DE202005012722U1

DE202005012722U1 - Hammer-drilling arrangement for drilling purposes comprises a hammer-drill head, a flushing medium supply unit, a drill pipe with a conveying channel for the drillings and an overlaying pipe connected to a drilling crown

Info

Publication number: DE202005012722U1
Application number: DE202005012722U
Authority: DE
Original assignee: GEOMECHANIK WASSER und UMWELTT; GEOMECHANIK WASSER- und UMWELTTECHNIK GmbH
Current assignee: GEOMECHANIK WASSER und UMWELTT; GEOMECHANIK WASSER- und UMWELTTECHNIK GmbH
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2015-06-11
Also published as: DE102005026921A1

Abstract

Hammer-drilling arrangement comprises a hammer-drill head (6) with an impact drilling crown (9), a flushing medium supply unit, a drill pipe (2) with a conveying channel (3) for the drillings and a feed channel (4) for the flushing medium and an overlaying pipe (12) connected to the drilling crown. Preferred Features: The arrangement also has a seal for sealing the borehole from the borehole opening. The seal is arranged in a fixed distance from the drill head. The seal has an assembly ring which is fixed in a rotary manner to the drill pipe.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere mittels eines Senkhammers, und insbesondere zum Überlagerungsbohren.The The present invention relates to a device for drilling, in particular by means of a countersunk hammer, and in particular for overburden drilling.

Als Senkhammerbohrer bezeichnete Bohrvorrichtungen weisen einen Dreh-Schlagbohrkopf auf, der in das Bohrloch abgesenkt wird. Andere Bezeichnungen hierfür sind "Im-Loch-Hammer" und "DTH-Hammer" (Down-The-Hole-Hammer).When Countersink drill bits have a rotary impact drill head, which is lowered into the borehole. Other designations include "in-hole hammer" and "DTH hammer" (down-the-hole hammer).

Unter Überlagerungsbohren wird im Rahmen dieser Anmeldung ein Bohrverfahren verstanden, bei welchem ein das Bohrloch wenigstens im Bereich der Bohrlochsohle auskleidendes Rohr mitgeführt wird.Under overlay drilling For the purposes of this application, a drilling method is understood in which a lining the borehole at least in the area of the bottom hole Pipe carried becomes.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 10 726 A1 ist ein Bohrgestänge mit Senkhammer-Bohrkopf beschrieben, bei welchem mittels eines Luftverteilers Pressluft als Spülmedium von außen nach innen zu einem zentralen Teil der Krone des Bohrers, und das Bohrklein durch einen zentral in dem Bohrgestänge angeordneten Durchlass nach oben befördert wird. Diese bekannte Vorrichtung weist außerdem im Bereich des Hammers eine nach unten offene Schürze auf, durch die die mit Bohrklein angereicherte Pressluft in den Luftverteiler geführt wird.In the German Offenlegungsschrift DE 43 10 726 A1 is a drill pipe with countersinking drill head described in which by means of an air distributor compressed air as flushing medium from the outside inwards to a central part of the crown of the drill, and the drill cuttings is conveyed through a centrally located in the drill pipe passageway upwards. This known device also has in the area of the hammer on a downwardly open skirt through which the enriched with cuttings compressed air is fed into the air manifold.

In der US-Patentanmeldung US 2005/0103527 A1 ist ein doppelwandiges Bohrrohr beschrieben, dessen Innenrohr als Schlauch ausgebildet ist, durch welchen das Bohrklein nach oben befördert wird, während durch den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenrohr des Bohrrohrs Bohrschlamm nach unten gepresst wird.In US patent application US 2005/0103527 A1 is a double-walled Drill tube described, the inner tube formed as a hose is, through which the cuttings is carried upwards, through the space between the inner and outer tube of the drill pipe drilling mud is pressed down.

In der internationalen Patentanmeldung WO 02/081856 A1 ist ein Bohrkopf beschrieben, bei dem das Spülmedium von innen nach außen an den Rand der Krone des Bohrers, und das Bohrklein von einem zentralen Teil dieser Krone an die Peripherie des Bohrkopfes befördert wird.In International Patent Application WO 02/081856 A1 is a drill head described in which the flushing medium from the inside to the outside to the edge of the crown of the drill, and the cuttings from a central Part of this crown is transported to the periphery of the drill head.

Es hat sich herausgestellt, dass die bekannten Bohrvorrichtungen einerseits einen hohen Bedarf an Spülfluid aufweisen, andererseits in einigen Anwendungen teilweise eine unzureichende Bohrtiefe, eine unbefriedigende Bohrgeschwindigkeit oder nur einen geringen Bohrlochdurchmesser bereitstellen.It It has been found that the known drilling devices on the one hand a high demand for flushing fluid partly insufficient in some applications Drilling depth, unsatisfactory drilling speed or just one provide small hole diameter.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Bohrvorrichtung vorzuschlagen, die eine gesteigerte Effizienz aufweist, also beispielsweise mit geringerem Spülfluidbedarf oder schneller eine größere Bohrtiefe oder einen größeren Bohrlochdurchmesser bereitstellt.It is therefore an object of the invention to propose a drilling device, which has an increased efficiency, so for example with lower Spülfluidbedarf or faster a larger drilling depth or providing a larger diameter borehole.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bohrvorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch.These Task is solved by the drilling device according to the independent claim.

Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Überlagerungsbohren bereit, welche einen Senkhammer-Bohrkopf mit einer Schlagbohrkrone, ein Bohrrohr mit einem Förderkanal für das Bohrklein und wenigstens einem Zufuhrkanal für das Spülmedium, eine Spülmedium-Versorgungseinrichtung und ein Überlagerungsrohr aufweist. Das Überlagerungsrohr ist mit der Bohrkrone verbunden.The Invention provides a device for overburden drilling which includes a countersink drill bit with a percussion drill bit, a drill pipe with a delivery channel for the cuttings and at least one supply channel for the flushing medium, a flushing medium supply device and a superposition tube having. The overlay tube is connected to the drill bit.

Ferner kann die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung eine Dichtung zum Abdichten des Bohrrohrs gegen die Bohrlochöffnung aufweisen, wobei die Dichtung bevorzugt in einem während der Bohrung gleichbleibenden Abstand zum Hammer angeordnet ist.Further can the drilling device according to the invention have a gasket for sealing the drill pipe against the wellbore opening, wherein the seal preferably in a constant during the bore Distance to the hammer is arranged.

In einer Ausführungsform ist oberhalb eines Luftverteilers um das Bohrrohr herum ein Ring vorzugsweise gegen jenes drehbar montiert, auf dem wenigstens eine, bevorzugt mehrere Scheiben als Dichtung angeordnet sind. Bevorzugt sind hierfür durch kleinere Kunststoffscheiben voneinander beabstandete Gummischeiben, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser eines Überlagerungsrohrs entspricht. Der Stapel aus Gummi- und Kunststoffscheiben wird vorzugsweise durch zwei miteinander verschraubte Stahlscheiben kleineren Durchmessers zusammengehalten. In axialer Richtung ist die Dichtungsanordnung aus den Scheiben und einem die Scheiben tragenden Ring vorzugsweise durch einen Schlossring oder/und einen Flansch fixiert.In an embodiment is a ring above an air distributor around the drill pipe preferably mounted rotatably against that on which at least one, preferably several discs are arranged as a seal. Prefers are through this smaller plastic discs spaced apart rubber discs, its outer diameter the inner diameter of an overlay tube equivalent. The stack of rubber and plastic discs is preferably by two smaller diameter steel disks bolted together held together. In the axial direction is the seal assembly from the discs and a disc carrying the discs preferably fixed by a lock ring and / or a flange.

Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass die Spülmedium-Druckverluste durch Klüfte im Gestein reduziert werden. Ein zusätzlicher Druckverlust durch ein im Bohrverlauf zunehmendes Bohrlochvolumen wird vermieden. Als Resultat reicht die für den Betrieb des Schlaghammers erforderliche Durchflussmenge des Energieübertragungsmediums aus, nach Verlassen des Hammers als Spülmedium für die Bohrkrone zu fungie ren, und zwar weitgehend unabhängig von der Beschaffenheit des anstehenden Gesteins (Wasser, Klüfte).With this measure is achieved that the flushing medium pressure losses through clefts be reduced in the rock. An additional pressure loss through a borehole volume increasing in the course of drilling is avoided. When Result is enough for the operation of the percussion hammer required flow rate of Energy transfer medium to act as flushing medium for the drill bit after leaving the hammer, and largely independent the nature of the pending rock (water, crevices).

Des Weiteren ist mit der Erfindung ein Verfahren zum Überlagerungsbohren im Lufthebeverfahren durchführbar. Unter diesem Aspekt umfasst die Erfindung eine Einrichtung zum Zuführen des Spülfluids insbesondere peripher zum Abführen des Bohrkleins zumindest über einen überwiegenden Teil der Bohrtiefe hinweg, und eine Einrichtung zum Mitziehen eines benachbart zum anstehenden Gestein angeordneten Überlagerungsrohrs. Es ist dabei bevorzugt, wenn das Überlagerungsrohr relativ zum anstehenden Gestein nicht oder langsamer dreht als ein zentral angeordnetes Bohrrohr für die Zu- und Abfuhr des Spülfluids.Furthermore, with the invention, a method for overlay drilling in Lufthebeverfahren feasible. In this aspect, the invention comprises a device for supplying the flushing fluid in particular peripherally for discharging the cuttings at least over a major part of the drilling depth, and means for entraining a superimposed pipe arranged adjacent to the upcoming rock. It is preferred if the overlay tube rotates relative to the upcoming rock not or slower than a centrally located drill pipe for the supply and discharge of the flushing fluid.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Erfindung weiterhin eine Einrichtung zum Abdichten der Bohrsohle gegen die Bohrlochöffnung, sowie insbesondere eine Einrichtung zum Mitziehen der Dichtung, so dass die Dichtung sich relativ zum anstehenden Gestein mit einer Geschwindigkeit von höchstens der des Bohrrohrs und bevorzugt wenigstens der des Überlagerungsrohrs dreht.In a preferred embodiment The invention further comprises a device for sealing the Sole against the hole opening, as well in particular a device for pulling the seal so that the seal is at a speed relative to the pending rock from at most that of the drill pipe, and preferably at least that of the overlay pipe rotates.

Eine Dreh-Schlagbohrvorrichtung ist bevorzugt, bei welcher die Zufuhr von Energie mittels eines Energieübertragungsmediums zu einem im Bohrloch angeordneten Bohrhammer bei gleichzeitiger Drehung des Bohrhammers erfolgt.A Rotary impact drilling apparatus is preferred in which the supply of energy by means of an energy transfer medium to one in the borehole arranged hammer drill with simultaneous rotation of the Drill hammer takes place.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Details gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen hervor. Die Ansprüche sind als nicht limitierender Versuch der Beschreibung der Erfindung in allgemeinen Begriffen zu verstehen. Es zeigen:Further advantageous embodiments and details will become apparent from the dependent claims, the following Description and attached drawings out. The claims are as a non-limiting attempt to describe the invention in to understand general concepts. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung im Längsschnitt; 1 a drilling device according to the invention in longitudinal section;

2 eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung im Querschnitt; 2 a drilling device according to the invention in cross section;

3 einen erfindungsgemäßen Plugg im Querschnitt; 3 a plug according to the invention in cross section;

4 eine Übersichtsskizze einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung; 4 an outline sketch of a drilling device according to the invention;

5 eine weitere erfindungsgemäße Bohrvorrichtung ausschnittsweise im Längsschnitt. 5 a further drilling device according to the invention in sections in longitudinal section.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 umfasst das Bohrgestänge 1 ein Bohrrohr 2 mit einem zentralen Förderkanal 3 und einem an dessen Peripherie angeordneten Luftkanal 4. Am unteren Ende des Bohrrohrs 2 ist ein Verbindungsstück 5 angeschweißt, in welches von unten ein Senkhammer-Bohrkopf 6 mit seinem zentralen Anschlussstück 7 eingeschraubt ist, das eine Pressluft-Zufuhr-Öffnung 8 aufweist, durch die der Senkhammer-Bohrkopf 6 zum Antrieb seiner Schlagbohrkrone 9 mit Pressluft versorgt wird. Der Durchmesser der Schlagbohrkrone 9 ist größer als der des Bohrrohrs 2 und auch größer als der Durchmesser des Antriebsteils des Senkhammer-Bohrkopfes 6. Im Verbindungsstück 5 verläuft ein Förderkanalabschnitt 10 vom zentral angeordneten Förderkanal 3 des Bohrrohrs 2 schräg nach unten zu einer seitlichen Eintrittsöffnung 11. Ferner ver läuft ein Luftkanalabschnitt 13 von dem peripheren Luftkanal 4 des Bohrrohrs zu einem zentralen Bereich des Anschlussstücks 7 des Bohrkopfes.In the embodiment according to 1 and 2 includes the drill pipe 1 a drill pipe 2 with a central conveyor channel 3 and an air duct disposed on the periphery thereof 4 , At the bottom of the drill pipe 2 is a connector 5 welded, in which from below a Senkhammer drill head 6 with its central connector 7 screwed in, which is a compressed air feed opening 8th through which the countersink drill bit 6 to drive his percussion drill bit 9 is supplied with compressed air. The diameter of the percussion drill bit 9 is larger than that of the drill pipe 2 and also larger than the diameter of the drive part of the countersink drill bit 6 , In the connector 5 runs a conveyor channel section 10 from the centrally arranged conveyor channel 3 of the drill pipe 2 obliquely down to a side entry opening 11 , Furthermore ver runs an air duct section 13 from the peripheral air channel 4 of the drill pipe to a central portion of the fitting 7 of the drill head.

Die Schlagbohrkrone 9 wird durch Pressluft aus einer im Beispiel benachbart der Bohrlochöffnung angeordneten Kompressoranlage zu Schlagbewegungen angetrieben, während sie durch das Bohrgestänge 1 gedreht wird. Die Schlagbohrkrone weist eine zentrale Pilotkrone 9a und eine diese umgebende Ringkrone 9b auf. Pilotkrone 9a und Ringkrone 9b sind mittels einer Bajonettverbindung lösbar miteinander verbunden. Die Ringkrone 9b ist über einen Casingschuh 15 drehbar mit einem Überlagerungsrohr 12 verbunden, welches dadurch im Bohrverlauf mitgezogen wird. Die von der Bohrlochsohle zur Bohrlochöffnung zurückströmende Pressluft wirkt, unterstützt von im Bohrloch anstehendem oder zusätzlich zugeführtem Wasser, als Spülmedium und hält in dem zentralen Förderkanal 3 eine zur Beförderung des Bohrkleins ausreichende Strömungsgeschwindigkeit von über 30 m/s, bevorzugt 70–80 m/s, insbesondere etwa 75 m/s aufrecht.The percussion drill bit 9 is propelled to blows by compressed air from a compressor unit located adjacent to the well bore in the example while passing through the drill string 1 is turned. The percussion drill has a central pilot crown 9a and a surrounding ring crown 9b on. pilot crown 9a and ring crown 9b are detachably connected to each other by means of a bayonet connection. The ring crown 9b is over a Casingschuh 15 rotatable with a superposition tube 12 connected, which is thereby pulled along in the course of drilling. The compressed air flowing back from the borehole bottom to the borehole opening, assisted by water present in the borehole or additionally supplied, acts as flushing medium and stops in the central conveying channel 3 a flow rate of more than 30 m / s, preferably 70-80 m / s, in particular about 75 m / s, sufficient to convey the cuttings.

In der Ausführungsform der 1 weist die Bohrkrone 9 weiterhin einen Zufuhrkanal 41 für die aus dem Hammer 6 in die Bohrkrone 9 einströmende Pressluft 42, einen Zufuhrdurchlass 43, einen Abfuhrdurchlass 44, einen Bypass 45 sowie einen Abfuhrkanal 46 für die rückströmende Pressluft 47 auf. An der Stirnfläche der Krone 9 sind Bohrelemente 50a, 50b der Pilot- bzw. Ringkrone angeordnet. Die Ringkrone 9b ist vermittels der Halteelemente 51, 52, 53 einerseits lösbar mit der Pilotkrone 9a gekoppelt, andererseits drehbar mit dem Casingschuh 15 verbunden, so dass die Ringkrone 9b den Casingschuh 15 mitsamt dem daran angeschweiß ten Überlagerungsrohr 12 mitzuziehen vermag. Das Überlagerungsrohr 12 dreht dadurch nicht oder wesentlich langsamer als die Bohrkrone 9, je nach Reibungswiderstand der Bohrlochwand und auf die Krone ausgeübtem Drehmoment.In the embodiment of the 1 points the drill bit 9 continue a supply channel 41 for the one out of the hammer 6 into the drill bit 9 incoming compressed air 42 , a feed passage 43 , a discharge passage 44 , a bypass 45 and a discharge channel 46 for the back-flowing compressed air 47 on. At the end face of the crown 9 are drilling elements 50a . 50b the pilot or ring crown arranged. The ring crown 9b is by means of the retaining elements 51 . 52 . 53 on the one hand detachable with the pilot crown 9a coupled, on the other hand rotatable with the Casingschuh 15 connected so that the ring crown 9b the Casing shoe 15 together with the welded-on overlay tube 12 to be able to The overlay tube 12 does not rotate or does so much slower than the drill bit 9 , depending on the frictional resistance of the borehole wall and on the crown applied torque.

Zur Pressluftversorgung für einen 18"-Imlochhammer und ein Bohrrohr mit 200 mm Außen- und 125 mm Innendurchmesser dienen Kompressoren 60 mit zusammen 30 bis 80 m³/min Förderleistung, bevorzugt 50 bis 70 m³/min Förderleistung, wobei mit zunehmender Bohrtiefe und Korngröße des Bohrkleins entsprechend größere Luftmengenraten zur Anwendung kommen.The compressed air supply for an 18 "burglar hammer and a drill pipe with 200 mm outer and 125 mm inner diameter serve compressors 60 with together 30 to 80 m ³ / min capacity, preferably 50 to 70 m ³ / min capacity, with increasing depth and grain size of the cuttings correspondingly larger air flow rates are used.

Das Bohrloch ist, wenigstens im Bereich seiner Sohle bis über den Hammer 6 hinaus, mit dem Überlagerungsrohr 12 ausgekleidet. Über das Verbindungsstück 5 ist als Dichtung ein Plugg 18 gesetzt (3), welcher am Überlagerungsrohr 12 und am Bohrrohr 2 dicht anliegt und im Verlauf der Bohrung mit dem Bohrrohr 2 nach unten fährt. Dieser Plugg 18 umfasst in der dargestellten Ausführung drei Gummischeiben 20, die durch zwei Kunststoffscheiben 22 geringeren Durchmessers voneinander beabstandet gehaltert werden. Bevorzugt sind eine oder zwei bis fünf Gummischeiben, die durch eine entsprechend um Eins geringere Zahl von Kunststoffscheiben voneinander separiert sind. Der Stapel von Gummi- und Kunststoffscheiben wird zu beiden Seiten von Stahlscheiben 24 desselben Durchmessers wie die Kunststoffscheiben 22, sowie sechs durch Bohrungen 26 in den Scheiben geführte Gewindebolzen 28 nebst Muttern gehalten. Der Scheibenstapel ist mittels Bolzen 32 auf einem Montagering 30 angeordnet und befestigt, welcher drehbar auf das Bohrrohr 2 aufgeschoben und in axialer Richtung durch einen am Bohrrohr 2 angeschweißten Schlossring 34 fixiert ist. Durch diese Anordnung dreht sich der Montagering 30 nicht oder nur langsam mit dem Bohrrohr 2 mit, während die Gummischeiben 20 an der Innenwand des Überlagerungsrohrs 12 anliegen. Gegenüber dem anstehenden Gebirge drehen sich die Dichtungsscheiben des Plugg 18 mit einer Geschwindigkeit wenigstens der des Überlagerungsrohrs 12 und kleiner als der des Bohrrohrs 2.The hole is, at least in the area of its sole up to the hammer 6 out, with the overlay tube 12 lined. About the connector 5 is a plug as a seal 18 set ( 3 ), which at the overlay tube 12 and on the drill pipe 2 tight and in the course of drilling with the drill pipe 2 goes down. This plugg 18 In the illustrated embodiment, it includes three rubber washers 20 passing through two plastic discs 22 be supported spaced apart smaller diameter. Preference is given to one or two to five rubber discs by a corresponding are separated by a smaller number of plastic discs from each other. The stack of rubber and plastic discs is on both sides of steel discs 24 the same diameter as the plastic discs 22 , as well as six by drilling 26 in the discs guided threaded bolt 28 held together with nuts. The disk stack is by means of bolts 32 on a mounting ring 30 arranged and fixed, which rotatably on the drill pipe 2 deferred and in the axial direction by a drill pipe 2 welded lock ring 34 is fixed. By this arrangement, the mounting ring rotates 30 not or only slowly with the drill pipe 2 with, while the rubber slices 20 on the inner wall of the overlay tube 12 issue. Opposite the upcoming mountains turn the sealing discs of the Plugg 18 at a rate at least that of the overlay tube 12 and smaller than that of the drill pipe 2 ,

In einer alternativen Ausführung ist statt des Scheibenstapels ein aufblasbarer Schlauchring ("Packer") auf dem Montagering angeordnet.In an alternative embodiment is instead of the disk stack an inflatable hose ring ("packer") on the mounting ring arranged.

Als Überlagerungsrohr wird beispielsweise ein Rohr der Dimensionen 711 (28")×8 mm eingesetzt, in dessen Innendurchmesser von 695 mm die Gummischeiben 20 des Plugg eingepasst sind. Die Gummi-, Stahl- und Kunststoffscheiben des Plugg 18 haben jeweils eine Dicke von 15 mm. Diese Scheiben sind wie in 3 gezeigt auf einen Bronzering 30 aufgesteckt, der seinerseits drehbar auf das Bohrrohr 2 mit Außendurchmesser 200 mm aufgeschoben und in axialer Richtung durch einen Schlossring 34 gesichert ist.As overlay tube, for example, a tube of dimensions 711 (28 ") × 8 mm inserted, in its inner diameter of 695 mm, the rubber discs 20 of the plugg are fitted. The rubber, steel and plastic discs of the Plugg 18 each have a thickness of 15 mm. These discs are like in 3 shown on a bronze ring 30 attached, in turn rotatable on the drill pipe 2 pushed with outer diameter 200 mm and in the axial direction by a lock ring 34 is secured.

Oberhalb des Verbindungsstücks 5 ist eine Schwerstange 36 (siehe 4) angeordnet, um die Schlagwirkung des Hammers 6 nach oben zu dämpfen und so nach unten zu leiten. Diese Schwerstange 36 ist beispielsweise als Teil des Bohrrohrs 2 mit einem äußeren, mit Blei ausgegossenen Mantel ausgebildet. Der Plugg 18 ist ober- oder bevorzugt unterhalb der Schwerstange 36 angeordnet.Above the connector 5 is a drill collar 36 (please refer 4 ) arranged to the impact of the hammer 6 to dampen upwards and thus to lead downwards. This drill collar 36 is for example as part of the drill pipe 2 formed with an outer, cast with lead coat. The plugg 18 is upper or preferably below the drill collar 36 arranged.

Im oben beschriebenen Beispiel ist das Überlagerungsrohr ein durchgehender Rohrstrang, der im Bohrverlauf fortlau fend ergänzt wird und nach Abschluss der Bohrung im Loch verbleiben kann. In einer Alternative der Bohrvorrichtung wird der Strang nicht über den Plugg hinaus ergänzt, sondern mit einem beispielsweise kegelstumpfförmigen Deckelstück nach oben abgeschlossen. In diesem Fall ist alternativ das Deckelstück als Dichtung ausgebildet, so dass der Plugg entbehrlich ist. Das Deckelstück schließt dabei gegen das Bohrrohr drehbar dicht ab.in the As described above, the overlay tube is a continuous one Pipe string, which is progressively supplemented in the course of drilling and after completion the hole can remain in the hole. In an alternative of the drilling device the strand is not over added to the plugg, but with a frustoconical lid piece, for example completed above. In this case, alternatively, the cover piece as a seal trained, so that the pluggable is unnecessary. The lid piece closes rotatable against the drill pipe.

In einer weiteren Ausführungsform (5) ist unterhalb der seitlichen Eintrittsöffnung 11 um den Hammer 6 herum ein nach unten geschlossenes Mantelrohr 14 angeordnet welches bevorzugt doppelwandig ausgebildet ist. Nach oben hin erstreckt sich dieses Mantelrohr 14 in diesem Beispiel bis zur Oberkante des Verbindungsstücks 5, wobei für die seitliche Eintrittsöffnung 11 ein Durchlass 15 in dem Mantelrohr 14 ausgebildet ist. Dadurch wird das Spülmedium gezwungen, durch den durch das Mantelrohr 14 eingeengten Umfangsraum (äußerer schraffierter Bereich in 2) zwischen Mantelrohr 14 und Überlagerungsrohr 12 zu strömen. Wegen des eingeengten freien Querschnitts erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit auf Höhe des Hammers auf Werte, die das Ausblasen des Bohrkleins sicherstellen.In a further embodiment ( 5 ) is below the lateral inlet opening 11 around the hammer 6 around a downwardly closed jacket tube 14 arranged which is preferably designed double-walled. Towards the top, this jacket tube extends 14 in this example, to the top of the connector 5 , wherein for the lateral inlet opening 11 a passage 15 in the jacket tube 14 is trained. As a result, the flushing medium is forced through the through the jacket tube 14 narrowed circumferential space (outer hatched area in 2 ) between casing pipe 14 and overlay tube 12 to stream. Because of the restricted free cross-section, the flow velocity at the hammer level increases to values that ensure purging of the cuttings.

Bei dem anwendungsgemäßen Bohrverfahren wird die Bohrkrone 9 gedreht, während durch das Bohrrohr 2 zum Übertragen einer Schlagwirkung auf die drehende Bohrkrone 9 dem Hammer 6 ein Energieübertragungsmedium, beispielsweise ein Teil des Spülmediums, zugeführt wird; mit der Bohrkrone 9 wird ein Überlagerungsrohr 12 und eine Dichtung 18 zwischen dem Überlagerungsrohr 12 und dem Bohrrohr 2 mitgeführt; und das Bohrklein wird durch das Bohrrohr 2 abgeführt. Das Überla gerungsrohr kann an der Bohrlochöffnung fortlaufend an seinem oberen Ende ergänzt werden, oder nach Einbau der Dichtung oben abgeschlossen werden. Im ersteren Fall kann das Überlagerungsrohr nach Abschluss der Bohrung im Bohrloch verbleiben oder wieder ausgebaut werden. Die Ausführung im letzteren Fall hat den Vorteil, dass der Reibungswiderstand des mitgeführten Überlagerungsrohrs unabhängig bleibt von der Bohrtiefe, und somit diesbezüglich keine maßgebliche Grenze setzt.In the application of drilling method is the drill bit 9 while turning through the drill pipe 2 for transmitting a striking effect to the rotating drill bit 9 the hammer 6 an energy transfer medium, for example a portion of the purge medium, is supplied; with the drill bit 9 becomes an overlay tube 12 and a seal 18 between the overlay tube 12 and the drill pipe 2 carried; and the cuttings gets through the drill pipe 2 dissipated. The overlay tube can be added to the wellbore opening continuously at its upper end, or completed after installation of the seal at the top. In the former case, the overlay tube can remain in the well after completion of the hole or be removed again. The embodiment in the latter case has the advantage that the frictional resistance of the entrained overlay tube remains independent of the drilling depth, and thus in this respect sets no significant limit.

Die anwendungsgemäßen Bohrverfahren haben den Vorteil, dass durch das Mitführen des Plugg 18 dicht oberhalb des Luftverteiler-Verbindungsstücks 5 für die Umlenkung des Spülmediums, und durch das Mitführen eines Überlagerungsrohrs 12, zuverlässig ein ausreichendes Druckgefälle zwischen Bohrlochsohle und Bohrlochöffnung aufgebaut wird, um das Bohrklein auszublasen: Einerseits kann das Spülmedium nicht in Klüfte des anstehenden Gebirges ausweichen, andererseits bleibt das unter Druck zu setzende Volumen im Bohrverlauf konstant und vergleichsweise gering.The application of drilling methods have the advantage that by the entrainment of the Plugg 18 just above the air distributor connector 5 for the deflection of the flushing medium, and by carrying an overlay tube 12 , reliably a sufficient pressure gradient between the bottom of the hole and hole opening is built to blow out the cuttings: on the one hand, the flushing medium can not escape into fractures of the upcoming mountains, on the other hand, the volume to be pressurized remains constant in the bore and comparatively low.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Durchtritts-Querschnitt für das mit Bohrklein angereicherte Spülfluid im Bereich des Hammers eingeengt, erforderlichenfalls durch ein den Hammer umgebendes Mantelrohr, und zwar derart, dass er höchstens das Zehnfache des Innenquerschnitts des Förderkanals des Bohrrohrs beträgt (innerer schraffierter Bereich in 2), andererseits vorzugsweise nicht geringer ist als jener, insbesondere wenigstens viermal so groß ist, und besonders bevorzugt sechs- bis achtmal so groß ist, damit auch grobkörniges Bohrklein durchtreten kann.In a further preferred embodiment, the passage cross-section for the cuttings-enriched flushing fluid in the region of the hammer is restricted, if necessary, by a jacket tube surrounding the hammer, such that it is at most ten times the internal cross-section of the conveying channel of the drill pipe (inner hatched area in 2 ), on the other hand, preferably not less than that, in particular at least four times as large, and particularly preferably six to eight times as large, so that too coarse-grained cuttings can pass through.

Es ist bevorzugt, Überlagerungsrohr, Bohrrohr-Förderkanal und optionales Mantelrohr kreiszylindrisch auszuführen. In diesem Fall ergeben die drei Streckenlängen (siehe 2) A = Außendurchmesser des Hammers oder des um den Hämmer herum angeordneten Mantelrohrs, n·B = eineinhalb- bis vierfacher, vorzugsweise zweieinhalb- bis dreifacher Innendurchmesser des Förderkanals für das Spülfluid oberhalb des Luftverteilers und C = Innendurchmesser des Überlagerungsrohrs, wenn sie zu einer geometrischen Figur zusammengefügt werden, ein spitz- oder insbesondere rechtwinkliges Dreieck mit den Seiten A, n·B und C.It is preferred to make overlay pipe, drill pipe delivery channel and optional jacket tube circular cylindrical. In this case, the three route lengths (see 2 A = Outer diameter of the hammer or casing around the hammers, n · B = one and a half to four times, preferably two and a half to three, inner diameters of the irrigation fluid conveying channel above the air distributor and C = inner diameter of the superposing tube if they are geometric Figure, a pointed or in particular right-angled triangle with the sides A, n · B and C.

Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, dass das Bohrklein am Hammer vorbei in das Bohrrohr geblasen wird.By these measures Ensures that the cuttings pass the hammer in the Drilling tube is blown.

Das optionale Mantelrohr ist vorzugsweise ein- oder doppelwandig ausgebildet und weist einen Durchlass oder eine Aussparung auf, der bzw. die die Eintrittsöffnung des Luftverteilers mit dem das Mantelrohr umgebenden Raum verbindet. Ferner schließt das Mantelrohr an seinem oberen Ende gegen das Bohrrohr oder den Luftverteiler, an seinem unteren Ende gegen den Hammer ab.The optional jacket tube is preferably single or double-walled and has a passage or a recess, the or the entrance opening of the air distributor with the space surrounding the jacket tube connects. Furthermore, this includes Casing pipe at its upper end against the drill pipe or the air distributor, at its lower end against the hammer.

Damit wird erreicht, dass das mit Bohrklein angereicherte Spülfluid mit ausreichend hoher Geschwindigkeit um das Mantelrohr herum zu der Eintrittsöffnung des Luftverteilers strömt, um das Bohrklein auf seine Aufstiegsgeschwindigkeit zu beschleunigen.In order to is achieved that enriched with cuttings flushing fluid with sufficiently high speed around the jacket tube to the inlet opening the air distributor flows, to accelerate the cuttings to its ascent rate.

In einer bevorzugten Anwendung wird das Bohrverfahren in einem ersten Abschnitt, bei einem relativ großen Bohrloch durchmesser, unter Verwendung eines solchen Mantelrohrs durchgeführt; nach Erreichen einer bestimmten Bohrlochtiefe wird ein zweiter Bohrabschnitt mit geringerem Bohrlochdurchmesser und ohne das Mantelrohr, oder mit einem Mantelrohr geringeren Außendurchmessers weitergeführt. In die obere, weitere Bohrlochsektion kann dann beispielsweise eine Sperrverrohrung eingebaut werden. Auf diese Weise kann die gesamte Bohrung mit weitgehend gleichen Komponenten und damit platzsparend und kostengünstig durchgeführt werden.In In a preferred application, the drilling procedure is in a first Section, with a relatively large hole diameter, below Using such a jacket tube performed; after reaching a certain Borehole depth is a second drill section with a smaller hole diameter and continued without the jacket tube, or with a jacket tube of smaller outside diameter. In the upper, further well section can then, for example, a Locking piping to be installed. In this way, the entire bore be performed with largely the same components and thus save space and cost.

Claims

A countersinking boring apparatus comprising: a countersinking boring head ( 6 ) with a percussion drill bit ( 9 ); a flushing medium supply device ( 60 ); a drill pipe ( 2 ) with a delivery channel ( 3 ) for the cuttings and at least one supply channel ( 4 ) for the flushing medium; and one with the drill bit ( 9 ) connected overlay tube ( 12 ).

A sinker drilling apparatus according to claim 1, further comprising a gasket ( 18 ) for sealing the borehole against the borehole opening.

Sinking hammer drilling apparatus according to claim 2, wherein the seal ( 18 ) at a fixed distance from the drill head ( 6 ) is arranged.

Sinking hammer drilling apparatus according to claim 2 or 3, wherein the seal ( 18 ) a mounting ring ( 30 ) rotatably mounted on the drill pipe ( 2 ) is attached.

Sinking hammer drilling apparatus according to claim 4, wherein the seal ( 18 ) comprises an inflatable tube ring mounted on the mounting ring ( 30 ) is arranged.

Countersinking drilling device according to one of the preceding claims, wherein the conveying channel ( 3 ) for the cuttings from the feed channel ( 4 ) is surrounded for the flushing medium.

Sinking hammer drilling apparatus according to one of claims 1 to 6, wherein a free cross-sectional area within the overlay pipe ( 12 ) in the area of the hammer drill ( 6 ) is at most ten times as large as a free cross-sectional area of the delivery channel ( 3 ) for the cuttings.

Sinking hammer drilling apparatus according to claim 7, wherein the free cross-sectional area within the overlay pipe ( 12 ) in the area of the hammer drill ( 6 ) is at least as large as the free cross-sectional area of the conveyor channel ( 3 ) for the cuttings.

Sinking hammer drilling apparatus according to claim 8, wherein the free cross-sectional area within the overlay pipe ( 12 ) in the area of the hammer drill ( 6 ) is at least four times as large as the free cross-sectional area of the conveying channel ( 3 ) for the cuttings.

Sinking hammer drilling apparatus according to claim 9, wherein the free cross-sectional area within the superposing tube ( 12 ) in the area of the hammer drill ( 6 ) is six to eight times as large as the free cross-sectional area of the conveying channel ( 3 ) for the cuttings.