DE19849028C2

DE19849028C2 - Shut-off device for shutting off flushing compressed air during flushing drilling

Info

Publication number: DE19849028C2
Application number: DE19849028A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Bauer; Georg Hofner
Original assignee: Bauer Maschinen GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2018-10-24
Also published as: ITMI992069A0; FR2785016A1; DE19849028A1; ITMI992069A1; FR2785016B1; IT1313326B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung zum Absperren von Spüldruckluft beim Spülbohren mit einem aus mehreren Bohrrohren zusammengesetzten Bohrstrang, wobei die Absperrvorrichtung an ei nem Bohrrohr angebracht ist und ein Absperrorgan aufweist, das in Schließstellung einen Luftaustritt von über einen Luftkanal im Bohrstrang zugeführter Spüldruckluft durch zumindest eine in das Rohrinnere des Bohrrohres führende Einblasöffnung verhindert und in Offenstellung den Luftaustritt gestattet, wobei sie eine Betä tigungseinrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, die beim Abbohren des Bohrstranges in einer festlegbaren Bohrtie fe durch einen der Bohrtiefe entsprechenden Bohrflüssigkeitsdruck ausgelöst wird und das Absperrorgan in eine Öffnungsstellung oder eine Schließstellung betätigt.The invention relates to a shut-off device for shutting off Flushing compressed air when drilling with one of several drill pipes composite drill string, the shut-off device at ei Nem drill pipe is attached and has a shut-off device that in Closed position an air outlet from an air duct in the Drilling pipe supplied with flushing compressed air through at least one in the Preventing the inside of the drill pipe from blowing in and in the open position allows the air to escape, whereby a Betä has cleaning device with a piston-cylinder unit, when drilling the drill string in a fixable drill hole fe by a drilling fluid pressure corresponding to the drilling depth is triggered and the shut-off device in an open position or actuated a closed position.

Zum Herstellen von Bohrungen im Erdreich oder Boden sind unter schiedliche Bohrverfahren wie das Trockenbohren, das Verdrän gungsbohren und das Spülbohren gebräuchlich. Das letztgenannte Verfahren kann als Spülbohren mit Wasser oder als Lufthebeverfah ren durchgeführt werden, wobei das Lufthebeverfahren für Brunnen bohrungen verwendet wird, die eine Tiefe von mehreren hundert Me tern aufweisen können.To make holes in the ground or soil are under different drilling methods such as dry drilling, displacement drilling and rinsing drilling in use. The latter The method can be rinsing with water or air lifting be carried out using the air lifting method for wells drilling is used, which is a depth of several hundred me Can have tern.

Beim Lufthebeverfahren wird in einen von einem doppelwandigen Bohrrohr gebildeten Luftkanal Luft mit erhöhtem Druck eingebla sen, die durch zumindest eine Einblasöffnung aus diesem Luftkanal in das Innere des Bohrrohres strömt und in diesem inneren Ablauf rohr Bohrklein vom Schneidkopf des Bohrrohres in der Bohrflüssig keit nach oben fördert, wo sich das Bohrklein in einem Teich oder Becken absetzt oder durch eine Abscheideeinrichtung von der Bohr flüssigkeit getrennt wird.The air lifting process turns one into a double wall Drilled air duct inlaid air with increased pressure sen through at least one injection opening from this air duct flows into the interior of the drill pipe and in this inner drain Pipe cuttings from the cutting head of the drill pipe in the drilling fluid promotes upward where the cuttings are in a pond or Basin settles or by a separator from the Bohr liquid is separated.

Die Stelle der Einblasöffnung muß an dem Bohrstrang in einer sol chen Tiefe vorgesehen sein, daß für die im Rohrinneren aufstei gende Luft ein ausreichend langer Strömungsweg zur Verfügung steht, auf dem sie das Bohrklein mit nach oben fördern kann. Da ein für die Drucklufterzeugung verwendeter einstufiger Luftkom pressor üblicherweise Druckluft von maximal etwa 13 bar erzeugt, kann die Einblasöffnung nicht unter 130 m Tiefe vorgesehen sein, da infolge des im Bohrrohr herrschenden Wasser- oder Bohrflüssig keitsdruckes unterhalb von etwa 130 m Bohrtiefe die Druckluft nicht mehr gegen diesen Druck in das Innere des Bohrrohres ein strömen könnte. So liegen die Einblasöffnungen im Bohrbetrieb im Bereich von etwa 50 bis 80 m.The location of the injection opening must be on the drill string in a sol Chen depth should be provided that for the inside of the pipe rise a sufficiently long flow path is available stands on which it can promote the cuttings upwards. There a single-stage air comm used for compressed air generation pressor usually generates compressed air of a maximum of about 13 bar, the injection opening cannot be provided below a depth of 130 m, as a result of the water or drilling fluid in the drill pipe pressure below about 130 m drilling depth the compressed air no longer enter the inside of the drill pipe against this pressure could flow. So the injection openings are in the drilling operation in the Range from about 50 to 80 m.

Um eine gesicherte Förderung des Bohrkleins zu gewährleisten, wird die Druckluft über die Einblasöffnung erst nach dem Errei chen einer bestimmten Bohrtiefe eingeblasen. Dazu muß ein in der Nähe der Einblasöffnung angebrachtes Absperrorgan in der Druck luftzuführung geöffnet werden. Bisher wurde zum Öffnen des Ab sperrorgans beim Erreichen der Öffnungstiefe oder Öffnungsteufe der Bohrstrang gezogen, das Absperrorgan wurde geöffnet und der Bohrstrang mit geöffnetem Absperrorgan wurde wieder eingebaut. Danach konnte die Druckluft zugeführt werden und über die Ein blasöffnung in das Innere des Bohrrohres einströmen. Dieses Vor gehen ist jedoch sehr Zeit- und damit kostenaufwendig.In order to ensure secure conveyance of the cuttings, is the compressed air through the injection opening only after Errei blown in a certain drilling depth. To do this, one in the Shut-off device in the pressure near the injection opening air supply can be opened. So far, to open the Ab blocking organ when reaching the opening depth or opening level the drill string was pulled, the shut-off device was opened and the Drill string with open shut-off device was reinstalled. Then the compressed air could be supplied and via the on Flow the blow opening into the interior of the drill pipe. This before however, walking is very time-consuming and therefore costly.

Eine gattungsgemäße Absperrvorrichtung ist in der DE 28 10 621 B2 beschrieben. Dort wird, wenn der Druck der Bohrflüssigkeit die Summe des Drucks einer Feder und des Drucks der Spülluft übersteigt, ein Steuerkolben eines Öffnungsventils bewegt und das Ventil wird offengestellt. Es kann dann Spülluft in das Innere des Bohrrohrs strömen. Um den Steuerkolben in einer definierten Position zu halten, ist bei einem ersten Ausführungsbeispiel in der DE 28 10 621 B1 eine Arretierungseinrichtung vorgesehen, bei der eine mit einem einstellbaren Federdruck beaufschlagbare Kugel in Rillen eingreift, welche an geeigneten Stellen des Steuerkol bens vorgesehen sind. Dadurch wird erreicht, daß der Steuerkol ben, wenn der Druck der Bohrflüssigkeit einen bestimmten Wert übersteigt, das Ventil rasch in die offene Position gestellt wird. Der Aufbau der Arretierungseinrichtung ist konstruktiv auf wendig und eine definierte und über einen langen Zeitraum unver änderte Einstellung eines Schaltwerts des Bohrflüssigkeitsdrucks ist bei dieser Vorrichtung schwierig.A generic shut-off device is in DE 28 10 621 B2 described. There is when the pressure of the drilling fluid Sum of the pressure of a spring and the pressure of the purge air exceeds a spool of an opening valve moves and that The valve is opened. It can then purge air inside flow of the drill pipe. To the control piston in a defined Holding position is in a first embodiment in DE 28 10 621 B1 provides a locking device, at the one with an adjustable spring pressure loaded ball engages in grooves which at suitable points of the control col bens are provided. This ensures that the control col ben when the pressure of the drilling fluid a certain value exceeds the valve quickly in the open position becomes. The structure of the locking device is constructive manoeuvrable and a defined and over a long period of time changed setting of a switching value of the drilling fluid pressure is difficult with this device.

Bei einem zweiten in der DE 28 10 621 B2 beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel wird der Stellkolben von einer Druckkammer aus mit einem einstellbaren Gegendruck beaufschlagt. Dies bietet den Vor teil eines gut definierten und leicht einstellbaren Schaltpunkts. Nachteilig ist jedoch der auch bei dieser Variante hohe konstruk tive Aufwand sowie die Tatsache, daß das Ventil bei einem langsa men Ansteigen des Bohrflüssigkeitsdrucks nur entsprechend langsam offengestellt wird.In a second embodiment described in DE 28 10 621 B2 Example is the control piston from a pressure chamber with an adjustable back pressure. This offers the advantage part of a well-defined and easily adjustable switching point. The disadvantage, however, is that the construction is also high in this variant tive effort and the fact that the valve in a slow men increasing the drilling fluid pressure only slowly is disclosed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Absperrvorrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, welche einfach und aus war tungsarmen Komponenten aufgebaut ist und bei welcher außerdem ein Schaltpunkt in zuverlässiger Weise eingestellt werden kann.The object of the invention is a shut-off device to create the above type, which was simple and out lean components and which is also a Switching point can be set in a reliable manner.

Diese Aufgabe wird durch eine Absperrvorrichtung mit den Merkma len des Patentanspruchs 1 gelöst. This task is accomplished by a shut-off device with the characteristics len of claim 1 solved.

Eine Absperrvorrichtung der oben angegebenen Art ist erfindungs gemäß dadurch weitergebildet, daß an dem Absperrorgan ein schwenkbarer und vorgespannter Verstellhebel vorgesehen ist, daß die Kolben-Zylinder-Einheit an dem Verstellhebel des Absperror gans angreift, und daß die Kolben-Zylinder-Einheit unter Einwir kung des sich ändernden Flüssigkeitsdrucks eine Auslösebewegung zum Verschwenken des Verstellhebels ausführt, wobei das Absper rorgan in die Öffnungsstellung bzw. die Schließstellung geschal tet wird.A shut-off device of the type specified above is fiction further developed according to that on the shut-off pivotable and biased adjustment lever is provided that the piston-cylinder unit on the adjustment lever of the shut-off valve Goose attacks, and that the piston-cylinder unit under Einwir kung the changing fluid pressure a trigger movement to pivot the adjustment lever, the shut-off rorgan in the open position or the closed position is tested.

Damit wird das Absperrorgan in der vorgesehenen Bohrtiefe selbst tätig geöffnet, ohne daß eine zusätzliche Tätigkeit vom Bedien personal dazu erforderlich wäre und insbesondere entfällt ein Ausbau des gesamten Bohrstranges, um an das Absperrorgan zum bis her üblichen manuellen Schließen zu gelangen. Der im Bohrloch mit der Tiefe zunehmende Druck der Bohrflüssigkeit kann bei der er findungsgemäßen Absperrvorrichtung als präzise wirkende Auslöse größe verwendet werden.This means that the shut-off device itself is at the intended drilling depth actively opened without any additional activity from the operator personnel would be required for this and, in particular, one is omitted Expansion of the entire drill string to reach the shut-off device usual manual closing. The one in the borehole the depth increasing pressure of the drilling fluid at which he shut-off device according to the invention as a precisely acting release size can be used.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Unteran sayings.

Die Betätigungseinrichtung enthält erfindungsgemäß eine Kolben- Zylinder-Einheit, die unter Einwirkung des sich ändernden Bohr flüssigkeitsdrucks eine Auslösebewegung zum Schalten und insbe sondere zum Öffnen des Absperrorgans ausführt. Die Auslösebewe gung kann beispielsweise von einem in einem ruhenden Zylinderge häuse bewegbaren Kolben oder von einem gegenüber einem ruhenden Kolben bewegbaren Zylindergehäuse ausgeführt werden.According to the invention, the actuating device contains a piston Cylinder unit under the action of changing drilling liquid pressure a trigger movement for switching and esp especially to open the shut-off device. The release mechanism supply can be, for example, from a cylinder cylinder at rest Movable piston or from a resting one Piston movable cylinder housing can be executed.

Ein sicheres Auslösen des Absperrorgans ergibt sich, wenn der Schwenk- oder Verstellhebel in Schließstellung vorgespannt ist. Durch die Vorspannung des Verstellhebels wird ein vorschnelles, unerwünschtes Öffnen des Absperrorgans vermieden. A reliable triggering of the shut-off device results when the Swivel or adjusting lever is biased in the closed position. The pretensioning of the adjustment lever ensures that the unwanted opening of the shut-off device avoided.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Kolben- Zylinde r Einheit einen verschiebbaren Kolben auf, dessen eine Kolbenseite einen abgeschlossenen Druckraum begrenzt und des sen gegenüberliegende andere Kolbenseite mit dem jeweiligen Bohrflüssigkeitsdruck beaufschlagt ist. Eine derartige Kol ben-Zylinder-Einheit enthält beispielsweise ein komprimierba res Medium in dem von dem verschiebbaren Kolben begrenzten Druckraum. Mit zunehmender Bohrtiefe verschiebt der sich er höhende Druck der Bohrflüssigkeit den Kolben gegen den Medi endruck im Druckraum, wobei die Kolbenbewegung das Absperror gan bei Erreichen der gewünschten Bohrtiefe öffnet.In an expedient embodiment, the piston Cylinde r unit a sliding piston, one of which Piston side limits a closed pressure chamber and the opposite other piston side with the respective Drilling fluid pressure is applied. Such a col Ben cylinder unit contains, for example, a compressible res medium in the limited by the sliding piston Pressure chamber. It shifts with increasing drilling depth increasing pressure of the drilling fluid pushes the piston against the medi pressure in the pressure chamber, the piston movement the shut-off opens when the desired drilling depth is reached.

In einer einfachen Ausgestaltung ist der durch eine Kolbenbe wegung verkleinerbare Druckraum mit Luft gefüllt, die Atmo sphärendruck aufweist.In a simple embodiment, the piston piston The pressure chamber, which can be reduced in size, is filled with air, the atmosphere has spherical pressure.

In einer vorteilhaften Gestaltung ist der Kolben in einem Zy lindergehäuse aufgenommen, das Öffnungen zum Zutritt von Bohrflüssigkeit an die zugeordnete Kolbenseite aufweist, und er ist über eine Kolbenstange mit dem Verstellhebel des Ab sperrorgans verbunden.In an advantageous embodiment, the piston is in a zy lindergehäuse added, the openings for access from Has drilling fluid on the associated piston side, and it is via a piston rod with the adjustment lever of the Ab locking organ connected.

In einer alternativen Gestaltung weist die Kolben-Zylinder- Einheit einen verschiebbaren Kolben auf, der in einem ge schlossenen Zylindergehäuse zwei Zylinderräume voneinander trennt und über eine Kolbenstange mit dem Verstellhebel ver bunden ist, wobei der Kolben zumindest eine Öffnung aufweist, die eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Zylinderräu men für ein darin enthaltenes Druckfluid bildet. Bei diesem geschlossenen und damit gegen Verschmutzung unempfindlichen System wirkt im Inneren des Zylindergehäuses stets der ur sprünglich eingestellte Mediendruck im Druckfluid auf den Kolben. Die Verstellkraft und -bewegung ergibt sich aus der mit unterschiedlicher Bohrtiefe variierenden Kraft auf die Stirnfläche bzw. -flächen der Kolbenstange. Zweckmäßigerweise ist das Druckfluid Luft mit etwa 1 bar Druck. In an alternative design, the piston-cylinder Unit has a sliding piston, which in a ge closed cylinder housings two cylinder rooms from each other separates and ver with a piston rod with the adjusting lever is bound, the piston having at least one opening, which is a flow connection between the two cylinder chambers forms for a pressure fluid contained therein. With this closed and therefore insensitive to pollution System always looks the original inside the cylinder housing media pressure originally set in the pressure fluid on the Piston. The adjustment force and movement result from the with varying drilling depth varying force on the Face or surfaces of the piston rod. Conveniently, is the pressure fluid air with a pressure of about 1 bar.

Für einen schnellen Öffnungsvorgang ist es besonders vorteil haft, wenn die Betätigungseinrichtung eine vorgespannte Feder aufweist, die am Verstellhebel angreift und diesen in Schließstellung vorspannt, die Auslösebewegung der Kolben- Zylinder Einheit den Verstellhebel gegen die Zugkraft der Fe der in eine Totpunktlage schwenkt, und nach Überschreiten des Totpunktes die Zugkraft der Feder das Absperrorgan vollstän dig öffnet. Nach dem Überschreiten des Totpunktes wirken die Federkraft und die Kraft des Kolbens der Kolben-Zylinder- Einheit im wesentlichen in dieselbe Richtung, so daß das Ab sperrorgan sehr schnell geöffnet wird und in der geöffneten Stellung verbleibt.It is particularly advantageous for a quick opening process liable if the actuator has a preloaded spring has, which engages the lever and this in Preloaded closing position, the trigger movement of the piston Cylinder unit the adjustment lever against the tensile force of the Fe who swivels to a dead center position, and after exceeding the Dead center, the pulling force of the spring completely shut off dig opens. After the dead center has been exceeded, they take effect Spring force and the force of the piston the piston-cylinder Unit in essentially the same direction so that the Ab lock organ is opened very quickly and in the open Position remains.

Wenn der Verstellhebel zwei zueinander versetzte Hebelarme aufweist und die Kolben-Zylinder-Einheit und die Feder je weils an einem der Hebelarme angreifen, so kann durch unter schiedlich einstellbare Längen der Hebelarme und Winkel zwi schen den Hebelarmen ein erforderliches Kräfte- und Bewe gungsverhalten zum Öffnen des Absperrorgans eingestellt wer den.If the adjustment lever has two lever arms offset from each other has and the piston-cylinder unit and the spring each because attack on one of the lever arms, so under different adjustable lengths of the lever arms and angles between necessary force and movement behavior to open the shut-off device the.

Zur Entlastung der Lagerachse des Verstellhebels des Absperr organs greift in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Feder an einem zusätzlichen Schwenkhebel an, der über einen Lenker mit dem einen Hebelarm des Verstellhebels gekoppelt ist.To relieve the bearing axis of the locking lever of the shut-off organs engages the spring in an advantageous embodiment on an additional swivel lever that is connected to a handlebar is coupled to a lever arm of the adjusting lever.

Für das Bewegungsverhalten ist es dabei zweckmäßig, wenn der zusätzliche Schwenkhebel, der Lenker und der Hebelarm des Verstellhebels ein parallelogrammartiges Getriebe bilden.For the movement behavior, it is useful if the additional swivel levers, the handlebars and the lever arm of the Adjusting lever form a parallelogram-like gear.

Als Absperrorgan können Schieber, Hähne, Klappen oder Ventile oder dergleichen eingesetzt werden, wobei insbesondere ein Kugelhahn verwendet wird, der ein besonders günstiges Strö mungsverhalten mit niedrigem Strömungswiderstand aufweist. Slides, taps, flaps or valves can act as shut-off devices or the like are used, in particular a Ball valve is used, which is a particularly favorable flow behavior with low flow resistance.

Der Luftkanal zum Zuführen von Spüldruckluft ist zweckmäßi gerweise zwischen einem inneren und einem äußeren Rohrmantel der doppelwandig gestalteten Bohrrohre gebildet und kann als Ringraum erscheinen, so daß beim Aneinanderschrauben von Bohrrohren zum Bilden des Bohrstranges ein durchgehender Luftkanal hergestellt wird. Jedoch können auch einzelne Längskanäle an dem Bohrrohr vorgesehen sein.The air duct for supplying flushing compressed air is expedient sometimes between an inner and an outer tubular jacket The double-walled drill pipes are formed and can be used as Annulus appear so that when screwing together Drill pipes to form the drill string a continuous Air duct is made. However, some can Longitudinal channels can be provided on the drill pipe.

In einer zweckmäßigen Gestaltung ist das Absperrorgan in ei nem Überströmkanal angeordnet, der den Luftkanal mit der zu mindest einen Einblasöffnung verbindet. Dieser Überströmkanal ist beispielsweise an der Außenseite des Bohrrohres ange bracht.In a practical design, the shut-off device is in egg Nem overflow duct arranged to the air duct with the connects at least one injection opening. This overflow channel is, for example, on the outside of the drill pipe introduced.

Vorteilhafterweise sind zwei Überströmkammern am äußeren Rohrmantel des Bohrrohres angebracht, wobei die erste Über strömkammer mit dem Luftkanal und die zweite Überströmkammer mit den Einblasöffnungen in Strömungsverbindung ist und der Überströmkanal die beiden Überströmkammern verbindet.Two overflow chambers are advantageously on the outside Pipe jacket of the drill pipe attached, the first over flow chamber with the air duct and the second overflow chamber is in flow communication with the injection openings and the Overflow channel connects the two overflow chambers.

Um die gesamte Absperrvorrichtung gegen Beschädigung zu schützen, kann sie von einer Abdeckung mit Öffnungen für Bohrflüssigkeitszutritt umgeben sein. Die Öffnungen gewähr leisten den ständigen Zustrom von Bohrflüssigkeit zu der Kol ben-Zylinder-Einheit. Dabei ist die Abdeckung aus Platzgrün den zweckmäßigerweise ein Zylinderteil, das an dem Bohrrohr der Absperrvorrichtung angebracht ist und eine Vielzahl klei ner Bohrungen für den Bohrflüssigkeitszutritt aufweist.To protect the entire shut-off device from damage protect it from a cover with openings for Be surrounded by drilling fluid access. Allow the openings afford the constant inflow of drilling fluid to the col ben-cylinder unit. The cover is made of square green the expediently a cylinder part which on the drill pipe the shut-off device is attached and a variety of small has holes for drilling fluid access.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels einer erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung unter Be zugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained with reference to an embodiment game of a shut-off device according to the invention under Be access to drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 in einer Draufsicht eine an einem Bohrrohr eines Bohrstranges angebrachte erfindungsgemäße Absperrvorrichtung für Spüldruckluft in einer Schließstel lung; Figure 1 is a plan view of a shut-off device according to the invention for flushing compressed air in a closed position on a drill pipe of a drill string;

Fig. 2 in einer Ansicht entsprechend Fig. 1 die Absperr vorrichtung in einer geöffneten Stellung; Fig. 2 in a view corresponding to Figure 1, the shut-off device in an open position.

Fig. 3 in einer Schnittansicht in Pfeilrichtung an dem Schnitt A-B in Fig. 2 das Bohrrohr mit der Ab sperrvorrichtung; Fig. 3 in a sectional view in the direction of arrow on the section AB in Figure 2, the drill pipe with the locking device from.

Fig. 4 in einer Schnittansicht im Längsquerschnitt in ver einfachter Darstellung das Bohrrohr an der Stelle der Absperrvorrichtung; Figure 4 is a sectional view in longitudinal cross section in a simple representation ver the drill pipe at the location of the shut-off device.

Fig. 5 in einer Draufsicht gemäß Fig. 2 ein weiteres Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Absperr vorrichtung; Fig. 5 in a plan view of FIG 2 from another exemplary embodiment of a shut-off device according to the invention;

Fig. 6 in einer Ansicht entsprechend Fig. 5 die Absperr vorrichtung in einer geöffneten Stellung; und Fig. 6 in a view corresponding to Figure 5, the shut-off device in an open position. and

Fig. 7 in einer Prinzipdarstellung einen doppelwandigen Bohrstrang mit Lufteinblasöffnungen für das Spül bohren. Fig. 7 in a schematic diagram drill a double-walled drill string with air injection openings for flushing.

Ein nachfolgend beschriebenes Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen Absperrvorrichtung ist zum Einsatz an einem Bohrrohr 1 (siehe Fig. 2) eines Bohrstranges 2 (siehe Fig. 7) beim Erstellen von Bohrungen durch Spülbohren vorgesehen, wo bei anhand der schematischen Darstellung der Fig. 7 das Luft hebeverfahren prinzipiell erläutert wird. Von einem bei spielsweise einstufigen Kompressor 3 mit einem Druck von etwa 13 bar erzeugte Spüldruckluft strömt über eine Anschlußlei tung 4 in einen Luftkanal 5 zwischen einem inneren Rohrmantel 6 und einem äußeren Rohrmantel 7 der doppelwandigen Bohrrohre 1 des sich im Bohrbetrieb drehenden Bohrstrangs 2 und in dem Luftkanal 5 abwärts bis zu Einblasdüsen 8, die einen Luftein tritt aus dem Luftkanal 5 in das zentrale Rohrinnere 9 ge statten. Vor den Einblasdüsen 8 ist an einem Bohrrohr 1 die erfindungsgemäße Absperrvorrichtung angeordnet (in Fig. 7 nicht dargestellt), die nur in geöffnetem Zustand ein Durch strömen der Spüldruckluft in das zentrale Rohrinnere 9 zu läßt. Aus einem Spülbecken 10 fließt Bohrflüssigkeit in das Bohrloch und füllt dieses auf. Durch das Einblasen der Spüldruckluft durch die Einblasdüsen 8 entsteht eine im Roh rinneren 9 aufwärts gerichtete Strömung von aufsteigender Spülluft in der Bohrflüssigkeit, die das von einem Bohr- oder Schneidwerkzeug 11 eines Bohrkopfs 12 gelöste Bohrklein mit nach oben fördert, wo es von der Bohrflüssigkeit mittels ei ner Abscheideeinrichtung getrennt wird.An embodiment of a shut-off device according to the invention described below is intended for use on a drill pipe 1 (see FIG. 2) of a drill string 2 (see FIG. 7) when drilling through flush drilling, where the air is shown in the schematic representation of FIG. 7 principle of lifting is explained. From a for example one-stage compressor 3 with a pressure of about 13 bar generated flushing air flows through a device 4 in an air duct 5 between an inner tube jacket 6 and an outer tube jacket 7 of the double-walled drill pipes 1 of the rotating drill string 2 and in the Air duct 5 down to injection nozzles 8 , which enters an air inlet from the air duct 5 into the central tube interior 9 . In front of the injection nozzles 8 , the shut-off device according to the invention is arranged on a drill pipe 1 (not shown in FIG. 7), which can only flow through the flushing compressed air into the central pipe interior 9 in the open state. Drilling fluid flows from a sink 10 into the borehole and fills it up. By blowing in the flushing compressed air through the injection nozzles 8 , an upward flow in the raw interior 9 of rising flushing air in the drilling fluid arises, which conveys the cuttings loosened by a drilling or cutting tool 11 of a drilling head 12 , where it is removed from the drilling fluid ei separator is separated.

Eine erste und eine zweite Überströmkammer 20 bzw. 21 (siehe Fig. 1 und 2), die voneinander beabstandet an dem äußeren Rohrmantel 7 des doppelwandigen Bohrrohres 1 dicht angebracht sind, sind der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung zugeord net. Die erste Überströmkammer 20 ist durch zumindest eine Öffnung 22 (siehe Fig. 4) in dem äußeren Rohrmantel 7 in Strömungsverbindung mit dem Luftkanal 5, der anschließend an die Öffnung 22 in Bohrrichtung z. B. durch einen ersten Ver schluß- oder Sperrring 23 dicht verschlossen ist. Die zweite Überströmkammer 21 ist in Strömungsverbindung mit den Ein blasöffnungen 8 über zumindest eine Öffnung 24 im äußeren Rohrmantel 7, die zu einem Ringraum 25 führt, der durch den ersten Sperrring 23 und einen zu dem ersten Sperring 23 be nachbarten zweiten Sperrring 26 vom Luftkanal 5 abgetrennt ist. Ein rohrförmiger Überströmkanal 27 verbindet die beiden Überströmkammern 20 und 21. Er enthält ein Absperrorgan 28, das im Ausführungsbeispiel ein Kugelhahn ist. Ein zum Öffnen und Schließen des Kugelhahns 28 vorgesehener Verstell- oder Schwenkhebel 29 enthält einen ersten und einen zweiten Hebel arm 30 bzw. 31, die zueinander beispielsweise um etwa 90° versetzt angeordnet sind. Eine wendelförmige Zugfeder 32 verbindet unter Vorspannung einen Anlenkpunkt 33 am ersten He belarm 30 mit einem Befestigungspunkt 34 am Bohrrohr 1. Eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit 35 verbindet den zweiten Hebelarm 31 mit einem Lagerbock 36 am Bohrrohr 1, wobei eine verschiebbare, aus einem Zylindergehäuse 37 der Kolben- Zylinde r Einheit 35 herausragende und gegenüber dem Zylinder gehäuse 37 abgedichtete Kolbenstange 38 an einem Anlenkpunkt 39 des zweiten Hebelarmes 31 und das Zylindergehäuse 37 an einem Anlenkpunkt 40 am Lagerbock 36 jeweils gelenkig befe stigt sind.A first and a second overflow chamber 20 and 21 (see FIGS. 1 and 2), which are spaced apart from each other on the outer tubular jacket 7 of the double-walled drill pipe 1 , are associated with the shut-off device according to the invention. The first overflow chamber 20 is through at least one opening 22 (see FIG. 4) in the outer tubular jacket 7 in flow communication with the air duct 5 , which is connected to the opening 22 in the drilling direction z. B. is closed by a first United closing or locking ring 23 . The second overflow chamber 21 is in flow connection with the one blow openings 8 via at least one opening 24 in the outer tubular jacket 7 , which leads to an annular space 25 , through the first locking ring 23 and one of the first locking ring 23 be adjacent second locking ring 26 from the air duct 5 is separated. A tubular overflow channel 27 connects the two overflow chambers 20 and 21 . It contains a shut-off element 28 , which in the exemplary embodiment is a ball valve. An provided for opening and closing the ball valve 28 adjusting or pivoting lever 29 contains a first and a second lever arm 30 and 31 , which are arranged, for example, offset by about 90 °. A helical tension spring 32 connects a pivot point 33 on the first lever arm 30 to a fastening point 34 on the drill pipe 1 under pretension. A pneumatic piston-cylinder unit 35 connects the second lever arm 31 to a bearing block 36 on the drill pipe 1 , a displaceable piston rod 38 projecting from a cylinder housing 37 of the piston-cylinder unit 35 and sealed against the cylinder housing 37 at a pivot point 39 the second lever arm 31 and the cylinder housing 37 at a pivot point 40 on the bearing block 36 each hingedly BEFE are Stigt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung des Kugel hahns 28 ist der erste Hebelarm 30 mit dem Anlenkpunkt 33 auf einer Seite einer geraden Verbindungslinie zwischen dem Befe stigungspunkt 34 und einer Schwenkachse 41 des Schwenkhebels 29 bzw. des Kugelhahns 28 und der zweite Hebelarm 31 mit sei nem Anlenkpunkt 39 auf der gegenüberliegenden Seite der Ver bindungslinie angeordnet.In the closed position of the ball valve 28 shown in FIG. 1, the first lever arm 30 with the articulation point 33 on one side of a straight connecting line between the fastening point 34 and a pivot axis 41 of the pivot lever 29 or the ball valve 28 and the second lever arm 31 with be nem articulation point 39 arranged on the opposite side of the connecting line Ver.

Ein mit der Kolbenstange 38 verbundener, im Zylindergehäuse 37 axial verschiebbarer Kolben 42 trennt einen Druckraum 43 von einem Expansionsraum 44, in den durch Öffnungen 45 in der stirnseitigen Wand 46 des Zylindergehäuses 37 Bohrflüssigkeit mit dem jeweiligen tiefenabhängigen Druck einströmen kann. Im Druckraum 43 ist anfangs Umgebungs- oder Atmosphärendruck von etwa 1 bar eingestellt. Die Öffnungen 45 können durch eine Siebeinrichtung (nicht dargestellt) abgdeckt sein, um in der Bohrflüssigkeit enthaltene größere Partikel am Zuströmen in den Expansionsraum 44 zu hindern.A piston 42 connected to the piston rod 38 and axially displaceable in the cylinder housing 37 separates a pressure chamber 43 from an expansion chamber 44 into which drilling fluid with the respective depth-dependent pressure can flow through openings 45 in the front wall 46 of the cylinder housing 37 . At first, ambient or atmospheric pressure of about 1 bar is set in the pressure chamber 43 . The openings 45 can be covered by a sieve device (not shown) in order to prevent larger particles contained in the drilling fluid from flowing into the expansion space 44 .

Zum Schutz der Absperrvorrichtung ist eine zylindrische Ab deckung 47 (siehe Fig. 2), die eine Vielzahl kleiner Bohrun gen 48 am Umfang 49 und an einer oder an den beiden z. B. ke geligen Stirnseiten 50 zum Durchtritt von Bohrflüssigkeit aufweist, am Bohrrohr 1 derart angebracht, daß sie die Absperrvorrichtung vor Beschädigung im Bohrloch durch Gesteins brocken oder dergleichen schützt.To protect the shut-off device is a cylindrical cover 47 (see Fig. 2), the a plurality of small holes 48 on the circumference 49 and on one or both of the z. B. ke geligen end faces 50 for the passage of drilling fluid, attached to the drill pipe 1 such that it blocks the shut-off device from damage in the borehole by rock or the like.

Beim Abbohren des Bohrstranges 2, der ein Bohrrohr 1 mit der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung und den Einblasöffnungen 8 in der Nähe des Bohrkopfes 12 aufweist, ist anfangs der Ku gelhahn 28 durch die Zugkraft der Feder 32 geschlossen und die Feder 32 und die Kolben-Zylinder-Eeinheit 35, die eine Betätigungseinrichtung für den Kugelhahn 28 bilden, sind in der in Fig. 1 gezeigten Schließstellung. Mit zunehmender Bohrtiefe oder Teufe steigt der Druck in der Bohrflüssigkeit, die in dem Expansionsraum 44 gegen den Kolben 42 drückt und ihn gegen den Druck der Luft im Druckraum 43 und gleichzeitig gegen die zunehmende Spannkraft der Feder 32 verschiebt. Da bei verschwenkt die ausfahrende Kolbenstange 38 den Schwenk hebel 29 mit seinen beiden Hebelarmen 30 und 31, bis der er ste Hebelarm 30 die Totpunktstellung erreicht, in der die Fe der 32 auf der Verbindungslinie liegt und die maximale Feder spannung erreicht hat. Bei weiter zunehmender Bohrtiefe und damit zunehmendem Druck in der Bohrflüssigkeit verschwenkt die weiter ausfahrende Kolbenstange 38 den ersten Hebelarm 30 über die Verbindungslinie hinaus, so daß nun die Kraft der Feder 32 mit der axialen Verschiebekraft des Kolbens 42 wirkt und ein sofortiges Öffnen des Kugelhahns 28 bewirkt (siehe Fig. 2). Dabei ist ein Wippschalterprinzip verwirklicht, bei dem ohne eine Zwischenstellung ein schnelles Umschalten ge währleistet ist. In dieser Offenstellung verbleibt der Kugel hahn 28. Die zugeführte Spüldruckluft kann durch die Einblas öffnungen 8 in das Rohrinnere 9 strömen und das Bohrklein nach oben fördern.When drilling the drill string 2 , which has a drill pipe 1 with the shut-off device according to the invention and the injection openings 8 in the vicinity of the drilling head 12 , the Ku gel cock 28 is initially closed by the tensile force of the spring 32 and the spring 32 and the piston-cylinder unit 35 , which form an actuating device for the ball valve 28 , are in the closed position shown in FIG. 1. With increasing drilling depth or depth, the pressure in the drilling fluid increases, which presses against the piston 42 in the expansion space 44 and displaces it against the pressure of the air in the pressure space 43 and at the same time against the increasing tensioning force of the spring 32 . Since the extending piston rod 38 pivots the pivot lever 29 with its two lever arms 30 and 31 until he ste lever arm 30 reaches the dead center position in which the Fe of 32 lies on the connecting line and has reached the maximum spring tension. As the drilling depth continues to increase and the pressure in the drilling fluid increases, the piston rod 38 , which extends further, pivots the first lever arm 30 beyond the connecting line, so that the force of the spring 32 now acts with the axial displacement force of the piston 42 and causes the ball valve 28 to open immediately (see Fig. 2). Here, a rocker switch principle is realized, in which a rapid switching is ensured without an intermediate position. In this open position, the ball valve 28 remains. The supplied flushing compressed air can flow through the injection openings 8 into the pipe interior 9 and convey the cuttings upwards.

Entsprechend einer Auslegung der Zugkraft der Feder 32, der von der Kolben-Zylinder-Einheit 35 erzeugten Verschiebekraft und der Anordnung und Gestaltung des Schwenkhebels 29 kann die Absperrvorrichtung bei unterschiedlichen Drücken bzw. Bohrtiefen ausgelöst werden und den Kugelhahn 28 öffnen. In einem Bohrstrang 2 kann nach jeweils etwa 50 m ein Bohrrohr 1 mit der erfindungsgemäßen Absperrvorrichtung eingebaut wer den. Eine Luftzuführung zu jeder weiteren Absperrvorrichtung über den Luftkanal 5 ist gewährleistet, da der über die bei den Sperrringe 23 und 26 abgetrennte Luftkanal 5 über eine Öffnung 51 (siehe Fig. 4) zu der ersten Überströmkammer 20 hin geöffnet ist. Beim Abbohren wird dann mit zunehmender Teufe die erste, untere Absperrvorrichtung in der oben be schriebenen Weise geöffnet und die Spüldruckluft tritt aus. Wenn das Bohrrohr 1 mit der Absperrvorrichtung eine Tiefe von etwa 130 m erreicht hat, wird der Austritt von Spüldruckluft in das Rohrinnere 9 enden, da diese üblicherweise von einem einstufigen Kompressor mit max. 13 bar in den Luftkanal 5 eingeblasen wird und somit gegen den in 130 m Tiefe herr schenden Druck nicht ausströmen kann. Dann tritt die Spüldruckluft durch die nächste, etwa 50 m darüber angeordne te Absperrvorrichtung aus, deren Kugelhahn 28 in der be schriebenen Weise geöffnet worden ist.According to a design of the tensile force of the spring 32 , the displacement force generated by the piston-cylinder unit 35 and the arrangement and design of the swivel lever 29 , the shut-off device can be triggered at different pressures or drilling depths and open the ball valve 28 . In a drill string 2 , a drill pipe 1 with the shut-off device according to the invention can be installed every 50 m. An air supply at any other shut-off device via the air duct 5 is ensured since the opened to the first transfer chamber 20. (see FIG. 4) through the separated with the lock rings 23 and 26 air channel 5 through an opening 51. When drilling, the first, lower shut-off device is then opened in the manner described above and the flushing compressed air emerges with increasing depth. When the drill pipe 1 with the shut-off device has reached a depth of approximately 130 m, the discharge of flushing compressed air into the pipe interior 9 will end, since this is usually carried out by a single-stage compressor with a max. 13 bar is blown into the air duct 5 and thus cannot flow out against the pressure prevailing at a depth of 130 m. Then the purge compressed air exits through the next, about 50 m above te shut-off device, the ball valve 28 has been opened in the manner described be.

Ein in den Fig. 5 und 6 dargestelltes, zweites Ausführungs beispiel einer Absperrvorrichtung enthält eine gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel abgeänderte pneumatische Kolben- Zylinder Einheit 35 mit einem geschlossenen Zylindergehäuse 37, wobei der darin axial verschiebbare Kolben 42 Überström öffnungen 52 aufweist, durch die im geschlossenen Zylinderge häuse 37 enthaltene Luft zum Druckausgleich von einem Druck raum 53 in einen kolbenstangenseitigen Zylinder- oder Expan sionsraum 54 strömen kann, wenn der Kolben 42 durch die Kol benstange 38 bewegt wird.A in FIGS. 5 and 6 shown, second execution example of a shut-off device contains a relation to the first embodiment modified pneumatic piston cylinder has unit 35 having a closed cylinder housing 37, wherein the axially therein movable piston openings 42 overflow 52 through which in the closed Cylinder housing 37 contains air to equalize pressure from a pressure chamber 53 into a piston rod-side cylinder or expansion chamber 54 when the piston 42 is moved by the piston rod 38 .

Im Druckraum 53 sowie im Zylinder- oder Expansionsraum 54 ist zu Beginn des Abbohrens Umgebungs- oder Atmosphärendruck von etwa 1 bar enthalten. Fig. 5 zeigt die Absperrvorrichtung in der anfänglichen Schließstellung, in der die Zugfeder 32 die Kolbenstange 38 und den Kolben 42 in einer unteren Stellung hält und der Kugelhahn 28 geöffnet ist. Mit zunehmender Bohrtiefe oder Teufe steigt der Druck in der Bohrflüssigkeit, der auf die Stirnflächen der Kolbenstange 38 wirkt, so daß diese in das Zylindergehäuse 37 bewegt wird und dabei den Kolben 42 gegen den Druckraum 53 drückt, in dem durch Abströmen der Luft über die Überströmöffnungen 52 in den Expansionsraum 54 weiterhin ein Druck von etwa 1 bar herrscht. An dem Kolben 42 und der Kolbenstange 38 greifen somit entgegengesetzt wirken de Kräfte an, wobei entlang der Kolbenstange 38 in die eine Richtung die Druckkraft von 1 bar vom Druckraum 53 her auf den Kolben 42 sowie die mit zunehmender Längung der Feder 32 steigende Federkraft und in die entgegengesetzte Richtung die Druckkraft von 1 bar auf die Ringfläche am Kolben 42 um die Kolbenstange 38 sowie die zunehmende Kraft auf die Stirnflä chen der Kolbenstange 38 in der Bohrflüssigkeit wirken. Nach dem Überschreiten des Totpunktes schwenkt der Schwenkhebel 29 in der beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Art und Weise (jedoch in entgegengesetzter Schwenkrichtung) in die Offenstellung des Kugelhahnes 28 (Fig. 6).In the pressure chamber 53 and in the cylinder or expansion chamber 54 , ambient or atmospheric pressure of approximately 1 bar is contained at the start of drilling. Fig. 5 shows the shut-off device in the initial closed position, in which the tension spring 32 holds the piston rod 38 and the piston 42 in a lower position and the ball valve 28 is open. With increasing drilling depth or depth, the pressure in the drilling fluid increases, which acts on the end faces of the piston rod 38 , so that it is moved into the cylinder housing 37 and thereby presses the piston 42 against the pressure chamber 53 , in which the air flows through the overflow openings 52 in the expansion space 54 there is still a pressure of about 1 bar. On the piston 42 and the piston rod 38 thus act oppositely act de forces, along the piston rod 38 in one direction the pressure force of 1 bar from the pressure chamber 53 on the piston 42 and the increasing with increasing elongation of the spring 32 spring force and in the opposite direction, the pressure force of 1 bar on the annular surface on the piston 42 around the piston rod 38 and the increasing force on the end face surfaces of the piston rod 38 act in the drilling fluid. After the dead center has been exceeded, the pivot lever 29 pivots in the manner described in the first exemplary embodiment (but in the opposite pivot direction) into the open position of the ball valve 28 ( FIG. 6).

Zur Entlastung der Lagerung des Kugelhahnes 28 von der Feder zugkraft der Feder 32 ist ein Hebel 55 an dem Bohrrohr 1 um eine Schwenkachse 56 schwenkbar gelagert. Ein Lenker 57 ver bindet das freie Schwenkende 58 des Hebels 55 mit dem Anlenk punkt 33 am ersten Hebelarm 30 des Schwenkhebels 29. Die Zug feder 32 greift an dem freien Schwenkende 58 des Hebels 55 an. Diese beispielsweise als Parallelogrammgetriebe ausgebil dete Anordnung mit dem Hebel 55 und dem Lenker 57 kann auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.To relieve the bearing of the ball valve 28 from the spring tensile force of the spring 32 , a lever 55 is pivotally mounted on the drill pipe 1 about a pivot axis 56 . A link 57 ver binds the free pivot end 58 of the lever 55 with the pivot point 33 on the first lever arm 30 of the pivot lever 29 . The train spring 32 engages the free pivot end 58 of the lever 55 . This, for example, as a parallelogram gear arrangement with the lever 55 and the handlebar 57 can also be used in the first embodiment.

Der Schwenkhebel 29 kann zusätzlich einen Handgriff 59 zum Schalten und insbesondere Zurückstellen des Kugelhahnes 28 in die Offenstellung aufweisen, wenn der Bohrstrang wieder gezo gen worden ist.The pivot lever 29 can additionally have a handle 59 for switching and in particular returning the ball valve 28 to the open position when the drill string has been pulled again.

Es kann auch ein Getriebe mit einer Übersetzung vorgesehen sein, mit dem der Betätigungsweg und/oder die Betätigungskraft der Kolben-Zylinder-Einheit 35 einstellbar und anpaßbar ist.A transmission with a transmission ratio can also be provided, with which the actuation path and / or the actuation force of the piston-cylinder unit 35 can be adjusted and adapted.

Eine Rückstellfeder, z. B. eine wendelförmige Druckfeder 60 im Druckraum 53, kann vorgesehen sein, um die Rückstellung des Kugelhahnes 28 zu erleichtern, wobei deren Kraft auf das Betätigungsverhalten der Kolben-Zylinder-Einheit 35 abge stimmt ist. Die Rückstellfeder kann alternativ auch als Zug feder 61 zwischen der Kolbenstange 38 und einem festen Punkt 62 an dem Bohrrohr 1 vorgesehen sein (schematisch in Fig. 5 dargestellt).A return spring, e.g. B. a helical compression spring 60 in the pressure chamber 53 may be provided to facilitate the resetting of the ball valve 28 , the force of which is coordinated with the actuation behavior of the piston-cylinder unit 35 . The return spring can alternatively be provided as a tension spring 61 between the piston rod 38 and a fixed point 62 on the drill pipe 1 (shown schematically in Fig. 5).

Claims

1. shut-off device for shutting off flushing compressed air during flush drilling with a drill string composed of several drill pipes,
wherein the shut-off device is attached to a drill pipe and has a shut-off device which, in the closed position, prevents air from being supplied by flushing compressed air supplied via an air channel in the drill string by at least one injection opening leading into the pipe interior of the drill pipe and allows the air outlet in the open position,
wherein it has an actuating device with a piston-cylinder unit ( 35 ) which is triggered when drilling the drill string ( 2 ) in a definable drilling depth by a drilling fluid corresponding to the drilling depth and actuates the shut-off device ( 28 ) in an open position or a closed position .
characterized by
that a pivotable and prestressed adjusting lever ( 29 ) is provided on the shut-off device ( 28 ),
that the piston-cylinder unit ( 35 ) on the adjusting lever ( 29 ) of the shut-off element ( 28 ) engages, and
that the piston-cylinder unit ( 35 ) under the effect of the changing drilling fluid pressure executes a triggering movement for pivoting the adjusting lever ( 29 ), the shut-off device ( 29 ) being switched to the open position or the closed position.

2. Shut-off device according to claim 1, characterized in that the adjusting lever ( 29 ) is biased in the closed position of the locking member ( 28 ).

3. Shut-off device according to claim 2, characterized in that the piston-cylinder unit ( 35 ) has a displaceable piston ( 42 ) whose one piston side delimits a closed pressure chamber ( 43 ) and the opposite other piston side with the respective Bohrflüs fluid pressure is acted upon.

4. Shut-off device according to claim 3, characterized in that the piston ( 42 ) in a cylinder housing ( 37 ) is taken up, the openings ( 45 ) for accessing Bohrflüs liquid to the associated piston side that the piston ( 42 ) via a Piston rod ( 38 ) with the adjustment lever ( 29 ) is connected, and that a compressible medium is contained in the pressure chamber ( 43 ).

5. Shut-off device according to claim 2, characterized in that the piston-cylinder unit ( 35 ) has a displaceable piston ( 42 ) which separates two cylinder spaces ( 53 , 54 ) from one another in a closed cylinder housing ( 37 ) and via a piston rod ( 38 ) is connected to the adjusting lever ( 29 ), the piston ( 42 ) having at least one opening ( 52 ) which forms a flow connection between the two cylinder spaces ( 53 , 54 ) for a pressure fluid contained therein.

6. shut-off device according to claim 5, characterized, that the pressure fluid is air at about 1 bar pressure.

7. shut-off device according to one of claims 2 to 6, characterized in that
that the actuating device ( 32 , 35 ) has a prestressed spring ( 32 ) which acts on the adjusting lever ( 29 ) and prestresses it in the closed position,
that the release movement of the piston-cylinder unit ( 35 ) pivots the adjusting lever ( 29 ) against the tensile force of the spring ( 32 ) into a dead center position, and
that after exceeding the dead center, the tensile force of the Fe ( 32 ) opens the shut-off device ( 28 ) completely.

8. Shut-off device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the adjusting lever ( 29 ) has two mutually offset He belarme ( 30 , 31 ) and the piston-cylinder unit ( 35 ) and the spring ( 32 ) each on one the lever arms ( 30 or 31 ).

9. Shut-off device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the spring ( 32 ) engages an additional pivot lever ( 55 ) which is coupled via a link ( 57 ) with the one arm arm ( 30 ) of the adjusting lever ( 29 ) is.

10. Shut-off device according to claim 9, characterized in that the additional pivot lever ( 55 ), the link ( 57 ) and the lever arm ( 30 ) of the adjusting lever ( 29 ) form a parallelo grammar gear.

11. Shut-off device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the shut-off element ( 28 ) is a valve and in particular a ball valve ( 28 ).

12. Shut-off device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the air duct ( 5 ) between an inner and an outer tubular casing ( 6 and 7 ) of the double-walled drill pipes ( 1 ) is formed.

13. Shut-off device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the shut-off element ( 28 ) is arranged in an overflow channel ( 27 ) which connects the air channel ( 5 ) with the at least egg-blowing opening ( 8 ).

14. Shut-off device according to claim 13, characterized in that two overflow chambers ( 20 , 21 ) are attached to the outer tubular jacket ( 7 ) of the drill pipe ( 1 ), the first overflow chamber ( 20 ) with the air channel ( 5 ) and the second overflow chamber ( 21 ) with the injection openings ( 8 ) in flow connection and the overflow channel ( 27 ) connects the two overflow chambers ( 20 , 21 ).

15. Shut-off device according to claim 14, characterized in that the second overflow chamber ( 21 ) is connected to an annular space ( 25 ) which is formed as a section of the air duct ( 5 ) which is sealed against the air duct ( 5 ) and of which the at least one Injection opening ( 8 ) leads into the tube interior ( 9 ).

16. Shut-off device according to claim 15, characterized in that a flow connection ( 51 ) bridges the uninterrupted air channel ( 5 ) on the annular space ( 25 ).

17. Shut-off device according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least two shut-off devices on the drill string ( 2 ) are arranged axially spaced apart.

18. Shut-off device according to claim 17, characterized in that the distance from two adjacent shut-off devices in the drill string ( 2 ) is approximately 50 to 80 m.

19. Shut-off device according to one of claims 1 to 18, characterized in that it is surrounded by a cover ( 47 ) with openings ( 48 ) for drilling fluid access.

20. Shut-off device according to claim 18, characterized in that the cover ( 47 ) is a cylinder part which is attached to the drill pipe ( 1 ) of the shut-off device and has a plurality of small holes ( 48 ) for the drilling fluid access.

21. Shut-off device according to one of claims 1 to 20, characterized in that a resetting device for applying a restoring force to the adjusting lever ( 29 ) of the shut-off element ( 28 ) is provided.

22. Shut-off device according to claim 21, characterized in that the return device has at least one return spring ( 60 ; 61 ).