DE2238232B1

DE2238232B1 - GUIDE FOR THE DRILL STRING IN LATE DRILLS

Info

Publication number: DE2238232B1
Application number: DE19722238232
Authority: DE
Inventors: Otto 3320 Salzgitter Giesecke
Original assignee: Salzgitter Maschinen AG, 3327 Salz gitter Bad
Priority date: 1972-08-03
Filing date: 1972-08-03
Publication date: 1973-05-30
Also published as: DE2238232A1; DE2238232C2

Description

Es ist ferner eine ähnliche Führung der eingangs angegebenen Art bekanntgeworden (britische Patentschrift 960 579), bei der ebenfalls Schwenkbakken als Führungselemente verwendet werden. Auch diese bekannte Führung bietet keine Anpassungsmöglichkeit an verschiedene Durchmesser des Bohrstrangs selbst, deren Erfordernis eingangs erläutert worden ist, so daß auch für diese bekannte Führung - die eingangs geschilderten Nachteile mangelnder Anpassungsfähigkeit bestehen. Ferner treffen auch für diese bekannten Führungen die vorstehend geschilderten Nachteile der anderen bekannten Führungen zu. Zusätzlich zu den vorstehend behandelten Führungen ist jedoch die hier betrachtete bekannte Führung mit einer in Stranglängsachse im Durchmesser abgestuften Anlagefläche versehen. Der Abschnitt größeren Durchmessers dient hierbei zur Verwen- It is also a similar guide of the type indicated at the beginning became known (British patent specification 960 579), which also has pivot jaws be used as guide elements. This well-known tour also offers none Adaptation to different diameters of the drill string itself, their Requirement has been explained at the beginning, so that also for this known guide - the disadvantages of a lack of adaptability outlined above exist. Furthermore, the disadvantages described above also apply to these known guides the other well-known tours too. In addition to the tours discussed above however, the well-known guide considered here with an in the strand longitudinal axis is Provided diameter stepped contact surface. The larger diameter section serves to use

dung als Zange zum Lösen solcher Bohrstränge, deren Strangabschnitte durch Schraubhülsen größeren Durchmessers miteinander verbunden sind. Der Abschnitt größeren Durchmessers der Anlageflächen der Schwenkbacken der bekannten Führung und der als Führung dienende Abschnitt kleineren Durchmessers dieser Anlageflächen sind daher auf einen Durchmesser von Verbindungshülse und Strang abgestellt, so daß sich der Mangel an Anpassungsmöglichkeit an verschiedene Strangdurchmesser mit den geschilderten nachteiligen Folgen ergibt.dung as pliers for loosening such drill strings, their strand sections are connected to each other by screw sleeves of larger diameter. The section larger diameter of the contact surfaces of the swivel jaws of the known guide and the section of smaller diameter of these contact surfaces serving as a guide are therefore based on a diameter of the connecting sleeve and strand, see above that the lack of adaptability to different strand diameters with the described adverse consequences results.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die sich mit wesentlich geringerem Bedienungs- und Zeitaufwand den unterschiedlichen Durchmessern im zu führenden Bohrstrang anpassen läßt und daher eine Störung des Bohrbetriebs bei einer solchen Anpassung auf ein Mindestmaß herabgesetzt und ferner eine möglichst einfache Bauform und Handhabung mit sich bringt. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Anlageflächen der Führungselemente in der Eebene senkrecht zur Stranglängsachse in der einfachsten Form als Prisma ausgebildet sind, dessen in Bewegungsrichtung liegende Spitzen auf der durch die Stranglängsachse verlaufenden Bewegungslinie der Führungselemente liegen. Durch eine derartige Gestaltung der Führung werden irgendwelche Auswechselvorgänge vollständig vermieden, es ist vielmehr lediglich notwendig, die Führungselemente auf den jeweiligen Führungsdurchmesser zu bewegen, also ihre Führungsflächen in den jeweiligen Führungsbereich des Bohrstrangs zu bringen, ohne daß wegen der vorhandenen Festlegung der bewegbaren Führungselemente in Stranglängsrichtung hierfür besondere Arbeitsvorgänge notwendig würden. The invention is based on the object of providing a guide to the initially to create specified type, which deals with much less operating and Adapt the time required to the different diameters in the drill string to be guided and therefore a disturbance of the drilling operation with such an adjustment on Reduced minimum size and also the simplest possible design and handling brings with it. This is achieved according to the invention in that the contact surfaces of the guide elements in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the strand in the simplest Form are designed as a prism, the tips of which are located in the direction of movement the line of movement of the guide elements running through the longitudinal axis of the strand lie. By designing the guide in this way, any replacement processes completely avoided, it is rather only necessary to use the guide elements to move to the respective guide diameter, i.e. their guide surfaces in to bring the respective guide area of the drill string without because of the existing Specification of the movable guide elements in the longitudinal direction of the strand for this purpose Operations would be necessary.

Bei jeder Durchmesseränderung wird der Bohrstrang durch die Anlageflächen der Führungselemente an wenigstens vier Berührungslinien erfaßt und geführt. Gegenüber den geschilderten bekannten Führungen der eingangs angegebenen Art ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, speziell für die Führungsaufgabe geeignete Materialien und Flächen zu verwenden, die in der gewünschten Weise glatt und gehärtet sein können. With every change in diameter, the drill string is pushed through the contact surfaces the guide elements detected and guided on at least four lines of contact. Opposite to the described known guides of the type specified, it is with the help of the invention possible, materials and especially suitable for the management task To use surfaces that can be smooth and hardened in the desired manner.

Eine besonders sichere Erfassung und Berührung für die Führungsaufgabe wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß die Anlageflächen wenigstens auf dem den Bohrstrang erfassenden Bereich mit ineinander kontinuierlich übergehenden unterschiedlichen Krümmungsradien gekrümmt sind. Wenn die zu erfassenden unterschiedlichen Durchmesser des Bohrstrangs weitgehend bekannt sind, kann durch eine derartige Vorgabe unterschiedlicher Krümmungsradien eine flächenhafte Führungsanlage erreicht werden, wobei auch bei dazwischenliegenden Durchmessern wiederum die sichere Anlage an mindestens vier Berührungslinien sichergestellt ist. Insbesondere ist es möglich, die Spitzen des Prismas nicht auszuführen, sondern z. B. entsprechend dem kleinsten zu erfassenden Durchmesser des Bohrstrangs zu krümmen, so daß in diesem Fall der Bohrstrang auf der Berührungsfläche mit dem kleinsten Krümmungsradius aufgenommen wird. A particularly secure detection and touch for the management task is achieved according to a further embodiment of the invention in that the Contact surfaces at least on the area engaging the drill string with one another continuously transitioning different radii of curvature are curved. if the different diameters of the drill string to be detected are largely known are, by specifying different radii of curvature in this way, an areal Guide system can be achieved, even with intermediate diameters in turn, the safe installation is ensured on at least four contact lines. In particular, it is possible not to run the tips of the prism, but instead z. B. to bend according to the smallest diameter of the drill string to be detected, so that in this case the drill string on the interface with the smallest Radius of curvature is recorded.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist zur Arretierung in der führenden Anlage jedes Führungselement mit einem sich in der jeweiligen Anlagestellung an einem ver- und feststellbaren Anschlag an einem lafettenfesten Bauteil abstützenden Arretierungshebel versehen. Die Anschläge können den zu erwartenden Durchmesserbereichen entsprechend voreingestellt oder auf den jeweiligen Durchmesser im Betriebsfall eingestellt werden, und es ist dann durch einfaches Lösen und erneutes Arretieren der Arretierungshebel die Anpassung der Führung möglich, was den Bedienungsaufwand weiter verringert. Sind wenigstens einige der zu erfassenden Durchmesser des Bohrstrangs besonders häufig zu erfassen und bekannt, so ist es in weiterer Ausbildung zweckmäßig, wenn die Arretierungshebel zusätzlich in vorgegebenen Ausnehmungen am lafettenfesten Bauteil verrastbar sind. In a further embodiment of the invention is to lock in the leading Plant each guide element with one in the respective contact position on one adjustable and lockable stop on a mounting lever supporting a fixed component Mistake. The stops can correspond to the expected diameter ranges preset or adjusted to the respective diameter in operation, and it is then by simply loosening and relocking the locking lever the adjustment of the guide is possible, which further reduces the operating effort. Are at least some of the drill string diameters to be detected special often to be recorded and known, it is useful in further training if the locking levers are also fixed to the mount in predetermined recesses Component can be locked.

Dies bringt eine besonders schnelle und einfache Handhabung der Verstellung der Führung mit sich.This brings about a particularly quick and easy handling of the adjustment of leadership with itself.

Eine besonders einfache Bauform der Führung wird nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß die Führungselemente durch zwei Schwenkbacken gebildet sind. Diese Schwenkbacken können besonders einfach mit Hilfe einer einzigen Lagerung am lafettenfesten Bauteil gehalten und an ihm mit Hilfe der geschilderten Arretierungshebel, Verrastungen und/oder Anschläge ver- und festgestellt werden. A particularly simple design of the guide is according to one embodiment the invention achieved in that the guide elements by two swivel jaws are formed. These swivel jaws can be particularly easy with the help of a single Storage held on the fixed component and attached to it with the help of the described Locking levers, catches and / or stops can be locked and locked.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Lafettenbohrmaschine an einem Raupenfahrzeug zur Erläuterung des Gesamtaufbaus, F i g. 2 die Draufsicht auf die Führung nach der Erfindung, bei der alle nicht zur Erfindung gehörenden Teile der Bohrmaschine fortgelassen sind und die Halterung an der Lafette nur schematisch dargestellt ist, F i g. 3 die Vorderansicht der Führung nach Fig.2. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a schematic side view of a carriage drilling machine a caterpillar vehicle to explain the overall structure, F i g. 2 the top view on the leadership according to the invention, in which all do not belong to the invention Parts of the drill are omitted and the bracket on the mount only schematically is shown, F i g. 3 the front view of the guide according to FIG.

F i g. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer Lafette bohrmaschine, an der die Führung nach der Erfindung eingesetzt wird. Auf einem Raupenfahrzeugl ist über Seitenwangen 2 in bekannter Weise die Lafette 3 der Bohrmaschine schwenkbar gelagert. Sie kann aus der waagerechten Transportlage in die jeweils gewünschte Neigungslage für den Bohrvorgang gebracht werden. Die Lafette trägt in ihrem oberen Abschnitt den Vorschubwagen 4 mit dem Drehantrieb 5 und am unteren Ende den Vorsehubantrieb 6 und eine Halterungseinheit 7, an der in Stranglängsachse drei Abschnitte angedeutet sind, und zwar der obere Abschnitt8, der die Brechzange enthält, der mittlere Abschnitt 9, der die durch die Erfindung betroffene Führung enthält, sowie der untere Abschnitt 10, der die Haltezange trägt. Über eine Kupplung 11 ist die obere Gestängestange 12 des Bohrstrangs an den Drehantrieb 5 angekuppelt. Die Stange 12 trägt unten bei diesem Ausführungsbeispiel einen Senkhammer 13 mit seinem Bohrwerkzeug 14. F i g. 1 shows the overall structure of a carriage drilling machine on which the guide is used according to the invention. On a caterpillar vehicle is over Side cheeks 2, the mount 3 of the drill mounted pivotably in a known manner. It can be moved from the horizontal transport position to the required incline be brought for the drilling process. The mount carries in its upper section the feed carriage 4 with the rotary drive 5 and at the lower end the Vorsehubantrieb 6 and a mounting unit 7, on which three sections are indicated in the longitudinal axis of the strand are, namely the upper section 8, which contains the breaking forceps, the middle section 9, which contains the guide concerned by the invention, as well as the lower section 10, who carries the holding forceps. The upper rod is connected via a coupling 11 12 of the drill string is coupled to the rotary drive 5. The rod 12 contributes below In this exemplary embodiment, a drop hammer 13 with its drilling tool 14.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, dient die in dem Abschnitt 9 der Halterungseinheit 7 angeordnete Führung zur Führung des Bohrstrangs zwischen dem im Bohrloch befindlichen Bohrwerkzeug 14 und der Kupplung 11. Ein Ausführungsbeispiel für die Führung nach der Erfindung ist in F i g. 2 und 3 dargestellt, wobei die aus F i g. 1 ersichtliche Halterungseinheit 7 nur schematisch angedeutet ist. Es befinden sich also, bezogen auf Fig.3, oberhalb der dargestellten Führung die Brechzange und unterhalb der Führung die Haltezange. As shown in FIG. 1 can be seen, is used in section 9 of the Mounting unit 7 arranged guide for guiding the drill string between the drilling tool 14 and coupling 11 located in the borehole. An exemplary embodiment for the leadership according to the invention is in F i g. 2 and 3, the from Fig. 1 mounting unit 7 is only indicated schematically. It are therefore, based on Fig. 3, above the guide shown, the crusher and below the guide the holding tongs.

Die Führung weist eine lafettenfeste Baueinheit auf, von der eine vordere Rastplatte 15 und Seiten stege 16 sowie eine obere Lagerplatte 17 sichtbar sind. Die erfindungsgemäß ausgebildete Führung weist zwei Führungselemente auf, die durch zwei Schwenkbacken 18 und 19 gebildet sind. Diese Schwenkbakken sind bei 20 in der Lagerplatte 17 und im unteren Teil des lafettenfesten Bauteils gelagert. The guide has a fixed assembly unit, one of which front locking plate 15 and side webs 16 and an upper bearing plate 17 visible are. The guide designed according to the invention has two guide elements, which are formed by two swivel jaws 18 and 19. These swivel jaws are at 20 stored in the bearing plate 17 and in the lower part of the component fixed to the mount.

Die Anlageflächen 21 der Schwenkbacken 18 und 19 sind in ihrer einfachsten Form als Prisma ausgebildet, dessen in Fig.2 strichpunktiert dargestellte, in Bewegungsrichtung liegende Spitzen 22 auf der durch die Stranglängsachse verlaufenden Bewegungslinie, hier dem strichpunktiert dargestellten Kreisbogen 23, liegen. Wie ebenfalls aus Fig.2 ersichtlich ist, sind die Anlageflächen 21 wenigstens auf dem den Bohrstrang erfassenden Bereich mit ineinander kontinuierlich übergehenden unterschiedlichen Krümmungsradien gekrümmt, im dargestellten Ausführungsbeispiel geht nämlich der jeweils geradlinige Teil der Anlageflächen 21 über in einen gekrümmten Spitzenteil, der dann insbesondere zur Aufnahme des Bohrstrangs mit dem geringsten Druchmesser dient. The contact surfaces 21 of the swivel jaws 18 and 19 are in their simplest Form designed as a prism, its shown in phantom in Figure 2, in the direction of movement lying tips 22 on the line of movement running through the longitudinal axis of the strand, here the circular arc 23 shown in dash-dotted lines. As also from 2 can be seen, the contact surfaces 21 are at least on the drill string Detecting area with different continuously merging into one another Curvature radii curved, namely in the illustrated embodiment, the each straight part of the contact surfaces 21 over into a curved tip part, then in particular to accommodate the drill string with the smallest diameter serves.

Wie aus der Zeichnung und der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, sind die durch die Schwenkbacken 18 und 19 gebildeten Führungselemente senkrecht zur Längsachse des Bohrstrangs (12, 13 in F i g. 1> bewegbar.As can be seen from the drawing and the description above is, the guide elements formed by the pivot jaws 18 and 19 are perpendicular movable to the longitudinal axis of the drill string (12, 13 in FIG. 1>.

Die Schwenkbacken 18 und 19 sind ferner bei jeweils führender Anlage am Bohrstrang unterschiedlichen Durchmessers arretierbar. Dazu sind im Ausführungsbeispiel zwei Arretierungshebel 24 und 25 an der jeweils zugehörigen Schwenkbacke 18 bzw. 19 in senkrechter Richtung schwenkbar gelagert. Diese Arretierungshebel 24 und 25 legen sich in der in F i g. 2 dargestellten größten Öffnungsweite der Schwenkbacken 18 und 19 und damit der gesamten Führung an ver- und feststellbare Anschläge an, die durch die in den Seitenstegen 16 verschraubbaren und festlegbaren Schraubbolzen 26 gebildet sind. The swivel jaws 18 and 19 are also in the respective leading system Can be locked on the drill string of different diameters. These are in the exemplary embodiment two locking levers 24 and 25 on the respective swivel jaw 18 or 19 mounted pivotably in the vertical direction. These locking levers 24 and 25 lie down in the in F i g. 2 shown largest opening width of the swivel jaws 18 and 19 and thus the entire guide to lockable and lockable stops, by the screw bolts that can be screwed and fixed in the side webs 16 26 are formed.

Ferner sind in der Arretierungsplatte 15 zusätzlich auf jeder einer Schwenkbacke 18 bzw. 19 zugeordneten Seite jeweils zwei Ausnehmungen 27 und 28 vorgesehen, in denen in zwei weiteren, für geringere Durchmesser des Bohrstrangs bestimmten Schwenkstellungen der Schwenkbacken 18 und 19 die Arretierungshebel 24 und 25 verrastbar sind. Natürlich ist es möglich, für die Erfassung weiterer Durchmesserunterschiede noch weitere Rastausnehmungen vorzusehen. Ferner können weitere verstellbare Anschläge oder Anschläge mit größerem Verstellbereich an den Seitenstegen 16 vorgesehen sein.Furthermore, in the locking plate 15 are each one in addition Swivel jaw 18 or 19 associated with each side two recesses 27 and 28 are provided, in which two more, intended for smaller drill string diameters Pivoting positions of the swivel jaws 18 and 19, the locking levers 24 and 25 can be locked are. Of course it is possible to record further differences in diameter still provide further locking recesses. Further adjustable stops can also be used or stops with a larger adjustment range can be provided on the side bars 16.

An Stelle der im Ausführungsbeispiel dargestellten und beschriebenen Schwenkbacken 18 und 19 können zwei oder mehrere Schiebebacken vorgesehen sein, die dann als Führungselemente senkrecht zur Längsachse des Bohrstrangs bewegbar und arretierbar in der Halterungseinheit 7 bzw. dessen Abschnitt 9 angeordnet werden. Zeichnung und Beschreibung zeigen, daß ohne besonderen Montageaufwand, nämlich lediglich durch Lösen der Arretierungshebel 24 und 25 und Verschwenken der Schwenkbacken sowie erneutes Arretieren der Arretierungshebel 24 und 25 die Führung auf die versch,iedenen Bohrstrangdurchmesser eingestellt werden kann. Die Anlageflächen 21 der jeweiligen Führungselemente können den vorhersehbaren Anwendungsfällen angepaßt werden. Dabei erfaßt die ein fachste Form des Prismas den größtmöglichen Durchmesserbereich. Instead of those shown and described in the exemplary embodiment Swivel jaws 18 and 19 can be provided with two or more sliding jaws, which are then movable as guide elements perpendicular to the longitudinal axis of the drill string and can be arranged in a lockable manner in the mounting unit 7 or its section 9. The drawing and description show that without any special assembly effort, namely only by loosening the locking levers 24 and 25 and pivoting the swivel jaws as well renewed locking of the locking levers 24 and 25 the guide to the different, iedenen Drill string diameter can be adjusted. The contact surfaces 21 of the respective Guide elements can be adapted to the foreseeable applications. Included captures the simplest form of the prism the largest possible diameter range.

Claims

Claims: 1. Guide for the drill string in carriage drilling machines with at least two movable against the drill string perpendicular to its longitudinal axis, guide elements fixed in the longitudinal axis of the strand, which in the case of the leading system on The drill string can be locked, that is, that the contact surfaces (21) of the guide elements (18, 19) in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the strand in the simplest form are designed as a prism, its lying in the direction of movement Points (22) on the line of movement (23) running through the longitudinal axis of the strand the guide elements (18, 19) lie.

2. Guide according to claim 1, characterized in that the contact surfaces (21) at least on the region engaging the drill string with one another continuously passing different radii of curvature are curved.

3. Guide according to one of claims 1 and 2, characterized in that that for locking in the leading system each. Guide element (18, 19) with one in the respective contact position on a lockable and lockable stop (26) on a component (7, 15, 16) which is fixed to the carriage and which supports the locking lever (24, 25) is provided.

4. Guide according to claim 3, characterized in that the locking lever (24, 25) additionally in predetermined recesses (27, 28) on the component fixed to the mount (15) can be locked.

5. Guide according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the guide elements are formed by two swivel jaws (18, 19, 20).

The invention relates to a guide for the drill string Lafettenbohrmaschirlen with at least two against the drill string perpendicular to it Movable longitudinal axis, fixed in the longitudinal axis of the strand. Guide elements that can be locked in the leading system on the drill string.

In the case of the well-known type of carriage drilling machines, the carriage contains on the one hand the rotary drive on a feed carriage or slide and on the other hand at its lower end facing the borehole a holding unit for the pliers for holding and breaking the drill string. To keep the drill string safe while drilling Leading along its length, which is particularly great at the beginning, is a lead from the beginning specified type provided, which is usually between the two pliers on the is arranged lower support unit.

When using a carriage drill, it is now often necessary to use rods of different diameters in the drill string, namely depending on the drilling tasks and the nature of the soil. In addition to the usual drill pipe will z>. Used drill collars that are larger in diameter than this have conventional drill rods, furthermore guide devices in the drilling stranded with larger diameter and finally rotary hammers, especially sinker hammers, the , also have a much larger diameter than the usual drill pipe. if such different diameters occur in the drill string, but it is necessary adapt the guide for the drill string to these different diameters.

The known guides of the type specified above are related to this Purpose equipped with interchangeable half-shells, each for the different Have the necessary internal diameter. The replacement of such Half-shells, however, involve considerable assembly and time expenditure and thus considerable Costs with themselves, and the drilling operation becomes due to the replacement of these half-shells disturbed. This effort is increased by the fact that the half-shells during the replacement process in the longitudinal direction of the drill string must also be determined.

There are known tours of the type specified above (German Auslegeschrift 1 752 139 and German utility model 6902842), in which the movable Guide elements are attached to pivot jaws to open and close the Enable leadership. With these known guides, the simultaneous use this guide intended as a pair of pliers, but with it the generation of a high contact pressure. The known guides can be held firmly in a fully closed position of the drill string, also for loosening the drill string, into a loose guide position and transferred to a fully open position for removal of the drill string will. However, these known guides do not allow any adaptation to different ones Diameter of the drill string, so that with such an adaptation the - already described disadvantageous replacement would be necessary. As the well-known guides to the generation A high contact pressure is to be used, the contact surfaces are made of specially non-slip, profiled hardened steel necessary, but what the use the same contact surfaces for managerial tasks impaired. A special training for the management task is in the known tours because of the described double use not possible. On the other hand, the contact surfaces of the known Guides prepared for the management task, the lack of sufficient grip for holding the drill string in order to apply sufficiently high loosening torques in all cases to be able to.