DE2441112A1 - Deep well drill - has linear motor coils for drill collar in hollow drill bit with cable power supply - Google Patents

Deep well drill - has linear motor coils for drill collar in hollow drill bit with cable power supply

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DE2441112A1
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Friedrich Hensberg
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/12Electrically operated hammers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/26Drilling without earth removal, e.g. with self-propelled burrowing devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B11/00Other drilling tools
    • E21B11/02Boring rams

Abstract

A drilling appliance for boring deep wells of small dia. consists of a hollow drill bit with a pointed forward end of slightly larger diameter than the stem. A drill collar with a thick forward end can exert impacts on the bit to drive it forward. The drill collar is reciprocated by the coils of a linear motor which surround the thinner upper end of the drill collar and are enclosed in a magnetically soft housing. A cable supplies the necessary power. This is a very inexpensive appliance compared with the conventional drill rigs. Very great depths can be reached at small diameters because no mechanical link is required to the surface. Suitable coil design results in high number of blows and high acceleration.

Description

Bohrgerät Gegenstand der erfindung ist ein Bohrgerät zur Herstellung billiger Bohrungen in die ßrdkruste.Drilling device The subject of the invention is a drilling device for production cheaper drilling in the terrestrial crust.

Die bekannten Bohrgeräte haben den Nachteil,daß die mit ihnen erstellten Tiefbohrungen sehr teuer sind,insbesondere für bohrungen von sehr großen Tiefen.Außerdem haben die bekannten Bohrgeräte den .achteil,daß man sehr kleine Bohrungsdurchmesser für Bohrungen von sehr großen Tiefen nicht herstellen kann.Ausnahmen bilden hier die von mir in den Datentanmeldungen vom 14.1.74 bzw 5.6.74 unter den @r. @ 24 01 667.) bzw P 24 27 184.9 beschriebenen Bohrgeräte.The known drilling rigs have the disadvantage that the created with them Deep drilling is very expensive, especially for drilling very great depths. Also the known drilling rigs have the disadvantage that they have very small bore diameters for drilling of very great depths, with the exception of this those of me in the data registrations of 14.1.74 or 5.6.74 under the @r. @ 24 01 667.) or P 24 27 184.9 described drilling rigs.

Dem @ohrgerät liegt die Aufgabe zu Grunde,die Nachteile der bekannten Bohrgeräte zu vermeiden.The @ ear device is based on the task of addressing the disadvantages of the known Avoid drilling equipment.

Das @ohrgerät ist darestellt in den Fig. 1 und Fig. 2.The ear device is shown in FIGS. 1 and 2.

Das bohren mit dem Bohrgerät nach der erfindung beruht darauf, daß der Bohrmeißel 2,durch eine Schwerstange 3,die innerhalb des bohrmeißels 2 herab füllt und die auf die Spitze des Bohrmeißels 2 auftrifft,in die ßrdkruste getrieben wird.Der 2aum innerhalb des Bohrmeißeis 2,in dem sich die Schwerstange3befindet,ist druckwasserdicht und nach Höglichkeit luftleer.Die Schwerstange 3 verjüngt sich nach oben und muß in dem verjüngten Bereich gut magnetisierbar sein.Um den verjüngten Bereich der Schwer stange 3 werden eine Anzahl hintereinanderliegender Spulen 5 angeordnet.Die Spulen 5 sind von leichtmagnetisierbaren Gehäusen 4 umgeben.Um die Wirkung der benachbarten Spulen 5 nicht wieder zum großen Teil aufzuheben, ist es vorteilhaft,eine nichtmagnetisierbare Schicht 7 zwischen den Gehäusen 4 anzuordnen,die auch eine direkte Berührung mit dem Bohrmeißel 2 ausschließt.Die Luftspalte zwischen den Gehäusen 4 und dem verjüngten Teil der Schwer stange 3 sollen möglichst gering sein.The drilling with the drill according to the invention is based on the fact that the drill bit 2, by a drill collar 3, which descends within the drill bit 2 fills and which strikes the tip of the drill bit 2, driven into the ßrdkrust The 2aum inside the drill bit 2 in which the drill collar 3 is located Watertight under pressure and evacuated as far as courtesy. The drill collar 3 tapers upwards and must be easily magnetizable in the tapered area A number of coils 5 one behind the other are located in the area of the heavy rod 3 The coils 5 are surrounded by easily magnetizable housings 4. To the The effect of the neighboring coils 5 cannot be canceled again to a large extent, it is advantageous to arrange a non-magnetizable layer 7 between the housings 4, the also excludes direct contact with the drill bit 2. The air gaps between the housings 4 and the tapered part of the heavy rod 3 should be as small as possible be.

Die pulen 5 müssen temperaturbeständig und erschütterungsunempfindlich isoliert sein,wozu sich meines erachtens z.B.bis zu ca. 300 Werkstoffe auf Tetrafluoräthylen-Basis eignen.Um die Spulen 5 vor einer vorzeitigen Zerstörung durch die auftretenden Stöße zu schützen, ist es vorteilhaft diese in axialer Richtung federnd zu begrenzen.Die Stromzuführung erfolgt durch das Kabel 1'das eine temperaturbeständige Isolierung besitzt und durch ein Metallrohr geschützt ist.Der Bohrmeißel 2 besteht aus einer sehr harten Spitze>die in ein Rohr übergeht, das aus Material mit hoher Dauerfestigkeit besteht und im oberen Teil aus Schwermetall bestehen kann.Der Bohrmeißel 2 hat außer an der Spitze noch zwei Verdickungen im unteren Bereich,die den gleichen Durchmesser wie die Spitze haben und die zur selbstätigen Steuerung des Bohrgerätes auf den brdmittelpunkt zu dienen.Die selbstä.tige Steuerung kommt dabei folgendermaßen zu stande:Gerät das Bohrgerät beim Bohren in eine schiefe Lage,dann ruft das lange obere Ende des Bohrmeißels 2 oberhalb der höchsten Verdickung ein Moment hervor,das zwischen den oberen Verdickungen im Bohrmeißel# 2 eine Krümmung hervorruft.Diese Krümmung bewirkt auch eine geringfügige Richtungsänderung der Bohrmeißelspitze in Richtung auf den Erdmittelpunkt.The pulen 5 must be temperature-resistant and insensitive to vibrations be isolated, which in my opinion e.g. up to approx. 300 Materials Tetrafluoroethylene based. To protect the coils 5 from premature destruction To protect against the impacts occurring, it is advantageous to do so in the axial direction The power is supplied through the cable 1 'which is temperature-resistant Has insulation and is protected by a metal pipe. The drill bit 2 consists from a very hard point> which merges into a tube made of material with high Fatigue strength and can consist of heavy metal in the upper part In addition to the top, 2 has two thickenings in the lower area that are the same Have the same diameter as the tip and the automatic control of the drill The automatic control comes as follows to stand: If the drilling rig gets into an inclined position while drilling, it calls for a long time upper end of the drill bit 2 protrudes a moment above the highest thickening that creates a curvature between the top thickenings in drill bit # 2 Curvature also causes a slight change in the direction of the bit tip in Direction to the center of the earth.

Das Bohrgerät scheint mir z.B. besonders für die Nutzbarmachung von .rdwärme geeignet,weil hierbei für die Wirtschaftlichkeit entscheidend ist> billige Bohrungen mit sehr großen Tiefen herzustellen.Eierbei benötigen die Bohrungen auch nur einen geringen Durchmesser.Dies geht aus meiner Patentanmeldung vom 14.1.74 unter der Nr. P 24 öl 667.9 hervor.Das Bohrgerät nach der Erfindung ist unter anderem aus folgenden Gründen für die Erstellung billiger Bohrungen für die Erdwärmegewinnung geeignet:Das Bohrgerät ist dank seines einfachen Aufbaues billig herzustellen.Die Energieverluste beim Bohren sind gering.Durch entsprechende Auslegung der Spulen 5 kann man hohe Beschleunigungskräfte in beiden Richtungen der Schwerstange 3 erzielen und damit eine schnelle Schlagfolge und somit eine kurze Bohrzeit erreichen.Vollautomatisches ununterbrochenes Bohren mit sehr geringem technischen Aufwand ist möglich.The drilling rig seems to me to be especially useful for the utilization of Suitable for geothermal heat, because it is decisive for economic efficiency> cheap Drill holes with very great depths. Eggs also need the holes only a small diameter. This is based on my patent application from 14.1.74 under the number P 24 oil 667.9 out. The drill according to the invention is among other things for the following reasons for the creation of cheap boreholes for geothermal energy generation Suitable: The drilling rig is cheap to manufacture thanks to its simple construction Energy losses during drilling are minimal, thanks to the appropriate design of the coils 5, high acceleration forces can be achieved in both directions of the drill collar 3 and thus achieve a quick stroke sequence and thus a short drilling time uninterrupted drilling with very little technical effort is possible.

Claims (1)

PatentanspruchClaim Bohrgerät, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß ein Bohrmeißel (2) eine solche Form hat,so daß sein Schaft rohrförmig ist und nach unten in eine verdickte geschlossene Spitze endet und daß der rohrförniige Schaft im unteren Bereich an zwei Stellen auf den Durchmesser der Spitze verdickt ist und somit zur selbsttigen Steuerung des Bohrgerätes dient und daß der rohrförmige Schaft des Bohrmeißels (2) aus schwerem und sehr dauerfestem werkstoff besteht und die Spitze des Bohrmeißels (2) aus sehr hartem werkstoff besteht und daß sich innerhalb des luft- und druckwasserdicht verschlossenen Schaftes des Bohrmeißels (2) eine Schwerstange (3) befindet,die sich nach oben so verjüngt,daß um sie herum eine Anzahl Spulen (5) angeordnet werden können,die von einem gut magnetisierbaren Gehäuse (4) umschlossen sind und somit praktisch kleine Linearmotore sind und daß diese Linearmotore) wegen der auftretenden Erschütterungen, federnd angeordnet sind und eine nichtmagnetisierbare Schicht (7) mögliche negative Beeinflussungen der einzelnen Linearmotore untereinander verhindert und daß das Kabel (1) zum Schutz vor Beschädigungen metallunmantelt ist und daß Isolierstoffe verwendet werden'die möglichst Wärme-und Erschütterungsbeständig sind und daß die Schwerstange (3), durch die Linearmotore angetrieben1 Stöße auf die Spitze des Bohrmeißels (2) ausführt und somit das Eindringen in die Erdkruste bewirkt.Drilling rig that does not show that a drill bit (2) Has such a shape that its shaft is tubular and down into a thickened closed tip ends and that the tubular shaft in the lower area is thickened in two places to the diameter of the tip and thus becomes self-contained Control of the drill is used and that the tubular shaft of the drill bit (2) consists of heavy and very durable material and the tip of the drill bit (2) is made of very hard material and that is within the air and water pressure tight closed shank of the drill bit (2) is a drill collar (3) which is located tapered upwards so that a number of coils (5) are arranged around them can, which are enclosed by an easily magnetizable housing (4) and thus are practically small linear motors and that these linear motors) because of the occurring Vibrations, are arranged resiliently and a non-magnetizable layer (7) prevents possible negative influences between the individual linear motors and that the cable (1) is metal-jacketed to protect against damage and that Insulating materials are used that are as resistant to heat and vibration as possible and that the drill collar (3), driven by the linear motors, hits the Tip of the drill bit (2) executes and thus causes the penetration into the earth's crust. L e e r s e i t eL e r s e i t e
DE2441112A 1974-08-28 1974-08-28 Deep well drill - has linear motor coils for drill collar in hollow drill bit with cable power supply Pending DE2441112A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0257744A2 (en) * 1986-07-01 1988-03-02 Framo Developments (U.K.) Limited Drilling system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0257744A2 (en) * 1986-07-01 1988-03-02 Framo Developments (U.K.) Limited Drilling system
EP0257744A3 (en) * 1986-07-01 1989-07-12 Framo Developments (U.K.) Limited Drilling system
US5060737A (en) * 1986-07-01 1991-10-29 Framo Developments (Uk) Limited Drilling system

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