DE255533C

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Publication number: DE255533C
Application number: DENDAT255533D
Authority: DE
Priority date: 1911-11-04
Also published as: GB191223561A

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Vr 255533 KLASSE 5 a. GRUPPEVr 255533 CLASS 5 a. GROUP

BELA von VANGEL in MOSKAU.BELA from VANGEL in MOSCOW.

eines Freifallstückes tragendem Zylinder.a cylinder carrying a free fall piece.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. November 1911 ab.Patented in the German Empire on November 5, 1911.

Schon lange ist man bemüht gewesen, bei Tiefbohrungen das Druckwasser als treibende Kraft zum Bohren selbst zu verwenden. Dieser Gedanke lag um so näher, als Drückwasser zu Spülzwecken ohnedies Anwendung findet.Efforts have long been made to use pressurized water as the driving force in deep drilling Use power to drill yourself. This thought was all the more obvious than pressure water is used for rinsing purposes anyway.

Bisher sind diese Versuche immer auf Hindernisse gestoßen, die hauptsächlich in dem, mit der Tiefe der Bohrung zunehmendenSo far, these attempts have always encountered obstacles, mainly in the increasing with the depth of the hole

ίο Wasserdruck im Bohrloche bestanden, woran auch die praktische Anwendung der bisherigen Vorrichtungen scheiterte. Durch nachstehend beschriebene Erfindung ist es gelungen, eine mit Druckwasser betriebene Tiefbohrvorrichtung herzustellen, welche unabhängig vom Drucke ist und daher bei jeder beliebigen Tiefe mit dem gleichen Kraftverbrauch arbeitet, wobei letzterer nur so viel beträgt, als zum Heben des Bohrzeuges nötig ist. Diese Unabhängigkeit vom wechselnden Drucke des Wassers im Bohrloche wird dadurch erreicht, daß sich ein Zylinder auf einem feststehenden Kolben bewegt, während die Umsteuerung derart eingerichtet ist, daß beim Aufgange des Zylinders, also beim Heben des Bohrzeuges, die Zylinderhälfte über dem Kolben mit dem Druckwasser im Hohlgestänge und der Kraftquelle in Verbindung steht, während die Zylinderhälfte unter dem Kolben mit dem Wasser im Bohrloche verbunden ist. Da nun die Wassersäule im Hohlgestänge stets größer ist als im Bohrloche, so ist der Zuschuß an Kraft, welcher zum Heben des Bohrzeuges nötig ist, geringer als unter gewöhnlichen Umständen. Nach erfolgter Umsteuerung wird das Druckwasser im Hohlgestänge vom Zylinder ganz abgeschlossen, während die beiden Zylinderhälften untereinander und mit dem Wasser im Bohrloch in Verbindung treten. Dadurch wird ein freier Fall des Zylinders und mit ihm des Bohrzeuges ermöglicht, indem das Wasser aus der oberen Zylinderhälfte in die untere wechselt.ίο There was water pressure in the borehole, what the practical application of the previous devices also failed. Through below The invention described succeeded in developing a deep drilling device operated with pressurized water to produce, which is independent of the pressure and therefore at any depth with the same power consumption works, whereby the latter is only as much as to lift the Drilling tool is necessary. This independence from the changing pressures of the water in the Borehole is achieved by placing a cylinder on a stationary piston moves, while the reversal is set up in such a way that when the cylinder opens, So when lifting the drill, the cylinder half over the piston with the pressurized water in the hollow rod and the power source is in communication, while the cylinder half under the piston is connected to the water in the borehole. Because now the water column in the hollow rod is always greater than in the borehole, so the allowance is on The force required to lift the drill bit is less than under normal circumstances. After reversing, the pressurized water in the hollow rods is completely closed off by the cylinder, while the two Cylinder halves come into contact with each other and with the water in the borehole. This enables a free fall of the cylinder and with it the drilling tool by the water changes from the upper half of the cylinder to the lower half.

Auf der Zeichnung ist eine Tiefbohrvorrichtung nach der Erfindung dargestellt, und zwar istIn the drawing, a deep drilling device according to the invention is shown, and although is

Fig. ι ein senkrechter Schnitt, wobei die inneren Teile in Ansicht dargestellt sind.Fig. Ι a vertical section, the inner parts shown in view are.

Fig. ι a zeigt die zugehörige Rutschschere.Fig. Ι a shows the associated sliding scissors.

Fig. 2 und 3 veranschaulichen einen Teil der Vorrichtung in vergrößertem Maßstabe, wobei die inneren Teile teilweise geschnitten sind.FIGS. 2 and 3 illustrate part of the device on an enlarged scale, the inner parts being partially cut.

Die Vorrichtung besteht aus dem bewegliehen Zylinder A, in welchem sich ein feststehender hohler Kolben B befindet. Den KolbenhaLs D durchsetzen die Ein- und Ausströmöffnungen E und E', welche durch einen Ringschieber C geöffnet oder geschlossen werden, der zwei Umsteuerungsstangen F und F' trägt. Am oberen und unteren Ende des Zylinders A ist je eine Schraubenfeder /, /' befestigt, deren jede eine Scheibe H, H' trägt, welche beim Auf- und Niedergange des Zylinders gegen die Stangen F, F' stößt.The device consists of the movable cylinder A, in which a fixed hollow piston B is located. The piston neck D penetrates the inflow and outflow openings E and E ', which are opened or closed by an annular slide C, which carries two reversing rods F and F'. A helical spring /, / 'is attached to the upper and lower end of the cylinder A, each of which carries a washer H, H' , which strikes the rods F, F ' when the cylinder rises and falls.

Am Schieber C sind Blattfedern K befestigt, welche Rollen S tragen; diese greifen in Rillen einer anderen auf der hohlen Kolbenstange G befestigten Rolle L und halten dadurch den Schieber mittels Reibung in seiner jeweiligen Stellung fest. Diese Art der Schieberfeststellung ist bekannt. An seinen Enden ist der Zylinder A durch Pfropfen M, M' abgedichtet. Q ist der Anschluß anLeaf springs K , which carry rollers S, are attached to the slide C; these engage in grooves of another roller L attached to the hollow piston rod G and thereby hold the slide firmly in its respective position by means of friction. This type of slide lock is known. The cylinder A is sealed at its ends by plugs M, M '. Q is the connector on

ίο das Hohlgestänge und P der Anschluß für die Rutschschere R mit Schwerstange und Meißel.ίο the hollow rod and P the connection for the sliding scissors R with drill collar and chisel.

Die Vorrichtung wird bei Q an das Hohlgestänge angeschlossen, welches mit einer Hochdruckpumpe in Verbindung steht. Bei P wird die Rutschschere R und diese mit der Schwerstange und Meißel verbunden. Wenn durch die Kanäle E des Kolbens das durch die hohle Kolbenstange G zugeführte Druckwasser in den oberen Teil des Zylinders A einströmt, so liebt sich der Zylinder und damit das ganze Bohrzeug so lange, bis die untere Scheibe H' an die Stifte F' anstößt und nach Zusammendrücken der Feder /' den Schieber C aus seiner Lage hebt, so daß die Einströmungsöffnungen E geschlossen und die Ausgänge E' geöffnet werden. Die Blattfedern K mit den Rollen 5 werden dabei aus der unteren Rille der Rolle L gehoben und schnellen in die obere Rille ein; dadurch wird der Rundschieber C in seiner oberen Lage festgestellt und der Ausgang für das Wasser freigehalten. Der Zylinder A fängt nun durch das Gewicht des daranhängenden Bohrzeuges zu fallen an, das Wasser tritt aus dem oberen Teil des Zylinders durch die Kanäle E' und den Kolben B in den unteren, mit dem Bohrloch in Verbindung stehenden Teil des Zylinders, und zwar so lange, bis die obere Scheibe H an die Stifte F anstößt, nach Zusammendrücken der Feder / den Rundschieber C in seine untere Lage bringt und die Einströmung E wieder freigibt. In diesem Augenblick ist der untere Teil des Zylinders mit Wasser voll; da nun der Zylinder A wieder durch das Druckwasser gehoben wird, so wird aus dem unteren Teile des Zylinders das Wasser mit dem entsprechenden Druck durch die Hohlräume der Scheibe H', der Feder /' des Pfropfens M' und der sich anschließenden hohlen, das Bohrzeug tragenden Teile verdrängt und gibt eine kräftige Spülung auf die Bohrlochsohle. Bei jedem Hub wiederholt sich dasselbe Spiel. Je nach dem angewandten Druck und der Wassermenge sowie der gegebenen Hubhöhe kann die Anzahl der Schläge geregelt werden; mit gutem Erfolg arbeitet die Vorrichtung bei 90 bis 120 Schlägen in der Minute und 250 bis 350 mm Hubhöhe. Anstatt der Rutschschere kann auch ein Freifallstück eingeschaltet werden, das entweder selbsttätig oder mit der Hand ausgelöst wird.The device is connected to the hollow rod at Q , which is connected to a high pressure pump. At P the sliding scissors R and this with the drill collar and chisel are connected. When the pressurized water supplied through the hollow piston rod G flows through the channels E of the piston into the upper part of the cylinder A , the cylinder and thus the whole drill bit love each other until the lower disk H ' hits the pins F' and after compression of the spring / ' lifts the slide C out of its position, so that the inflow openings E are closed and the outlets E' are opened. The leaf springs K with the rollers 5 are lifted out of the lower groove of the roller L and snap into the upper groove; this locks the slide valve C in its upper position and keeps the outlet free for the water. The cylinder A now begins to fall due to the weight of the attached drilling tool, the water exits from the upper part of the cylinder through the channels E ' and the piston B into the lower part of the cylinder connected to the borehole, as follows long until the upper disk H hits the pins F , after compressing the spring / brings the round slide C into its lower position and releases the inflow E again. At this moment the lower part of the cylinder is full of water; Since the cylinder A is now lifted again by the pressurized water, the water with the corresponding pressure through the cavities of the disk H ', the spring /' of the plug M ' and the adjoining hollow, the drilling tool displaces load-bearing parts and gives a powerful flush to the bottom of the borehole. The same game is repeated with each stroke. The number of strokes can be regulated depending on the applied pressure and the amount of water as well as the given lifting height; The device works with good success at 90 to 120 strokes per minute and a lifting height of 250 to 350 mm. Instead of the sliding scissors, a free fall piece can also be switched on, which is triggered either automatically or by hand.

Bemerkenswert ist noch der Umstand, daß die Stärke des einzelnen Schlages des Meißels auf die Bohrlochsohle nicht von der Anzahl der Schläge abhängig ist; jeder einzelne Schlag fällt mit der gleichen Wucht auf die Bohrlochsohle, und zwar aus dem einfachen Grunde, weil das Betriebswasser beim Niedergange des Bohrzeuges nur durch den reichlich bemessenen Austrittskanal im Kolben aus dem einen in den anderen Teil des Zylinders strömt, nicht aber aus dem Zylinder heraustritt, somit keinen Widerstand findet. Ferner haben auf den Niedergang des Bohrzeuges die Abmessungen der Spülkanäle der Schwerstange und des Bohrmeißels keinen Einfluß, weil das Wasser erst beim Aufgange des Bohrzeuges aus dem unteren Teile des Zylinders verdrängt wird, somit nur die Geschwindigkeit des Aufganges beeinflussen könnte.It is also noteworthy that the strength of the individual blow of the chisel does not depend on the number of blows on the bottom of the borehole; every single stroke falls with the same force on the bottom of the borehole, for the simple reason that because the process water when the drilling rig goes down only through the plentifully dimensioned The outlet channel in the piston flows from one part of the cylinder into the other, but does not come out of the cylinder, so there is no resistance. Also have the dimensions of the flushing channels of the drill collar on the companionway of the drill and the drill bit have no effect, because the water only comes into play when the drill bit rises is displaced from the lower part of the cylinder, thus only the speed of the rise could affect.

Claims

Patent claim:

Deep drilling device operated by pressurized water with a stationary piston and a movable cylinder that carries the drilling tool with the use of a sliding scissors or a free fall piece, characterized in that a cylinder-controlled round slide (C), when the cylinder (A) goes down, keeps the flow of pressurized water shut off, while the The cylinder halves on both sides of the piston (B) can be connected to one another and to the water in the borehole, while when the cylinder goes up it allows the pressurized water to enter its upper part.

1 sheet of drawings.