DE2441553A1 - Steuereinrichtung fuer die winkellage und ablenkung einer bohrmaschine - Google Patents

Steuereinrichtung fuer die winkellage und ablenkung einer bohrmaschine

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DE2441553A1
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Description

9446-74/Kö/S
Case 5341
US-SN 419 157
Piledι November 26, 1973
Continental Oil Company, Ponoa City. Oklahoma 74601,V.St.Δ.
Steuereinrichtung für die Winkellage Tand Ablenkung einer Bohr-
maschine
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Winkellage und Ablenkung einer Bohrmaschine mit einem hydraulischen Antrieb, einer Instrumenteneinheit, einem Bohrermotor und einem Bohrwerkzeug, die in Achsrichtung der Haschine hintereinander angeordnet sind.
Pur das Waagerechtbohren können drei wesentliche Voraussetzungen erforderlich sein: erstens ein Bohrwerkzeug, zweitens Mittel zum Eindrücken des Bohrwerkzeuges in den Boden und. drittens Mittel zum Steuern des Bohrwerkzeugs während seines unterirdischen Arbeitens. Es gibt allgemein zwei Arten von Pührungssystemen zum Steuern des unterirdischen Arbeitens eines Bohrwerkzeugs. Und zwar kann man einmal mit oberirdisch erzeugten Signalen arbeiten, die der Waagerechtbohrmaschine, beispielsweise über eine Antenne, zugeleitet werden. Die Waagerechtbohrmaschine ist mit einer Einrichtung ausgerüstet, welche die Signale empfängt und dafür sorgt, daß die Maschine entsprechend den Signalen einem vorbestimmten Weg folgt.
Waagerechtbohrmaschinen mit einem solchen Steuersystem
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sind in den USA-Patentschriften 3 589 454 und 3 712 391 beschrieben. Man kann auch in der Bohrmaschine selbst Mittel zum Steuern ihres Arbeitens. vorsehen. Beispielsweise kann man die Maschine mit einem Strahlungsdetektor oder einem Strahlungssender und -detektor ausrüsten. Die Bohrmaschine kann dabei intern entsprechend der gemessenen Strahlung gesteuert werden, oder es können Meßdaten nach außerhalb des Bohrlochs übertragen und Steuerinformationen von außerhalb des Bohrloches an die Bohrmaschine rückgesendet werden.
Ein derartiges System ist in der USA-Patentanmeldung 246 297 der gleichen Anmelderin (eingereicht am 21. 4. 1972) beschrieben.
Die oben genannten Patentschriften beschreiben auch Mittel zum Ablenken des Bohrwerkzeuges in Form eines Richtgelenkes, das mechanisch abgelenkt wird. Die Stellung oder Lage des Gelenkes wird dabei durch einen Drehantrieb verändert, der in jenen Patentschriften nicht im einzelnen beschrieben ist.
Eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine zwischen Bohrermotor und Bohrwerkzeug angeordnete Richteinheit mit einem Fuß, der senkrecht zur Maschinenachse ausfahrbar ist; und durch eine zwischen den hydraulischen Antrieb und die Halterung der Richteinheit gekoppelte Drehsteuerung, durch welche die Richteinheit in jede beliebige Winkellage um die Maschinenachse gedreht werden kann.
Es ist also ein spezieller Drehantrieb in Verbindung mit einer neuartigen Richteinheit zum Ablenken vorgesehen. Der Drehantrieb umfaßt eine Antriebseinheit, die durch Kolben betätigt wird, die, auf eine Sperrklinkenvorrichtung einwirken. Die Sperrklinkenvorrichtung überträgt die Bewegung des Drehantriebsmechanismus auf den Außenkörper der Bohrmaschine. Die Richteinheit ist in der Nähe des Bohrwerkzeugs angeordnet und enthält einen einzigen Schuh oder Fuß, der in der jjeweili er-
forderliclien Lage gegen die Bohrlochwand gedrückt wird, so daß eine Kraft auf die Bohrmaschine ausgeübt und dadurch deren Bohr richtung beeinflußt und gesteuert wird. Ein und dieselbe Hydraulik betätigt sowohl den Drehantrieb als auch die Richteinheit.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Richteinheit vorgesehen, die entweder in Verbindung mit dem oben beschriebenen Drehantriebsmechanismus oder als individuelleEinheit in einem System betrieben werden kann, das keine Drehlagensteuerung hat, bei dem jedoch eine Steuerung des Bohrwerkzeugs erwünscht ist,
Ferner ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zum horizontalen Ansetzen der Waagrechtbohrmaschine auf die anzubohrende Schicht vorgesehen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht einer Waagerechtbohrmaschine mit Hydraulikantrieb, Instrumenteneinheit einschließlich Drehsteuerung, Bohrermotor mit dazugehörigem Untersetzungsgetriebe, Richteinheit und Bohrwerkzeug;
Figur 2 eine Querschnittsdarstellung der Drehlagensteuerung;
Figur 3 eine auseinandergezogene Darstellung des Kolbenblocks und des Federblocks der Drehlagensteuerung;
Figur 4 eine Querschnittsdarstellung in der Schnittebene 4-4 in Figur 2;
Figur 5 eine Querschnittsdarstellung in der Schnittebene 4-4 in Figur 2 mit Veranschaulichung der Wirkungsweise der Drehlagensteuerung;
Figur 6 eine Querschnittsdarstellung in der Schnittebene 6-6 in Figur 2;
Figur 7 eine Querschnittsdarstellung in der Schnittebene 7-7 in Figur 2;
Figur 8 eine Querschnittsdarstellung der Schleifringanordnung für den elektrischen Teil und der Drehanordnung der Hydrau-
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lik für die Drehlagensteuerung;
Figur 9A, 9B und 9C die FüTirungskurvenanordnung für das Einstecken der elektrischen Stecker in Zusammenpassung mit elektrischen Steckern in einer Blindanordnung bei der Einrichtung nach Figur 8j
. Figur 10 eine Seitenschnittdarsteilung der Richteinheit für die Ablenkung;
Figur 11 eine von oben gesehene Schnittdarstellung eines Teils der Eichteinheit nach Figur 10;
Figur 12 eine Querschnittsdarstellung in der Schnittebene 12-12 in Figur 10;
Figur 13 eine andere Ausführungsform der Drehlagensteuerung und Eichteinheit;
Figur 14 eine Veranschaulichung der Wirkungsweise be.i der Ausführungsform nach Figur 12;
Figur 15 eine Ausführungsform, bei der die Richteinheit zum Horizontalbohren ohne Drehlagensteuerung verwendet wird;
Figur 16 eine hydraulische Antriebseinheit und externe Drehlagensteuerung für die Ausführungsform nach Figur 15;
Figur 17 eine Stirnansicht der Anordnung nach Figur 16;
Figur 18 eine Ansetzsteuereinrichtung zum Ansetzen der Bohrmaschine nach Figur 1;
Figur 19 eine vergrößerte Seitenansicht entsprechend den linien 19-19 in Figur 18; und
Figur 20 eine Querschnittsdarstellung in der Schnittebene 20-20 in Figur 18.
Die in Figur 1 gezeigte Waagerechtbohrmaschine weist als wesentlichen Bestandteil einen hydraulischen Antrieb 10 für das Bohrwerkzeug 11 auf. Der hydraulische Antrieb 10 hat einen Druckzylinder 12, an dessen Außenseite mehrere Druckbacken 13 befestigt sind. Die Druckbacken 13 werden, wenn der Antrieb das «rs/-sssug 11 mit Diruck b@aufschlagt, hydraulisch gegen die
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Bohrlochwand gedruckt und im Einzieh- oder Rückfahrstadium gelöst. Auf einerEinheit 14 ist ein zweiter Satz von Druckbacken 15 angebracht, die durch hydraulischen Druck während des Rückfahrstadiums selektiv gegen eine Bohrlochwand angestellt werden. Eine Welle 16 durchsetzt den Druckzylinder 12 und ragt in ein Instrumentengehäuse 17hinein. Ein Hydraulik- oder Druckwasserkolben (nicht gezeigt) ist im Inneren des Druckzylinders 12 starr auf der Welle 16 befestigt. Ein elektrischer Bohrermotor 18 (der auch hydraulisch sein kann) ist am Instrumentengehäuse 17 sowie mit einem Montageende 19 an einer Richteinheit 20 für die Bohrerablenkung befestigt. Eine Bohrerwelle 21 ist, z.B. mittels konischer Gewinde, starr am Bohrwerkzeug 11 befestigt. Über Druckwasserrohre 21 werden der hydraulische Antrieb 10, die Drehlagensteuerung (nicht gezeigt) und die Richteinheit 20 gesteuert. Über elektrische Leitungen 22 werden das Instrumentengehäuse 17 und der Bohrermotor 18 mit Energie gespeist. Über"eine Rohrleitung 23 wird das Bohrwerkzeug 11 mit Bohrflüssigkeit versorgt.
Die Arbeitsweise der Bohrmaschine nach Figur 1 ist im wesentlichen wie folgt: Duroh den hydraulischen Druck in den Rohren 21 werden die Backen 13 gegen die Bohrlochwand auseinandergedrückt. Im Inneren des Druckzylinders 12 wird der Druckwasserkolben mit zusätzlichem hydraulischen Druck beaufschlagt. Der hydraulische Druck greift sodann an der Welle 16 an, so daß das Bohrwerkzeug in Richtung des Pfeiles 24 gedrückt wird. Wenn der Druckwasserkolben im Druckzylinder 12 maximal nach vorn gefahren ist, werden die Druckbacken 15 gegen die Bohrlochwand auseinandergedrückt, die Druckbacken 13 zurückgezogen , die entgegengesetzte Seite des Kolbens mit Druckwasser beaufschlagt und der Druckzylinder 12 gegen das Bohrwerkzeug 11 zurückgefahren. Der umgekehrte Vorgang schließt sich an, und das Bohrwerkzeug wird erneut in Richtung des Pfeiles 24 angetrieben. Wenn eine Drehlagensteuernng benötigt wird, kann der Drehlagensteuermechanismus über di© angeschlossen® Rohrleitung 21 mit hydraulischem Druck (160 - 680 kg) (~ 550 - 1500"pounds, je nach der vorhandenen Reibung) beaufschlagt werden. Der dadurch
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betätigte Mechanismus bewirkt, daß das Instrumentengehäuse 17, der Motor 18, die Richteinheit 20 und das Bohrwerkzeug 11 um eine vorbestimmte Anzahl von Geraden gedreht werden. Ist eine Ablenkung des Bohrwerkzeugs notwendig, so wird der Drehlagensteuermechanismus weiter mit hydraulischem Druck beaufschlagt, bis durch eine Austrittsöffnung genügend Druckflüssigkeit für die Betätigung der Richteinheit 20 gelangen kann, so daß die Richteinheit 20 gegen die Wand des Bohrloches bewegt und dadurch das Bohrwerkzeug 11 abgelenkt wird.
Es wird jetzt an Hand der Figuren 2 bis 7 die Drehlagensteuerung im einzelnen erläutert.
Die Drehlagensteuerung ermöglicht-es, daß das Bohrwerkzeug in jeder beliebigen vorbestimmten Richtung abgelenkt werden kann. Außerdem wirkt die Drehlagensteuerung einer etwaigen Drehneigung entgegen, die durch den hydraulischen Antriebsmechanismus 10 hervorgerufen wird. Die Richteinheit ermöglicht dann eine kontrollierte Ablenkung der Längsachse des Bohrwerkzeugs 11 und der dazugehörigen Geräteteile in einer iangloch-Bohrstrecke, so daß die Bo ochachse entweder horizontal oder um denjenigen Betrag abgelenkt bleibt, der erforderlich ist, um die Waagerechtbohrmaschine in einer bestimmten vorgeschriebenen Bahn zu halten.
Wie Figur 2 in Verbindung mit Figur 3 zeigt, ist ein Dorn 31 an der Welle 16 mittels Gewinde 33 über einen Endteil 32 befestigt. Ein Kolbenblock 34 ist am Dorn 31 mittels Kopfschrauben 35 befestigt. Auf dem Dorn 31 sitzt gleitbar ein Federblock Die gesamte Blockanordnung mit dem Kolbenblock 34 und dem Feder block 36 wird auf dem Dorn 31 mittels einer Mutter 37, die am Dorn 31 durch Gewinde 38 befestigt ist, festgehalten.
Das offene Ende des Kolbenblocks 34 ist so geformt, daß es zwei gegeneinander stehende Quadranten 40 und 41 mit je einem eingeschlossenen Winkel von 90° aufweist. Das offene Ende des Federblockes 36 ist so geformt, daß zwei gegenüberstehende
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Quadranten 42 und 43 mit je einem eingeschlossenen Winkel von 83° übrigbleiben. Wenn somit der Federblock 36 vom Kolbenblock 34 auf dem Dorn 31 drehbar erfaßt wird, so besteht zwischen den beiden Blöcken 36 und 34 eine Drehfreiheit von 7°. Der Kolbenblock 34 hat an sechs Stellen Bohrungen und Senker zur Aufnahme von sechs Kolben 47. Der IPederblock 36 hat an sechs Stellen Bohrungen für die Aufnahme von sechs Federn 48» die nach ihrem Einbau auf Druck vorgespannt und mittels Federkloben 49 befestigt sind, die ihrerseits durch eine Halterstange 50 festgehalten werden, die durch Löcher 51 im Federblock 36 und Löcher 52 in den Federkloben 49 hindurchgreift. Jeder Federkloben hat außerdem einen Gewindeteil 53, mittels dessen die Federn beim Zusammenbau der Anordnung zusammengedrückt werden, so daß die Halterstange 50 in die Löcher 52 eingeschoben werden kann (siehe Figur 4 und 5). Am den Quadranten 42 und 43 entgegengesetzten Ende des Federblocks 36 sind neun Sperrhakenstifte 61 angeordnet, die im Paßsitz in um 40° beabstandeten Löchern sitzen, die in das Ende des Federblocks 36 gebohrt sind (siehe Figur 6 und 7). Neun Sperrhaken 62 sind drehbar auf den Sperrhakenstiften 61 angeordnet und werden nach einwärts gegen ein Klink- oder Sperrad 63 durch ein elastisches Glied 64 gedrückt, das die Sperrhaken 62 umschließt und gegen das Sperrad 63 drückt, indem es Druck auf einen Stift 65 ausübt, der senkrecht zur Oberfläche der Sperrhaken oder Klinken 62 starr befestist ist. Die Stifte 65 sitzen im Paßsitz in Löchern, die in die Klinken 62 eingebohrt sind. Das Sperrad 63 sitzt drehbar über dem Dorn 31 und ist drehschlüssig mit einem Lagergehäuse 66 durch eine Anzahl von Klinkenstiften 67 verbunden, die im Paßsitz in Löchern im Lagergehäuse 66 sitzen. Das Lagergehäuse 66 ist durch vier versenkte Kopfschrauben 68 axial und drehbar in bezug auf das Instrumentengehäuse 17 befestigt. Ein drehungsverhindern des Sperrad 76 sitzt auf dem Dorn 31 und ist mit diesem durch einen Keil 77 verkeilt. Mehrere Klinken 78 sind an einer entsprechenden Anzahl von Klinkenstiften 79 schwenkbar befestigt. Die Klinkenstifte 79 sitzen im Preßsitz in einer Lagergehäusekappe 80, die am Lagergehäuse 66 mittels Schrauben 81 befestigt
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ist. Jede Klinke 78 trägt einen Stift 65. Ein elastisches Glied 82 umschließt die Klinken und erfaßt die Stifte 65 so, daß die Klinken in Eingriff mit dem Sperrad 76 gedrückt werden.
Ein Axiallagerring 83 und ein Radiallagerring 84 ermöglichen eine freie Dreh- und Schubbewegung des Gehäuses in bezug auf den Dorn 31. Der gesamte Drehlagensteuermechanismus ist am Dorn mittels einer Stirnplatte 84 und eines Rohrgehäuses 85 befestigt. Ein Radiallager 86 sorgt für Bewegungsfreiheit des Domes in bezug auf das Außengehäuse. Über die gesamte Einheit verteilte Dichtungen 87 verhindern das Eindringen von Bohrflüssigkeit in den Drehlagensteuermechanismus. Mittels Schrauben 88 ist das Gehäuse 85 an der Stirnplatte 84 befestigt. Die gesamte Einheit ist in einem zweiten Rohrgehäuse 89 eingeschlossen. Die Flüssigkeitsströmung in und aus der Einheit erfolgt durch verschiedene Durchlässe und Kanäle. Die Flüssigkeitsbewegung besteht in der Hauptsache in der Druckwassereingabe für die Steuerung des Drehlagensteuermechanismus und der Richteinheit 20 und im Bohrflüssigkeitsdurchlauf für die Belieferung des Bohrwerkzeugs mit Flüssigkeit, so daß die Späne bei fortschreitendem Bohrvorgang vom Bohrwerkzeug weg- und aus dem Bohrloch herausgewaschen werden. Für die Druckwassereingabe dient ein Rohr 90, das mit einer öffnung 91 in eine Umfangsnut 92 am Dorn 31 mündet. Die Nut 92 hat einen Durchlaß 93 in einen Kanal 94, über Durchlässe 95 und 96 in einen Kanal 97» der mit einem Kanal 98 in den Kolben 47 und einem Kanal 99 in ein Rohr 100 in Verbindung steht, das mit der Richteinheit verbunden ist. Die Bohrflüssigkeit tritt über löcher 106 in ein Rohr 105 ein und fließt durch Löcher 108 in einen Kanal 107 sowie in den Raum 109 zwischen dem Gehäuse 89 und dem Gehäuse 85.
Die elektrischen Anschlüsse an das Instrumentengehäuse 17 und den Bohrermotor 18 verlaufen durch ein Rohr 110 zur Innenseite 111 des Domes 31, die durch ein Rohr 112 gebildet ist.
Es wird jetzt die Wirkungsweise der^ .Drehlagensteuerung erläutert. Wenn das Instrumentengehäuse 17 mit dem Bohrermotor 18, der Richteinheit 20 und dem Bohrwerkzeug 11 gedreht werden soll,
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wird das Rohr 90 mit hydraulischem Druck beaufschlagt, der über das Loch 91, die üinfangsnut 92, die Kanäle 93, 94, 95, 96, 97 und 98 auf die Rückseite der Kolben 47 übertragen wird. Das System ist so konstruiert, daß bei ungefähr 24,5 kg/cm (350 p.s.i.) die Vorkompression der Federn 48 überwunden wird und die Blockquadranten 42 und 43, die mit dem Federblock 36 verbundenfeind, sich zu drehen beginnen (siehe Figur 5). Der volle hydraulische Druck von 35 kg/cm (500 p.s.i.) bewirkt eine volle Drehung des Federblocks 36 um 7° gegenüber dem Kolbenblock 34. Das System ist so bemessen, daß mit bis zu 105 kg/cm . (1500 p.s.i.) gearbeitet werden kann, um bei im Bohrloch befindlicher Bohreinheit eine für die Überwindung der Reibung ausreichende Drehkraft zu erzeugen. Die 7°-Drehung des Federblocks 36 wird durch die Klinkenstifte 61 auf die Sperrklinken 62 übertragen. Drei der neun Sperrklinken 62 (siehe Figur 6), die im Abstand von 120° angeordnet sind, werden vom Sperrad 63 erfaßt, so daß dieses über einen Winkel von 7° in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird. Die 7°-Drehung des Sperrades 63 wird über die Klinkenstifte 67 auf das Lagergehäuse 66 und über die Bolzen auf das Instrumentengehäuse 17 übertragen. Die 7°-Drehung wird außerdem über die Bolzen 81 auf die Lagergehäusekappe 80, die Klinkenstifte .79 und die Klinken 78 übertragen (siehe Figur 7). Am Ende des 7°-Drehungshubes werden zwei der Klinkenstifte 79 (Figur 6), die einen Abstand von 180° haben, vom drehungsverhindernden Sperrad 76 erfaßt, das durch den Keil 77 drehschlüssig mit dem Dorn 31 verbunden ist. Wenn der hydraulische Druck im Rohr 90 und anschließend im Kanal 98 von 35 kg/cm (500 ps.i.) auf ungefähr 26,25 kg/cm (375 p.s.i.) erniedrigt wird, so nehmen die Innenteile wieder den in Figur 5 gezeigten Zustand an. Bei weiterer Druckerniedrigung bewirken die Federn 48, daß der Federblock 36 um 7° in Uhrzeigerrichtung in die in Figur 4 gezeigte Lage gedreht wird, wobei die Kolben 47 in ihre Ausgangslage zurückgekehrt sind. Die Sperrklinken 62 bewegen sich gegenüber dem Sperrad 63 in Uhrzeigerrichtung. Die Zähne des Sperrades 63 werden nunmehr von einem anderen Satz (3) von Sperrklinken 62 erfaßt. · '
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Das Antriebssperrad 63 und das drehungsverhindernde Sperrrad 76 haben je dreißig Zähne im gegenseitigen Abstand von 12°. .Die Klinken 62 des Antriebssperrades haben einen Winkelabstand von 40°. !Folglich kommen während jedes Arbeitszyklus immer nur drei Antriebssperrad-Klinken 62, die einen Abstand von 120° haben, mit dem Antriebssperrad 63 in Eingriff. Bei jeder weiteren Drehung wird somit ein neuer Satz von Klinken 62 erfaßt. Ebenso sind, wie in^Pigur 7 gezeigt, drei Paare von Sperrklinken 78 vorhanden, wobei die Klinken jedes Paares.einen Abstand von 120° haben. Jedes Paar hat daher von seinen Nachbarpaaren einen Winkelabstand von 40°, so daß jedes Paar jeweils während jedes dritten Zyklus erfaßt wird. Obwohl jeder Arbeitszyklus eine Relativdrehung zwischen dem Kolbenblock 34 und dem Pederblock 36 von 7° erzeugt, werden von den 7° nur 4° erfaßt und vor dem Einsetzen des nächsten Zyklus festgehalten. Bei jedem Arbeitszyklus wird daher das Instrumentengehäuse 17 um 4° gegenüber dem Dorn 31 gedreht. Die Verwendung von sechs Kraftkolben ist erforderlich, um die gewünschte Drehkraft im Drehmechanismus für die Überwindung des Reibungswiderstandes des Instrumentengehäuses 17, des Bohrermotors 18, der Richteinheit 20 und des Bohrwerkzeugs 11 zu erhalten. Die resultierende Drehkraftabgabe bei einem hydraulischen Druck von 105 kg/cm (1500 p.s.i.) (nach Abzug der für das weitere Zusammendrücken der ledern 48 erforderlichen Drehkraft) beträgt ungefähr 300 tfußpfund.
Es wird jetzt die Schleifringanordnung beschrieben. Für das Instrumentengehäuse wird sowohl eine Betriebsenergiequelle als auch eine Rückverbindung für die Übertragung von Mehrfachinformationen vom Instrumentengehäuse zu der Bedienungsperson für die Bohrmaschine benötigt. Da der die elektrische Energie durch das Rohr 1,10 in das Rohr 100 liefernde Dorn (siehe Figur 2) ortsfest angeordnet ist und da das Instrumentengehäuse 17 durch den zuvor beschriebenen Drehlagensteuermechanismus gedreht werden kann, muß irgendeine Schleifringanordnung für die Übertragung von Druckflüssigkeit durch die Einheit zur Richteinheit 20 sowie für die Speisung des Instrumentengehäuses mit
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elektrischer Energie und für die Rückleitung von Signalen vom Ins trumentengeliäuse vorgesehen sein. Die hierfür dienende Anordnung ist in den Figuren 8, 9A, 9B und 90 gezeigt. Ein Problem beim Zusammenbau des Drehlagensteuermechanismus und der Schleif ringeinheit ist die Uhzugänglichkeit der letzteren. Es wird somit die in Figur 8 gezeigte Einheit im wesentlichen "blind" zusammengebaut. Das Rohr 100 wird in einen Montageblock 115 durch eine in dessen Mitte befindliche Öffnung 116 eingesetzt. Das Rohr 100 hat ein zugespitztes Ende 117, .um das blinde Einsetzen in die Öffnung 116 zu erleichtern. Druckflüssigkeit aus dem Inneren des Rohres 100 strömt durch ein Loch 118 in der Rohrwandung aus und in eine Umfangsnut 119. Ein Kanal 120 führt zu einer hydraulischen Kupplung 121 und einem Rohr 122,. das mit der Richfe· · einheit 20 verbunden ist. Der elektrische Anschluß erfolgt an eine Schleifringeinheit 123 mittels einer Buchse 124 und eines Steckers 125. Drähte 126 vom Stecker 125 sind mit -einer Anzahl von Schleifringen 127 verbunden. Bürsten 128 in Kontakt mit den Schleifringen 127 sind mit mehreren Drähten 129 an das Instrumentengehäuse angeschlossen. Damit die Buchse 124 mit dem Stecker 125 blind zusammengesteckt werden kann, ist eine Führungsanordnung, dargestellt in Figur 9A, 9B und 90, /vorgesehen.
Ein erstes Führungsteil 128, welches das Fassungs- oder Buchsenteil 124 trägt, ist an einem Ansatz 129 des Rohres 112 starr befestigt. Das Steckerteil 125 ist an einem Führungsteil 130 befestigt, das seinerseits an einem die Schleifringe 127 tragenden Montagerohr 131 befestigt ist. Zwischen dem Montagerohr 131 und dem Steckerteil 125 sind Schrauben 132 angebracht. Die beiden Führungsteile 128 und 130 werden durch das Rohr 100, angedeutet durch die gestrichelten Linien in Figur 9A, 9B und 90, axial geführt. Jedes der Führungsteile 128 und 130 hat eine Führungsfläche 133 bzw. 134. So wird, wenn die Führungsfläche 133 die Führungsfläche 134 erfaßt, das Führungsteil 130 in der einen oder der anderen Richtung (angedeutet durch den Pfeil 135) gedreht, bis die in Figur 90 gezeigte Endlage erreicht ist, in der das Buchsenteil und das Steckerteil richtig zusammengesteckt sind.
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In den Figuren 10, 11 und 12 sind Einzelheiten der Richteinheit gezeigt. Die Riehteinheit, die zwischen dem Bohrermotor 18 und dem Bohrwerkzeug 11 angeordnet ist, veranlaßt auf mechanischem Wege das Bohrwerkzeug, geradeaus, nach oben, nach unten oder in irgendeiner anderen vorbestimmten Richtung zu bohren. Die Richteinheit besteht im wesentlichen aus einem Hauptkörper HO, der mittels Schraubbolzen 142 am lagergehäuse 141 festgeschraubt ist. Der Bohrermotor 18 hat eine Gewindewelle 143 mit einem aufgeschraubten Wellenansatz 144» der mit einem zweiten Wellenansatz 145"verbunden ist, der durch Gewinde (nicht gezeigt) mit dem Bohrwerkzeug 11 gekuppelt ist. Das rohrförmige Außengehäuse 89 ist gegen das lagergehäuse 141 durch mehrere O-Ringdichtungen 87 abgedichtet. Durch lager 148 ist der Wellenansatz 144 drehbar im lagergehäuse 141 gelagert. Der obere Teil des Hauptkörpers 140 hat einen zylindrischen Abschnitt 149 mit einer Bohrung zur Aufnahme einer Peder 150. Der untere Teil des Hauptkörpers hat einen zylindrischen Abschnitt 151, der konzentrisch zum zylindrischen Abschnitt 149 ist. Auf dem zylindrischen Abschnitt 141 sitzt ein lolben 152, der durch eine O-Ringdichtung 153 abgedichtet ist. Auf dem zylindrischen Abschnitt 149 sitzt ein Kolben 154» der durch eine O-Ringdichtung 155 abgedichtet ist. Die Kolben 152 und 154 arbeiten als Druckbacken für die Richteinheit. Mittels Schrauben 157 befestigte Seitenplatten 156 (siehe figur 12) kuppeln den Kolben 154 mit dem Kolben 152. Der Kolben 151 wird aus dem Rohr 122 über eine Kupplung 158, einen Durchlaß 159» eine Kupplung 160, ein Rohr 161, eine Kupplung 162 und einen Durchlaß 163 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Der Abstand zwischen der Oberseite des Kolbens 154 und der Unterseite des Kolbens 152 ist etwas kleiner als das vom Bohrwerkzeug 11 gebohrte loch.
Die Arbeitsweise der Richteinheit ist wie folgt: Durch geeignete Regulierung des hydraulischen Druckes, mit dem der Hohlraum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 151 und dem Kolben 152 beaufschlagt wird, kann mittels des Kolbens 152 auf die Bohrlochwand «in die Richtung 4«r Bohrerachse beeinflussender Druck ausgeübt werden. Wegen der Schwerkraft hat eine Bohreinheit
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normalerweise die Neigung, nach abwärts zu bohren. Durch geeignet bemessene Beaufschlagung des Kolbens- 152 mit Druckflüssigkeit wird der Bohrer in der richtigen Orientierung längs einer geraden Achse gehalten. Soll nach abwärts gebohrt werden, so erniedrigt man den hydraulischen Druck. Die von der leder 150 ausgeübte Kraft und die Schwerkraft aufgrund der freitragenden lasten des Instrumentengehäuses 17, des Motors 18 und des Bohrwerkzeugs 11 bewirken, daß das Bohrwerkzeug nach abwärts bohrt. Umgekehrt bewirkt eine Erhöhung des kontrolliertes hydraulischen Druckes, daß der Kolben 152 gegen den Boden des Bohrloches drückt und die Achse der Bohrerwelle oder Bohrspindel 145 gegen die Kraft der Eeder 150 nach oben verschiebt, so daß das Bohrwerk-. zeug 11 nach aufwärts bohrt. Soll der Kompaß- oder Azimutwinkel des Bohrloches verändert werden, so kann man die gesamte Bohreranordnung mit Hilfe der oben beschriebenen Drehlagensteuerung verdrehen, so daß der untere Kolben 152 gegen einen beliebigen gewünschten Teil der Bohrlochwand angestellt_,wird.
Im Hinblick auf eine bequeme Handhabung bei gleichzeitiger Verwendung sowohl der Drehsteuerung als auch der Richteinheit ist die Anbringung eines Dtisen-Regulierventils 113 im Rohr 122 erwünscht. Die. Düse sorgt dafür, daß die Druckflüssigkeit (öl) den Kolben 152 erreicht, jedoch mit einer Geschwindigkeit, die normalerweise länger als 4 Sekunden beansprucht. Es wurde gefunden, daß eine Zeit von ungefähr 4 Sekunden gut ausreicht, um die Drehlagensteuerung zu betätigen. So wird bei einer Druckbeaufschlagung mit mindestens 227 kg (500 pounds), vorausgesetzt, daß keine übermäßige Reibung vorhanden ist, der Drehlagensteuermechanismus betätigt. Der Öldruck wird auch über das Rohr 122 auf den Kolben 152 übertragen. Gewöhnlich erhält der Kolben 152. genügend Druck, um während des Arbeitens der Drehlagensteuerung die Richteinheit geradezu zentrieren. Wenn der Öldruck abfällt, so wird durch das Regulier- oder Rückschlagventil 113 sofort der Druck in der Serie von Rohren und Kanälen zwischen dem Regulierventil 113 und dem Kolben 152 abgelassen.
Pigur 13 und 14 zeigen eine andersartige Anbringung der
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Richteinheit 20. In Figur 13 ist der hydraulische Antrieb 10 mit einer Drehlagen- und Ablenkungssteuereinheit 136 verbunden, welche die Richteinheit 20 enthält. Die Einheit 136 ist mit dem Bohrermotor 18 über ein universalgelenk 137 gekuppelt. Der Bohrermotör 18 ist direkt mit dem Bohrwerkzeug 11 gekuppelt. Auf dem Bohrermotor 18 nahe dessen bohrerseitigem Ende ist ein Stabilisator 138 angeordnet, der als Drehlager für den Ablenkvorgang wirkt.
Die Wirkungsweise wird an Hand der Figur 14 erläutert. Wenn die Richteinheit 20 sich in Richtung des Pfeiles 139 bewegt, drückt das Universalgelenk 137 den Bohrer in Richtung des Efeiles 146 um den Stabilisator 138 nach unten, wodurch das Bohrwerkzeug nach oben gedrückt wird, wie durch den Pfeil 147 angedeutet. Da die Richteinheit durch die Drehsteuerung in jeder beliebigen Richtung bewegt werden kann, kann die Bohrerachse ebenfalls in jede gewünschte Richtung verschoben werden.
Figur 15 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, bei der die Drehlagen- und Kraftsteuereinheit 164 sich außerhalb des Bohrloches befindet. Das Instrumentengehäuse 17, der Bohrermotor 18, die Richteinheit 20 und das Bohrwerkzeug 11 sind wie bei der Ausführungsform nach Figur 1 angeordnet. Jedoch ist das Instrumentengehäuse 17 mit der Drehlagen- und Kraftsteuereinheit 164 über mehrere Hohlrohr-Bohrstangen 165 verbunden, die im Bohrloch gewünschtenfalls durch Stabilisatoren 166 abgestützt sind. Die Hydraulikrohre 21 sind mit einer hydraulischen Steuerung und mit der Richteinheit 20 verbunden. Ein elektrisches Steuersystem 168 ist über elektrische Leitungen 22 mit dem Instrumentengehäuse 17 und mit dem mit Energie zu speisenden Bohrermotor 18 verbunden. Die Bohrflüssigkeit wird durch das Rohr 23 und das Bohrgestänge 165 über den Bohrermotor 18 dem Bohrwerkzeug angeliefert.
Der Drehlagen- und Kraftsteuermechanismus 164 für die Anordnung nach Figur 15 ist im einzelnen in Figur 16 uni17 gezeigt und besteht im wesentlichen aus einem Druckzylinder 170 mit
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einer Kolbenstange 171, die mit dem Rohrgestänge 165 verbunden ist. Der Drehlagensteuermechanismus weist einen Motor 172 auf, der mittels eines Gleitlagers 174 auf zwei Schienen oder Stangen 173 gelagert ist. Die Stangen 173 sind an einem geeigneten Gestell 175 befestigt. Der Motor 172 ist über Zahnräder 176 und 177 mit der Kolbenstange 171 gekuppelt. Die Kolbenstange 171 ist von einer Längsbohrung 178 durchsetzt, die mit der Innenbohrung des Bohrgestänges 165 und mit einer Drehkupplung 179 verbunden ist, die ihrerseits an das Bohrfliissigkeitsrohr 23 angeschlossen ist. Hydraulikrohre 180 und 181 sind an eine hydraulische Steuereinheit 167 angeschlossen. Die Stangen 173 können durch 3?althüllen .182 gegen Schmutz und andere Pxemdstoffe geschützt sein. Eine hydraulisch betätigte Zwinge 183 hat einen Zylinder 184 mit Hydraulikleitungen 185, die an die hydraulische Steuereinheit 167 angeschlossen sind. Ein Kolben 186 sitzt mit geeigneter Abdichtung auf der Kolbenstange 171.
Die Wirkungsweise des Mechanismus ist wie folgt: Bei Beaufschlagung des Rohres 180 mit hydraulischem Druck entsteht zwischen der Stirnwand und dem Kolben 186 ein Druck, durch den die Kolbenstange 171 nach vorwärts gedrückt wird. Die auf der Kolbenstange 171 befestigte und auf den Stangen oder Schienen 173 gleitbare Drehsteuereinheit 164 wird zusammen mit der Kolben stange 171 nach vorwärts geschoben. Der Vorschub der Kolbenstange 171 wird auf das Bohrgestänge 165 und anschließend auf das Bohrwerkzeug 11 übertragen. Wenn die Kolbenstange so weit vorgeschoben ist, daß die Anschlußstelle 187 nahezu die Zwinge 183 erreicht, wird ein entsprechender Schalter betätigt, wodurch hydraulischer Druck über die Rohre 185 bewirkt, daß der Zylinder 184 die Backen der Zwinge 183 schließt.. Der Drehsteuerungsmotor 172 dreht über die Zahnräder 176 und 177 die Kolbenstange 171, wodurch die Verbindung 187 unterbrochen wird. Die Kolbenstange 171 wird dann durch Beaufschlagen mit hydraulischem Druck über das Rohr 181 zurückgefahren. Ein neues Bohrgestänge wird eingesetzt, und der Drehsteuerungsmotor wird in seiner Drehrichtung umgekehrt, so daß das Bohrgestänge angezogen wird, woraufhin die Zwinge 183 gelöst wird.
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Während dieser Vorgänge hat die Zwinge verhindert, daß der Bohrer fehlorientiert wird. Durch Betätigung eines entsprechenden Schalters wird der Bohrermotor dann auf den Drehbetrieb zurückgeschaltet, wenn beispielsweise zusätzliche Zahnräder benötigt werden (nicht gezeigt).
Es wird jetzt die erfindungsgemäße Lanzierrohranordnung beschrieben. Bei einer Waagerechtbohrmaschine treten Schwierigkeiten beim Bohren der ersten acht Meter (24 Fuß) auf, da es an Abstützung für die Bohreranordnung mangelt und da noch keine ausreichende Bohrlochwand vorhanden ist, an welcher der Hydraulikmechanismus angreifen kann. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist erfindungsgemäß das in Figur 18, 19 und 20 gezeigte Lanzierrohr vorgesehen. Das Lanzierrohr besteht aus miteinander verschraubten Abschnitten aus halbkreisförmigen Rohrelementen, die auf drei höhenverstellbaren Tragständern gelagert sind. Das Lanzierrohr ist gegenüber den Tragständern seitwärts verschiebbar. Ferner ist das Lanzierrohr gegen Axialschub verankerbar.
Wie besonders in Figur 18 gezeigt, besteht die Lanzierrohranordnung aus zwei Halbabschnitten 201 aus Aluminiumrohr mit 6 Zoll Innendurchmesser. An die Enden der Halbabschnitte 201 sind Halbflansche 202 angeschweißt, die mittels Schraubbolzen 203 zusammengefügt sind, so daß sich ein durchgehendes Halbrohr ergibt. An den Boden jedes Halbabschnitteβ 201 ist eine.T-Schiene 205 angeschweißt, damit die gesamte Anordnung eine ausreichende mechanische Stabilität erhält. An den unteren Halbabschnitten 201 sind mittels Scharnieren 207 kürzere Halbabschnitte 206 (insgesamt 4) tue Aluminiumrohr mit 6 Zoll Innendurchmesser befestigt. Di· Scharniere 207 sind mittels eines Stiftes 20Θ angelenkt. Di· verstellbaren Tragständer sind an Bändern 210 befestigt, dl« an drei Stellen längs der Lanzierrohranordnung vorgesehen sind. Senkrecht zu jedem der Bänder auf deren Unterseite iet ein zylindrischer Abschnitt 211 angebracht, der in einem passenden vertikalen Rohrabschnitt 212 sitzt, der an einer Seitenplatte 213 einer Halterungeanordnung 214 festgeschweißt ist. In der Halterungsanordnung 214 ist ein
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Rollenpaar 204 zapfengelagert. Eine parallele Tragstange 215 ist an eine vertikale Rohrschelle 216 angeschweißt, die auf einem vertikalen Ständerrohr 217 sitzt. Das Ständerrohr 217 wird von einer Unterlage 218 getragen. Jedes vertikale Ständerrohr hat eine Anzahl von Löchern 219, mittels deren die horizontalen Tragstangen 215 auf verschiedene Höhen eingestellt werden können. Durch Stifte 220 werden die kurzen Rohrschellen 216 in der gewünschten Höhenlage verankert. An die Enden der Halbabschnitte 201 und 206 angeschweißte konische Halbabschnitte 221 ermöglichen ein ungehindertes Einführen der hydraulischen Schläuche und elektrischen Kabel. Die gesamte Anordnung wird mittels Kabeln 225 verankert, die auf geeignete Weise an den Halbabschnitten 201 sowie an einem Anker 226 befestigt sind, der beispielsweise im G-estein eingelassen und verankert sein kann.
Die Wirkungsweise des lanzierrohres ist wie folgt: Die einzelnen mit Scharnieren angelenkten Halbabschnitte 206 werden aufgeklappt, so daß der untere rohrförmige Halbabschnitt 201 zugänglich wird. Dann wird die in Figur 1 gezeigte Waagerechtbohrmaschine auf das durch den Halbabschnitt 201 gebildete Rohrgerüst gelegt. Sodann werden die einzelnen oberen Halbrohrabschnitte 206 geschlossen und zu einem durchgehenden Rohr verschraubt. Wenn die Waagerechtbohrmaschine in Betrieb gesetzt wird, so findet der hydraulische Antrieb die Seltenwände des Rohrs als Widerlager für die Beaufschlagung mit Antriebskraft über die Druckbacken 13 vor. Ferner kann durch lösen der Stifte 220, Einstellen der Höhenlage der Tragstangen 215 und Wiedereinsetzen der Stifte 220 die anzubringende Bohrung richtig orientiert werden. Mittels der Rollen 204 kann auf jede beliebige Horizontallage eingestellt werden, die erforderlich ist, um das Rohr richtig auf die anzubringende Bohrung auszurichten. Durch die Anker 226 und die Kabel 225 wird die Anordnung gegen Axialverschiebung beim Eindringen des Bohrers in das Gestein oder dergl. verankert. .
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Steuer-
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einrichtung für die Winkellage und Ablenkung einer Waagerechtbohrmas chine lassen sich im Rahmen der Erfindung in verschiedener Hinsicht abwandeln und anders ausgestalten.
Die beschriebene Verbindung zwischen der Winkel- oder Drehlagensteuerung und der Richteinheit ermöglicht es, daß die Drehlagensteuerung im wesentlichen unabhängig von der Richteinheit und die Richteinheit unabhängig von der Drehlagensteuerung arbeiten.
Es können die Drehlagensteuerung außerhalb und die Richteinheit innerhalb des Bohrloches angeordnet sein, wobei die Riohteinheit entweder beim Bohrwerkzeug oder an einer anderen Stelle der Bohrmaschine angebracht ist.
Die bevorzugte Anwendung der Erfindung ist bei einer Waagerechtbohrmasohine. Es ist aber klar, daß die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch beim Senkrechtbohren anwendbar ist. Ferner können an Stelle von Druckflüssigkeit auch andere Arbeitsmedien, beispielsweise Luft, verwendet werden. Auch die Anordnung der Richteinheit und/oder der Drehlagensteuerung in bezug auf die Waagerechtbohrmaschine kann verändert werden.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Steuereinrichtung für die Winkellage und Ablenkung einer Bohrmaschine mit einem hydraulischen Antrieb, einer Instrumenteneinheit, einem Bohrermotor und einem Bohrwerkzeug, die in Achsrichtung der Maschine hintereinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine zwischen Bohrermotor (18) und Bohrwerkzeug (11) angeordnete Richteinheit (20) mit einem Fuß, der senkrecht zur Masohinenach.se ausfahrbar ist? und durch eine zwischen den hydraulischen Antrieb (10) und die Halterung der Richteinheit gekoppelte Drehsteuerung, durch, welche die Richteinheit in jede beliebige Winkellage um die Maschinenachse gedreht werden kann.
    2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richteinheit einen hydraulischen Zylinder und Kolben, die zwischen dem Bohrwerkzeug und dem EuS angeordnet sind, eine Spannfederanordnung, die den Kolben in den Zylinder drückt, und eine Einrichtung zum kontrollierbaren Beaufschlagen des hydraulischen Zylinders mit Druckflüssigkeit enthält.
    5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste hydraulische Leitung an die Drehsteuerung angeschlossen ist und eine zweite hydraulische Leitung von der ersten hydraulischen Leitung zur Richteinheit führt.
    4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß ein Rückschlagventil und eine Düse parallel in die zweite Leitung eingeschaltet sind, wobei das Rückschlagventil bei Druokerniedrigung in der ersten hydraulischen Leitung den in der Richteinheit aufgebauten Druck abläßt und wobei die Düse in ihrer Durchlaßrate so bemessen ist, daß sie ein volles Arbeiten der Drehsteuerung ohne erheblichen Druckaufbau in der Richteinheit ermöglicht.
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    5. Richteinheit für eine Bohrmaschine mit mindestens einem Bohrermotor und einem mit diesem durch eine Welle verbundenen Bohrwerkzeug, gekennzeichnet durch eine Halterung, welche die Richteinheit zwischen dem Bohrermotor und dem Bohrwerkzeug haltert; durch eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung, die senkrecht zur Drehachse des Bohrermotors gleitbar an der Halterung befestigt ist; und durch eine Einrichtung zum Einstellen der lage der Druckbeaufschlagungsvorrichtung.
    6. Richteinheit nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung starr am Bohrermotor befestigt ist.
    7. Richteinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Einstellen der lage der Druokbeaufschlagungsvorrichtung einen auf der Halterung angeordneten Zylinder mit zur Drehachse des Bohrermotors senkrechter Achse, eine abdichtbar innerhalb des Zylinders in Kontakt mit der Druckbeaufschlagungsvorrichtung angeordnete Kolbenanordnung, eine mit dem Zylinder verbundene hydraulische Eingabevorrichtung zum Herausziehen des Kolbens aus dem Zylinder und eine Federspannvorrichtung zum Zurückführen des Kolbens in den" Zylinder zusammen mit der Druckbeaufschlagungsvorrichtung enthält.
    8. Richteinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckbeaufschlagungsvorrichtung zwei auf diametral entgegengesetzten Seiten der Halterung angebrachte Backen, an gegenüberliegenden Seiten der Backen befestigte, gleitbar an der Halterung gelagerte Platten, eine zwischen der Halterung und dem einen Backen angeordnete Kolbenvorrichtung und eine zwischen der Halterung und dem anderen Backen angeordnete Federspannvorrichtung enthält.
    9. Drehlagensteuerung für eine Bohrmaschine mit einem Druckmechanismus und einer Bohrvorrichtung mit einem am Druck-
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    mechanismus befestigten Schaltmotor für bruchteilige Drehung, der ausgangsseitig an einen Antrieb und mit einer drehungsverhinderndai Einrichtung an die Bohrvorrichtung angeschlossen ist, und mit einer Einrichtung zum Beaufschlagen des Schaltmotors mit Kraft, derart, daß der Schaltmotor bruchteilig um eine vorbestimmte Anzahl von Graden gedreht wird.
    10. Schaltmotor für eine Drehlagensteuerung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durc h einen Kolbenblock und einen Federblock mit jeweils zylindrischen Rohrteilen, die aus gegeneinanderstehenden Quadranten gebildet sind, wobei jeder der Quadranten des Federblockes mit der Zylinderachse einen Winkel von mindestens 83° bildet; durch eine Einrichtung, welche die Quadranten des Kolben- und des Pederblocks so haltert, daß eine im wesentlichen durchgehende Rohrfläche gebildet wird; durch eine in mindestens einem der Quadranten des Kolbenblocks vorgesehene Kolbenanordnung in Kontakt mit einem der Qudranten· des Federblocks; durch eine in mindestens einem der Quadranten des Pederblocks untergebrachte Federanordnung in Kontakt mit . einem der Quadranten des Kolbenblocks; durch eine Einrichtung zum Beaufschlagen der Kolben mit Kraft; durch eine Einrichtung, die einen der Blöcke am Druckmechanismus haltert; und durch eine Einrichtung, die den anderen Block mit dem Antrieb und der drehungsverhindernden Einrichtung kuppelt.
    11. Drehlagensteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb und die drehungsverhindernde Einrichtung ein starr mit der Bohrvorrichtung gekuppeltes Antriebssperrad und mehrere mit dem Schaltmotor gekuppelte Klinken sowie ein drehungsverhinderndes Sperrad, das starr mit dem Druckmechanismus verbunden ist, sowie mehrere starr mit der Bohrvorrichtung verbundene drehungsverhindernde Klinken enthalten. ,,-'.-
    12. Bohrersteuerung mit einer Richtvorrichtung für einen Bohrer mit einem Bohrermotor und einem bei diesem angeordneten
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    Bohrwerkzeug, gekennzeichnet durch eine mit dem Bohrermotor gekoppelte Drehlagensteuerung und durch eine zwischen der Drehlagensteuerung und dem Bohrwerkzeug angeordnete Druckablenkeinheit, die durch Ausüben einer Kraft auf die Wand des gebohrten Bohrloches die Achse des Bohrers ablenkt.
    13. Bohrersteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckablenkvorrichtung einen hydraulischen Zylinder und Kolben zwischen der Drehlagensteuerung und dem Bohrermotor sowie eine nachgiebige Kupplung zwischen der Druckablenkvorrichtung und dem Bohrermotor enthält.
    14. Bohrersteuerung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine zwischen der nachgiebigen Kupplung und dem Bohrwerkzeug angeordnete Stabilisiervorrichtung.
    15. Bohrersteuerung nach Anspruch 14, . d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Stabilisiervorrichtung auf dem Bohrermotor angebracht ist.
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DE19742441553 1973-11-26 1974-08-30 Vorrichtung zum Ablenken eines über eine Antriebswelle mit einem Tiefloch-Bohrmotor verbundenen Bohrwerkzeugs Expired DE2441553C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41915773 1973-11-26
US419157A US3888319A (en) 1973-11-26 1973-11-26 Control system for a drilling apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2441553A1 true DE2441553A1 (de) 1975-05-28
DE2441553B2 DE2441553B2 (de) 1977-03-17
DE2441553C3 DE2441553C3 (de) 1977-10-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0530045A1 (de) * 1991-08-30 1993-03-03 Camco Drilling Group Limited Regelbare Ablenkeinheiten für richtungssteuerbare Bohrsysteme

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0530045A1 (de) * 1991-08-30 1993-03-03 Camco Drilling Group Limited Regelbare Ablenkeinheiten für richtungssteuerbare Bohrsysteme
US5553678A (en) * 1991-08-30 1996-09-10 Camco International Inc. Modulated bias units for steerable rotary drilling systems

Also Published As

Publication number Publication date
US3888319A (en) 1975-06-10
FR2252478A1 (de) 1975-06-20
CA1031320A (en) 1978-05-16
GB1481542A (en) 1977-08-03
ZA746044B (en) 1975-10-29
GB1481541A (en) 1977-08-03
AU7282474A (en) 1976-03-04
DE2441553B2 (de) 1977-03-17

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