DE20317107U1

DE20317107U1 - Drehbohreinrichtung für Kohle und Gestein

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Publication number: DE20317107U1
Application number: DE20317107U
Authority: DE
Original assignee: RAG AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2013-11-08

Abstract

Bohreinrichtung für das drehende Bohren, insbesondere zum Einsatz im untertägigen Bergbau, bestehend aus einer Drehbohrturbine und einem an die Drehbohrturbine anschließbaren Bohrgestänge, welches aus einer Mehrzahl von mittels Schraubverbindungen (12, 13 ) miteinander zu verbindenden und auf ihrer Außenseite mit einem Schneckengang (11) zur Abförderung des beim Bohren gelösten Bohrkleins versehenen Bohrstangen (10) besteht, wobei die Bohrstangen (10) einschließlich ihrer Schraubverbindungen (12, 13) innenseitig eine Bohrung zur Durchleitung einer Spülflüssigkeit durch das Bohrgestänge aufweisen und zum Anschluss der Drehbohrturbine an die erste Bohrstange (10) ein eine Innenbohrung aufweisender Adapter zur Verbindung mit der Drehbohrturbine anschraubbar ist, der eine Wandöffnung (19) zur Einleitung einer Spülflüssigkeit in den Adapter (14) und von hier aus in die Bohrung des Bohrgestänges aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung für das drehende Bohren, insbesondere im untertägigen Bergbau.
Für das Gesteinsbohren insbesondere im untertägigen Steinkohlenbergbau eingesetzte Bohreinrichtungen bestehen im allgemeinen aus auf eine Bohrsäule aufgesetzten Schlagbohrhämmern und einem daran angeschlossenen, veriängerbaren Schlagbohrgestänge, wobei die einzelnen Bohrstangen des Schlagbohrgestänges mit ihren Enden ineinander einsteckbar sind. Die Bohrstangen weisen eine Innenbohrung zur Durchleitung einer Spülflüssigkeit auf und sind auf ihrer Außenseite mit einem Schneckengang zur Abförderung des beim Bohrvorgang gelösten Bohrkleins aus dem Bohrloch heraus versehen. Soweit mit derartigen Schlagbohrhämmern im Strebbereich insbesondere Injektionslöcher oder Ankerbohrlöcher im Nebengestein herzustellen sind, bereitet der Einsatz von Bohrhämmern mit Säule wegen des damit verbundenen Platzbedarfs Probleme; auch ist die Handhabung und Bedienung derartiger Bohrhämmer einschließlich Schlagbohrgestänge für die Bedienungspersonen umständlich bzw. entsprechend kraftaufwendig.
Weiterhin sind für das Herstellen von Bohrlöchern in der Kohle drehend arbeitende Turbinenbohreinrichtungen bekannt, bei denen eine von Hand oder auch an einer leichten Stütze geführte Drehbohrturbine ein daran angeschlossenes Drehbohrgestänge aufweist. Die ausschließlich auf das drehende Bohren ausgelegten und zu einem Bohrgestänge verbindbaren Bohrstangen weisen ebenfalls auf ihrem Außenumfang einen Schneckengang zur Abförderung des Bohrkleins auf, sind aber im übrigen massiv ausgeführt und beispielsweise über Vierkant-Verbindungen drehfest miteinander koppelbar. Derartige auch unter beengten Bedingungen leicht handhabbare Bohreinrichtungen sind jedoch nur für das Bohren in der Kohle zugelassen, weil es für die bergbehördlich vorgeschriebene Staubbekämpfung an einer Staubabsaugung oder der Möglichkeit des Nassbohrens mit Einbringen einer Spülflüssigkeit fehlt und die Festigkeit der zum Einsatz kommenden Bohrstangen und insbesondere von deren Verbindungen miteinander nicht ausreichend ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehbohreinrichtung zu schaffen, die sowohl in der Kohle als auch im Nebengestein einsetzbar und leicht handhabbar bzw. bedienbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Schutzansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken eine Bohreinrichtung für das drehende Bohren vor, die aus einer Drehbohrturbine und einem an die Drehbohrturbine anschließbaren Bohrgestänge besteht, wobei das Bohrgestänge aus einer Mehrzahl von mittels Schraubverbindungen miteinander zu verbindenden und auf ihrer Außenseite mit einem Schneckengang zur Abförderung des beim Bohren gelösten Bohrkleins versehenen Bohrstangen besteht, wobei die Bohrstangen einschließlich ihrer Schraubverbindungen innenseitig eine Bohrung zur Durchleitung einer Spülflüssigkeit durch das Bohrgestänge aufweisen und zum Anschluss der Drehbohrturbine an die erste Bohrstange ein eine Innenbohrung aufweisender Adapter zur Verbindung mit der Drehbohrturbine anschraubbar ist, der eine Wandöffnung zur Einleitung einer Spülflüssigkeit in den Adapter und von hier aus in die Bohrung des Bohrgestänges aufweist.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass die erfindungsgemäße Bohreinrichtung ahne Verwendung eines auf den Adapter aufsetzbaren Spülkopfes als Drehbohreinrichtung in der Kohle einsetzbar ist. Gleichzeitig jedoch werden die Anforderungen an das Gesteinsbohren erfüllt, soweit der Spülkopf mit Wasseranschluss auf den Adapter aufgesetzt wird, so dass über das Einspeisen der Spülflüssigkeit in das Bohrgestänge die Anforderungen an einen Nassbohrbetrieb im Gestein erfüllt sind. Da die Verbindung der einzelnen Bohrstangen bzw. die Verbindung des Adapters wie auch der Bohrkrane mit jeweils der nächstliegenden Bohrstange als Schraubverbindungen, vorzugsweise mit einem in eine Hülse einschraubbaren Schraubzapfen, ausgeführt sind, sind die Verbindungen zwischen den Bohrstangen untereinander sowie mit Adapter bzw. Bohrkrone ausreichend stabil, um auch der beim Bohren im Gestein auftretenden Beanspruchung Stand zu halten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Schraubverbindung zur Verbindung von zwei Bohrstangen aus einem an einem Ende der Bohrstange ausgebildeten Gewindezapfen mit Außengewinde und aus einer an dem anderen Ende der Bohrstange ausgebildeten Hülse mit Innengewinde.
Zur Verbindung des Adapters mit der den Adapter tragenden Bohrstange des Bohrgestänges ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Adapter zum Anschluss an die erste Bohrstange mit einem ein in das Innengewinde der Hülse der Bohrstange passendes Außengewinde aufweisenden Gewindezapfen versehen ist.
Zur Einrichtung der Bohreinrichtung für das Nassbohren sieht die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel vor, dass auf dem Adapter ein einen Wasseranschluss aufweisender Spülkopf festlegbar ist, über den der Wasseranschluss mit der Wandöffnung des Adapters verbindbar ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Adapter in seiner Längsrichtung zwei Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers zum Anschluss von Spülkopf und Drehbohrturbine aufweist, wobei der Spülkopf auf den der angeschlossenen Bohrstange benachbarten und die Wandöffnung aufweisenden ersten Abschnitt aufsteckbar und darauf mittels der auf dem benachbarten zweiten Abschnitt des Adapters aufgesteckten und mit dem Adapter verriegelten Drehbohrturbine festgelegt ist, wobei zusätzlich eine Verriegelungseinrichtung zum Festlegen des Spülkopfes auf dem Adapter vorgesehen sein kann.
Hinsichtlich eines einfachen Anschlusses des Spülkopfes an den Adapter ist vorgesehen, dass der Spülkopf innenseitig mit einem Ringraum den ersten Abschnitt des Adapters umschließt derart, dass über den Ringraum die über den Wasseranschluss zugeführte Spülflüssigkeit in die Wandöffnung des Adapters eintreten kann.
Zur Vervollständigung des Bohrgestänges ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass an dem dem Adapter gegenüberliegenden Ende des aus mehreren Bohrstangen bestehenden Bohrgestänges an der äußersten Bohrstange eine Bohrkrone festgelegt ist, wobei selbstverständlich die Bohrkrone einen Austritt für die Spülflüssigkeit aus dem Bohrgestänge im Tiefsten des herzustellenden Bohrloches aufweist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
1 zwei Bohrstangen mit Schraubverbindung,
2 einen an das Bohrgestänge anschließbaren Adapter mit Gewindebolzen,
3 den Adapter gemäß 2 mit aufgesetztem Spülkopf,
4 eine Bohrstange mit eingeschraubter Bohrkrone.
Von der Bohreinrichtung als Gegenstand der Erfindung ist in Teilen lediglich das aus einzelnen Bohrstangen bestehende Bohrgestänge dargestellt, wobei an den Enden des Bohrgestänges jeweils eine Bohrkrone wie auch ein Adapter zum Anschluss einer nicht dargestellten Drehbohrmaschine befestigt ist.
Wie sich zunächst aus 1 ergibt, weisen die einzelnen Bohrstangen 10 zur Ausbildung eines sich über eine größere Länge erstreckenden Bohrgestänges auf ihrem äußeren Umfang einen Schneckengang 11 auf, mittels dessen bei Drehung des Bohrgestänges in dem Bohrloch das beim Bohrvorgang im Tiefsten des Bohrloches gelöste Bohrklein zum offenen Ende des Bohrloches gefördert und hier aus dem Bohrloch heraus befördert wird.
Die beiden aus 1 ersichtlichen Bohrstangen 10 sind durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden, in der die in 1 rechte Bohrstange 10 einen mit Außengewinde versehenen Gewindestutzen 12 aufweist, mit welchem die in 1 rechte Bohrstange 10 bereits teilweise in eine an dem zugeordneten Ende der in 1 linken Bohrstange 10 ausgebildete Hülse 13 mit Innengewinde eingeschraubt ist. Wird die Schraubverbindung festgeschraubt, ergibt sich eine entsprechend belastbare Verbindung der beiden Bohrstangen 10. Wie sich aus der Zeichnung nicht weiter ergibt, sind die einzelnen Bohrstangen 10 einschließlich ihrer Schraubverbindungsanschlüsse – Gewindestutzen 12 und Hülse 13 – jeweils mit einer Innenbohrung versehen, so dass über die Länge jeder Bohrstange eine Spülflüssigkeit zu leiten ist.
Wie sich aus 2 ergibt, ist zum Anschluss einer nicht dargestellten Drehbohrmaschine wie auch zum wahlweisen Anschluss einer Spülflüssigkeitsversorgung ein Adapter 14 vorgesehen, der mit einem Gewindestutzen 15 in die zugeordnete Hülse 13 der den Adapter 14 tragenden Bohrstange 10 einschraubbar ist. Der Adapter 14 hat zwei voneinander beabstandete Abschnitte 16 und 17, wobei in dem dem Gewindezapfen 15 benachbarten ersten Abschnitt 16 eine Wandöffnung 19 ausgebildet ist, die mit der ebenfalls im Adapter 14 ausgebildeten Innenbohrung verbunden ist. Ist der Adapter 14 mit der nachfolgenden Bohrstange 10 verschraubt, so besteht eine durchgehende Verbindung von der Wandöffnung 19 des Adapters 14 bis zum Ende des gegebenenfalls aus mehreren Bohrstangen 10 zusammengeschraubten Bohrgestänges.
Wie sich aus 3 ergibt, ist auf den ersten Abschnitt 16 des Adapters 14 ein Spülkopf 20 mit einem Wasseranschluss 21 aufsteckbar, wobei der Spülkopf 20 in seinem den Adapter 14 umschließenden Bereich einen Ringraum ausbildet, so dass das über den Wasseranschluss 21 in den Spülkopf 20 bzw. in dessen Ringraum eingebrachte Wasser über die Wandöffnung 19 in die Innenbohrung des Bohrgestänges eintreten kann. Auf dem vorderen zweiten Abschnitt 17 des Adapters 14 ist eine Drehbohrmaschine bekannter Ausführung aufsetzbar und mit dem Adapter verriegelbar, so dass die Drehbohrmaschine als Antrieb für die drehende Bewegung des Adapters 14 mit angeschlossenem Bohrgestänge dient.
An dem zwischen dem ersten Abschnitt 16 und dem zweiten Abschnitt 17 befindlichen Zwischenstück kann noch eine Verriegelung 18 zur Festlegung des aufgeschobenen Spülkopfes 20 vorgesehen sein.
Wie sich aus 4 ergibt, ist auf das Ende der im Bohrlochtiefsten anzuordnenden Bohrstange 10 eine Bohrkrone 22 üblichen Zuschnitts aufschraubbar, wobei – wie nicht weiter dargestellt – diese Bohrkrone eine Austrittsöffnung für die eingeleitete Spülflüssigkeit aufweist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Schutzansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Bohreinrichtung für das drehende Bohren, insbesondere zum Einsatz im untertägigen Bergbau, bestehend aus einer Drehbohrturbine und einem an die Drehbohrturbine anschließbaren Bohrgestänge, welches aus einer Mehrzahl von mittels Schraubverbindungen (12, 13 ) miteinander zu verbindenden und auf ihrer Außenseite mit einem Schneckengang (11) zur Abförderung des beim Bohren gelösten Bohrkleins versehenen Bohrstangen (10) besteht, wobei die Bohrstangen (10) einschließlich ihrer Schraubverbindungen (12, 13) innenseitig eine Bohrung zur Durchleitung einer Spülflüssigkeit durch das Bohrgestänge aufweisen und zum Anschluss der Drehbohrturbine an die erste Bohrstange (10) ein eine Innenbohrung aufweisender Adapter zur Verbindung mit der Drehbohrturbine anschraubbar ist, der eine Wandöffnung (19) zur Einleitung einer Spülflüssigkeit in den Adapter (14) und von hier aus in die Bohrung des Bohrgestänges aufweist.
Bohreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schraubverbindung zur Verbindung von zwei Bohrstangen (10) aus einem an einem Ende der Bohrstange (10} ausgebildeten Gewindezapfen (12) mit Außengewinde und aus einer an dem anderen Ende der Bohrstange (10) ausgebildeten Hülse (13) mit Innengewinde besteht.
Bohreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Adapter (14) zum Anschluss an die erste Bohrstange {10) mit einem ein in das Innengewinde der Hülse (13) der Bohrstange (10) passendes Außengewinde aufweisenden Gewindezapfen (15) versehen ist.
Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei auf dem Adapter (14) ein einen Wasseranschluss (21) aufweisender Spülkopf (20) festlegbar ist, über den der Wasseranschluss (21) mit der Wandöffnung (14) des Adapters (14) verbindbar ist.
Bohreinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Adapter (14) in seiner Längsrichtung zwei Abschnitte (16, 17) unterschiedlichen Durchmessers zum Anschluss von Spülkopf (20) und Drehbohrturbine aufweist, wobei der Spülkopf (20) auf den der angeschlossenen Bohrstange (10) benachbarten und die Wandöffnung (19) aufweisenden ersten Abschnitt (16) aufsteckbar und darauf mittels der auf dem benachbarten zweiten Abschnitt (17) des Adapters (14) aufgesteckten und mit dem Adapter (14) verriegelten Drehbohrturbine festgelegt ist.
Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Adapter (14) eine Verriegelungseinrichtung (18) zum Festlegen des Spülkopfes (20) auf dem Adapter (14) aufweist.
Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Spülkopf (20) innenseitig mit einem Ringraum den ersten Abschnitt (16) des Adapters (14) umschließt derart, dass über den Ringraum die über den Wasseranschluss (21) zugeführte Spülflüssigkeit in die Wandöffnung (19) des Adapters (14) eintreten kann.
Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei an dem dem Adapter (14) gegenüberliegenden Ende des aus mehreren Bohrstangen (10) bestehenden Bohrgestänges an der äußersten Bohrstange (10) eine Bohrkrone (22) festgelegt ist.