DE2641737C3 - Dreirollen-VollbohrmeiBel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dreirollen-Vollbohrmeißel, dessen Rollen jeweils die gleiche Größe aufweisen sowie asymmetrisch um die Längsachse des Meißelkörpers angeordnet und an diesem auf an Armen befestigten, geneigten Zapfen gelagert sind, wobei zwischen zwei Rollen ein Freiraum besteht, in den sich ein Rohrstutzen für die Zuführung von Spülflüssigkeit erstreckt

In der US-PS 22 07 241 ist die Ausbildung eines Dreirollen-Vollbohrmeißels dieser Art erwähnt, der in gleichem Abstand angeordnet vier Arme besitzt, von denen an dreien Meißelkörper befestigt sind, während der vierte Arm einen Kanal für SpQh.ussigkeit mit einer zur Bohrlochsohle gerichteten Düse besitzt

Aus der US-PS 21 84 087 ist ein Dreirollen-Vollbohrmeißel bekannt, der einen großen und zwei kleine Meißelkörper besitzt, wobei zwischen den kleinen Meißelkörpern ein Freiraum angeordnet ist, in den sich ein Rohrstutzen für die Zuführung von Spülflüssigkeit erstreckt Die Spülflüssigkeit wird dabei auf die Zähne in dem Spalt zwischen den Meißelkörpern gerichtet, wobei der Flüssigkeitsstrahl durch die Zähne zerstreut nur mit geringem Impuls schräg auf die Bohrlochsohle auftrifft

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Dreirollen-Vollbohrmeißel, bei dem mit gleichgroßen Meißeikörpern in einer asymmetrischen Anordnung die Vibrationen im Gestängestrang weitgehend herabgesetzt sind, eine intensive Gesteinsabtragung mit einem Flüssigkeitsstrahl derart zu gewährleisten, daß das von den Meißeln gelöste Gestein jeweils intensiv fortgespült wird, ohne daß es zu einem wiederholten Zermahlen des Gesteins kommt.

Dies wird bei einem Dreirollen-Vollbohrmeißel der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß die Drehachsen zweier Meißelrollen derart angeordnet sind, daß ihre Projektionen auf eine zur Längsachse des Meißelkörpers senkrechte Ebene einen Winkel (λ) größer als 120° und kleiner als 170° einschließen, und daß zwischen diesen beiden Meißelrollen der Freiraum für den Rohrstutzen vorgesehen ist.

Eine solche Meißelkonstruktion trägt zu einer wirksamen Säuberung der Bohrlochsohle von Schlamm bei und ermöglicht durch gute abtragende Eigenschaften des Flüssigkeitsstrahls ein wiederholtes Zermahlen des Gesteins auszuschließen, und führt folglich zur

Erhöhung der Bohrgeschwindigkeit

Beim Betrieb des nach der Erfindung vorgeschlagenen Meißels wird in bedeutendem Maße der Vibrationsgrad des Gestängestrangs dank der asymmetrischen s Anordnung der Meißelrollen bezüglich der Meißelachse vermindert, was die Bildung von Unebenheiten an der Bohrlochsohle ausschließt

Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung eines

ίο Ausführungsbeispiels der Erfindung und an Hand der Zeichnung verständlich. Es zeigt

F i g. 1 den erfindungsgemäßen Dreirollenmeißel im Längsschnitt;
Fig.2 den erfindungsgemäßen Dreirollenrneißel im

is Querschnitt;

Der Dreirollenmeißel enthält drei miteinander verschweißte Arme 1 (Fig. 1) mit Zapfen 2, die als Ganzes mit den Armen 1 ausgeführt siiid. Die Meißelrollen 3 sind an den Zapfen 2 mit Hilfe von Rollen 4,5 und Kugeln 6 angeordnet Die Rollen 4,5 und die Kugeln 6 bewegen sich in Laufbahnen 7,8, S, weiche in die Zapfen 2 eingearbeitet sind, und in diesen entsprechenden Laufbahnen 10, U₁ 12, die in den Meißelrollen 3 ausgeführt sind. Einer der Winkel zwischen den Projektionen der Rotationsachsen der benachbarten Meißelrollen 3 auf eine zur Meißelachse senkrechte Ebene ist größer als 120°, aber kleiner als 170°. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Meißels ist dieser Winkel « gleich 144° (Fig.2).

Zwischen den Armen 1 dieses Paars der Meißelrollen 3 ist ein Rohrstutzen 13 für die Zuführung der Spülflüssigkeit angebracht Die Größe des Winkels λ wird ausgehend von der Bedingung einer maximal möglichen Annäherung der Austrittsöffnung des Rohrstutzens 13 an die Bohrlochsohle gewählt In der zwischen den Meißelrollen 3 befindlichen Austrittsöffnung des Rohrstutzens 13 ist ein auswechselbarer Aufsatz 14 aus Hartmetall angeordnet.

Die Lage des Rohrstutzens 13 im Meißel und folglich der Abstand zwischen dem Aufsatz 14 und der Bohrlochsohle werden mit Hilfe eines Stiftes 15 bestimmt, der an einem der Arme 1 befestigt ist, zwischen denen sich der Rohrstutzen 13 befindet Der Aufsatz 14 kann unter einem beliebigen Winkel zur Bohrlochsohle in Abhängigkeit von den physikalischmechanischen Eigenschaften der zu bohrenden Gesteine angeordnet sein.
Zum Anschluß des Meißels an den in der Zeichnung nicht abgebildeten Gestängestrang ist der obere geschweißte Teil der Arme 1 mit einem äußeren Kegelgewinde (Nippel) 16 versehen.

Die Arme 1 und die Meißelrollen 3 des Meißels werden aus Chrom-Nickel-Molybdän-Stählen, Chromic Nickel-Stählen oder Nickel-Molybdän-Stählen gefertigt

Die Arbeit des erfindungsgemäßen Meißels geht auf die folgende Weise vor sich:
Vor Beginn der Rotation des Meißels werden in der

μ Zeichnung nicht dargestellte Spülpumpen eingeschaltet, und die Spülflüssigkeit gelangt über den Gestängestrang durch den Rohrstutzen 13 an die Bohrlochsohle. Hiernach setzt mit Hilfe des Gestängestrangs oder eines Turbobohrers die Rotation des Meißels ein. Hierbei

^b5 wälzen sich die Meißelrollen 3 auf der Bohrlochsohle ab und zerstören dieselbe. Die Gesteinsteilchen werden über den Ringraum zwischen Gestänge und Bohrlochwandung ausgetragen, wobei die Spülflüssigkeit aus

dem Aufsatz 14 unter einem Druck von 100—150 atm bei einer Geschwindigkeit von 200 m/sec austritt.

Die Ausströmgeschwindigkeit der Spülung aus dem Aufsatz 14 wird in Abhängigkeit von den physikalischmechanischen Eigenschaften des Gesteins gewählt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dreirollen-Vollbohrmeißel, dessen Rollen jeweils die gleiche Größe aufweisen sowie asymmetrisch um die Längsachse des Meißelkörpers angeordnet und an diesem auf an Armen befestigten, geneigten Zapfen gelagert sind, wobei zwischen zwei Rollen ein Freiraum besteht, in den sich ein Rohrstutzen für die Zuführung von Spülflüssigkeit erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen zweier Meißelrollen (3) derart angeordnet sind, daß ihre Projektionen auf eine zur Längsachse des Meißelkörpers senkrechte Ebene einen Winkel (α) größer als 120° und kleiner als 170° einschließen, und daß zwischen diesen beiden Meißelrollen (3) der Freiraum für den Rohrstutzen (13) vorgesehen ist