DE2026364A1 - Drilling device for producing boreholes to be cased - Google Patents
Drilling device for producing boreholes to be casedInfo
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Description
3353 Bad Gandersheim, 27. Mai 19703353 Bad Gandersheim, May 27, 1970
Telefon: (05382)2842Telephone: (05382) 2842
Unsere Akten-Nr.: 1774/670Our file number: 1774/670
Salzgitter Haschinen Aktiengesellschaft Patentsesuch vom 27.5.1970Salzgitter Haschinen Aktiengesellschaft patent application dated May 27, 1970
Salzgitter Maschinen AktiengesellschaftSalzgitter Maschinen Aktiengesellschaft
3327 Salzgitter - Bad V/indmühlenbergstr. 20-22 3327 Salzgitter - Bad V / indmühlenbergstr. 20-22
Bohreinrichtung zum Herstellen von zu verrohrenden Bohrlöchern Drilling device for producing boreholes to be cased
Die Erfindung betrifft eine Behreinrichtung zum Herstellen von Bohrlöchern, die verrohrt werden müssen, mit einem Drehantrieb und einer Vorschubeinrichtung, wobei der Drehantrieb einen oder mehrere Abtriebe zur Übertragung der Kräfte und Momente auf Bohrgestänge und Verrohrung aufweist«,The invention relates to a Behereineinrichtung for Making boreholes that need to be cased, with a rotary drive and a feed device, wherein the rotary drive has one or more drives for Transmission of forces and moments to drill rods and casing «,
Bine bekannte 3oh-r einrichtung dieser Art findet bei Lafettenmaschinen mit Drehantrieb Anwendung* Dieser Drehantrieb wird entlang der Lafette vorgeschoben und dreht dabei den anzutreibenden Strang. Der bekannte Drehantrieb ist mit einem oder mehreren Abtrieben versehen, die jedoch stets formschlüssig mit dem Bohrgestänge und/ oder der Verrohrung verbunden sind.A known 3oh-r device of this type is used in carriage machines with a rotary drive * This rotary drive is advanced along the carriage and rotates the strand to be driven. The known rotary drive is provided with one or more output drives which, however, are always positively connected to the drill rods and / or the tubing.
^Ά- τ-^ Ά- τ-
Bei diesen bekannten Abtrieben muß, wenn*die Vorschubgeschwindigkeit an z.B. zwei Abtrieben des Drehantriebs nicht gleich sein darf, die Verbindung an einem Abtrieb mit verhältnismäßig großen Umrüstzeiten und Aufwand gelöst und der durch diesen Abtrieb bisher angetriebene Strang stillgelegt werden. Beim Spülbohren bedeutet 109850/0708 ϊκ/stWith these known drives, if * the feed rate e.g. on two drives of the rotary drive must not be the same, the connection on one Output solved with relatively long changeover times and effort and the one previously driven by this output Line to be shut down. When flush drilling, 109850/0708 means ϊκ / st
dies außerdem, daß gleichzeitig die Spülung abgestellt werden muß. Nach. Beendigung der Arbeit mit dem aktiven Abtrieb wird schließlich auch dieser stillgelegt, und es findet eine Umrüstung auf den bis dahin passiven Abtrieb statt.this also means that the flushing must be turned off at the same time. To. Completion of work with the active Finally, this output is also shut down, and it is converted to the previously passive output instead of.
In anderem Zusammenhang ist beim Bohren mit der Kelly-Stange bekannt geworden, das freie Ende der Kelly-Stange mit zwei Anschlüssen zu versehen. An"diese Anschlüsse kann wahlweise das Bohrgestänge oder die Verr_ohrung angeschlossen v/erden.In another context, when drilling with the Kelly bar, the free end of the Kelly bar has become known to be provided with two connections. Either the drill rods or the tubing can be connected to these connections v / earth.
Die !achteile dieser an sich bekannten Bohreinrichtung sind ähnlich wie die bei der zuvor beschriebenen bekannten Lafettenmaschine und bringen insbesondere Zeitverluste und mechanischen Aufwand bei dem Umrüsten von Bohren auf Verrohren und umgekehrt.The disadvantages of this drilling device known per se are similar to those of the known one described above Carriage machine and in particular bring time losses and mechanical effort when converting from drilling to piping and vice versa.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Bohreinrichtung universeller und schneller im Einsatz zu machen. Es soll ein Weg gefunden v/erden, die Arbeitsgänge Bohren und Yerrohren ohne manuelle lebenarbeiten am Bohrstrang in wahlweisem Rhythmus unabhängig voneinander oder gleichzeitig auszuführenThe object of the invention is to make the drilling device more universal and faster in the To make use. A way is to be found in which the drilling and piping operations can be carried out without manual work to be carried out on the drill string in an optional rhythm, independently of one another or at the same time
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens ein Abtrieb eine Vorrichtung zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem anzutreibenden Strang aufweist. Auf diese Weise kann ohne manuelles Eingreifen am Bohrstrang selbst bzw. an der Verrohrung selbst durch die kraftSchlussige Verbindungsvorrichtung die Verbindung zwischen Drehantrieb und anzutreibendem Strang sehr schnell hergestellt oder unterbrochen werden. Außerdem kann diese Verbindung in jeder Lage des Drehantriebs entlang dem freien Bohrgestänge außerhalb der Verrohrung erfolgen. Je nach Bedarf können ein oder mehrere Abtriebe weiterhin formschlüssig über Gewinde, Klauen, Keile oder einen Vierkant jeweils mit einem anzutreibenden Strang verbunden sein. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß einThis object is achieved according to the invention in that at least one output has a device for non-positive Has connection with the strand to be driven. In this way, the The drill string itself or on the casing itself through the non-positive connection device between the rotary drive and the strand to be driven can be established or interrupted very quickly. aside from that this connection can be made in any position of the rotary drive along the free drill pipe outside the casing. Depending on requirements, one or more drives can continue to be positively locked via threads, claws, wedges or a square to be connected to each strand to be driven. Another advantage is that a
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Yoreilen oder Nacheilen des Bohrwerkzeuges bezogen auf den Bohrschuh der Verrohrung beliebig erreicht werden kanno Leading or lagging of the drilling tool in relation to the drilling shoe of the casing can be achieved as desired, o
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Abtrieb mit zwei oder mehr Anschlüssen für Bohrgestänge und Verrohrung versehen, von denen mindestens einer als kraft- , schlüssige Verbindungsvorrichtung ausgeführt ist» Auf diese Weise läßt sich jeder Abtrieb bei der Durchführung der vorkommenden Arbeiten optimal ausnutzen. According to one embodiment of the invention is an output with two or more connections for drill rods and Provide piping, at least one of which is designed as a non-positive, positive connection device »on this In this way, every output can be optimally used when performing the work that occurs.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist . jede kraftschlüssige Verbindungsvorrichtung als an sich bekannter, z.Be hydraulischer Spannkopf ausgebildet. Biese Spannköpfe gewährleisten eine sichere und schnelle Verbindung zwischen Abtrieb und anzutreibendem StrangeAccording to a further embodiment of the invention is. formed each frictional connection device as known per se, for example, e hydraulic clamping head. These clamping heads ensure a safe and fast connection between the output and the strand to be driven
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Several exemplary embodiments are shown in the drawing of the invention shown. Show it:
Die Figo 1 bis 3 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit zwei Abtrieben, von denen einer kraftschlüssig und der andere formschlüssig kuppelt,FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the invention with two output drives, one of which is frictional and the other one couples positively,
die Figo 4 bis 6 eine andere Ausführungsform der Erfindung mit ebenfalls zwei Abtrieben, die jedoch beide kraftSchlussig kuppeln,FIGS. 4 to 6 show another embodiment of the invention with also two output drives, but both of them force-fit coupling,
die Fig. 7 bis 9 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Abtrieb, der einen kraftschlüssigen und einen formschlüssigen Anschluß aufweist und7 to 9 a further embodiment of the Invention with an output that has a non-positive and has a form-fitting connection and
die Figo 10 bis 13 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit zwei Abtrieben, von denen der eine kraftschlüssig und der andere wahlweise kraftschlüssig oder formschlüssig kuppelt,FIGS. 10 to 13 show a further embodiment of the invention with two output drives, one of which is frictional and the other one either non-positively or positively couples,
•In Figo 1 ist an einer lafette 20 ein Drehantrieb 23 auf Rollen 24.vorschiebbar gelagert. Der Drehantrieb ist mit zwei an sich bekannten Abtrieben 26 und 27 versehen, die mit unterschiedlicher Drehzahl, unterschiedlichem Drehmoment und unterschiedlicher Drehrichtung angetrieben werden können»• In Figo 1, a rotary drive is on a carriage 20 23 mounted on rollers 24 so that they can be pushed forward. The rotary drive is provided with two known drives 26 and 27, which are driven at different speeds, different torques and different directions of rotation can be »
Der Abtrieb 26 trägt an seinem freien Ende eine kraftschlüssige Verbindungsvorrichtung 29» ζ ο B. einen hydraulischen Spannkopf, der in Fig» 1 mit einem Bohrgestänge 30 gekuppelt ist» Das Bohrwerkzeug am Ende des Bohrgestänges 30 ist zur Zeichnungsvereinfachung nicht dargestellt. Dem Spannkopf 2.9 wird durch eine Hydraulikleitung 33 wahlweise Druckmedium von einer Steuerstation zugeführt«,The output 26 carries at its free end a non-positive connection device 29 »ζ ο B. a hydraulic one Clamping head, which is coupled to a drill rod 30 in FIG. 1, the drilling tool at the end of the drill rod 30 is not shown to simplify the drawing. The clamping head 2.9 is optionally through a hydraulic line 33 Print medium supplied from a control station «,
Der Abtrieb 27 is-fc dagegen an seinem freien Ende mit einem Übergangsstück 35 versehen, das die formschlüs- " sige Verbindung des Abtriebs 27 mit einer Verrohrung 37 ermöglicht. Diese formschlüssige Verbindung kann in an sich bekannter Weise z.Be durch Gewinde oder Klauen hergestellt werden. Die Verrohrung 37 trägt an ihrem freienThe output 27, however, is-fc at its free end with a transition piece 35 is provided that allows the form fit "fitting connection of the output 27 with a piping 37th This positive connection can be produced in a known manner, for example e by thread or claws The tubing 37 carries on its free
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Ende zum Freischneiden und Vortreiben der Verrohrung einen zur Vereinfachung ebenfalls nicht dargestellten Bohrschuh.One end to cut free and advance the tubing for simplification also not shown drill shoe.
In 3?igc 1 sind also das Bohrgestänge 30 und die Verrohrung 37 gleichzeitig mit dem zugehörigen Abtrieb 26 und 27 gekuppelt. Die Vorschubgeschwindigkeiten für Bohrgestänge 30- und Verrohrung 37 sind gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Drehantriebs 23. Auf diese Weise werden also Bohrgestänge und Verrohrung gleichzeitig niedergebracht, ggf., bei entsprechender Auslegung des Drehantriebs, mit unterschiedlichen Drehzahlen.» Es können statt der hydraulischen auch mechanische oder pneumatische Spannköpfe eingesetzt werden.3? Igc 1 is the drill string 30 and the casing 37 at the same time with the associated output 26 and 27 coupled. The feed rates for drill rods 30- and casing 37 are equal to the feed rate of the rotary drive 23. In this way, drill rods and piping brought down at the same time, if necessary, with a corresponding design of the rotary drive, with different Speeds. " Instead of hydraulic, mechanical ones can also be used or pneumatic clamping heads can be used.
Fig. 2 zeigt die Bohreinrichtung nach Figo 1 in einer anderen Arbeitsphase. Hier ist die Verbindungsvorrichtung weiterhin mit dem Bohrgestänge 30 gekuppelt und treibt dieses an. Dagegen ist der Abtrieb 27 von der Verrohrung 37 abgekuppelt, die auf diese Weise bis zur Ankupplung an den Abtrieb 27 in Ruhe verharrt.Fig. 2 shows the drilling device according to Figo 1 in one other work phase. Here the connecting device is still coupled to the drill rod 30 and drives it at. In contrast, the output 27 is uncoupled from the piping 37, which in this way is up to the coupling to the output 27 remains calm.
Figo 3 zeigt eine andere Betriebsart der zuvor beschriebenen Bohreinrichtung. Hier ist die Verbindungsvorrichtung 29 von dem Bohrgestänge 30 abgekuppelt, während die formschlüssige Verbindung des Abtriebs 27 mit der Verrohrung 37 hergestellt ist. Hier wird also nur die Verrohrung 37 durch den Drehantrieb 23 angetrieben.Figo 3 shows another mode of operation of the drilling device described above. Here is the connecting device 29 decoupled from the drill rod 30, while the positive connection of the output 27 with the casing 37 is made. So here only the piping 37 is through the rotary drive 23 is driven.
In Fig. 4 weist der Drehantrieb wiederum zwei Abtriebe auf, von denen der Abtrieb 26 in gleicher Weise wie bei den Figo 1 bis 3 ausgebildet ist und mit dem Bohrgestänge-30 zusammenwirkt.In Fig. 4, the rotary drive in turn has two outputs, of which the output 26 in the same way as in the Figo 1 to 3 is formed and with the drill rod 30 cooperates.
Ein zweiter Abtrieb 40 ist an seinem freien Ende ebenfalls mit einer kraftschlüssigen Verbindungsvorrichtung 43, z.B. einem hydraulischen Spannkopf, ausgerüstet» Die Verbindungsvorrichtung 43 wirkt mit einem verhältnismäßig schmalen Hals 45 des mit der Verrohrung 37 formschlüssig kuppel- . baren Übergangsstücks 35 zusammen. In Fig. 4 werden also das Bohrgestänge 30 und die Verrohrung 37 mit der Vorschubgeschwindigkeit des Drehantriebs i:i gleichzeitig vorgeschoben und gedreht.A second output 40 is also equipped at its free end with a non-positive connection device 43, for example a hydraulic clamping head. ble transition piece 35 together. In FIG. 4, the drill rod 30 and the casing 37 are therefore simultaneously advanced and rotated at the rate of advance of the rotary drive i: i.
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In I1Ig. 5 ist eine andere Betriebsweise der Einrichtung gemäß Fig. 4 dargestellt, bei welcher der Spannkopf 29 weiterhin mit dem Bohrgestänge 30 gekuppelt ist und dieses antreibt, der Spannkopf 43 jedoch von dem Hals 45 abgekuppelt ist. Hier wird also nur das Bohrgestänge 30 angetrieben»In I 1 Ig. 5 shows another mode of operation of the device according to FIG. 4, in which the clamping head 29 is still coupled to the drill rod 30 and drives it, but the clamping head 43 is uncoupled from the neck 45. So here only the drill rod 30 is driven »
Genau das Gegenteil ist in Pig» 6 dargestellt, wo der Spannkopf 29 gelöst ist und somit das Bohrgestänge 30 in Ruhe verharrt, während der Spannkopf 43 mit dem Hals 45 gekuppelt ist und die Verrohrung 37 antreibt«Exactly the opposite is shown in Figure 6, where the clamping head 29 is released and thus the drill rod 30 in FIG Quiet remains while the clamping head 43 is coupled to the neck 45 and the tubing 37 drives «
In Pig. 7 hat der Drehantrieb 23 nur einen Abtrieb 50. Der Abtrieb 50 ist jedoch mit zwei Anschlüssen versehen, nämlich einmal mit einem als kraftschlüssige Verbindungsvorrichtung ausgebildeten Anschluß 53 und zum anderen mit einem als formschlüssige Verbindungsvorrichtung ausgebildeten Anschluß 55, der an seinem freien Ende das mit der Verrohrung 37 formschlüssig kuppelbare Übergangsstück 35 trägt ο Der Anschluß 53 ist z.B. wieder als hydraulischer Spannkopf ausgebildet und wirkt mit dem Bohrgestänge 30 zusammen. I n Pig. 7, the rotary drive 23 has only one output 50. However, the output 50 is provided with two connections, namely one with a connection 53 designed as a non-positive connection device and the other with a connection 55 designed as a form-fit connection device, which at its free end is connected to the Piping 37 positively couplable transition piece 35 carries ο The connection 53 is again designed, for example, as a hydraulic clamping head and interacts with the drill rod 30.
In Pig» 8 ist der Spannkopf 53 mit dem Bohrgestänge 30 gekuppelt, während die Verrohrung 37 von dem Übergangsstück 35 abgekuppelt ist.In Figure 8, the clamping head 53 is coupled to the drill rod 30, while the casing 37 is connected to the transition piece 35 is uncoupled.
In Pig. 9 sind die Verhältnisse umgekehrt. Hier ist der Spannkopf 53 gelöst und das Übergangsstück 35 mit der Verrohrung 37 gekuppelt.In Pig. 9 the situation is reversed. Here the clamping head 53 is released and the transition piece 35 with the Piping 37 coupled.
Die in den Pig. 10 bis 13 dargestellte Ausführungsform stellt praktisch eine Kombination der Ausführungsform nach den Pig. 1 bis 3 mit der Ausführungsform nach den Pig, 7 bis 9 dar. In den Pig. TO bis 13 ist der Drehantrieb 23 mit zwei Abtrieben 26 und 50 versehen. Der Abtrieb 26 trägt den Spannkopf 29, während der Abtrieb 50 zwei Anschlüsse aufweist, nämlich einmal den Anschluß 55 zur formschlüssigen Kupplung des Übergangsstücks 35 mit der Verrohrung 37 und zum anderen den ale kraftschlüssige Verbindungsvorrichtung ausgebildeten Anschluß 53 zur Kupplung des Abtriebs 50 mit dem Bohrgestänge 30.The one in the Pig. 10 to 13 illustrated embodiment practically represents a combination of the embodiment according to the pig. 1 to 3 with the embodiment according to the Pig, 7 to 9. In the Pig. TO to 13 is the rotary drive 23 with two Outputs 26 and 50 provided. The output 26 carries the clamping head 29, while the output 50 has two connections, namely on the one hand the connection 55 for the positive coupling of the transition piece 35 with the piping 37 and on the other hand the ale non-positive connection device formed Connection 53 for coupling the output 50 to the drill rod 30.
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In Pig. 10 ist der Spannkopf 29 mit dem Bohrgestänge 30 und der Anschluß 55 mit der Verrohrung 37 gekuppelt. Der Spannkopf 53 ist gelöst. Auf diese Weise ist es möglieh, bei gleicher Vorschub-von Bohrgestänge 30 und Verrohrung 37 durch den Drehantrieb 23 die Verrohrung 37 langsamer zu drehen als das Bohrgestänge 30.In Pig. 10, the clamping head 29 is coupled to the drill rod 30 and the connection 55 to the tubing 37. The clamping head 53 is released. In this way it is possible with the same feed of drill rods 30 and tubing 37 to rotate the casing 37 more slowly than the drill rod 30 by the rotary drive 23.
Figo 11 zeigt, wie der Spannkopf 29 des Abtriebs weiterhin mit dem Bohrgestänge 30 gekuppelt und -sowohl der Spannkopf 53 als auch der Anschluß 55 gelöst sind« In diesem Fall wird also nur das Bohrgestänge 30 angetriebene Soll die Drehzahl des Bohrgestänges geändert ' werden, wird lediglich der Spannkopf 29 gelöst und der Spannkopf 53 mit dem Bohrgestänge 30 gekuppelt. Auf diese Weise können die Antriebsverhältnisse an dem Bohrgestänge 30 ohne jegliches Umrüsten in kürzester Zeit geändert werden. Diese zweite Antriebsart des Bohrgestänges 30 ist in Pige 12 gezeigt«Figo 11 shows how the clamping head 29 of the output furthermore coupled to the drill rod 30 and both the clamping head 53 and the connection 55 are released « In this case, only the drill rod 30 is driven. Set the speed of the drill rod to be changed ' only the clamping head 29 is released and the clamping head 53 is coupled to the drill rod 30. To this Thus, the drive ratios on the drill rod 30 can be changed in a very short time without any retooling will. This second type of drive for the drill string 30 is shown in Pige 12 «
Pig. 13 schließlich stellt den Betriebsfall dar, bei dem sowohl der obere Spannkopf 29 als auch der untere Spannkopf 53 gelöst sind, so daß das Bohrgestänge 30 nicht angetrieben wird. Dagegen ist der Anschluß 55 des Abtriebs 50 mit der Verrohrung 37 formschlüssig gekuppelt und treibt die Verfohrung an.Pig. 13 finally shows the operating case in which both the upper clamping head 29 and the lower Clamping head 53 are released so that the drill rod 30 is not driven. In contrast, connection 55 is the output 50 coupled with the piping 37 in a form-fitting manner and drives seduction.
-^s ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Prinzip auf Drehantriebe mit einem oder beliebig vielen Abtrieben anwendbar ist, wobei außerdem jeder Abtrieb beliebig viele Anschlüsse im Rahmen der technischen Möglichkeiten aufweisen kann.- ^ s can be seen that the principle according to the invention is applicable to rotary drives with one or any number of outputs, and each output can also be used as many Connections within the scope of the technical possibilities.
Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose ^geschwindigkeit Oipl.-Ing. Peter Kosel Patent attorneys Dipl.-Ing. Horst Rose ^ speed Oipl.-Ing. Peter Kosel
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- 1971-05-19 GB GB1578271A patent/GB1309968A/en not_active Expired
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