DE2048519C

DE2048519C - Drilling device

Info

Publication number: DE2048519C
Application number: DE19702048519
Authority: DE
Inventors: Werner Klaus Link Howard Daniel Salt Lake City Utah Grill (VStA)
Original assignee: Chnstensen Diamond Products Co , Salt Lake City, Utah (V St A)
Priority date: 1969-10-03
Filing date: 1970-10-02
Publication date: 1973-05-10

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einem Bohrmeißel, der an radial bewegbaren Armen herabhängende ausspreiz- und einziehbare Bohrschneiden aufweist und in einem Bohrloch durch das Bohrgestänge bewegbar ist, mit einem an dessen unterem Ende befestigten Rohrstück, das eine Antriebsspindel aufweist, einem die Bohrschneiden teleskopartig haltenden Träger, Kupplungseinrichtungen zwischen der Spindel und den Bohrschneidcn sowie Ausrichtelementen am Bohrmeißel und dem Rohrstück, wobei die Bohrschneiden in der Spindel aus der eingezogenen in die mit der Spindel gekuppelte Bohrstellung ausspreizbar sind (USA.-Patentschrift 3 437 159).The invention relates to a drilling device with a drill bit attached to radially movable arms has depending expandable and retractable drill bits and in a borehole through the Drill rod is movable, with a pipe section attached to its lower end, which has a drive spindle comprises, a carrier holding the drill bits telescopically, coupling devices between the spindle and the Bohrschneidcn and alignment elements on the drill bit and the Pipe section, the cutting edges in the spindle from the retracted to the coupled with the spindle Drill position are expandable (USA.-Patent 3 437 159).

Bei dieser bekannten Bohrvorrichtung spreizen sich die Bohrschneiden zu unterschiedlichen Zeiten seitlich nach außen, d. h., es spreizt sich zunächst die untere Bohrschneide nach außen, dann folgt die mittlere Bohrschneide und schließlich die letzte. Jede der Bohrschneiden gelangt somit aus ihrer voll eingezogenen Stellung nacheinander und gesondert in die voll ausgespreizte, mit der Spindel gekuppelte Stellung. Aufgabe der Erfindung ist es, diese bekannte Bohrvorrichtung in bezug auf das Ausspreizen der Bohrschneiden zu verbessern.In this known drilling device, the cutting edges spread at different times laterally outwards, d. In other words, the lower cutting edge first expands outwards, followed by the middle cutting edge Bit and finally the last one. Each of the cutting edges thus comes out of its fully retracted Position one after the other and separately into the fully expanded position coupled with the spindle. The object of the invention is to provide this known drilling device with regard to the spreading out of the drill bits to improve.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Träger mit den ausspreizbaren Bohrschneiden derartig verbunden ist, daß die ausspreizbaren Bolirschneiden gleichzeitig ausspreizbar sind.This is achieved according to the invention in that the carrier with the expandable drill bits is connected in such a way that the expandable bolir cutting edges are spreadable at the same time.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung im einzelnen ist eine den Träger verdrehbar umgreifende Nockenbuchse vorgesehen, auf deren Umfang im Abstand voneinander die Arme der Bohrschneiden angebracht sind. Weiter sind die Ausrichtelementc für die Bohrschneiden teilweise an der Nockenbuchse, teilweise an der Antriebsspindel vorgesehen und zugleich für eine Begrenzung der Absenkbewegung der Bohrschneiden ausgebildet.In a further embodiment of the invention in detail a cam bushing rotatably encompassing the carrier is provided, on the circumference of which in The arms of the drill bits are attached at a distance from one another. Next are the alignment elements for the drill bits partly on the cam bushing, partly on the drive spindle and at the same time designed to limit the lowering movement of the cutting edges.

Weiter ist vorgesehen, daß die Ausrichtelementc im wesentlichen aus in axialer Richtung vorstehendenIt is further provided that the alignment elements protrude essentially from in the axial direction

V-förmigen Nockenzähnen bestehen, durch deren Ineinandergreifen die Arme mit den Bohrschneiden in die Spreizstellung zur Antriebsspindel verdrehbar sind. Die Antriebsspindei weist dabei zweckmäßig Längsnuten zur Führung der Arme auf. Ferner weisen die Arme Längsschlitze auf, und der Träger ist mit Treibkeilen versehen, die zum Gleiten in den Schlitzen und zum Anheben des Trägers durch Mknahmeeingrif der Nockenbuchse an den oberen Enden der Schlitze ausgebildet sind.V-shaped cam teeth exist, through whose interlocking the arms with the cutting edges are rotatable in the spread position to the drive spindle. The drive spindle is expedient Longitudinal grooves to guide the arms. Furthermore, the arms have longitudinal slots, and the carrier is provided with drive wedges which slide in the slots and lift the carrier by means of snap engagement of the cam sleeve are formed at the upper ends of the slots.

In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebsspindel an den unteren Enden ihrer inneren Längsnuten mit in Umfangsrichüing im Abstand zueinander angeordneten Schlitzen zur Führung der Bohrschneiden bei deren Ausrücken versehen und der Träger nach unten in eine Stellung beweglich, in der er sich hinter den Bohrschneiden befindet und diese in ausgerückter Stellung hält. Vorzugsweise steht der Träger in abgesenkter und die Bohrschneiden nach außen drückender Stellung seitlich innerhalb der ßohrschneiden mit einer festen Meißelschneide vor. Zweckmäßig überlappen die Bohrschneiden bei in die Antriebsspindel eingezogener Stellung einander in Umfangsrichtung.In yet another embodiment of the invention, the drive spindle is at the lower ends of its inner ones Longitudinal grooves with a distance in the circumferential direction mutually arranged slots for guiding the cutting edges when they are disengaged and the The carrier can be moved downwards into a position in which it is located behind the cutting edges and these holds in the disengaged position. The carrier is preferably in a lowered position and the cutting edges behind outside pressing position laterally inside the ear cutters with a fixed chisel cutter. The drill bits expediently overlap one another in the retracted position in the drive spindle in the circumferential direction.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Spindelschlitze obere, in Umfangsrichtung versetzte Bereiche auf und sind die Bohrschneiden mit versetzten Teilen versehen, die bündig in die versetzten Bereiche der Schlitze einpaßbar sind. Dabei weist die Antriebsspindei zusätzliche innere Nocken auf, die mit den Bohrschneiden beim Anheben des Trägers bzw. Bohrmeißels in Eingriff bringbar sind.According to a preferred embodiment, the spindle slots have upper ones in the circumferential direction offset areas and the cutting edges are provided with offset parts that are flush with the offset Areas of the slots can be fitted. The drive spindle has additional inner cams which can be brought into engagement with the cutting edges when the carrier or drill bit is raised.

Insgesamt wird durch die Erfindung eine Bohrvorrichtung geschaffen, deren Mechanismus vereinfacht und robuster ausgestaltet ist. Die Bohrschneiden sind leichter als bisher auf die Gegenschlitze in der Antriebsspindei ausrichtbar, in die sie sich hineindrücken müssen, und sind in ausgespreizter Stellung mit der Amriebsspindel zur sicheren Drehmomentübertragung wie auch in festem Bohrgewichtsübertragungsverhältnis verriegelt. Außerdem ist es möglich, daß die Bohrschneiden einen Kern in der Bohrlochformation schneiden können, der zusammen mit den Bohrschneiden durch das Bohrgestänge hochgezogen werden kann. Overall, the invention provides a drilling device created whose mechanism is simplified and designed to be more robust. The cutting edges are easier than before to align with the counter slots in the drive spindle into which they are pressed must, and are in the spread position with the drive spindle for safe torque transmission as well as locked in fixed drilling weight transfer ratio. It is also possible that the drill bits can cut a core in the borehole formation, which together with the cutting edges can be pulled up through the drill rods.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung näher veranschaulicht. Es zeigenSeveral exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in more detail in the drawing. Show it

Fig. 1 a bis Id einen vollständigen Längsschnitt, teilweise auch in Ansicht, durch einen Bohrstrang, eine Antriebsspindei und eine einziehbare Bohrvorrichtung, bei dem sich bestimmte Bohrteile in einer Stellung befinden, in der die Vorrichtung den Bohrstrang durchlaufen kann, wobei Fig. Ib, Ic und 1 d untere Fortsetzungen der Fig. la, Ib bzw. 1 c sind;Fig. 1 a to Id a complete longitudinal section, partly also in view, through a drill string, a drive spindle and a retractable drilling device, in which certain drilling parts are in a position in which the device removes the drill string can go through, with Fig. Ib, Ic and 1 d are lower continuations of Fig. la, lb and 1c, respectively;

F i g. 2 a bis 2 d den F i g. 1 a bis 1 d entsprechende Ansichten, in denen der Bohrteil der Vorrichtung in seiner im Bohrzustand verriegelten Stellung dargestellt ist, wobei Fig. 2b, 2c und 2d untere Fortsetzungen der F i g. 2 a, 2b bzw. 2 c sind;F i g. 2 a to 2 d the F i g. 1 a to 1 d corresponding views in which the drilling part of the device in its locked position in the drilling state is shown, wherein Fig. 2b, 2c and 2d lower continuations the F i g. 2 are a, 2b and 2c, respectively;

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 in Fig. Id;3 shows a cross section along line 3-3 in FIG. Id;

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 inFig. 4 is a cross-section along line 4-4 in

Fig. 2d;Fig. 2d;

F i g. 5 eine Unteransicht zu F i g. Id;F i g. 5 shows a bottom view of FIG. Id;

Fig. 6 eine Unteransicht zu Fig. 2d;FIG. 6 shows a view from below of FIG. 2d;

F i g. 7 eine schematische Ansicht einer Nockenbuchsc und von mit dieser aus einem Stück bestehenden Tragstangen, dargestellt in Abwicklung in einer Ebene;F i g. 7 is a schematic view of a cam bushing and with this one-piece support rods, shown in a settlement Level;

Fig. 8 eine schematische Ansicht einer Antriebsspindei, dargestellt in Abwicklung in einer Ebene; F i g. 9 einen vergrößerten Teillängsschnitt mit dem Einlauf-Verhältnis von Leit-Bohreinsatz und Tragstange, wenn beide sich bei eingefahrener Bohrvorrichtung in der in F i g. Id dargestellten Stellung befinden; 8 is a schematic view of a drive spindle, shown in development in one plane; F i g. 9 shows an enlarged partial longitudinal section with the Run-in ratio of the guide drill bit and the support rod, if both are at the same time when the drilling device is retracted in the in F i g. Id position shown;

ίο Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer einziehbaren Bohrvorrichtung mit zugehöriger Antriebsspindei in einer Stellung, in der die Bohrvorrichtung in dem Bohrstrang angehoben oder hochgezogen werden kann; Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Darstellung, in der sich die Bohrvorrichtung in bezug auf die Antriebsspindei in verriegeltem Bohrzustand befindet; .ίο Fig. 10 is a longitudinal section through a modified one Embodiment of a retractable drilling device with associated drive spindle in one Position in which the drilling device can be raised or pulled up in the drill string; FIG. 11 shows a representation similar to FIG. 10, in that the drilling device is in the locked drilling state with respect to the drive spindle; .

Fig. 12 eine Seitenansicht des unteren Teils der in F i g. 11 dargestellten Vorrichtung; ao F i g. 13 eine Unteransicht zu F i g. 10; Fig. 14 eine Unteransicht zu Fig. 11; Fig. 15 einen Längsschnitt durch die Antriebsspindei der abgewandelten Vorrichtung.FIG. 12 is a side view of the lower part of FIG in Fig. 11 illustrated device; ao F i g. 13 is a bottom view of FIG. 10; FIG. 14 shows a bottom view of FIG. 11; Fig. 15 is a longitudinal section through the drive spindle of the modified device.

Die in F i g. 1 bis 9 dargestellte Vorrichtung weist »5 einen einziehbaren Drillbohrereinsatz A auf, der durch einen,, sich zu einem (nicht dargestellten) Bohrgestell erstreckenden rohrförmigen Bohrstrang ß angehoben und abgesenkt werden kann, durch den bei Aufbringung von Bohrgewicht ein Drehmoment durch die Vorrichtung übertragen wird. Der untere Ansatz 10 des rohrförmigen Bohrstranges B ist mit einem Riegel-Kupplungszwischenteil 11 fest verschraubt, die ihrerseits durch Verschrauben an einem Außenrohr 12 von erforderlicher Länge befestigt ist, dessen unteres Ende auf ein Zwischenstück 13 aufgeschraubt ist, das seinerseits mit dem oberen Teil einer Antriebsspindei oder eines -körpers 14 verschraubt ist, die bzw. der eine Mehrzahl von über seinem Umfang im Abstand zueinander angeordneten Schlitzen 15 aufweist, die am unteren Ende 16 des Antriebskörpers 14 offen sind. Jeder Schlitz 15 ist durch seitliche, nach außen sich verjüngende oder konvergierende Seitenwände 15^l (Fig. 6) und durch eine obere Fläche 17 begrenzt, die nach unten und außen hin schräg geneigt ist (Fig. 1 d, 2d).The in F i g. 1 to 9 has a retractable drill bit A , which can be raised and lowered by a tubular drill string ß extending to a drilling rig (not shown), through which a torque is transmitted through the device when drilling weight is applied . The lower extension 10 of the tubular drill string B is firmly screwed to a locking coupling intermediate part 11, which in turn is fastened by screwing to an outer tube 12 of the required length, the lower end of which is screwed onto an intermediate piece 13, which in turn is connected to the upper part of a drive spindle or a body 14 is screwed, which has a plurality of slots 15 which are arranged at a distance from one another over its circumference and which are open at the lower end 16 of the drive body 14. Each slot 15 is delimited by lateral, outwardly tapering or converging side walls 15 ^l (Fig. 6) and by an upper surface 17 which is inclined downwardly and outwardly (Fig. 1d, 2d).

Der Drillbohrereinsatz A wird durch den Bohrstrang angehoben und zur Verriegelung bzw. Kupplung mit dem Antriebsdorn 14 abgesenkt, mittels eines. Trägers 18. der aus einer erforderlichen Anzahl von miteinander verschraubten Rohrabschnitten besteht: das untere Ende des Trägers 18 ist mit einer Meißelschneide 19 verschraubt, die über ihren Umfang im Abstand zueinander angeordnete, sich seitlich erstreckende Treibkeile 20 aufweist, die jeweils in Längsschlitzen 21 flacher Arme 22 gleiten, welche von einer oberen Ausricht-Nockenbuchse 23 herabhängen und mit dieser aus einem Stück bestehen. Die Nockenbuchse 23 ist mit nach unten konvergierenden, V-förmigen Nocken 24 versehen, die abge-6o schrägte Nockenflächen 25 aufweisen zum Zusam menwirken mit entsprechenden Nockenflächen 27 ar sich symmetrisch nach oben erstreckenden, axialer Nockenzähnen 26, die sich an dem oberen Ende de Antriebsspindei 14 befinden.The drill bit A is raised by the drill string and lowered for locking or coupling with the drive mandrel 14, by means of a. Support 18, which consists of a required number of pipe sections screwed together: the lower end of the support 18 is screwed to a chisel blade 19, which has laterally spaced drive wedges 20 over its circumference, each in longitudinal slots 21 of flat arms 22 slide which depend from an upper alignment cam bushing 23 and are integral therewith. The cam bushing 23 is provided with downwardly converging, V-shaped cams 24, which have beveled cam surfaces 25 for cooperation with corresponding cam surfaces 27 ar symmetrically upwardly extending, axial cam teeth 26 which are located at the upper end of the drive spindle 14 are located.

65 Das untere Ende 28 jedes Arms 22 ist cingepaß in eine innere Ausnehmung 29 einer Bohrschneide 3( und hiermit in geeigneter Weise fest verbunden, ζ. Β durch Schweißen oder Hartlöten. Die Bohrschncidi65 The lower end 28 of each arm 22 fits into an inner recess 29 of a drill bit 3 ( and firmly connected to it in a suitable manner, ζ. Β by welding or brazing. The Bohrschncidi

ist sowohl an ihrer äußeren Freischneidfläche 32 als auch an ihrer nach unten und innen abgeschrägten Fläche 33 und ebenso an ihrer Stirnfläche 34 mit eingelassenen Diamant-Schneidelementen 31 zum Schneiden des Bohrloches verschen. Das obere Ende 35 einer jeden Bohrschneide ist in Richtung nach unten und außen abgeschrägt, derart, daß es an die Abschrägung des oberen Endes 17 des Sctilitzes 15 angepaßt ist, in den es hineinbewegbar ist und mit dem es in Eingriff kommen kann. Ferner ist jede Bohrschneide mit einem sich nach innen erstreckenden Fuß 36 versehen, der mit dem unteren Ende 37 der Meißelschneide 19 in Eingriff kommen kann. Die Seiten 38 jedes Fußes 36 sind abgeschrägt, um mit den abgeschrägten Seiten 16 der Schlitze 15 in Eingriff zu kommen und mit diesen übereinzustimmen, wenn sie voll in diese hineingedrückt sind.is both on its outer free cutting surface 32 as also on its downwardly and inwardly sloping surface 33 and also on its end face 34 give away embedded diamond cutting elements 31 for cutting the borehole. The top end 35 of each cutting edge is beveled in the downward and outward direction so that it fits to the Bevel of the upper end 17 of the Sctilitzes 15 is adapted, into which it can be moved and with which it can intervene. Furthermore, each bit is provided with an inwardly extending one Foot 36 is provided which can come into engagement with the lower end 37 of the chisel blade 19. the Sides 38 of each foot 36 are tapered to engage the tapered sides 16 of the slots 15 to come and agree with these when they are fully pressed into them.

Die Treibkeile 20 sind nach oben entlang den Schlitzen 21 zu dem oberen Teil der Ausricht-Nokkenbuchse 24 verschiebbar. Die Arme 22 bestehen, wie vorstehend beschrieben, aus einem Stück mit der Ausricht-Nockenbuchse und sind seitlich zu dieser biegbar, und zwar durch das Vorsehen von SchlitzenThe drive wedges 20 are up along the slots 21 to the top of the alignment cam bushing 24 movable. The arms 22 are, as described above, in one piece with the Alignment cam bushing and are laterally bendable to this, through the provision of slots

39 an jeder Seite des oberen Teils eines jeden Arms, welche den Arm von dem Hauptteil der Buchse selbst (F i g. 7) trennen. Jeder Arm ist mit einem in geeigneter Weise daran angebrachten äußeren Nockenzahn39 on either side of the upper part of each arm, which separates the arm from the main part of the socket itself (Fig. 7). Each arm has an outer cam tooth suitably attached thereto

40 versehen, der Nockenflächen 41 hat, die Fortsetzungen der Ausricht-Nockenbuchsenflächen 25 bilden. Jeder Arm ist außerdem mit einer seitlichen, nach innen gerichteten Anschlagschulter 42 versehen, die mit einer nach unten gerichteten Gegenschulter 43 an der Meißelschneide 19 in Eingriff kommt, wenn die Vorrichtung, wie nachstehend beschrieben, durch den Bohrstrang B und in dem Außenrohr 11, 12, 13 der Bohrvorrichtung abgesenkt wird (Fig. Id, 2d, 7,9).40 which has cam surfaces 41 which form continuations of the alignment cam socket surfaces 25. Each arm is also provided with a side inwardly facing stop shoulder 42 which engages a downwardly facing mating shoulder 43 on bit 19 as the device travels through drill string B and into outer tube 11, 12 as described below , 13 of the drilling device is lowered (Fig. Id, 2d, 7,9).

Das obere Ende des Trägers 18 ist mit einem Außengehäuse 45 eines Drehgelenkes 46 in geeigneter Form verschraubt. Wie ersichtlich, umfaßt das Drehgelenk einen nach innen gerichteten Gehäuseflansch 47, gegen den sich obere und untere Lager 48, 49 abstützen, wobei das untere Lager an einer nach oben gerichteten Schulter 50 an einem Lagerzapfen 51 und das obere Lager an einer Mutter 52 anliegt, die auf das obere Ende des Lagerzapfens 51 aufgeschraubt ist Ein inneres Kernrohr bzw. Hohlteil 53 ist an seinem oberen Ende mit dem Lagerzapfen 51 verschraubt und hat die gewünschte Länge zur Aufnahme eines durch die Schneidwerkzeuge 30 erzeugten Kernes, wobei das untere Ende des Kernrohres mit einem Schuh 54 verschraubt ist, der eine innere, abgeschrägte Fläche 55 aufweist, die mit einem geeigneten Kernheber bzw. -greifer 56 zusammenwirkt, tun den Kern im inneren Hohlteil bzw. Rohr zu halten bzw. zu fassen. Beim Bilden des Kernes in dem Rohr kann darin vorhandene Flüssigkeit nach oben durch einen Ventilsitz 57 hindurchtreten, der durch einen in eine Nut 59 in dem Lagerzapfen eingepaßten unteren Sprang- bzw. Federring 58 gesichert ist Ein Kugelventil 60 ist auf dem Ventilsitz in einem Kanal 61 in dem Lagerzapfen angeordnet und durch Flüssigkeit nach oben beweglich, so daß Flüssigkeit durch den Ventilsitz durchtreten und durch eine öffnung 62 in dem Lagerzapfen austreten kann, wohingegen sich das Kugelventil im Falle eines Flüssigkeitsrückflusses nach unten bewegt und auf dem Ventilsitz 57 sperrend zur Anlage kommtThe upper end of the carrier 18 is with an outer housing 45 of a pivot joint 46 in a suitable Screwed shape. As can be seen, the swivel joint includes an inwardly directed housing flange 47, against which the upper and lower bearings 48, 49 are supported, the lower bearing on one facing upwards directed shoulder 50 on a journal 51 and the upper bearing on a nut 52 rests on the the upper end of the journal 51 is screwed on. An inner core tube or hollow part 53 is attached to it upper end is screwed to the bearing pin 51 and has the desired length for receiving a core produced by the cutting tools 30, the lower end of the core tube is screwed to a shoe 54, which has an inner, has beveled surface 55 which cooperates with a suitable core lifter or gripper 56, do to hold or grasp the core in the inner hollow part or tube. While forming the core in that Tube can pass fluid present therein up through a valve seat 57, which through a lower snap ring 58 fitted into a groove 59 in the trunnion is secured Ball valve 60 is located on the valve seat in a channel 61 in the trunnion and through fluid movable upwards so that liquid can pass through the valve seat and through an opening 62 can escape in the journal, whereas the ball valve is in the event of a liquid backflow moved downwards and comes to rest on the valve seat 57 in a blocking manner

Das Außengehäuse 45 des Drehgelenks 46 ist mit einem Zwischenteil 63 fest verschraubt, das seinerseits in einen Riegelkörper 64 eingeschraubt ist, wobei diese Teile mittels einer Kontermutter 65 fest miteinander verbunden sind, indem letztere auf das Zwischenteil 63 aufgeschraubt ist und gegen das untere Ende des Riegelkörpers 64 anliegt. Der Riegelkörper ist an seinem Umfang mit im Abstand zueinander angeordneten Zcntricrfiügeln 66 versehen, umThe outer housing 45 of the swivel joint 46 is firmly screwed to an intermediate part 63, which in turn is screwed into a locking body 64, these parts being fixed by means of a lock nut 65 are interconnected by screwing the latter onto the intermediate part 63 and against the lower one End of the locking body 64 rests. The locking body is at a distance from one another on its circumference arranged Zcntricrfiügeln 66 provided to

ίο den Riegelkörpcr innerhalb des Zwischenteiles 11 des Außenrohres der Vorrichtung zu zentrieren. Dabei weist das Zwischenteil 11 eine Riegelausnehmung 67 an seinem Innenumfang auf, die seitlich verschiebbare Riegel 68 aufnehmen kann, die in einem Querschlitz 69 in dem Riegelkörper verschiebbar sind. Die Riegel werden durch spiralförmige Druckfedern 70 nach außen gedrückt, die zwischen den entgegengesetzt gerichteten Riegeln 68 wirken, um diese in der Riegelausnehmung 67 zum Einschnappen zu bringen, wenn sie hiermit fluchten.ίο the locking body within the intermediate part 11 of the To center the outer tube of the device. The intermediate part 11 has a locking recess 67 on its inner circumference, which can accommodate the laterally displaceable bolt 68, which is in a transverse slot 69 are displaceable in the locking body. The latches are operated by helical compression springs 70 pushed outwards, which act between the oppositely directed latches 68 to turn them into the latch recess 67 to snap into place when they are aligned with it.

Das Zurückziehen der Riegel 68 aus der Ausnehmung 67 wird durch die Aufwärtsbewegung einer Rückzugstange 71 ermöglicht, die in Längsrichtung in dem Riegelkörper 64 verschiebbar ist und Rück-The retraction of the latch 68 from the recess 67 is effected by the upward movement of a Allows retraction rod 71, which is displaceable in the longitudinal direction in the locking body 64 and return

»5 ziehstifte 72 trägt, die in Schlitzen 73 in den Riegeln angeordnet sind und mit abgeschrägten Nockenflächen 74 in Eingriff kommen können, die jeweils eine Seite eines jeden Schlitzes 73 bilden. Die Rückzugstange 71 wird zum Zurückziehen der Riegel aus der Riegelausnehmung 67 nach oben bewegt, indem ein (nicht dargestellter) geeigneter Überwurf mit einem Rückzugkopf 75 in Eingriff kommt, der durch eine Schraubverbindung T6 od. dgl. an der Rückzugstange befestigt ist Der Riegelmechanismus als solcher ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Ein ähnlicher Einziehmechanismus ist in dem obenerwähnten USA.-Patent 3 437 159 dargestellt und beschrieben.»5 pulling pins 72, which are in slots 73 in the latches are arranged and can come into engagement with tapered cam surfaces 74, each one Side of each slot 73. The retraction rod 71 is used to retract the latch from the Lock recess 67 moved upwards by a (not shown) suitable cover with a Retraction head 75 comes into engagement, which by means of a screw connection T6 or the like on the retraction rod The latch mechanism as such does not form part of the present invention. A similar one The retraction mechanism is shown and described in U.S. Patent 3,437,159 mentioned above.

Die Antriebsspindel oder der -körper 14 ist mit in Längsrichtung verlaufenden inneren Nuten 77 versehen, die sich durch sein oberes Ende öffnen und nach unten in seinen Schlitzen 15 auslaufen, wobei jede Nut die gleiche Mittellinie hat wie der V-förmige Raum, der von den Antriebsspindel-Nockenzähnen 26 und den Schlitzen 15 (Fig. 8) gebildet wird. Andererseits fluchtet die Mittellinie der Anne 22 mit derjenigen der V-förmigen Nockenzähne 40, 24, die an der Ausricht-Nockenbuchse 23 befestigt sind und mit dieser aus einem Stück bestehen; außerdem ist die Mittellinie der Arme 22 zentrisch in bezug auf die Bohrschneiden 30 (Fig. Id u., 7). Angenommen, die Ausricht-Nockenbuchse 23 mit an den Armen 22 befestigten Bohrschneiden 30 steht mit ihren Zähnen 40, 24 voll mit den Nockenzähnen 26 der Antriebsspindel in Eingriff, so fluchten die ArmeThe drive spindle or body 14 is provided with longitudinally extending inner grooves 77, which open through its upper end and expire downwards in its slots 15, wherein each groove has the same centerline as the V-shaped space used by the lead screw cam teeth 26 and the slots 15 (Fig. 8) is formed. On the other hand, the midline of the Anne is aligned 22 with those of the V-shaped cam teeth 40, 24 which are attached to the alignment cam bushing 23 are and consist of one piece with this; also, the center line of the arms 22 is centered in relation to each other on the cutting edges 30 (Fig. Id u., 7). Accepted, the alignment cam bushing 23 with drill bits 30 attached to the arms 22 stands with their teeth 40, 24 fully engaged with the cam teeth 26 of the drive spindle, so the arms are aligned

SS 22 mit den Längsnuten 77, und die Bohrschneiden 30 sind auf die Schlitze 15 ausgerichtet, wodurch ein Auslehnen der Arme 22 in die Längsnuten 77 und dei Bohrschneiden 30 in die Schlitze 15 ermöglicht wird.SS 22 with the longitudinal grooves 77, and the drill bits 30 are aligned with the slots 15, whereby a Leaning out of the arms 22 in the longitudinal grooves 77 and the drill bits 30 in the slots 15 is made possible.

Es sei angenommen, daß im Betrieb der in Fig. 1 bis 9 dargestellten Vorrichtung der Bohrstrang B mit dem Außenrohr 11, 12,13 und der daran befestigten Antriebsspindel 14' derart in einem Bohrloch angeordnet ist, daß sich das untere Ende der Antriebsspindel in geringem Abstand über dem Boden des Bohrloches befindet. Der Bohrmechanismus A mit den Bohrschneiden 30 in eingezogenei Stellung und in dem in Fig. 1 a bis Id und 9 dargestellten Verhältnis wird alsdann mittels eines ge-It is assumed that the drill string B with the outer tube 11, 12,13 and attached drive spindle is so arranged 14 'in a borehole during operation of the apparatus shown in FIGS. 1 to 9 characterized in that the lower end of the drive spindle in low Distance above the bottom of the borehole. The drilling mechanism A with the cutting bits 30 in the retracted position and in the relationship shown in FIGS.

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eigneten, an dem Kopf 75 befestigten Überwurfs durch den Bohrstrang abgesenkt, wobei die Bohrschneiden 30 innen liegen, wie dies durch die Abbiegung der Arme 22 nach innen ermöglicht wird, welche die daran befestigten Nockenzähne 40 meiner seitlich nach innen gerichteten Stellung halten Wahrend einer derartigen Absenkbewegung der Bohrvorrichtung bringt die seitlich nach innen gerichtete Stellung der Arme 22 deren Schulter 42 unter die nach unten weisende Gegenschulter 43 an der Meißelschneide 19, wobei die Keile 20, wie in Fig. Id dargestellt, in dem oberen Teil der Schlitze 21 hegen. Somit wird das Gewicht der Vorrichtung oberhalb der Meißelschneide 19 über der Schulter 43 auf die Arme 22 übertragen und drückt diese und die Bohrschneiden 30 nach unten durch den Bohrstrang.suitable cap attached to head 75 is lowered through the drill string, with the drill bits 30 lie inside, as is made possible by the bending of the arms 22 inward, which the attached cam teeth 40 hold my sideways inward position while such a lowering movement of the drilling device brings the laterally inwardly directed Position of the arms 22 their shoulder 42 under the downward facing counter shoulder 43 on the chisel edge 19, the wedges 20, as in Fig. Id shown, in the upper part of the slots 21 lie. Thus, the weight of the device is above the chisel edge 19 over the shoulder 43 on the Arms 22 transmit and push them and the bits 30 down through the drill string.

Bei Erreichen der Antriebsspindel 14 bewegen sich die Bohrschneiden 30 in diese hinein, uiiu uie »oakenzähne 40 an den Tragstangen und die Nockenzähne 24 an der Ausricht-Nockenbuchsc 23 kommen alsdann mit Gegennockenzähnen 26 an der Antnebssnindel in Eingriff, um sowohl die Nockenbuchse 23, die Arme 22 und die Bohrschneiden 30 als auch den durch die Keile 20 drehbar daran befestigten Trager 18 in eine Stellung zu drehen, in der die Arme 21 den L ängsnuten 77 und die Bohrschneiden 30 den Schlitzen 15 gegenüberliegen, während gleichzeitig sich die Nockenzähne 40, die an den äußeren Flachen, der Arme 22 befestigt sind, einer nach unten und außen abgeschrägten Innenwand 80 des Zwischenteils 13 gegenüber befinden, das so eine Ausnehmung bildet, Γη die sich die Nockenzähne 40 ausdehnen können wodurch sich die Arme 22 voll in die Langsnutcn 77 und die Bohrschneiden 30 voll in die AntnebSspindel-Schlitze 15 ausdehnen können. Das Ausdehnen der Nockenzähne 40 nach außen in den ausgesparten Bereich des Zwischenteils 13 zieht die: Armschultern 42 unter der Schulter 43 der Maße schneide hinweg, wodurch der Träger 18, das in diesem befindliche Kernrohr 53 und der darüberliegende Sperrmechanismus 63 bis 75 sich nach unten bewegen können, indem die Keile 20 in den Schlitzen 21 entlanggleiten bis die Meißelschneide 19 ihre unterste Stellung einnimmt in der ihr Ende 37 mit den abgeschrägten inneren Flächen 81 der Bohrschneiden una aer abgeschrägten Anschlagschulter 82 an der Antriebs pmdel 14 zur Anlage kommt. Zu diesem .Ze«punkt befindet sich die äußere Längsflache 83 der Meißel schneide hinter den inneren Langsnachen 84 der Arme 22 und halten die Bohrschneiden 30 m inniger Anlage an der Antriebsspindel 14 wobei die oberen Rächen 35 der Bohrschneiden an den abgeschrägten Flächen 17 der Antriebsspindel anliegen und die abgeschrägten Seiten 38 der Bohrschneiden sich eng an dietbgeschrSgten Gegenseiten16 der Schiita15 anschmiegen. Zu diesem Zeitpunkt liegen die Freischneidflächen32 der Bohrschneiden seitlich außerhalb der Peripherie der Antriebsspindel 14, wahrend die DriHflächen33, 34 der Bohrschneiden unterhalb des unteren Endes 16 der Antriebsspindel und auch seitlich außerhalb der abgeschrägten unteren Flache 16» der Antriebsspindel liegen (F ι g- 2 d, ö). When the drive spindle 14 is reached, the drill bits 30 move into it, uiiu uie »oa kzähne 40 on the support rods and the cam teeth 24 on the alignment cam bushing 23 then come into engagement with counter-cam teeth 26 on the ancillary spindle in order to move both the cam bushing 23, to rotate the arms 22 and the drill bits 30 as well as the carrier 18 rotatably attached thereto by the wedges 20 into a position in which the arms 21 lie opposite the longitudinal grooves 77 and the drill bits 30 lie opposite the slots 15, while at the same time the cam teeth 40, which are attached to the outer surfaces of the arms 22, opposite a downwardly and outwardly sloping inner wall 80 of the intermediate part 13, which forms a recess Γη which the cam teeth 40 can expand, whereby the arms 22 fully fit into the longitudinal grooves 77 and the drill bits 30 can fully expand into the AntnebSspindel-slots 15. The expansion of the cam teeth 40 outward into the recessed area of the intermediate part 13 pulls the arm shoulders 42 under the shoulder 43 of the dimensions cut away, whereby the carrier 18, the core tube 53 located in this and the locking mechanism 63 to 75 above move downwards can by sliding the wedges 20 in the slots 21 until the chisel blade 19 assumes its lowest position in which its end 37 with the beveled inner surfaces 81 of the drill bits and the beveled stop shoulder 82 comes to rest on the drive pmdel 14. At this point, the outer longitudinal surface 83 of the chisel cutter is located behind the inner long noses 84 of the arms 22 and keeps the drill bits 30 m intimate contact with the drive spindle 14, with the upper teeth 35 of the drill bits resting on the beveled surfaces 17 of the drive spindle and the beveled sides 38 of the drill bits nestle closely against the inclined opposite sides 16 of the shiita 15. At this point in time, the free cutting surfaces 32 of the drill bits lie laterally outside the periphery of the drive spindle 14, while the twist surfaces 33, 34 of the drill bits lie below the lower end 16 of the drive spindle and also laterally outside the beveled lower surface 16 of the drive spindle (Fig. 2d , ö ).

Die Antriebsspindel 14 und die Bohrschneiden bilden eine Eintrittsöffnung 85, in *e «n von den Schneiden 30 gebildeter Kern sich nach oben m das Kernrohr 53 hineinbewegen kann. Dabei ist jedoch die Mcißelschncide 19 als Bohreinsatz ausgcb.ldet um den Durchmesser des durcn die Bohrschncidcn gebildeten Kerns zum Eintritt in das Kernrohr zu verringern. Zu diesem Zweck ist die Meißelschneide sowohl an ihrer inneren Freischneidfläche 86 als auch an ihrer Stirnfläche 87 mit Diamantschneidelementen 31 α versehen, um einen Schneidvorgang in der Formation auszuführen.The drive spindle 14 and the cutting edges form an inlet opening 85, in * e «n of the Cutting 30 formed core can move upwards m the core tube 53. There is, however the Mcisselschncide 19 designed as a drill bit around the diameter of the through the drill bits formed core to reduce entry into the core tube. For this purpose is the chisel edge both on its inner free cutting surface 86 and on its end face 87 with diamond cutting elements 31 α provided to perform a cutting operation in the formation.

Wenn der Träger 18, wie in Fig. 2a bis 2d dargestellt, seine unterste Stellung innerhalb des Außenrohres erreicht hat, sind die Riegel 68 auf die Ausnehmungen 67 in dem Zwischenteil 11 ausgerichtet, wobei die Federn 70 die Riegel nach außen drücken und dadurch die Teile in ihrer in Fig. 2a bis 2d dargestellten gegenseitigen Stellung halten.When the carrier 18, as shown in Fig. 2a to 2d, has reached its lowest position within the outer tube, the latches 68 are on the recesses 67 aligned in the intermediate part 11, the springs 70 pressing the latches outwards and thereby hold the parts in their mutual position shown in FIGS. 2a to 2d.

Der Bohrstrang ß wird in der gewünschten Geschwindigkeit gedreht, und es wird ein derartiges Bohrgewicht auf den am Bohrstrang befestigten Bohrteil der Vorrichtung aufgebracht, daß sowohl die Bohrschneiden 30 als auch die Meißelschneide 19 in die Bodentormation eindringen. Während dieses Vorganges wird Bohrflüssigkeit durch den Bohrstrang nach unten geleitet, wobei sie außen um den Riegelkörper 64 herum und durch den ringförmigen Raum 88 zwischen dem Träger 18 und dem Außenmantel 11, 12 zu dem unteren Teil des Trägers läuft, wo sie nach innen durch eine oder mehrere Ableitöffnungcn oder Durchlässe 89 in den ringförmigen Raum 90 zwischen dem Träger und dem inneren Kernrohr 53 hineinfließen kann, durch diesen Raum und die zwischen der Meißelschneide 19 und dem Schuh 54 (Fig. 1 d, 3 u. 4) gebildeten Räume 91 und alsdann in die Eintrittsöffnung der Meißelschneide fließt und sowohl das Bohrklein von der Bohrlochsohle entfernt als auch die Meißelschncide 19 und die Bohrschneiden 30 reinigt und ersteres seitlich nach außen spült, um es außen um das Außenrohr 14, 13, 12, 11 und den Bohrstrang B herum nach über Tage zu befördern. The drill string β is rotated at the desired speed, and such a drilling weight is applied to the drilling part of the device attached to the drill string that both the drill bits 30 and the chisel blade 19 penetrate the ground formation. During this process, drilling fluid is directed down the drill string, running outwardly around the bolt body 64 and through the annular space 88 between the carrier 18 and the outer jacket 11, 12 to the lower part of the carrier where it passes inwardly through a or a plurality of discharge openings or passages 89 can flow into the annular space 90 between the carrier and the inner core tube 53, through this space and the spaces 91 and formed between the chisel blade 19 and the shoe 54 (Figs. 1d, 3 and 4) then flows into the inlet opening of the chisel cutter and both removes the cuttings from the bottom of the borehole and cleans the chisel cutters 19 and the drill cutters 30 and flushes the former laterally to the outside around it around the outer pipe 14, 13, 12, 11 and the drill string B. to be carried over days.

Während des Bohrvorganges wird das Bohrgewicht direkt von der Antriebsspindel 14 durch die Schultcrn 17 auf die Bohrschneiden 30 aufgebracht, während das Drillmoment direkt von den Seiten 16 der Antriebsspindel-Schlitze 15 auf die Bohrschneiden 30 übertragen wird. Infolge des Vorhandenseins des Drehgelenks 46 rotieren sämtliche Teile mit Ausnahme des inneren Kernrohres 53 und seiner zugehörigen Teile, wobei sich der Kern entsprechend dem fortschreitenden Schneiden des ringförmigen Teils des Bohrloches nach oben in das Kernrohr 53 hineinbewegt. During the drilling process, the drilling weight is taken directly from the drive spindle 14 through the shoulder 17 applied to the drill bits 30, while the torque is applied directly from the sides 16 of the Drive spindle slots 15 are transferred to the drill bits 30. Due to the presence of the Rotary joint 46 rotates all parts with the exception of the inner core tube 53 and its associated Parts, with the core corresponding to the progressive cutting of the annular part of the The borehole is moved upward into the core tube 53.

Bei gewünschtem Entfernen des Kernes wird ein geeigneter Überwurf an einem Drahtseil durch den Bohrstrang B herabgelassen und mit dem Kopf gekuppelt. Das Drahtseil wird alsdann hochgezogen, wodurch die Rückzugstange 71 angehoben wird und die Rückziehstifte 72 veranlaßt werden, mit den geneigten Nockenflächen 74 in Eingriff zu kommen und die Riegel 68 seitlich nach innen aus der Ausnehmung 67 herauszuziehen, woraufhin das Hochziehen des Drahtseiles fortgesetzt wird. Ein derartiges Hochziehen hebt den Träger 18 und das Kernrohr 53 nach oben und veranlaßt den Kerngreifer 56, mit dem Kern in Eingriff zu kommen und diesen vom Boden der Bohrung abzubrechen. Das Hochfördern des Trägers 18 bewegt die Meißelschneide 19 nach oben aus ihrer Stellung hinter den Bohrschneiden 30, wobei die Keile 20 in den Schlitzen 21 nach oben gleiten, bis sie die oberen Enden 21 α der Schlitze erreichen, woraufhin sie die Ausricht-NockenbuchscIf removal of the core is desired, a suitable cap is lowered on a wire rope through drill string B and coupled to the head. The wire rope is then pulled up, raising the retraction rod 71 and causing the retraction pins 72 to engage the inclined cam surfaces 74 and pull the latches 68 laterally inwardly out of the recess 67, whereupon the wire rope pulling up continues. Such a pull up lifts the carrier 18 and core tube 53 upward and causes the core gripper 56 to engage the core and break it off the bottom of the bore. The high conveying the carrier 18 moves the chisel blade 19 upward from its position behind the cutting bits 30, wherein the wedges 20 in the slots 21 slide upward until the upper ends 21 α reach the slots, whereupon the alignment Nockenbuchsc

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23 und die Arme 22 anheben und das Hochziehen letzterer auf die Bohrschneiden 30 übertragen wird, die, ermöglicht durch die Flexibilität der Arme 22, von den schrägen Schultern 17, 35 einwärts bewegt werden, worauf die Teile sich alsdann in einem Zustand zum völligen Herausziehen aus der Antriebsspindcl 14, dem Außenzylinder II, 12, 13 und dem Bohrstrang B zur Bohrlochoberfläche hin befinden. Während dieser Aufwärtsbewegung hat sich der Kerngreifer 56 entsprechend nach unten gegen die abgeschrägte Fläche 55 des Schuhs 54 bewegt und sich nach innen zu festem Eingriff mit dem Kern verkeilt, um dessen Herausfallen aus dem Kernrohr 53 zu verhindern. 23 and raise the arms 22 and the pulling up of the latter is transmitted to the cutting bits 30, which, made possible by the flexibility of the arms 22, are moved inward from the inclined shoulders 17, 35, whereupon the parts are then in a state of being completely withdrawn the drive spindle 14, the outer cylinder II, 12, 13 and the drill string B are located towards the borehole surface. During this upward movement, the core gripper 56 has correspondingly moved downward against the beveled surface 55 of the shoe 54 and wedged inwardly into tight engagement with the core to prevent it from falling out of the core tube 53.

An dem Bohrgestell können der Kern entfernt und die Einzelteile der Vorrichtung geprüft werden. Sofern keine Abnutzung erfolgt ist, kann dieselbe Vorrichtung einschließlich der Bohrschneiden 30 und der Meißelschneide 19 alsdann wieder durch den Bohrstrang B heruntergelassen und der vorbeschriebene Arbeitszyklus wiederholt werden.The core can be removed from the drilling rig and the individual parts of the device can be checked. If there has been no wear, the same device including the drill bits 30 and the chisel blade 19 can then be lowered again through the drill string B and the above-described working cycle repeated.

Die in den Fig. 10 bis 15 dargestellte Ausführungsform der Erfindung entspricht im wesentlichen der vorstehend beschriebenen. Es wurden jedoch Abwandlungen an den Spindel-Nocken 26 α und den Bohrschneiden 30 α vorgenommen, indem deren Umfang und seitliche Abmessung vergrößert wurde, um einen wesentlich größeren Schneidbereich zum Einwirken auf die Bodenformation zu schaffen und außerdem die Notwendigkeit zu vermeiden, daß eine Meißelschneide den inneren Teil der Formation innerhalb der Bohrfutter schneidet, wie dies bei der anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform der Fall ist. Außerdem ist an Stelle einer Meißelschneide ein Antriebs- und Stützfuß 19 a vorgesehen, der Treibkeile 20 α aufweist, die in den Längsschlitzen 21 der Arme 22 und der Ausricht-Nockenbuchse 23 gleiten. Die Schlitze 15 a der Spindel 14 a sind breiter als bei der anderen Ausführungsform der Erfindung, indem sie einen unteren Bereich 15 b mit Seiten 16 a, 16 b aufweisen, die zueinander seitlich nach außen abgeschrägt sind, wobei die dazwischenliegenden Schenkel 100 die Spindel-Schlitze 15 a begrenzen. Jeder Schenkel hat eine vordere Antriebsfläche 16 b, die zur Drehmomentübertragung mit einer Gegenfläche 38 a einer Bohrschneide in Eingriff kommen kann, und ist weiterhin mit einem unteren Rückenteil 16a versehen, der im Abstand zu dem oberen, abgeschrägten Ende 17 des Schlitzes angeordnet ist und der mit der unteren Vorderseite 38 b der Bohrschneide in Eingriff kommen kann, wobei die Bohrschneide mit einem versetzten Teil 30 c versehen ist, der den Endteil 100 α des Schenkels überlappt und in versetzte Bereiche 15 c des Schlitzes hineinpaßt. Jede Bohrschnetde 30 α ist in ihrer Form dem Schlitz 15 a angepaßt und weist eine Stirnfläche 105 auf, die in eine nach oben schrägverlaufende. Fläche 106 übergeht, welche ihrerseits in eine Freischneidfläche 107 der Bohrschneide übergeht, wobei die Freischneidfläche sich von der Antriebs- bzw. Vorderfläche 16 b des Schlitzes 15 a zu dem entgegengesetzten Ende des versetzten Schlitzbereiches 15 c erstreckt. Wenn sich die Schneidwerzeuge 30 a in den Spindel-Schlitzen 15 a befinden, erstrecken sich in Umfangsrichtung im Abstand zueinander angeordnete herabhängende Ansätze 108 an dem Stützfuß 19 α zwischen den unteren Bereichen der Bohrschneiden 30 a, wobei die unteren Enden der Ansätze oberhalb der Stirnflächen 105 der Bohrschneiden liegen. Die Bohrschneiden sind weiterhin mit inneren Schneidflächen 110 versehen, die sich radial nach innen über die inneren Flächen der Ansätze 108 und der Eintrittsöffnung 111 des Antriebsfulks 19a erstrecke, um so den äußeren Durchmesser des erzeugten Kernes zu bestimmen. Die Flächen 105, 106, 107, 110 einer jeden Bohrschneidc sind mit eingelegten Diamantschneidelemcnten 31 versehen.The embodiment of the invention shown in FIGS. 10 to 15 corresponds essentially to that described above. However, modifications have been made to the spindle cam 26 α and the drill bits 30 α by increasing their circumference and lateral dimension in order to create a much larger cutting area to act on the soil formation and also to avoid the need for a chisel cutter cuts inner part of the formation within the drill chuck, as is the case with the other embodiment of the invention. In addition, a chisel blade, a drive and a support leg 19 is provided in place of, the traction wedges 20 having α which the alignment cam sleeve to slide in the longitudinal slots 21 of the arms 22 and 23. FIG. The slots 15 a of the spindle 14 a are wider than in the other embodiment of the invention, in that they have a lower region 15 b with sides 16 a, 16 b which are laterally beveled to one another, the legs 100 in between, the spindle Limit slots 15 a. Each leg has a front drive surface 16 b, which can come into engagement with a counter surface 38 a of a drill bit to transmit torque, and is furthermore provided with a lower back part 16 a which is arranged at a distance from the upper, beveled end 17 of the slot and which can come into engagement with the lower front side 38 b of the cutting edge, the cutting edge being provided with an offset part 30 c which overlaps the end part 100 α of the leg and fits into offset areas 15 c of the slot. Each Bohrschnetde 30 α is adapted in shape to the slot 15 a and has an end face 105 which is sloping upward in an upward. Surface 106 merges, which in turn merges into a free cutting surface 107 of the drill bit, the free cutting surface extending from the drive or front surface 16 b of the slot 15 a to the opposite end of the offset slot area 15 c. When the cutting tools 30 a are located in the spindle slots 15 a, depending on the support foot 19 α between the lower areas of the drill bits 30 a, the lower ends of the lugs extend above the end faces 105 the cutting edges lie. The drill bits are further provided with inner cutting surfaces 110 which extend radially inwardly over the inner surfaces of the lugs 108 and the inlet opening 111 of the drive cage 19a so as to determine the outer diameter of the core produced. The surfaces 105, 106, 107, 110 of each drilling cutter are provided with inserted diamond cutter elements 31.

ίο Die unteren Enden 28 der Arme 22 sind an den Innenbereichen der Bohrschneiden 30 a in gleicher Weise befestigt, wie im Falle der anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei die Ausricht-Nockenbuchse 23 und die Nockenzähne 40 an den Armen 22 denjenigen der anderen Ausführungsform gleich sind und mit den Spindel-Nockenflächen 27 in gleicher Weise zusammenarbeiten können, um die Arme 11 und die Bohrschneiden 30 a auf die Spindei-Nuten 77 und die Spindel-Schlitze 15 a auszurichten.ίο The lower ends 28 of the arms 22 are attached to the inner regions of the drill bits 30 a in the same way as in the case of the other embodiment of the invention, the alignment cam bushing 23 and the cam teeth 40 on the arms 22 being the same as those of the other embodiment and can work together with the spindle cam surfaces 27 in the same way to align the arms 11 and the cutting edges 30 a with the Spindei grooves 77 and the spindle slots 15 a.

ao Wenn die Nockenzähne 26 α, 40, 24 voll in Eingriff stehen, werden der Träger 18 und sein Antriebsfuß 19 a zusammen mit dem inneren Kernrohr 53 mit dem darüber befindlichen Mechanismus abgesenkt, um den Träger und seinen Antriebsfuß 19 a in ihreao When the cam teeth 26 α, 40, 24 are fully engaged, the carrier 18 and its drive foot 19 a lowered together with the inner core tube 53 with the mechanism above, around the carrier and his drive foot 19 a in their

»5 unterste Stellung (Fig. 11) zu bringen, in der sich der Antriebsfuß 19 a hinter den Bohrschneiden 30 a befindet und seine Ansätze 108 zwischen den unteren Bereichen der Bohrschneiden angeordnet sind. Der Antriebsfuß 19 a weist eine Stirnschulter 115 zwisehen seinen Ansätzen 108 auf, die an nach oben gerichteten Querflächen 116 an den Bohrschneiden zur Anlage kommt und dadurch die Bohrschneiden 30 α in ihrer nach außen herausgedrückten Stellung fest verriegelt, in welcher ihre oberen abgeschrägten Endflächen 35 an den oberen abgeschrägten Endflächen 17 der Spindel-Schlitze 15 a anliegen und in der die Rückseite einer jeden Bohrschneide mit der Seite 16 b seines Gegenschlitzes zur Anlage kommt, wobei die versetzten Bereiche 30 c der Bohrschneiden innerhalb der versetzten Bereiche 15 c der Schlitze angeordnet sind. Die untere Vorderseite 38 b einer jeden Bohrschneide steht in Anlage mit dem entgegengesetzten Ende 16 a des zugehörigen Schlitzes und liegt außerdem dicht neben einem Antriebsansatz 108 (F i g. 13, 14). Zu diesem Zeitpunkt liegen die unteren Bohrflächen 105 der Bohrschneiden unterhalb des unteren Endes der Spindel 14 a und der Antriebsansätze 108, während die abgeschrägten Flächen 106 der Bohrschneiden und deren Schneidflächen 107 außerhalb der entsprechenden Flächen der Antriebsspindel 15 a liegen.»5 to bring the lowest position (Fig. 11), in which the drive foot 19a is located behind the drill bits 30a and its lugs 108 are arranged between the lower areas of the drill bits. The drive foot 19 a has a front shoulder 115 between its lugs 108, which comes to rest on upwardly directed transverse surfaces 116 on the cutting edges and thereby firmly locks the cutting edges 30 α in their pushed out position, in which their upper beveled end surfaces 35 the upper beveled end surfaces 17 of the spindle slots 15 a rest and in which the back of each drill bit comes to rest with the side 16 b of its counter slot, the offset areas 30 c of the drill bits being arranged within the offset areas 15 c of the slots. The lower front side 38 b of each drill bit is in contact with the opposite end 16 a of the associated slot and is also close to a drive attachment 108 (FIGS. 13, 14). At this time, the lower drilling surfaces 105 of the cutting edges are below the lower end of the spindle 14 a and the drive lugs 108, while the beveled surfaces 106 of the cutting edges and their cutting surfaces 107 are outside the corresponding surfaces of the drive spindle 15 a.

Bei gewünschtem Anheben bzw. Zurückziehen der Vorrichtung aus der Antriebs-Spindel 14 α und dem Außenrohr 11, 12, 13 wird der Kopf 75, ebenso wie bei der anderen Ausführungsform der Erfindung, durch einen mit einem Drahtseil verbundenen Überwurf- bzw. Gestängekeilfänger hochgezogen, um die Riegel 68 aus ihrer Riegelausnehmung 67 herauszuziehen und das Kernrohr 53 und den Träger 18 anzuheben, bis die Treibkeile 20 a mit der Ausricht-Nockenbuchse 23 am oberen Ende der Schlitze 21 in Eingriff kommen, wobei der Antriebsfuß 19 a ebenfalls von den Bohrschneiden 30 α angehoben worden ist. Die Aufwärtsbewegung des Antriebsfußes 19 a bewirkt alsdann ein Hochziehen der Nockenbuchse 23 und ihrer Arme 22, um die Bohrschneiden 30 a nach oben zu drücken, wobei letztere durch gegenseitigen Eingriff ihrer oberen Schrägflächen 35 mitWhen the device is to be lifted or withdrawn from the drive spindle 14 α and the outer tube 11, 12, 13, the head 75, as in the other embodiment of the invention, is pulled up by a sleeve or rod wedge catcher connected to a wire rope, to pull the bolt 68 out of its bolt recess 67 and to lift the core tube 53 and the carrier 18 until the drive wedges 20 a come into engagement with the alignment cam bushing 23 at the upper end of the slots 21, the drive foot 19 a also from the drill bits 30 α has been raised. The upward movement of the drive foot 19 a then causes the cam bushing 23 and its arms 22 to be pulled up in order to push the cutting edges 30 a upwards, the latter with their upper inclined surfaces 35 engaging with each other

Jen Schrägtlächen 17 der Spindelschlitze nach innen bewegt werden. Infolge der im wesentlichen bogenförmigen Erstreckung der Bohrschneiden 30 a und deren Überlappungsverhältnis in eingezogener Stellung (Fig. 12) ist es erforderlich, sie derart zu drelicn, daß die entlang der Innenwand der Antriebsspindel 14 a gleitenden Bereiche entsprechend mit den Spindelnuten fluchten. Dementsprechend weist die Spindel einen zweiten Satz geneigter NockenfläciiL'ii 120 auf, wie am deutlichsten in Fig. 15 ersiehtlieh, die sich von der Seite einer Nut 77 in Richtung nach oben zur Seite einer benachbarten Nut 77 erstrecken. Die Bohrschneiden 30 a kommen mit den Flächen 120 in Eingriff, welche ersterc ausreichend drehen, um ihre äußersten Bereiche zum Fluchten mit den Spindel-Nuten 77 zu bringen, durch die sie !lissieren und dadurch von der Spindel 14 a völlig freikommen. Das Hochziehen der Vorrichtung kannJen inclined surfaces 17 of the spindle slots inwards be moved. As a result of the substantially arcuate extension of the cutting edges 30 a and their overlap ratio in the retracted position (Fig. 12), it is necessary to drelicn them in such a way that that along the inner wall of the drive spindle 14 a sliding areas accordingly align with the spindle grooves. Accordingly, the spindle has a second set of inclined cam surfaces 120, as best seen in Fig. 15, which extend from the side of a groove 77 in an upward direction to the side of an adjacent groove 77. The cutting edges 30 a come into engagement with the surfaces 120, which first c are sufficient rotate to bring their outermost portions into alignment with the spindle grooves 77 through which they pass ! lissieren and thereby completely free from the spindle 14 a. Pulling up the device can

fortgesetzt werden, um durch den Bohrstrang zum Bohrgestell herauszuziehen.continued to pull out through the drill string to the rig.

Die Bohrschneiden bei der in den Fig. 10 bis 15 dargestellten Ausführungs^form der Erfindung weisen eine größere bogenförmige Erstreckung auf als in der anderen Ausführungsform und bieten eine wesentlich größere Fläche zum Schneiden in der Formation. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, bestreicht der innere Bereich der Bohrflächen der Bohrschneiden insgesamt annähernd 360°, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, einen zusätzlichen inneren Bohreinsatz zum Schneiden des inneren Teils der Formation vorzusehen, wie es bei der anderen Ausführungsform der Erfindung der Fall ist. Außerdem sind sowohl die eigentlichen Bohrflächen 105, 106 der Bohrschneiden als auch deren Freischneidflächen 107 gegenüber der anderen Ausführungsform beträchtlich vergrößert worden.The cutting bits in the in FIGS. 10 to 15 illustrated execution of the invention, ^f orm have a greater arcuate extent than in the other embodiment and provide a much larger area for cutting into the formation. As can be seen from Fig. 14, the inner area of the drilling surfaces of the drill bits sweeps a total of approximately 360 °, thereby avoiding the need to provide an additional internal drill bit for cutting the inner part of the formation, as is the case with the other embodiment of the invention . In addition, both the actual drilling surfaces 105, 106 of the drilling cutters and their free-cutting surfaces 107 have been considerably enlarged compared to the other embodiment.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Drilling device with a drill bit that has spreading arms hanging down on radially movable and having retractable bits and in a borehole through the drill string is movable, with a pipe section attached to its lower end, which has a drive spindle comprises, a carrier telescopically holding the drill bits, coupling devices between the spindle and the drill bits and alignment elements on the drill bit and the pipe section, the drill bits in the spindle can be expanded from the retracted into the drilling position coupled to the spindle, thereby characterized in that the carrier (18) is connected to the expandable drill bits (30, 30 a) in such a way that the expandable Cutting edges (30) can be expanded at the same time.

2. Drilling device according to claim 1, characterized by the carrier (18) rotatable encompassing cam bushing (23 \ on the circumference at a distance from each other the arms (22) of the Drill cutters (30, 30 a) are attached.

3. Drilling device according to claim 1 or 2, characterized in that the alignment elements (24, 40: 26) for the drill bits (30, 30 a) partially (24,40) on the cam bushing (23), partially (26) provided on the drive spindle (14) and at the same time for limiting the lowering movement the cutting edges are formed.

4. Drilling device according to one of the claims

1 to 3. characterized in that the alignment elements (24, 40; 26) essentially consist of exist in the axial direction protruding V-shaped cam teeth (24, 40 and 26) through whose interlocking the breath (22) with the cutting edges (30, 30 a) in the Spreizstcllung for Drive spindle (14) are rotatable.

5. Drilling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive spindle (14) has longitudinal grooves (77) for guiding the arms (22).

6. drilling device according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the arms (22) have longitudinal slots (21) and the carrier (18) is provided with drive wedges (20) which slide in the slots (21) and lift of the carrier by driving engagement of the cam bushing (23) at the upper ends of the slots (21) are formed.

7. Drilling device according to one of the claims

1 to 6, characterized in that the drive spindle (14) at the lower ends of their inner longitudinal grooves (77) with in the circumferential direction slots (15, 15 η) arranged at a distance from one another for guiding the drill bits (30, 30 a) is provided when they are disengaged and the carrier (18) is movable downward into a position is in which it is behind the cutting edges (30, 30 a) and this is in the disengaged position holds.

8. Drilling device according to one of claims I to 7, characterized in that the carrier (18) in the lowered position and the cutting edges (30) pushing outwards laterally inside the cutting edge protrudes with a fixed chisel cutting edge (19).

9 drilling device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drilling cutters (30, 30a) in the ancillary spindle (14) in the retracted position overlap each other in the circumferential direction.

10 drilling device according to one or more of claims 7 to 9, characterized in that that the spindle slots (15 a) upper, in the circumferential direction have offset areas (15 c) and the cutting edges (30 a) with offset parts (30c) are provided that are flush with the staggered Areas (15 c) of the slots (15 a) can be fitted.

11. Drilling device according to claim 10, characterized in that the drive spindle (14) has additional inner cams (120) which can be brought into engagement with the drill bits (30 a) when the carrier (18) or drill bit (A) is raised.