DE2642014C2

DE2642014C2 - Anschlußstück für den Einbau zwischen einem rohrförmigen Bohrstrang für Tiefbohrungen und einer Bohrkrone

Info

Publication number: DE2642014C2
Application number: DE2642014A
Authority: DE
Inventors: André Paris Lamothe
Original assignee: Foraco Forage Rationnel Construction Sa Paris Fr
Current assignee: Foraco Forage Rationnel Construction Sa Paris Fr
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1976-09-18
Publication date: 1986-02-27
Also published as: SU878208A3; FR2324857B1; AU1788676A; DE2642014A1; CA1063093A; US4098361A; JPS5252102A; BR7606111A; GB1522428A; FR2324857A1; AU500346B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlußstück für den Einbau zwischen einem rohrförmigen Bohrstrang für Tiefbohrungen und einer Bohrkrone, mit einem zentrischen Kanal, der n;it der Axialbohrung des rohrförmigen Bohrstrangs verbindbar ist, einem wenigstens den oberen Abschnitt dieses Kanals umgebenden Ringraum, der zur Weiterleitung von Spülmedium zur Bohrkrone hin in wenigstens einen Längskanal übergeht, und mit wenigstens einem seitlichen Durchlaß, der die Außenseite des Anschlußstückes mit dem mittleren Abschnitt des zentrischen Kanals verbindet und zwei Wandbereiche des Anschlußstückes von unterschiedlichem Durchmesser durchsetzt.

Bei einem aus der US-PS 36 67 555 bekannten Anschlußstück der eingangs bezeichneten allgemeinen Bauart ist der über mehrere seitliche Durchlässe mit dem Bohrloch in Verbindung stehende zentrische Kanal in der Nähe des unteren Endes des Anschlußstückes verschlossen. Von dem den zentrischen Kanal umgebenden Ringraum, über den das Spülmedium, z. B. komprimierte Luft, herangeführt wird, gehen mehrere ringsum verteilte durch den äußeren Mantel des Anschlußstückes verlaufende Bohrungen aus, um das innerhalb des Bohrloches befindliche Bohrklein und anderen Abrieb auszutragen oder wenigstens schwebend zu halten.

Mit dieser Bauweise soll erreicht werden, daß das unmittelbar vom Bohrmeißel gelöste Gestein möglichst unvermischt mit anderem Abrieb direkt in den zentrischen Kanal nach oben zurück gefördert wird. Da der im Bohrloch entstehende äußere Abrieb aus höher liegenden Gesteinsschichten getrennt ausgetragen wird, stehen über den zentrischen Kanal ständig Gesteinsproben zur Verfügung, die deutliche Rückschlüsse über die vom Bohrer jeweils zu durchdringende Gesteinsschicht zulassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anschlußstück der eingangs bezeichneten allgemeinen Bauart dahingehend zu verbessern und weiterzubilden, daß es in der Lage ist, das beim Vortrieb einer zur Erzeugung eines Bohrkernes dienenden Bohrkrone anfallende Bohrgut ohne Verzögerung vollständig abzuführen und dadurch die Vortriebsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß der mittlere Abschnitt des zentrischen Kanals sich durchgehend bis zum unteren Ende des Anschlußstükkes erstreckt und als obere Fortsetzung einer entsprechenden Axialbohrung der Bohrkrone vorgesehen ist, daß der sich vom Ringraum aus nach unten fortsetzende Längskanal in der Wand des Anschlußstückes bis an dessen untere Stirnseite geführt ist urd daß als äußerer oberer Anschluß des seitlichen Durchlasses eine Ringschulter vorgesehen ist, deren abwärts gerichtete Stirnfläche als Leitwand zum Umlenken des an der Aurenseite des Anschlußstückes mit dem Spülmedium aufwärts getragenen Bohrkleins in den seitlichen Durchlaß ausgebildet ist

Durch diese Ausbildung des Anschlußstückes läßt sich der Anteil des Bohrkleins schnell und vollständig abführen, der außen um den Bohrkern herum entsteht und zusammen mit einem Teil des Spülmediums außen durch den Ringraum zwischen Bohrkrone und Ringschulter nach oben transportiert wird. Diese Aufwärtsförderung wird unterstützt durch den Anteil des Spülmediums, der die einzelnen ßohrkernabschnitte durch den zentrischen Kanal austrägt. Das äußere Bohrklein wird durch die als Leitwand wirkende Ringschulter in den seitlichen Durchlaß oder in mehrere seitliche Durchlässe umgelenkt Auf diese Weise wird ein Bohrkern zusammen mit dem Bohrklein an die Oberfläche gebracht, das den Bohrkern in der betreffenden Tiefe umgeben hat und zum gleichen Gestein gehört.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der seitliche Durchlaß sich in Seitenwandbereichen des Anschlußstückes befindet, die von den Längska:;älen zur Verbindung des Ringraumes mit der Bohrkrone frei sind. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der seitliche Durchlaß von außen nach innen ansteigend verläuft und seine äußere Öffnung die untere Stirnfläche der Ringschulter durchsetzt.

Gemäß einem weiteren Merkmal des Anschlußstükkes kann an beiden Enden jeweils ein Anschlußgewinde zur Verbindung mit dem Rohrstrang bzw. mit der Bohrkrone vorgesehen sein, wobei das obere Anschlußgewinde für den Rohrstrang in einem Bereich angeordnet ist, in dem ein Rohrabschnitt als oberer Fortsatz des mittleren Abschnittes des Kanals einen vom Gewinde freien Steckanschluß bildet.

Zweckmäßigerweise ist das obere Ende des Anschlußstückes zum Anschluß an einen Doppelrohrstrang ausgebildet, dessen Ringraum zur Zuführung und dessen mittlerer Kanal als Abführung des Spülmediums vorgesehen ist. Vorzugsweise sind mehrere seitliche Durchlässe unter regelmäßigen Abständen rund um die Längsachse des Anschlußstückes vorgesehen.

Bei einem Anschlußstück mit mehreren sich vom Ringraum aus nach unten fortsetzenden Längskanälen kann es weiterhin zur Kleinhaltung des Durchmessers des Bohrstranges zweckmäßig sein, wenn jeder Längskanal aus einem oberen und einem dazu radial weiter außen angeordneten unteren Abschnitt besteht, die untereinander durch einen Querkanal ungefähr in Höhe der Ringschulter miteinander verbunden sind. Das untere Ende der Längskanäle kann in eine nach unten offene Ringnut zum Anschluß an die Bohrkrone münden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Durchmesser des Anschlußstückes an der Ringschulter etwa dem größten Durchmesser der Bohrkrone entsprechen. Der kleinste Durchmesser des Anschlußstükkes kann unterhalb der Ringschulter vorgesehen und in etwa dem kleinsten Durchmesser der Bohrkrone angepaßt sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Verbindungsstück nach der Erfindung gemäß der Schnittlinie 1-1 in F i g. 2 und

F i g. 2 eine Ansicht des Bohrmeiseis von unten.
Das Spülmedium, Druckluft oder eine Bohrflüssigkeit, wird durch den Ringraum eines nicht gezeigten Doppelrohres von oben herangeführt. Das damit zu verbindende Anschlußstück 1 setzt sich zusammen aus einem Rohrabschnitt 2 mit einem Ringraum 3, der einen zentrischen Kanal 5 umgibt, sowie aus einem Rohrabschnitt 4, indem sich der zentrische Kanal nach unten fortsetzt. Der untere Abschnitt 4 umfaßt außerdem mindestens einea sich nach unten hin fortsetzenden Längskanal, der mit dem Ringraum 3 in Verbindung steht und sich in Längsrichtung durch die Wand des unteren Abschnittes erstreckt, um an der Stelle IO gegenüber einer entsprechenden Öffnung einer Bohrkrone 11 zu münden. Der untere Abschnitt 4 des Anschlußstückes 1 enthält außerdem einen seitlichen Durchlaß 8, der den zentrischen Kanal 5 mit dem Bohrloch verbindet. Der seitliche Durchlaß erstreckt sich durch bzw. an einer Ringschulter 12 des Anschlußstückes so vorbei, daß die Mündung oder die äußere öffnung des Durchlasses aus einem Vertikalabschnitt 13 und aus einem Horizontalabschnitt 14 besteht. Auf diese Weise wird das zwischen der Außenseite der Bohrkrone und dem Bohrloch nach oben beförderte Bohrklein an der Ringschulter 12 zurückgehalten und in den Durchlaß 8 umgelenkt.

Das Ausbringen bzw. die Förderung des Bohrkleins aus dem Bereich der Bohrkrone wird erfindungsgemäß weiterhin erhöht, indem man eine Bohrkrone der in F i g. 2 gezeigten Bauart verwendet, in welcher der Radius 15 im wesentlichen gleich dem Radius 16 für die Außenwand des Verlängerungsstückes 4 entspricht. Gleichermaßen ist der Radius 17 der Bohrkrone, der sich bis in den Bereich 18 erstreckt, im wesentlichen gleich dem Radius 19 des Anschlußstückes in seinem Abschnitt 9. Die Angriffszonen 20 des Bohrwerkzeuges können beliebigen Aufbau haben und enthalten eingesetzte Wolframsteine mit Schneidkanten oder sind mit Diamanten besetzt, die gegebenenfalls in eine metallisehe Masse mit einem hohen Anteil an Wolfram oder in eine beliebige andere geeignete Hartmetallzusammensetzung eingegossen sind. Kanäle 21 führen das Bohrmedium, das aus den Kanälen 7 stammt, bis in die Angriffszonen 20.

Unter diesen Bedingungen strömt das Spül- oder Bohrmedium, beispielsweise komprimierte Luft, das aus dem Bereich des Ringraumes der doppelten Rohre stammt, die über ein Gewinde 22 an das Verbindungsstück 1 angeschlossen werden, durch die Kanäle 7 und 21 bis zu den Angriffsflächen 20 des Bohrmeißels 11. Das Spülmedium erleichtert beim Ausströmen die Ablauf- oder Förderbewegung des Bohrkerns im Zentralkanal 5 und nimmt zur gleichen Zeit sämtliches Bohrklein mit, das sich in dem gleichen Raum zwischen der Bohrlochwandung und den Zonen 23 mit dem kleinsten Radius befindet, die ihrerseits zwischen den abwechselnden Zonen 24 mit dem größten Radius liegen, und strömt dann durch den Kanal 8. Da der Durchmesser der ehielten Erdbohrung von der Wahl der Abmessungen des Bohrmeißels und des Verbindungsstückes abhängt, läßt sich feststellen, daß sämtliches Bohrklein, das nicht durch den Abschnitt 13 der öffnung des seitlichen Kanals erfaßt wird, dennoch durch den Ah^rhniit 14

aufgenommen wird, und daß durch die Ringschulter 12 jeglicher Durchlaß von Bohrklein in den Ringraum zwischen der Bohrlochwand und dem Verbindungsstück verhindert wird.

Um eine gute Strömung durch die Kanäle 7 und 2) zu erreichen und zu erleichtern, die nicht miteinander ausgefluchtet sein können, werden Kehlen oder Rinnen 25 vorgesehen, die auch an der Unterseite des Verbindungsstückes angeordnet sein können, das den Gewindeabschnitt 26 aufweist, als oberhalb der Bohrkrone 11. Die Abmessungen des Verbindungsstückes sind so getroffen, daß nach der Verschraubung eine wirksame Verbindung sämtlicher Kanäle besteht.

Es ist klar, daß die Anzahl und die Anordnung der Angriffszonen am Bohrmeißel unterschiedlich sein können, wobei jedoch die vorbeschriebenen Bedingungen unverändert erhalten bleiben. Wenngleich die seitlichen Kanäle 8 unter gleichen Abständen um die Achse des Verbindungsstückes angeordnet sind, können die in Längsrichtung verlaufenden Kanäle 7 aus mehreren zueinander versetzten Abschnitten bestehen, die untereinander durch Querkanäle 27 in Verbindung stehen.

Schließlich kann das Verbindungsstück auch mit einem einfachen Rohrstrang verwendet werden, der nur den mittleren Rohrabschnitt 28 des Verbindungsstückes verlängert, während der Ringraum zwischen dem Rohrstrang und der Bohrlochwandung mit den Kanälen 7 in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anschlußstück für den Einbau zwischen einem rohrförmigen Bohrstrang für Tiefbohrungen und einer Bohrkrone,

mit einem zentrischen Kanal, der mit der Axialbohrung des rohrförmigen Bohrstrangs verbindbar ist, einem wenigstens den oberen Abschnitt dieses Kanals umgebenden Ringraum, der zur Weiterleitung von Spülmedium zur Bohrkrone hin in wenigstens einen Längskanal übergeht,

und mit wenigstens einem seitlichen Durchlaß, der die Außenseite des Anschlußstückes mit dem mittleren Abschnitt des zentrischen Kanals verbindet und zwei Wandbereiche des Anschlußstückes von unterschiedlichem Durchmesser durchsetzt, dadurch gekennzeichnet,

daß der mittlere Abschnitt des zentrischen Kanals (5) sich durchgehend bis zum unteren Ende des Anschlußstückes (1) erstreckt und als obere Fortsetzung einer entsprechenden Axialbohrung der Bohrkrone (11) vorgesehen ist,

daß der sich vom Ringraum (3) aus nach unten hin fortsetzende Längskanal (7) in der Wand (9) des Anschlußstückes (1) bis an dessen untere Stirnseite geführt ist

und daß als äußerer oberer Abschluß des seitlichen Durchlasses (8) eine Ringschulter (12) vorgesehen ist, deren abwärts gerichtete Stirnfläche (14) als Leitwand zum Umlenken des an der Außenseite des Anschlußstückes (1) mit dem Spülmedium aufwärts getragenen Bohrkleins in den seitlichen Durchlaß (8) ausgebildet ist.

2. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Durchlaß (8) sich in Seitenwandbereichen des Anschlußstückes (1) befindet, die von den Längskanälen (7) zur Verbindung des Ringraumes (3) mit der Bohrkrone (11) frei sind.

3. Anschlußstück nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Durchlaß (8) von außen nach innen ansteigend verläuft und seine äußere öffnung (13,14) die untere Stirnfläche (12) der Ringschulter durchsetzt.

4. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden jeweils ein Anschlußgewinde (22,26) zur Verbindung mit dem Rohrstrang bzw. mit der Bohrkrone (11) vorgesehen ist, wobei das obere Anschlußgewinde (22) für den Rohrstrang in einem Bereich angeordnet ist, in dem ein Rohrabschnitt (28) als oberer Fortsatz des mittleren Abschnittes des Kanals (5) einen vom Gewinde freien Steckanschluß bildet.

5. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein oberes Ende zum Anschluß an einen Doppelrohrstrang ausgebildet ist, dessen Ringraum zur Zuführung und dessen mittlerer Kanal als Abführung des Spülmediums vorgesehen sind.

6. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere seitliche Durchlässe (8) unter regelmäßigen Abständen rund um die Längsachse des Anschlußstückes(l) vorgesehen sind.

7. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren sich vom Ringraum aus nach unten fortsetzenden Längskanälen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längskanal (7) aus einem

oberen und einem dazu radial weiter außen angeordneten unteren Abschnitt besteht, die untereinander durch einen Querkanal (27) ungefähr in Höhe der Ringschulter (12) miteinander verbunden sind.

8. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Längskanäle (7) in eine nach unten offene Ringnut (10) zum Anschluß an die Bohrkrone (11) mündet

9. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Anschlußstückes (1) an der Ringschulter (12) etwa dem größten Durchmesser der Bohrkrone (11) entspricht

10. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Durchmesser des Anschlußstückes (1) unterhalb der Ringschulter (12) vorgesehen und in etwa dem kleinsten Durchmesser der Bohrkrone (11) angepaßt ist