DE2545692B2 - Device for the transmission of measurement data from a borehole, in particular a deep borehole - Google Patents

Device for the transmission of measurement data from a borehole, in particular a deep borehole

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DE2545692B2
DE2545692B2 DE2545692A DE2545692A DE2545692B2 DE 2545692 B2 DE2545692 B2 DE 2545692B2 DE 2545692 A DE2545692 A DE 2545692A DE 2545692 A DE2545692 A DE 2545692A DE 2545692 B2 DE2545692 B2 DE 2545692B2
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Hermann Ing.(Grad.) 7778 Markdorf Bankwitz
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/52Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/523Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases for use under water
    • 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
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/028Electrical or electro-magnetic connections
    • E21B17/0285Electrical or electro-magnetic connections characterised by electrically insulating elements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung von Meßdaten aus einem Bohrloch, insbesondere Tiefbohrloch, zur Erdoberfläche unter Verwendung M eines Bohrgestänges aus aneinander anschließbaren, hohlen Bohrstangen, durch die eine Spülflüssigkeit hindurchleitbar ist und in denen elektrische Leitungsabschnitte verlegt sind, die durch konzentrisch in den Bohrstangen angeordnete Steckerverbindungen aneinander anschließbar sind, an denen vorbei die Spülflüssigkeit geführt ist und die aus an jedem der Bohrstangenenden angeordneten Trägerteilen und daran gehaltenen Steckkontakten mit Kontaktflächen bestehen, wobei die Trägerteile und/oder die Steckkonakte axial und/oder radial nachgiebig in den Bohrstangen gelagert und an den Trägerteilen ineinander schiebbare Dichtflächen für einen flüssigkeitsdichten Abschluß der elektrischen Kontakte gegenüber der Spülflüssigkeit vorgesehen sind. h5The invention relates to a device for the transmission of measurement data from a borehole, in particular deep borehole, to the surface of the earth using M a drill rod made of mutually connectable, hollow drill rods through which a flushing fluid can be passed and in which electrical line sections are laid which are concentric in the drill rods arranged plug connections can be connected to one another, past which the flushing liquid is guided and which consist of carrier parts arranged at each of the drill rod ends and plug contacts with contact surfaces held thereon, the carrier parts and / or the plug contacts being axially and / or radially resiliently supported in the boring rods and on The carrier parts are provided with sealing surfaces which can be pushed into one another for a liquid-tight closure of the electrical contacts with respect to the rinsing liquid. h 5

Beispielsweise im Erdöl-Bergbau werden für die Tiefbohrungen in überwiegendem Maße Bohreinrichtungen verwendet, bei denen einzelne Bohrstangen zu einem Bohrgestänge erheblicher Längenerstreckung zusammengeschraubt werden. Als Bohrwerkzeuge werden meist sogenannte Rollenmeißel verwendet. Das Bohrwerkzeug wird entweder von einem Bohriurm aus über einen Drehtisch und ein Gestänge angetrieben, d.h. in Drehung versetzt. Verwendet werden auch Bohrturbinen, die unmittelbar oberhalb des Bohrwerkzeugs angeordnet sind und ihre Antriebsleistung der Spülflüssigkeit entnehmen. Die Bohrstangen sind hohl ausgebildet, und es wird für den Bohrvorgang durch den Bohrstangeninnenraum mitteis einer entsprechenden Anlage dem Bohrwerkzeug eine Spülfiüssigkeit zugeführt. Es ist auch bekannt, anstelle der Spülflüssigkeit mit einem gasförmigen Medium zu arbeiten.For example, in oil mining, drilling equipment is predominantly used for deep boreholes used in which individual drill rods form a drill pipe of considerable length be screwed together. So-called roller bits are mostly used as drilling tools. That The drilling tool is either driven by a drilling tower via a rotary table and a rod, i.e. set in rotation. Drilling turbines directly above the drilling tool are also used are arranged and take their drive power from the rinsing liquid. The boring bars are hollow formed, and it is mitteis a corresponding for the drilling process through the drill rod interior A flushing liquid is supplied to the drilling tool. It is also known to replace the flushing liquid to work with a gaseous medium.

Es ist beim Niederbringen der Bohrung, z. B. zur Beurteilung der Bohrlochneigung, der Bohrlochrichtung, der Temperatur und einer Reihe anderer Faktoren erforderlich, entsprechende Messungen vorzunehmen. Bei den allgemein üblichen Bohreinrichtungen ist es jedoch nicht möglich, z. B. eine Neigungsmessung oder eine Prüfung des Zustandes des Bohrmeißels, der Temperatur am Bohrmeißel od. dgl. durchzuführen, wenn sich das Bohrgestänge im Bohrloch befindet. Es mußte daher in der Vergangenheit für das Einbringen von Meßsonden in das Bohrloch das gesamte Bohrgestänge herausgezogen und danach die Meßsonden eingebracht werden. Dies erfordert insbesondere bei tieferen Bohrungen einen erheblichen Zeitaufwand und verursacht hohe Kosten.It is when driving down the hole, for. B. to assess the borehole inclination, the borehole direction, temperature and a number of other factors make appropriate measurements necessary. In the commonly used drilling equipment, however, it is not possible, for. B. an inclination measurement or to carry out a test of the condition of the drill bit, the temperature on the drill bit or the like, when the drill pipe is in the borehole. It therefore had to be brought in in the past The entire drill pipe is pulled out by measuring probes into the borehole and then the measuring probes be introduced. This requires a considerable amount of time, especially in the case of deeper bores causes high costs.

Es ist eine Hohlpumpstange mit in ihrem Inneren angeordneten elektrischen Leitungen bekannt, bei der mittels zylinderförmiger Ausweitungen am Ende des Kabelstranges und entsprechender Aufweitungen der hohlen Stange eine formschlüssige und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Kabel und der Hohlpumpstange hergestellt werden soll.There is a hollow pump rod with arranged in its interior electrical lines known in which by means of cylindrical expansions at the end of the cable harness and corresponding expansions of the hollow rod a form-fitting and fluid-tight connection between the cable and the hollow pump rod should be produced.

Es ist ferner ein Bohrgestänge bekannt, bei dem innerhalb der einzelnen Bohrstangen von Isolierungen umgebene elektrische Leiter angeordnet sind. Konzentrisch innerhalb der Bohrstangen bilden Steckerteile und Steckkontakte die Verbindungen zwischen den Leitern der Bohrstangen.It is also known a drill pipe in which insulation within the individual drill rods surrounding electrical conductors are arranged. Connector parts form concentrically within the boring bars and plug contacts the connections between the conductors of the drill rods.

Eine weitere bekannte Verbindung von in hohlen Bohrstangen untergebrachten elektrischen Leitern weist ebenfalls konzentrisch zur Bohrstangenbohrung angeordnete Steckerteile und Steckkontakte auf, die eine elektrisch isolierende Ummantelung besitzen. Die Kontaktflächen sind dort durch in einem axialen Abstand voneinander und auf unterschiedlichen Durchmessern liegende Zylinderflächen gebildet.Another known connection of electrical conductors housed in hollow boring bars also has plug parts and plug contacts arranged concentrically to the boring bar bore, which have an electrically insulating sheath. The contact surfaces are there through in an axial direction Formed spaced from each other and lying on different diameters cylinder surfaces.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einwandfreie Kontaktgabe zwischen den Steckerteilen und Steckkontakten der einzelnen Bohrstangen in Verbindung mit den zugehörigen elektrischen Leitungsteilen herzustellen, insbesondere auch bei Steckerverbindungen, die während des Arbeitens der Bohreinrichtung von einer Spülflüssigkeit umströmt werden.The object of the present invention is to ensure perfect contact between the plug parts and plug contacts of the individual boring bars in connection with the associated electrical line parts to produce, especially with plug connections that occur during the work of the drilling device are flowed around by a rinsing liquid.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Steckkontakte mit kegelförmigen bzw. hohlkegelförmigen Kontaktflächen versehen sind, in mindestens eine von denen gegen die Umfangsrichtung geneigt verlaufende Längsnuten zur Selbstreinigung der Kontaktflächen eingearbeitet sind. Eine so ausgebildete Einrichtung gestattet bei der Verbindung der einzelnen Bohrstangen gleichzeitig einen einwandfreien Kontakt zwischen den zusammengehörigen Steckerteilen und Steckkontakten. Infolge der für den Zusammenschluß der Bohrstangen notwen-The object set is achieved according to the invention in that the electrical plug contacts with conical or hollow cone-shaped contact surfaces are provided, in at least one of which against the Circumferentially inclined longitudinal grooves are incorporated for self-cleaning of the contact surfaces. A device designed in this way allows the individual drill rods to be connected at the same time a perfect contact between the associated plug parts and plug contacts. As a result which is necessary for the connection of the boring bars

digen Drehbewegung werden auf den Kontaktflächen befindliche, eine gute Kontaktgabe verhindernde Schmutzteilchen in die geneigt verlaufende Längsnuten abgestreift und damit eine Selbstreinigung der Kontaktflächen bewirkt. Die Kegelform der Kontaktflächen läßt in gewissem Umfang eine Abnutzuni; ausgleichende, selbsttätige Nachstellung zu. Die Kegelform der Kontaktflächen vermeidet bezüglich der Zentrierung ferner Schwierigkeiten beim Zusammenfügen der einzelnen Bohrstangen. Das Zusammenführen der Steckerteile und Steckkontakte setzt keine besondere Sorgfalt bzw. Genauigkeit voraus.digen rotary movement are located on the contact surfaces, preventing good contact Dirt particles are stripped into the inclined longitudinal grooves and thus self-cleaning of the contact surfaces causes. The conical shape of the contact surfaces can be worn to a certain extent; balancing, automatic adjustment to. The conical shape of the contact surfaces avoids centering also difficulties in joining the individual boring bars. Merging the Plug parts and plug contacts do not require any special care or accuracy.

In weiterer Ausgestaltung desIn a further development of the

Haupterfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die ineinander schiebbaren Dichtflächen der Trägerteile mit Dichtungen versehen sind. Die Steckverbindung ist dadurch gegenüber der während des Bohrbetriebes durch die hohl ausgebildeten Bohrstangen geführte Spülflüssigkeit abgeschlossen und eine Beeinträchtigung der elektrischen Kontaktgabe verhind jrt.The main idea of the invention is that the sliding sealing surfaces of the support parts with Seals are provided. The plug connection is therefore opposite to that during the drilling operation flushing liquid guided through the hollow drill rods completed and an impairment the electrical contact prevents jrt.

Jn der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment is shown in FIG of the invention shown.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Enden zweier miteinander zu koppelnder Hohlbohrstangen eines Bohrgestänges in Verbindung mit der elektrischen Steckerverbindung im Längsschnitt, wobei die Hohlbohrstangen in entkoppelter Lage zueinander stehen;Fig. 1 shows the ends in a schematic representation two hollow drill rods to be coupled together of a drill rod in connection with the electrical Plug connection in longitudinal section, the hollow boring bars being in a decoupled position from one another;

Fig. 2 zeigt die miteinander zu koppelnden Hohlbohrstangen in einer gegenüber Fig. 1 gekoppelten Lage;FIG. 2 shows the hollow boring bars to be coupled to one another in a coupled arrangement compared to FIG Location;

F i g. 3 und 4 zeigen Stirnansichten auf das Bohrstangenende der beiden miteinander zu koppelnden Hohlbohrstangen;F i g. 3 and 4 show end views of the end of the drill rod the two hollow boring bars to be coupled together;

Fig. 5 zeigt die den einzelnen Hohlbohrstangen zugeordnete Steckerverbindung in gegenüber der Darstellung F i g. 1 bis 4 vergrößertem Maßstab, längsgeschnitten dargestellt.FIG. 5 shows the plug connection associated with the individual hollow boring bars in relation to FIG Illustration F i g. 1 to 4 on an enlarged scale, shown in longitudinal section.

Die Teile der insgesamt mit 25 bezeichneten elektrischen Steckerverbindung in den einzelnen Hohlbohrstangen dienen zur Verbindung von elektrischen Leitungsteilen in den Bohrstangen, die zu Sensoren, z. B. im Bohrlochtiefsten führen. Über diese elektrischen Leitungen werden Signale von den Sensoren an Meßgeräte an der Erdoberfläche übertragen. Die Signale sollen auch übertragen werden, wenn die Bohreinrichtung arbeitet bzw. wenn sich das Bohrgestänge im Bohrloch befindet. Da die an die elektrischen Leitungsteile angeschlossenen Sensoren nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind und deren Wirkungsweise allgemein bekannt ist, sind diese hier nicht dargestellt und beschrieben.The parts of the electrical plug connection, designated as a whole by 25, in the individual hollow boring bars are used to connect electrical line parts in the boring bars, which are connected to sensors, e.g. B. lead in the deepest part of the borehole. Signals from the sensors are transmitted via these electrical lines Transferring measuring devices to the earth's surface. The signals should also be transmitted if the Drilling device is working or when the drill pipe is in the borehole. Since the to the electrical Line parts connected sensors are not the subject of the present invention and their The mode of operation is generally known, they are not shown or described here.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Steckerverbindung handelt es sich um eine solche mit einpoligen Steckerteilen. Es ist jedoch auch denkbar, die Steckerverbindung in Form eines Koaxial-Steckers od. dgl. auszuführen. Die beiden Hohlbohrstangen sind für ein Bohrgestänge, insbesondere für Tiefbohrungen unter Verwendung z. B. eines Rollenmeißels mit einem Spülkopf und einer von außen zugeführten Spülflüssigkeit vorgesehen. In bekannter Weise.ist hierbei ein fao Drehtisch unterhalb des Bohrturms zur Übertragung des Drehmoments von einem Antriebsmotor angeordnet. Das Hohlbohrgestänge wird über eine Vierkant-Mimehmerstange in bekannter Weise angetrieben. Oberhalb der Mitnehmerstange befindet sich im tr> allgemeinen der Spülkopf für die Zuleitung der Spülflüssigkeit, die über die Hohlbohrstangen zum Bohrwerkzeug im Bohrlochtiefsten geleitet wird. Das Bohrgestänge ist am Bohrhaken einer Hubvorrichtung eingehängt. Mittels dieser Hubvorrichtung wird das Bohrgestänge getragen und das Einbringen des Gestänges in das Bohrloch bzw. das Herausziehen bewerkstelligt.The plug connection shown in the drawing is a single-pole connection Connector parts. However, it is also conceivable for the plug connection in the form of a coaxial plug or the like. to execute. The two hollow drill rods are for a drill pipe, especially for deep drilling below Use e.g. B. a roller bit with a flushing head and a flushing liquid supplied from the outside intended. As is well known, this is a fao Turntable arranged below the derrick for transmitting the torque from a drive motor. The hollow drill rod is driven in a known manner via a square miming rod. Above the drive rod is located in the tr> generally the flushing head for the supply of the flushing liquid, which is fed via the hollow boring bars to the Drilling tool is guided in the deepest of the borehole. The drill pipe is on the bolt of a lifting device hooked. By means of this lifting device, the drill pipe is carried and the introduction of the Linkage accomplished in the borehole or pulling out.

In den Fig. 1 bis 5 sind die Enden 3 bzw. 3' zweier durch Schraubverbindung über ein Gewinde 8 bzw. 8' miteinander zu koppelnder Hohlbohrstangen 2 bzw. 2' eines aus einer größeren Anzahl von Bohrstangen bestehenden Bohrgestänges dargestellt. Das Gewinde 8 bzw. 8' der Bohrstangen 2 bzw. 2' ist an kegelförmig verlaufenden ineinander eingreifenden Absätzen 7 bzw. T gebildet. Die Bohrstangen 2 bzw. 2' liegen in Zusammenschraubstellung mit ihren Stirnflächen 12 bzw. 12' aneinander an. Dabei ist zwischen der Stirnfläche 13 und dem Bohrstangenende 3' bzw. der Grundfläche 1.3' der Gewindeausnehmung ein Abstand vorhanden. Innerhalb der beiden Bohrstangenenden 3 bzw. 3' ist die elektrische Steckerverbindung 25 angeordnet, die sich aus zwei stromlinienförmig ausgebildeten Trägerteilen 30 bzw. 30' zusammengesetzt. Für die elektrische Steckerverbindung 25 sind am Bohrstangenende 3 der Bohrstange 2 und am Bohrstangenende 3' der Bohrstange 2' Trägersterne 18 bzw. 18' fest eingesetzt, die je drei Arme 22 bzw. 22' aufweisen, die in einem Ring 15 bzw. 15' enden. Diese Ringe 15 bzw. 15' sind an der Stirnfläche 13 der Bohrungsfläche 16' der Bohrstange 2 bzw. 2' befestigt. Die Arme 22 und der Ring 15 des Trägersterns 18 bilden mit dem Trägerteil 30 der elektrischen Steckerverbindung 25 ein Teil. Das Gegenstück zum Trägerteil 30 der Bohrstange 2 stellt das Trägerteil 30' dar, das mittels des Trägersternes 18' bzw. dessen Armen 22' und des Ringes 15' innerhalb des Rohrinnenraumes 5' an der konsichen Bohrungsfläche 16' der Bohrstange 2' befestigt ist. Das Trägerteil 30' ist ebenso wie das Trägerteil 30 konzentrisch zur Längsbzw. Drehachse der zugehörigen Hohlbohrstange angeordnet. Innerhalb des Trägerteiles 30 ist eine den einen Steckkontakt bildende Steckerhülse 31 eingesetzt, die mit einem den zweiten Steckkontakt bildenden Steckerstift 3Γ am Trägerteil 30' zusammenwirkt. Hierbei sind auch die Steckkontakte 31 bzw. 3Γ wie die zugehörigen Trägerteile 30 bzw. 30' konzentrisch zur Längs- bzw. Drehachse der Hohlbohrstangen 2 bzw. 2' gehalten. Ferner sind die Arme 22 bzw. 22' der Trägersterne 18 bzw. 18' in ihrem Querschnitt strömungsgünstig ausgebildet. Das gleiche trifft auch auf die Trägerteile 30 bzw. 30' zu, die an ihren in die Strömung der Spüiflüssigkeit weisenden Enden einen strömungsgünstigen Übergang besitzen. Die Spülflüssigkeit wird damit strömungsgünstig an den Trägerteilen der Steckerverbindung und den Armen der Trägersjterne vorbeigeführt. Innerhalb der hohlen Bohrstangen 2 bzw. 2' des Bohrgestänges liegen isolierte elektrische Leitungsabschnitte 32 bzw. 32', deren Enden jeweils an die Steckerhülse 30 bzw. den Steckerstift 30' der zugehörigen Bohrstange 2 bzw. 2' angeschlossen sind. Wie bereits erwähnt, bildet das Bohrgestänge die Rückleitung des elektrischen Kreises. Das Trägerteil 30 besitzt eine Ausnehmung 36 mit axialen Nuten 37 (F i g. 5). In die Ausnehmung 36 ist ein topfförmiges Isolierstück 48 eingesetzt, das zur Aufnahme der Steckerhülse 31 dient und aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff besteht. Das Isolierstück 48 ist gegen die Wirkung einer vorgespannten Druckfeder 46 in axialer Richtung der Bohrstangen gemeinsam mit der Steckerhülse 31 verschiebbar.In FIGS. 1 to 5, the ends 3 and 3 'of two hollow drill rods 2 and 2' of a drill rod consisting of a larger number of drill rods are shown to be coupled to one another by a screw connection via a thread 8 or 8 '. The thread 8 or 8 'of the boring bars 2 or 2' is formed on shoulders 7 or T which run in a conical shape and engage one another. The boring bars 2 and 2 'are screwed together with their end faces 12 and 12' against one another. There is a distance between the end face 13 and the drill rod end 3 'or the base surface 1.3' of the threaded recess. The electrical plug connection 25, which is composed of two streamlined support parts 30 and 30 ' , is arranged within the two drill rod ends 3 and 3'. For the electrical plug connection 25, support stars 18 and 18 'are firmly inserted at the boring bar end 3 of the boring bar 2 and at the boring bar end 3' of the boring bar 2 ', each of which has three arms 22 and 22', which are in a ring 15 and 15 '. end up. These rings 15 and 15 'are attached to the end face 13 of the bore surface 16' of the drill rod 2 and 2 '. The arms 22 and the ring 15 of the carrier star 18 form a part with the carrier part 30 of the electrical plug connection 25. The counterpart to the support part 30 of the drill rod 2 is the support part 30 ', which is fastened by means of the support star 18' or its arms 22 'and the ring 15' within the pipe interior 5 'to the conical bore surface 16' of the drill rod 2 '. The carrier part 30 ', like the carrier part 30, is concentric to the longitudinal or The axis of rotation of the associated hollow boring bar is arranged. Inside the support part 30, a plug sleeve 31, which forms a plug contact, is inserted, which cooperates with a plug pin 3Γ on the support part 30 'which forms the second plug contact. Here, the plug contacts 31 and 3Γ, like the associated carrier parts 30 and 30 ', are kept concentric to the longitudinal or rotational axis of the hollow boring bars 2 and 2'. Furthermore, the arms 22 and 22 'of the support stars 18 and 18' are designed in a flow-favorable manner in their cross-section. The same also applies to the carrier parts 30 and 30 ', which have a flow-favorable transition at their ends pointing into the flow of the flushing liquid. The rinsing liquid is thus conducted past the carrier parts of the plug connection and the arms of the carrier internals in a streamlined manner. Inside the hollow drill rods 2 and 2 'of the drill rod are insulated electrical line sections 32 and 32', the ends of which are each connected to the connector sleeve 30 and the connector pin 30 'of the associated drill rod 2 and 2'. As mentioned earlier, the drill pipe forms the return line of the electrical circuit. The carrier part 30 has a recess 36 with axial grooves 37 (FIG. 5). In the recess 36, a pot-shaped insulating piece 48 is inserted, which is used to receive the connector sleeve 31 and consists of electrically non-conductive material. The insulating piece 48 can be displaced together with the plug sleeve 31 in the axial direction of the drill rods against the action of a pretensioned compression spring 46.

Die Druckfeder 46 stützt sich dabei an der EndflächeThe compression spring 46 is supported on the end face

47 des Trägerteiles 30 ab. Das Isolierstück 48 weist Nasen 45 auf, die in die axialen Nuten 37 des Trägerteiles 30 eingreifen. Das Trägerteil 30 weist ferner einen Sprengring 52 auf, der die axiale Bewegung des Isolierstückes 48 in Verbindung mit der Steckerhülse 31 begrenz!. Die Steckerhülse 31 besitzt eine hohle, kegelförmige Steckkontaktfläche 50, die mit einer entsprechend ausgebildeten kegelförmigen Kontaktfläche 50' am Steckerstift 3Γ zusammenwirkt. In die als Hohlkegel ausgebildete Kontaktfläche 50 der Steckerhülse 31 sind sich in axialer Richtung erstreckende Längsnulen 60 eingearbeitet, die beim Gegeneinanderdrehen der beiden Kontaktflächen 50 bzw. 50' beim Zusammenfügen der Hohlbohrstangen zur selbsttätigen Reinigung der Kontaktflächen 50 bzw. 50' dienen. Mit 61 ist noch ein die Reibung zwischen dem Trägerteil 30' und dem Trägerstern 18' herabsetzender Gleitring vorgesehen, wenn eine Relativbewegung zwischen diesen Teilen um das Spiel Sr stattfindet. Gehalten wird das Trägerteil 30' in axialer Richtung an der Bohrstange 2' durch ein Haltestück 62 und einen Sprengring 63. Zwischen den Armen 22' und dem Haltestück 62 ist ein Gleitring 61 eingesetzt. In radialer Richtung zur Bohrstangen-Längsachse besteht zwischen den Armen 22' und dem Trägerteil 30' ein Spiel Sk, so daß sich das Trägerteil 30' in Verbindung mit dem Steckerstift 3Γ zum Trägerteil 30 bzw. dessen Steckerhülse 31 zentrieren kann. Das Trägerteil 30' weist ferner einen abgesetzten Abschnitt mit einer Dichtfläche 66 auf, die mit einer Gegenfläche, d. h. der Bohrungsdichtfläche 65 des Trägerteiles 30, zusammenwirkt. Die Dichtfläche 66 legt sich beim Zusammenfügen der Trägerteile 30 bzw. 30' unter Vermittlung von Dichtringen 64 an die Bohrungsdichtfläche 65 des Trägerteiles 30 an, so daß die Kontakte 31 und 31' in Kontaktstellung gegen die Spülflüssigkeit im Bohrgestänge geschützt liegen.47 of the support part 30. The insulating piece 48 has lugs 45 which engage in the axial grooves 37 of the carrier part 30. The carrier part 30 also has a snap ring 52 which limits the axial movement of the insulating piece 48 in connection with the plug sleeve 31 !. The plug sleeve 31 has a hollow, conical plug contact surface 50 which interacts with a correspondingly designed conical contact surface 50 'on the plug pin 3Γ. In the hollow cone formed contact surface 50 of the connector sleeve 31 extending in the axial direction longitudinal nubs 60 are incorporated, which serve to automatically clean the contact surfaces 50 and 50 'when the two contact surfaces 50 and 50' are turned against each other when the hollow boring bars are joined together. A sliding ring which reduces the friction between the carrier part 30 'and the carrier star 18' is provided at 61 when a relative movement takes place between these parts by the clearance Sr. The support part 30 'is held in the axial direction on the drill rod 2' by a holding piece 62 and a snap ring 63. A sliding ring 61 is inserted between the arms 22 'and the holding piece 62. In the radial direction to the longitudinal axis of the boring bar, there is a play Sk between the arms 22 'and the support part 30', so that the support part 30 'can be centered in connection with the connector pin 3Γ to the support part 30 or its connector sleeve 31. The carrier part 30 ′ also has a stepped section with a sealing surface 66 which interacts with a counter surface, ie the bore sealing surface 65 of the carrier part 30. When the carrier parts 30 and 30 'are joined together, the sealing surface 66 rests against the bore sealing surface 65 of the carrier part 30 by means of sealing rings 64, so that the contacts 31 and 31' are protected against the flushing fluid in the drill rod when they are in contact.

Wie bereits ausgeführt, ist die Steckerhülse 31 in einem Isolierstück 48 untergebracht, das sich im Trägerteil 30 axial beweglich führt. Das Trägerteil 30 ist dabei aus einem Werkstoff gebildet, der den hohen Drücken der Spülflüssigkeit im Bohrgestänge widerstehen kann. In der gleichen Weise ist der Steckerstift 3V im Trä'gerteil 30' unter Vermittlung eines aus elektrisch nicht leitendem Material gebildeten Isolierkörpers 48' gehalten. Das Trägerteil 30' weist dabei die gleiche Werkstoffausführung wie das Trägerteil 30 auf.As already stated, the connector sleeve 31 is accommodated in an insulating piece 48 which is axially movable in the carrier part 30. The carrier part 30 is formed from a material that can withstand the high pressures of the flushing fluid in the drill pipe. In the same way, the plug pin 3V is held in the carrier part 30 'by means of an insulating body 48' formed from an electrically non-conductive material. The carrier part 30 ′ has the same material design as the carrier part 30.

Es ist über das gezeigte Ausführungsbeispiel hinaus auch denkbar, den elektrischen Signalkreis mittels zweier isolierter Leitungsstränge innerhalb des Bohrgestänges und an diese Leitungsteile angeschlossene Steckerverbindungen in Form von Koaxial-Steckerteilen auszuführen. Es ist dabei nur von Bedeutung, daß sämtliche Kontaktflächen konzentrisch zur Längs- bzw. Drehachse der Hohlbohrstangen liegen, so daß bei der drehenden Verbindung der Hohlbohrstangen auch die Kontaktflächen der Steckerkontakte in Berührung gelangen können.In addition to the exemplary embodiment shown, it is also conceivable to use the electrical signal circuit two isolated strands of wire within the drill string and connected to these line parts Execute plug connections in the form of coaxial plug parts. It only matters that all contact surfaces are concentric to the longitudinal or rotational axis of the hollow boring bars, so that in the rotating connection of the hollow boring bars also make contact with the contact surfaces of the plug contacts can get.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Steckerverbindung ist wie folgt: Werden beim Verlängern des Bohrgestänges jeweils die Hohlbohrstangen 2 bzw. 2' durch eine Schraubbewegung mittels ihres Gewindes 8 bzw. 8' fest miteinander verbunden, so werden auch die Trägerteile 30 bzw. 30' der Steckerverbindung 25 aufeinander zugeführt. Das Trägerteil 30' zentriert sich dabei durch seitliche Bewegung um das Spiel Sr mittels der abgerundeten Zentrierfläclie 53 gegenüber dem Trägerteil 30 und gleicht somit Ungenauigkeiten der Bohrstangenausbildungen bei der Zusammenschraubbewegung aus. Bei fortschreitendem Zusammenfügen kommen die Flächen 65 bzw. 66 der Trägerteile 30' und 30 über die Dichtringe 64 in Berührung und schließen die Steckkontakte 31 und 3Γ gegen die Rohrinnenräume 5 bzw. 5', d. h. gegen die später durch diese hindurchströmende Spülflüssigkeit ab.
Im zusammengefügtem Zustand zweier Hohlbohrstangen 2 bzw. 2' sind die Kontaktflächen 50 bzw. 50' der Steckerhülse 31 und des Steckerstiftes 31' miteinander in Berührung. Bei der drehenden Zusammenschraubbewegung der Hohlbohrstangen 2 bzw. 2' werden die Kontaktflächen 50 und 50' der Steckerhülse 31 bzw. des Steckerstiftes 3Γ durch die Wirkung der vorgespannten Feder 46 fest aneinander angedrückt und auf den Kontaktflächen befindliche Fremdkörper durch die Selbstreinigungsnuten 60 aufgenommen, so daß ein einwandfreier Kontakt zustande kommt.
The mode of operation of the plug connection described is as follows: If the hollow boring rods 2 and 2 'are firmly connected to one another by means of a screwing movement by means of their thread 8 or 8' when the drill rod is lengthened, the carrier parts 30 and 30 'of the plug connection 25 are also connected fed to each other. The support part 30 'is centered by lateral movement around the play Sr by means of the rounded centering surface 53 relative to the support part 30 and thus compensates for inaccuracies in the drill rod formations during the screwing movement. As the assembly progresses, the surfaces 65 and 66 of the carrier parts 30 'and 30 come into contact via the sealing rings 64 and close the plug contacts 31 and 3Γ against the pipe interiors 5 and 5', ie against the rinsing liquid later flowing through them.
When two hollow boring bars 2 and 2 'are joined together, the contact surfaces 50 and 50' of the connector sleeve 31 and of the connector pin 31 'are in contact with one another. During the rotating screwing-together movement of the hollow boring bars 2 and 2 ', the contact surfaces 50 and 50' of the connector sleeve 31 and the connector pin 3Γ are pressed firmly against one another by the action of the pretensioned spring 46 and foreign bodies on the contact surfaces are absorbed by the self-cleaning grooves 60, so that flawless contact is established.

Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Bohrstangen und bei der Anwendung der Teile der Steckverbindung 25 in bezug auf die axiale Richtung werden durch die axiale Beweglichkeit des Isolierstückes 48 in Verbindung mit der vorgespannten Druckfeder 46 im Trägerteil 30 ausgeglichen. Infolgedessen, daß die Trägerteile 30 und 30' mit ihren Steckkontaktteilen Hülse 31 bzw. Stift 3Γ um einen bestimmten Betrag von der Vorderkante der Hohlbohrstangen in den Rohrinnenraum 5 bzw. 5' zurückversetzt angeordnet sind, ist eine Beschädigung der Teile der elektrischen Steckerverbindung 25 beim Zusammenschrauben zweier Bohrstangen 2 bzw. 2' weitgehend vermieden. Die stromlinienförmige Ausbildung der Trägerteile 30 bzw. 30' erlaubt ein einwandfreies Durchströmen derInaccuracies in the manufacture of the boring bars and in the application of the parts of the plug connection 25 with respect to the axial direction are connected by the axial mobility of the insulating piece 48 balanced with the pretensioned compression spring 46 in the support part 30. As a result, the Carrier parts 30 and 30 'with their plug contact parts sleeve 31 and pin 3Γ by a certain amount of the front edge of the hollow boring bars are arranged set back into the pipe interior 5 or 5 ' damage to the parts of the electrical plug connection 25 when two are screwed together Boring bars 2 and 2 'largely avoided. The streamlined design of the support parts 30 and 30 'allows a perfect flow through the

so Spülflüssigkeit durch das Gestänge zum Bohrwerkzeug.so flushing fluid through the rods to the drilling tool.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zur Übertragung von Meßdaten aus einem Bohrloch, insbesondere Tiefbohrloch, zur Erdoberfläche unter Verwendung eines Bohrgestänges aus aneinander anschließbaren, hohlen Bohrstangen, durch die eine Spülflüssigkeit hindurchleitbar ist und in denen elektrische Leitungsabschnitte verlegt sind, die durch konzentrisch in den Bohrstangen angeordnete Steckerverbindungen aneinander anschließbar sind, an denen vorbei die Spülflüssigkeit geführt ist und die aus an jedem der Bohrstangenenden angeordneten Trägerteilen und daran gehaltenen Steckkontakten mit Kontaktflächen bestehen, wobei die Trägerteile und/oder die Steckkontakte axial und/oder radial nachgiebig in den Bohrstangen gelagert und an den Trägorteilen ineinander schiebbare Dichtflächen für einen flüssigkeitsdichten Abschluß der elektrischen Kontakte gegenüber der Spülflüssigkeit vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steckkontakte mit kegelförmigen bzw. hohlkegelförmigen Kontaktflächen (50, 50') versehen sind, in mindestens eine von denen gegen die Umfangsrichtung geneigt verlaufende Längsnuten (60) zur Selbstreinigung der Kontaktflächen (50,50') eingearbeitet sind.1. Device for the transmission of measurement data from a borehole, in particular deep borehole, for Earth's surface using a drill rod made of connectable, hollow drill rods, through which a rinsing liquid can be passed and in which electrical line sections are laid, which are connected to one another by plug connections arranged concentrically in the drill rods can be connected, past which the rinsing liquid is passed and from each of the Boring rod ends arranged carrier parts and plug contacts held thereon with contact surfaces exist, wherein the carrier parts and / or the plug contacts are axially and / or radially flexible in the boring bars stored and on the carrier parts telescopic sealing surfaces for a liquid-tight Termination of the electrical contacts with respect to the rinsing liquid are provided, characterized in that the electrical plug contacts are provided with conical or hollow conical contact surfaces (50, 50 ') are, in at least one of which running inclined against the circumferential direction longitudinal grooves (60) are incorporated for self-cleaning of the contact surfaces (50, 50 '). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinander schiebbaren Dichtflächen (65,66) der Trägerteile (30,30') mit Dichtungen (64) versehen sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the sealing surfaces which can be pushed into one another (65,66) of the carrier parts (30,30 ') are provided with seals (64). 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Trägerteile (30') einen Vorsprung mit einer kegelfön..igen bzw. abgerundeten Zentrierfläche (53) für das Einführen dieses Trägerteiles (30') in das andere Trägerteil (30) aufweist.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that one of the carrier parts (30 ') has a projection with a conical or rounded centering surface (53) for insertion this carrier part (30 ') in the other carrier part (30). 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steckkontakte aus einem Steckerstift (3!') und einer zu diesem koaxial angeordneten Steckerhülse (31) bestehen.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the electrical Plug contacts from a plug pin (3! ') And a plug sleeve (31) arranged coaxially to this exist.
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