DE2155925B1 - Einrollenkernbohrer - Google Patents

Description

• Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Einrollenkernbohrer, Fig.2 die Ansicht von unten auf den Unterteil des Kernbohrers in F i g. 1, F i g. 3 eine Seitenansicht auf den Unterteil des Kernbohrers in F i g. 1, F i g. 4 eine Bohrlochsohle in Draufsicht.
• Der Einrollenkernbohrer (F i g. 1,2, 3) enthält einen Körperl mit Anschlußgewinde 2, der in seinem Unterteil einen unter einem Winkel zur Bohrerachseö1-01 liegenden Hohlzapfen 3 mit einem Kernfänger 4 und einem Spülungskanal 5 enthält. Am Hohlzapfen3 sitzt in Lagern 6 und 7 ein Kugelmeißel 8, und zwar derart, daß der Mittelpunkt »0« seiner Kugelfläche im Schnittpunkt der Achse O2O2 des Hohlzapfens 3 mit der Bohrerachse 0r01 liegt. Am Kugelmeißel 8 sind gesteinsbrechende und kernschneidende Kränze 9 bis 13 mit Schneidzähnen 14 sowie Spülungsnuten 15 verteilt. Der Zahnkranz 13 ist dabei der kernschneidende Kranz. Im Hohlzapfen 3 ist eine Bohrung zur Unterbringung eines Verschlußbolzens 16 vorhanden. An seinem unteren Stirnteil enthält der Hohlzapfen 3 einen kernbearbeitenden Zahnkranz 17 mit Schneidzähnen 14 a, die derart angeordnet sind, daß deren Schnittkante oberhalb der Schneidkante des jeweils untersten Zahns des kernschneidenden Zahnkranzes 13 des Kugelmeißels liegt und während des Bohrvorganges mit der Seitenfläche des Kernes 18 (Fig.4) in Berührung steht.
• Auf der unteren Stirnfläche des Hohlzapfens 3 des Bohrers ist eine Ausnehmung 19 vorgesehen, um die kleineren stets an der Bohrlochsohle vorhandenen Metallgegenstände und Gesteinsstücke anzusammeln und ihrem Eindringen zwischen den Kern 18 und den Hohlzapfen 3 vorzubeugen. Die Ausnehmung 19 liegt zwischen zwei Zähnen des Zahnkranzes 17 und weist eine Abschrägung in Drehrichtung des Einrollenkernbohrers auf (in der Fig.2 ist die Drehrichtung des Bohrers durch einen Pfeil angedeutet).
• Bei Drehung des Einrollenkernbohrers unter Belastung arbeitet der Kugelmeißel 8 eine ringförmige Bohrlochsohle 20 (Fig.4) heraus. Dabei schneiden die Zähne des Zahnkranzes 13 den Kern 18 mit einer Seitenfläche von Mehrkantform heraus. Bei weiterem Niedergang (2 bis 5 mm) des Bohrers werden die Seitenkanten 21 auf der Oberfläche des Kerns 18 durch Kantenzerstörung durch die Schneidzähne des kernbearbeitenden Zahnkranzes 17 des Hohlzapfens 3 geglättet, und die Seitenfläche des Kernes 18 wird zylindrisch, wodurch die Kernzerstörung und das Festklemmen des Kernes im Hohlzapfen 3 vermieden werden.
• Das Heranführen des Hohlzapfens 3 an die Bohrlochsohle ermöglicht es, den Kern 18 in den Bohrer gleich nach seinem Herausschnitt einzuführen, was zur Steigerung der prozentualen Kernaustragung beiträgt.
• Die an der Bohrlochsohle immer vorhandenen kleineren Metallteilchen und herausgebohrten Gesteinststücke werden gewöhnlich von den Schneidzähnen des keruschneidenden Zahnkranzes 13 mitgerissen und gelangen in die am unteren Stirnteil des Hohlzapfens 3 ausgefräste Ausnehmung 19, wodurch die Zerstörung des Kernes vermieden und dessen prozentuale Austragung erhöht wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Einrollenkernbohrer zum Bohrlochbohren, der einen an eine Bohrkolonne anzuschließenden Körper enthält, der in seinem Unterteil einen unter einem Winkel zur Bohrerachse liegenden Hohlzapfen besitzt, der den Kern beim Bohren aufnimmt und bei dem in Lagern ein Kugelmei-Bei mit gesteinsbrechenden Schneidkränzen und einem kernschneidenden Zahnkranz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzapfen (3) an seinem Unterteil mit Schneidzähnen (14 a) eines kembearbeitenden Zahnkranz zes (17) bestückt ist, deren Schnittkanten oberhalb der Schneidkante des jeweils untersten Schneidzahnes des kernschneidenden Zahnkranzes (13) des Kugelmeißels (8) liegen.
2. 2. Einrollenkembohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzapfen (3) am inneren Stimteil eine Ausnehmung (19) mit einer Abschrägung in Drehrichtung des Bohrers aufweist.

   Die Erfindung betrifft einen Einrollenkernbohrer zum Bohrlochbohren, der einen an eine Bohrkolonne anzuschließenden Körper enthält, der in seinem Unterteil einen unter einem zur Bohrerachse liegenden Hohlzapfen besitzt, der den Kern beim Bohren aufnimmt und bei dem in Lagern ein Kugelmeißel mit gesteinsbrechenden Schneidkränzen und einem kernschneidenden Zahnkranz angeordnet ist.

   Die bekannten Mehrrollenkernbohrer weisen wesentliche Nachteile auf. Durch diese Bohrer wird ein Kern kleinen Durchmessers gewonnen; ihre Lager sowie Rollenmeißel weisen geringe Festigkeit und Leistungsfähigkeit auf. Der erste Umstand wirkt sich negativ auf die prozentuale Kernaustragung aus und der zweite verursacht ungeachtet der erniedrigten Leistungsgrößen beim Bohren mit diesen Bohrern geringe Niederbringungswerte und Ausfälle der Mehrrollenbohrer.

   Die Einrollenkernbohrer hätten die Möglichkeit bedeutend standfestere Lager zu erhalten und im Vergleich zu den Mehrrollenkembohrem einen Kern größeren Durchmessers zu gewinnen, wenn dabei die nachstehend aufgeführten erschwerenden Erscheinungen nicht entstehen, deren Beseitigung mittels des erfindungsgemäßen Einrollenkernbohrers bezweckt wird.

   In der Bohrpraxis ist ein Einrollenkernbohrer zum Bohrlochbohren bekannt, der einen an eine Bohrkolonne anzuschließenden Körper enthält, welcher in seinem Unterteil einen unter einem Winkel zur Bohrerachse angeordneten Hohlzapfen besitzt, in den beim Bohrlochbohren der Kern eingeht und an dem in Lagern ein rollender Kugelmeißel mit gesteinsbrechenden und kernbildenden Schneidzahnkränzen montiert ist. Die Kernbearbeitung an der Bohrlochsohle übernehmen beim Betrieb dieses Bohrers die Schneidzähne des auf der unteren Stirnfläche des Kugelmeißels verteilten Kernbildungskranzes.

   Dieser Einrollenkernbohrer besitzt eine standfe- stere Lagerung und ergibt einen Kern größeren Durchmessers, als es beim Mehrrollenbohrer der Fall ist. Dadurch aber, daß sich im betreffenden Bohrer die Drehung des Kugelmeißels um zwei Achsen (um Bohrer- und Hohlzapfenachse) vollzieht, erzeugen die Schneidzähne des Kernbildungskranzes eine Kernoberfläche von Mehrkantform, und beim Inkontakttreten der unteren Stirnfläche des Kugelmeißels mit der mehrkantigen Kernoberfläche findet dessen Zusammenwirken mit dem Kern statt, der die Zerstörung des letzteren und sein Festeinklemmen im Hohlzapfen bewirkt, was zur Unterbrechung der Kerngewinnung und der Bohrung führt.

   Bekannt ist auch ein Einrollenkernbohrer, bei dem zur Beseitigung des erwähnten Nachteils im Hohlzapfenunterteil ein zusätzlicher Rollenmeißel angeordnet wird, der dem Kern eine zylindrische Oberfläche verleiht (siehe USA.-Patentschrift 2013 838). Jedoch hat der in dieser Patentschrift beschriebene Einrollenbohrer bisher praktisch keinen Einsatz gefunden, da die Auflager des Zusatzmeißels sogar im Vergleich mit den Auflagerabmessungen von Mehrrollenkernbohrern desselben Durchmessers eine viel zu kleine Größe aufweisen. Daher ist die von der Lebensdauer der Auflager des Zusatzmeißels abhängende Standfestigkeit solcher Bohrer gering und deren Einsatz unzweckmäßig.

   Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung des erwähnten Nachteils.

   Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, einen Einrollenkernbohrer zu entwickeln, der bei nicht großen Abmessungen eine beträchtliche Standfestigkeit besitzt, während des Bohrvorganges den Kern nicht zerstört und eine höhere prozentuale Kernausbeute ergibt.

   Es wird ein Einrollenkernbohrer zum Bohrlochbohren vorgeschlagen, der einen an eine Bohrkolonne anzuschließenden Körper enthält, der in seinem Unterteil einen unter einem Winkel zur Bohrerachse liegenden Holzzapfen besitzt, der den Kern beim Bohren aufnimmt und bei dem in Lagern ein Kugelmeißel mit gesteinsbrechenden Schneidkränzen und einem kernschneidenden Zahnkranz angeordnet ist.

   Erfindungsgemäß ist der Hohlzapfen an seinem Unterteil mit Schneidzähnen eines kernbearbeitenden Zahnkranzes bestückt, deren Schnittkanten oberhalb der Schneidkante des jeweils unteren Schneidzahnes des kernschneidenden Zahnkranzes des Kugehneißels liegen.

   Dies ermöglicht es, die Kernbildung zu verbessern, die prozentuale Kernaustragung zu vergrößern und die Festigkeit der Lager des Kernbohrers zu erhöhen.

   Vorzugsweise weist der Hohlzapfen am unteren Stirnteil eine Ausnehmung mit einer Abschrägung in Drehrichtung des Bohrers auf.

   Dadurch wird das Eindringen von kleineren Metallgegenständen und Gesteinsstücken zwischen den Kernen und die Schneidzähne des kernschneidenden Meißelzahnkranzes vermieden, die Zerstörung des Kerns verhütet und dessen prozentuale Austragung vergrößert.