstruierte Kellystangen erlauben ein Bohren bis in eine Tiefe die durch die Gerätekonstruktion vorgegeben ist. Tieferes Bohren ist nur durch zeitaufwendiges Anfügen eines nicht teleskopierbaren Zusatzstückes möglich. Diese zeitaufwendigen Schritte wiederholen sich in umgekehrter Reihenfolge beim Ziehen des Gestänges nach Beendigung der Bohrung. Ein weiteres, noch dünneres Glied in die teleskopierbare Kellystange einzu fügen ist nicht möglich, da die Innenstange aus Stabilitätsgründen aus Voll stahl bestehen muß.Kelly rods constructed in this way allow drilling to a depth which is specified by the device design. Deeper drilling is only by time-consuming addition of a non-telescopic additional piece possible. These time-consuming steps are repeated in reverse Sequence when pulling the boom after drilling has finished. To insert another, even thinner link in the telescopic Kelly bar It is not possible to join because the inner rod is made of solid material for stability reasons steel must exist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kellystangenverlängerung anzugeben, die an eine übliche Kellystange teleskopartig verschiebbar angeschlossen wer den kann und in der Lage ist, die notwendigen Drehmomente zu übertragen.The object of the invention is to provide a Kelly rod extension that connected to a standard Kelly bar that can be moved telescopically that can and is able to transmit the necessary torques.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. The task is indicated by the characterizing part of claim 1 Features resolved.
Hierzu wird an das unterste Glied einer teleskopierbaren Kellystange als Verlängerungsstück ein im wesentlichen hohlzylinderförmiger Körper ange schlossen, der in der Lage ist, die anderen Kellystangenglieder, oder wenig stens deren unterste Vertreter, von außen zu umhüllen. Selbstverständlich weist dieses Verlängerungsstück an seinem unteren Ende ein Anschlußstück für das Bohrwerkzeug auf.For this purpose, a telescopic Kelly bar is attached to the bottom link Extension piece is a substantially hollow cylindrical body closed, able to the other Kelly bar links, or little at least their lowest representatives, to envelop them from the outside. Of course this extension piece has a connector at its lower end for the drilling tool.
Um ein Verschieben in Achsrichtung zu ermöglichen, weist das Verlänge rungsstück an seiner Innenwand Verschiebungsrinnen auf, in denen die Zäh ne eines Mitnehmers verschoben und er weist Abzweigungen (Mitnehmerrin nen) von diesen Rinnen auf, in denen die Zähne des Mitnehmers festgestellt werden können, so daß Rotationskräfte übertragen werden können.In order to enable displacement in the axial direction, the extension has tion piece on its inner wall on sliding channels in which the toughness ne of a driver moved and it has branches (driver ring nen) from these channels in which the teeth of the driver are found can be so that rotational forces can be transmitted.
Bevorzugt sind diese Rinnen dabei rotationssymmetrisch angeordnet, so daß keine Unwuchten bei der Drehbewegung auftreten.These channels are preferably arranged rotationally symmetrically, so that there are no imbalances during the rotary movement.
In einer bevorzugten, weil besonders einfachen Ausführungsform setzt sich das Verlängerungsstück aus zwei ineinandergeschweißten Rohren zusam men, dessen inneres Rohr in der Wand Durchbrüche von ebensolcher Form aufweist, wie sie die Führungsrinnen und Mitnehmerrinnen haben sollen. Wird ein solches inneres Rohr in Längsrichtung aufgeschnitten und aufge rollt, so ergibt sich z. B. der in Fig. 2 dargestellte Anblick. Dort sind beispiel haft die Führungs- und Mitnehmerrinnen eines Rohres mit zweizähliger Rota tionssymmetrieachse dargestellt, wodurch Unwuchten vermieden werden. Entsprechend muß der Mitnehmer aus zwei Zähnen im 180° Winkel beste hen.In a preferred, because particularly simple embodiment, the extension piece is composed of two tubes welded together, the inner tube of which has openings of the same shape in the wall as the guide channels and driver channels should have. If such an inner tube is cut open in the longitudinal direction and rolled up, z. B. the sight shown in Fig. 2. There are examples of the guide and driver channels of a tube with a twofold rotational symmetry axis, which prevents unbalance. Accordingly, the driver must hen from two teeth at 180 ° best.
Zur Übertragung großer Drehmomente sind entsprechend mehr Rinnen (und Mitnehmer mit mehr Zähnen) möglich, die in einer Symmetrie mit mehrzähli ger Rotationsachse angeordnet sind.Accordingly, more channels (and Carriers with more teeth) possible in a symmetry with more teeth ger axis of rotation are arranged.
Etwa senkrecht zu den Führungsrinnen verlaufen in unterschiedlichen Höhen paarweise Mitnehmerrinnen, eine nach links, die andere nach rechts, für die unterschiedlichen Rotationsrichtungen. Am Ende dieser Mitnehmerrinnen schlägt der Zahn des Mitnehmers während des Bohrvorganges an. Dadurch, daß der Zahn des Mitnehmers bei Rotationen in der Mitnehmerrinne sitzt und dort das Drehmoment überträgt, kann sich die Kellystangenverlängerung während des Bohrvorganges nicht längs ihrer Achse verschieben. Dies ge lingt erst, wenn nach Beendigung der Drehbewegungen der Zahn in die Po sition der Führungsrinne gedreht wird.Approximately perpendicular to the guide troughs run at different heights in pairs, troughs, one to the left, the other to the right, for the different directions of rotation. At the end of these carriers the tooth of the driver strikes during the drilling process. Thereby, that the tooth of the driver sits in the driver channel during rotations and there transmits the torque, the Kelly rod extension can do not move along their axis during the drilling process. This ge only works if the tooth enters the buttocks after the rotational movements have ended sition of the guide trough is rotated.
Um dies zu erreichen, wird die Kellystange mit daranhängender Verlänge rung zuerst hochgezogen (s. Fig. 3d). Die Kellystangenverlängerung wird an schließend durch eine Abfangvorrichtung abgefangen und der Zahn des Mit nehmers in die Führungsrinne gedreht. Dann kann der Mitnehmer in der Kel lystangenverlängerung nach unten in die unterste Mitnehmerrinne geschoben und dort zur Seite gedreht werden, wobei die Kellystange ineinandergescho ben ist (s. Fig. 3e). Anschließend wird die Kellystange nach oben gezogen, wobei sie von der Kellystangenverlängerung umgeben ist (s. Fig. 3f). Jetzt ist auch die Kellystangenverlängerung mit daranhängendem Bohrwerkzeug aus dem Bohrloch entfernt. Das Bohrwerkzeug kann (neben dem Loch) ausge schüttelt werden.To achieve this, the Kelly rod with the attached extension is first pulled up (see Fig. 3d). The Kelly rod extension is then intercepted by an interception device and the tooth of the driver is rotated into the guide trough. Then the driver in the Kel rod extension can be pushed down into the lowest driver trough and rotated to the side there, the Kelly rod being pushed into one another (see Fig. 3e). Then the Kelly rod is pulled upwards, whereby it is surrounded by the Kelly rod extension (see Fig. 3f). Now the Kelly rod extension with the attached drilling tool is also removed from the borehole. The drilling tool can be shaken out (next to the hole).
Um das Bohrwerkzeug besser ausschütteln zu können, weist in einer bevor zugten Aussführung eine der Mitnehmerrinnen weiterhin ein etwa senkrecht nach oben verlaufendes Anschlußstück auf, in das der Zahn des Mitnehmers einhakt, wenn das Gewicht des Bohrwerkzeuges und der Kellystangenver längerung daran hängt. Das Bohrwerkzeug kann dann durch ruckweises Hin- und Herdrehen der Kellystange ausgeschüttelt werden, ohne das Gefahr be steht, daß der Zahn in die Führungsrinne rutscht.In order to be able to shake out the drilling tool better, shows in a before drafted version of one of the drive channels continues to be approximately vertical upward connecting piece into which the tooth of the driver hooks when the weight of the drilling tool and the Kelly bar ver extension depends on it. The drilling tool can then be and shaking the Kelly rod out without the danger stands that the tooth slips into the guide trough.
(In der Fig. 2 ist das Rohr dicker als in Wirklichkeit dargestellt um die Verhält nisse klarer zu beschreiben.)(In Fig. 2, the tube is thicker than shown in reality to describe the conditions more clearly.)
Ein erfindungsgemäße Vorrichtung weist z. B. eine Länge von 6 Metern bei ei nem Durchmesser von etwa 1/3 Meter auf.A device according to the invention has, for. B. a length of 6 meters at egg a diameter of about 1/3 meter.
Fig. 1 (rechts) stellt die erfindungsgemäße Kellystangenverlängerung im Ein satz an einer teleskopierbaren Kellystange dar. Links ist zum Vergleich ein Bohrgerät ohne Kellystangenverlängerung mit angehobener Bohrschnecke dargestellt. Fig. 1 (right) shows the Kelly rod extension according to the invention in use on a telescopic Kelly rod. On the left a drill without Kelly rod extension is shown with raised auger for comparison.
Die Fig. 3a-f stellen sehr schematisch einen Bohrvorgang bei Benutzung ei ner erfindungsgemäßen Kellystangenverlängerung dar. FIGS. 3a-f have very schematically illustrates a drilling operation in use ei ner Kelly rod extension according to the invention.
- 1. Teleskopierbare dreiteilige Kellystange eingefahren, Kellystangenverlän gerung darübergeschoben (Zahn des Mitnehmers in der untersten Mitneh merrinne).1. Telescopic three-part Kelly bar retracted, Kelly bar extension pushed over (tooth of the driver in the bottom driver channel).
- 2. Kellystange noch eingefahren, Kellystangenverlängerung ausgefahren (Zahn des Mitnehmers in der obersten Mitnehmerrinne). Dies wurde erreicht durch Abfangen der Kellystangenverlängerung am Bohrrohr und Nach-oben ziehen der ineinandergeschobenen Kellystange.2. Kelly rod still retracted, Kelly rod extension extended (Tooth of the driver in the top driver channel). This has been achieved by catching the Kelly rod extension on the drill pipe and upwards pull the nested Kelly rod.
- 3. Ende des Bohrvorganges mit ausgefahrener Kellystange: Ausgefahrene Kellystange, ausgefahrene Kellystangenverlängerung (Zahn des Mitnehmers in oberster Mitnehmerrinne). 3. End of the drilling process with the Kelly rod extended: extended Kelly rod, extended Kelly rod extension (tooth of the driver in the top driving channel).
- 4. Ziehen der ausgefahrenen Kellystange, dabei schiebt sich die telesko pierbare Kellystange zusammen; Kellystangenverlängerung ausgefahren (Zahn des Mitnehmers in oberster Mitnehmerrinne).4. Pull the extended Kelly rod, the telesko will slide foldable Kelly rod together; Kelly bar extension extended (Tooth of the driver in the top driver groove).
- 5. Abfangen der Kellystangenverlängerung am Bohrrohr, Einschieben der Kellystange in die Kellystangenverlängerung (Zahn des Mitnehmers in unter ster Mitnehmerrinne)5. Intercept the Kelly rod extension on the drill pipe, insert the Kelly rod into the Kelly rod extension (tooth of the driver in under ster carrier trough)
- 6. Herausziehen der gesamten Gerätschaften aus dem Bohrrohr, Kellystange zusammengeschoben und von Kellystangenverlängerung umhüllt; Bohrwerk zeug kann ausgeschüttelt werden.6. Pull out all equipment from the drill pipe, Kelly rod pushed together and encased by Kelly rod extension; Boring machine Stuff can be shaken out.
Anschließend kann der gesamte Bohrvorgang mehrfach wiederholt werden, wobei jedesmal so viel Erde entnommen wird, wie die Bohrschnecke erlaubt.The entire drilling process can then be repeated several times, taking out as much soil each time as the auger allows.
11
teleskopierbare Kellystange
telescopic Kelly bar
22nd
Kellystangenverlängerung
Kelly rod extension
33rd
Bohrwerkzeug
Drilling tool
44th
aufgerolltes Verlängerungsstück
rolled up extension piece
55
Führungsrinne
Guide trough
66
Mitnehmerrinne
Drive trough
77
Anschlußrinne an Mitnehmerrinne zum Einhaken des Mitneh
mers beim Ausschütteln des Arbeitsgerätes
Connection trough to the trough for hooking the tappet when shaking out the implement
88th
Mitnehmerrinne als Aufnahme für Mitnehmer bei Bohrvorgang
Driver trough as a holder for drivers during drilling
99
Mitnehmer (Zahn)
Carrier (tooth)
1010th
Bohrrohr
Drill pipe
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