DE2517329A1 - Bohrwerkzeug fuer erd- bzw. gebirgsformation bzw. bohrkrone - Google Patents
Bohrwerkzeug fuer erd- bzw. gebirgsformation bzw. bohrkroneInfo
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Description
Bohrwerkzeug für Erd- bzw. Gehirgsformation bzw.
Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für Errt bzw. Gebirgsformntieaen,
insbesondere eine Bohrkrone mit einem an seinem freien
Ende mit Sclmeideleiienten bzv/. Werkzeugelernen!on verrdienen,
ringförmigen Tragkörncr.
Insbesondere ist die Erfindung befr.ilt mit einem V/erkzeng für
Bohrungen in Ereiformr.tioneii rwv Aufnahme von tiulirle ituii^en, beispielsweise
/.in* Erschließ·."·'"^ von VasservorkoaLTien.
Das Bohren von Cohrj ocher·?) in ErdfoJ'mationen ζ\η· Aufnahme von
ilohr J eitungcii is.t vohl. bekannt und wird «ewöimlich mit ei.ücra
mit einer ilührkrone b:-;w. einem iiohrwerk^eug au £".ο1?":·β!Γ: vorderen
Ende versehenen iiohrstrang ausgeführt. J)er llchrist.raus; ei?i
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schliesslich des Bohrwerkzeuges wird drehend vorwärtsgeschoben,
wobei das Loch in der Fonnation gebildet wird.
Gewöhnlich ist die Bohrkrone Jedoch nicht zurückgewinnbar, vielmehr wird die Bohrkrone durch Rotation in entgegengesetzter
Richtung von dem Bohrstrang gelöst. Die Bohrkrone verbleibt also in dem Bohrloch, wobei die Rohrleitung innerhalb des Bohrstranges
eingeführt wird, bevor der Bohrstrang selbst aus dem Bohrloch zurückgezogen wird. Bei den relativ lockeren Erdformationen
muss also erst der Rohrstrang innerhalb des Bohrstranges eingeführt werden, bevor der Bohrstrang zurückgezogen werden
kann, dazu muss aber bisher die Bohrkrone \t^v dem Bohrstrang
gelöst werden, damit der Bohrstrang unter Verbleib des Rohrstranges bzw. der Pipeline zurückgezogen werden kann; die Bohrkrone
verbleibt also bisher zwangsläufig am Ende des Bohrloches und ist also verloren. Die Bohrkrone ist jedoch ziemlich
teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bohrkrone zu schaffen, die nach dem Einführen eines Rohres oder Rohrstranges
innerhalb des Bohrstranges mit samt dem Bohrstrang, also an dem r.ohrstrang verbleibend, zurückgezogen werden kann,
so dass die Bohrkrone wiederverwendet werden kann. Die Bohrkrone muss also beim Zurückziehen einen freien Querschnitt υτϊϊβι Durchmesser
der Pipeline freigeben, während natürlich bei der Bohrarbeit dieser zentrale Querschnitt des Bohrloches von Bohrelementen
bearbeitet werden muss.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäss der Erfindung im wesentlichen
darin, dass sich am vorderen Ende des ringförmigen Tragkörpers quer über den Durchmesser eine Traverse erstreckt,
die an ihrem einen Ende mittels einer quer zur Achsrichtung der Bohrkrone angeordneten .*-·'<->
■':.- (Zapfen) an dem ringförmigen Tragkörper
angelenkt ist, während das diametral gegenüberliegende Ende der Traverse in eine Ausnehmung an dem Tragkörper Ergreift,
wobei die Traverse mit wenigstens einem Bohr- bzw. Schneidelement versehen ist.
Ganz allgemein gesprochen, sind also die im zentralen Bereich vorgesehenen Bohrelemente - bzw. das zentrale Bohrelement beim
Zurückziehen der Bohrkrone aus dem zentralen Bereich fort in den Umfangsbereich der Bohrkrone beweglich.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäss der Erfindung ist also eine Bohrkrone am Ende eines Bohrstranges angebracht, beispielsweise angeschraubt oder angeschweisst,
bzw. am Ende einer einzelnen Bohrstange angebracht. Die Bohrkrone ist mit Schneidelementen versehen, die die Grosse
des Bohrloches bestimmen. Die Schneidelemente erstrecken sich teilweise leicht radial nach aussen über den Umfang der Bohrkron
hinaus, so dass der Bohrstrang relativ leicht eingeschoben und zurückgezogen werden kann.
Das Bohrklein bzw. Bohrmaterial kann nach rückwärts längs des äusseren Ringraums ausgespült werden. Spülwasser od. dgl. wird
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durch die hohle Bohrstange bzw. den Bohrstrang zugeführt.
Die Bohrkrone weist gemäss der Erfindung einen sich quer über die zentrale Öffnung der Bohrkrone erstreckenden Stangenteil
auf, der schwenkbar an dem äusseren, im Umfangsteil der Bohrkrone angebracht ist. Diese Travsse weist wenigstens einen
zentral angeordneten Pilot-Schneider auf und kann weitere Schneidelemente tragen. Dank der die inneren Schneidelemente
j tragenden, nach vorn ausschwenkbaren Traverse kann die Bohrkrone
über die bereits in den Bohrstrang innen eingeschobene Pipeline hinweg am Bohrstrang verbleibend zurückgezogen werden.
!Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an
Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Ausführung nach Fig. 1, etwas vergrössert.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung für relativ grosse Durchmesser, in Draufsicht.
Fig. 4· ist eine Seitenansicht der Bohrkrone nach Fig. 3·
Gemäss Fig. 1 ist ein ringförmiger Tragkörper 10 mit einer zentralen
Öffnung 12, an die sich nach rückwärts eine konische Erweiterung 14 anschliesst, vorgesehen.
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Der Tragkörper 10, dessen rückwärtiger Teil einen geringeren Durcnmesser aufweist, ist in ein Kohrstück 16 eingesetzt und
bei 18 mit dem Hoiirstück verschweisst. Das Rolirstück 16 ist an
seinem rückwärtigen Ende mit Innengewinde 20 zum Anschrauben an einer weiteren Bohrstange des Bohrstranges bzw. am Antrieb
vorgesehen. Das xtohrstück 16 kann natürlich selbst eine Bohrstange
sein.
Auf der Stirnseite des Tragkörpers 10 sind, über den Umfang verteilt, mehrere Blöcke 22 angebracht und in .jedem Block ist
drehbar eine Meisselpicke, insbesondere ein Drehschaftmeissel
drehbar eingesetzt. Die Blöcke 22 sowie die Drehschaftmeissel j 24 sind an sich bekannt. Sie sind in Drehrichtung geneigt, wo-
) bei aber die Spitzen der Meissel auf unterschiedlichen Eadien
liegen, so dass sie einen bestimmten Hingquerschnitt bestreichen. Der Durchmesser des Bohrlochs ist dabei wenigstens etwas
grosser als der Durchmesser des ringförmigen Tragkörpers 10 (der Klarheit wegen sind die Blöcke 22 und Meissel 24- in i'ig. 1
weggelassen). Gemäss der Erfindung ist eine Traverse 26 quer über der Stirnseite des Tragkörpers 10 vorgesehen, die sich
also über die öffnung 12 hinweg erstreckt. An ihrem einen Ende ist die Traverse 26 um einen Bolzen 28 quer zur Vortriebsrichtung
ausschwenkbar. In der Mitte trägt die Traverse 26 ein Pilot-Schneidelement 3O5 welche von einer zweiflügligen Meisselschneide
aus verschleissfestern Material, wie Wolframcarbid, gebildet sein kann. Das gegenüberliegende Ende der Traverse
ist in einer Ausnehmung 62 des Tragkörpers 10 bei der Bohrarbeit aufgenommen.
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Bei der Bohrarbeit wird die Bohrlochsohle abgetragen und das Bohrklein wird durch ein Spülmedium wie Wasser, welches durch
die hohlen Bohrstangen zugeführt wird, längs des äusseren Ringraums ausgespült. Nach dem Bohren, wenn also die gewünschte
Tiefe oder Länge erreicht ist, wird ein Rohr bzw. Rohrstrang bzw. Pipeline 32 durch den hohlen Bohrstrang eingeführt. Da
die Traverse nach vorne ausschwenken kann, kann das Rohr J2
durch die zentrale öffnung 12 der Bohrkrone hindurchtreten, die Bohrkrone kann also am Bohrstrang verbleiben^, über die eingeführte
Verrohrung J2 hinweg ausgezogen werden (siehe die gestrichelte Stellung in Fig. 1).
Es verstehe sich natürlich, dass der Bohrstrang zunächst etwas von der Sohle des Bohrloches zurückgezogen werden muss, damit
die Traverse ausschwenken kann. Trotzdem kann natürlich die Pipeline 32 bis zum Ende des Bohrlochs eingeschoben werden.
Gemäss i'ig. 3 und 4 ist ein ringförmiger Tragkörper 40 grösseren
Durchmessers vorgesehen, der über seine Stirnseite verteilt, Blöcke 42 mit Drehschaftmeisseln 44 aufweist. Die Meissel
sind - wie besonders Pig. 4 zeigt - so angeordnet, d. h. so nach vorn und zur Seite geneigt, dass ein Ringraum freigeschnitten
wird, dessen Aussendurchmessei1 wiederum etwas grosser
als der Tragkörper ist. Quer über den Tragkörper 40 erstreckt sich wiederum eine Traverse 48, die an ihrem einen Ende mittels
eines querverlaufenden Zapfens 5^ am Tragkörper ausschwenkbar
angelenkt ist, während das entgegengesetzte Ende in eine Ausnehmung bzw. Kerbe 66 eingerastet ist. Auch das Gelenkende ist
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sicher in einer solchen Ausnehmung 64- eingesetzt. Diese Traverse
48 trägt seitlich eines Pilot-Schneiders 50 je zwei Drehschaf
tmeissel 52, deren Spitzen unterschiedliche Abstände von
der Drehachse haben. Bei dieser Anordnung wird das Material übei den gesamten Querschnitt des Bohrloches abgetragen.
Dank der ausschwenkbaren Traverse 48 kann die Bohrkrone mit samt dem Bohrstrang wiederum über eine zuvor eingeführte Rohrleitung
zurückgezogen werden. Der Meissel kann also ohne weiteres aus dem Bohrloch, den er geformt hat, zurückgezogen werden, während
er gleichzeitig erlaubt, die Rohrleitung in das Loch einzufügen, bevor der Bohrstrang daraus herausgezogen wird.
In beiden Fällen sind die Einsparungen an Werkzeugkosten ganz
j wesentlich, die Bohrkrone kann wieder verwendet werden.
': Gemäss Fig. 1 sind am Tragkörper zwei Ausnehmungen 60, 62 vorgesehen,
in die die Enden der Traverse hineinpassen, gemäss Fig. 3 und 4- sind hierzu die Ausnehmungen 64-, 66 vorgesehen.
Diese Ausnehmungen sind wesentlich, weil sie die Traverse sicher haltern, wobei die auftretenden Drehmomente und axialen
Kräfte ohne weiteres übertragen werden können. Auch ist die Traverse in diesen Ausnehmungen geführt und zentriert.
Die Drehschaftmeissel sind in die Blöcke eingesetzt und mit
auf Schnappringen gehalten, die Meissel können aber auch/and ere
bekannte Weise gehaltert sein. Bezüglich der Halterung des
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Iireh/schaftmeissel an den Blöcken wird auf US-PS 3 752 515
(Rückhalteanordnung) sowie auf US-PS 3 650 565 (Schnappringhalterung)
verwiesen.
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Claims (1)
- • \. ERNST STURMMORST REINHARD -ING. KARL-JÜRGEN KKEUTZV. am:; tm e t f. 1 .1: ι c.One LI avi·] Avenue,Latrofco* i-er nsy lv;;n 1.; 15S5ü/V.S I. A. 8^0 Machen 40, Leopoid«r«ßc 20/rvTelefon: (0811) 39 64 51Draht: IsaipatentBsnk: Deutsche Bank AG München 21/14171 % Portscheck: München 97 56-809Damm 18. Ax)ril 1975 /Kr/We1. Bohrkrone mil einc-M aa seinem frcLeri E*ide mit Schneidelenjenten b?,w. Werkzeugelement en versehenen, ringförmigen Tragkörper,dadurcii gekennzeichnet,daR. sich am vorderen Ende des ringförmigen Tragkörpers (10,40) quer i?ber den Durchmesser eine Traverse (26, 48) erstreckt, die an ihrem einen Ende mittels eines quer zur Achsrichtung der Bohrkrone angeordneten Gelenks (Zapfen 54) an dem ringförmigen Tragkörper angelenkt ist, · während das diametral gegenüberliegende Ende der Traverse (26, 48) in eine Ausnehmung (6°,, 66) an dem Tragkörper eingreift, v/obei die Traverse (26, 48) mit wenigstens einem Bohr- bzw. Schneidelement (30, 50, 52) verschen ist.2, Bohrkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,609851/07n8 original inspectedJOdass als Schneidelemente an dem ringförmigen Tragkörper Drehschaftmeissel (24, 44) vorgesehen sind, wobei alle Drehschaftmeissel in Umfangsrichtung/Dreiirichtung geneigt sind.3· Bohrkrone nach Ansprüchen 1 oder 2, ■ dadurch gekennzeichnet, dass auf der Traverse, im wesentlichen koaxial mit der Bohrkrone, ein meisselartiges bzw. spatenartiges Schneidelement (30? 50) sitzt.4. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass radial - :"! ""·'■·,.. ' - "■ . mittigen, meisselartigen Schneidelementes (50)? aber radial innerhalb der auf den ringförmigen Tragkörper angeordneten Drehschaftmeissel ' r weitere Schneidelemente (52) vorgesehen sind, die ebenfalls in Umfangsrichtung/Drehrichtung geneigt sind.5. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennz ei chnet, dass der Tragkörper (10, 40) an seinem den Schneidelementen abgewandten Ende ein Gewinde (20) zur Befestigung an einem Bohrstrang aufweist.6. Bohrkrone nach Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass sich die beim Ausschwenken der Traverse freigegebene509851/0708Öffnung der Bohrkrone nach hinten, also in Richtung fort von den Schneidelementen, konisch erweitert.7. Bohrkrone nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass ein Kohrstück (16) sich nach rückwärts erstreckend an dem ringförmigen Tragkörper (10) angebracht ist, wobeisich die innere Wandung des Tragkörpers (10) vom Durchmesser der Öffnung (12) nach rückwärts zu zum Innendurchmesser des Rohrstücks (16) konisch (14) erweitert.8. Bohrkrone nach wenigstens einem der Anspe?üche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet,dass der Tragkörper einander diametral gegenüberliegende sich axial erstreckende radiale Ausnehmungen bzw. Auskerbungen (60, 62; 64, 66) aufweist, in welche die beiden Enden der Traverse eingreifen bzw. eingebettet sind.50985 1/0708
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