DE2654150C3 - Rohr- und Bohrwerkzeugverbindung für Drehbohrgestänge - Google Patents

Description

Tieflochbohrungen, sowohl von Über- als auch von Untertage aus, werden in überwiegender Mehrzahl mit drehend arbeitenden, sogenannten Drehbohrmaschinen vorgenommen. Hierbei werden die Gestängerohre schußweise verlängert. Die Verbindung des Bohrwerkzeugs mit dem ersten Gestängerohr und der Gestängerohre untereinander wird vorwiegend vermittels Gewinde, sowohl in zylindrischer als auch in konischer Ausführung, hergestellt. Diese gebräuchlichen Gewindeverbindungen haben den Nachteil, daß sie nur in der Lage sind, in einem Drehsinn die erforderlichen Drehmomente zu übertragen. Nachteilig hierbei ist, daß bei Versagen der Spülung oder bei Nachfall von Gestein aus der Bohrlochwand das Bohrwerkzeug oder auch die Gestängerohre im Bohrloch festklemmen und nicht durch Gegendrehen — was vorteilhaft sein kann — freigedreht werden können, weil sich dabei das Gestänge an irgendeiner, meist unerwünschten Stelle auseinanderschraubt.

Bei derartigen Verhältnissen verwendet man für die Verbindung der Gestängerohre statt einer Gewindeeine Steckzapfenverbindung. Bei einer Steckzapfenverbindung besitzen die Gestängerohre einerseits Muffe und andererseits Zapfen, welche für die formschlüssige Übertragung des Drehmoments mit zueinander passenden Profilen, vorzugsweise als Vier- oder Sechskant, ausgebildet sind. Diese Verbindung ist für die Übertragung von Drehmomenten sowohl im Links wie im Rechtssinn geeignet Für die Übertragung von Zugkräften sind hierbei jedoch zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erforderlich. Diese bestehen bisweilen aus eingesetzten Querbolzen, die gegen Herausfallen mit federnden Einrastungen versehen sind. Auch einfache Durchgangsschrauben mit aufgeschraubter Mutter werden zur Sicherung vorgesehen. Weiterhin sind Zapfen mit federnd eingearbeitetem Quernocken bekannt, der nach dem Zusammenstecken der Rohre in eine hierfür vorgesehene Querbohrung der Muffe einrastet.

Auch für die Verbindung zwischen Bohrgestänge und Bohrwerkzeugen sind Vorschläge gemacht worden, sie mittels Steck- oder Schraubverbindungen vorzunehmen (DE-PS 3 92 878, DD-PS 54 648, US-PS 22 15 770, US-PS 1781091, US-PS 1547 759, DE-AS 1252 607, D E-OS 24 33 269, US- PS 10 54 812, US- PS 21 45 262).

Alle diese bisher bekannten Bauelemente für die Übertragung der axialen Zugkräfte haben den Nachteil, daß ihre Betriebssicherheit nur bedingt gegeben ist. Die mit Fed°m arbeitenden Einrastungen versagen infolge Verschmutzung; die Durchgangsschrauben, die über den Außendurchmesser der Gestängerohre vorstehen, unterliegen sehr hohem Abtrieb und fallen infolge Verschleiß aus, zudem behindern hierbei die hervorstehenden Teile den glatten Abfluß des Bohrkleins und machen ein Bohren durch Bohrlochabschlußdichtungen und Gestängerohrführungen unmöglich. Alle diese Arten von Verbindungen haben weiterhin den Nachteil, daß mit zusätzlichen Dichtungsringen gearbeitet werden muß, um an den lose ineinandergesteckien Verbindungsstellen ein Austreten der durch die

-to Innenbohrung dem Bohrwerkzeug zugeführten Spüle /u vermeiden.

Insbesondere ist keine zuverlässig arbeitende Verbindung zwischen einem Meißel und einem mit zentralem Spulkanal versehenen Gestänge bekannt geworden, mit dem sowohl Zugkräfte wie auch Drehmomente in beiden Drehrichtungen übertragen werden können, ohne daß sich der Meißel löst oder die Zuführung der Spülung undicht wird.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu vermeiden und eine Gestängerohrverbindung mit zentraler Spülung sowohl für die Verbindung zwischen den einzelnen Rohrschüssen wie zwischen Gestänge und Rohrmeißel zu schaffen. Sie schlägt eine Lösung vor, wie sie in den Patentansprüchen beschrieben ist.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Rohrund Bohrwerkzeugverbindung sei anhand der Zeichnungen nachstehend ei läutert:

zeigt einen Längsschnitt durch das Bohrgestänge und das Bohrwerkzeug in zusammengebautem Zustand.

Die Außenrohre 1 und 2 haben bohrwerkzeugseitig die Muffen 3 und 3' und antriebsseitig die außen zu den Muffen passend profilierten Steckzapfen 5 und 5'. Das Bohrwerkzeug 6 ist mit dem gleichen Steckzr<pfen 5" wie die Außenrohre ausgerüstet. Die Innengestängerohre 7 und 8 haben bohrwerkzeugseitig Rechtsgewinde 9

und 9' passend zum Innengewinde der Steckzapfen. Antriebsseitig haben die Innengestängerohre 7 und 8 Linksgewinde 10 und 10'. Zudem sind die Innengestäiigerohre 7 und 8 mit Innenvierkanten 11 und 11' ausgerüstet

Figur II

zeigt einen Querschnitt durch Muffe 3', Zapfen 5 und Innengestängerohr 7.

Beim Einsatz wird zunächst das Innengestängerohr 7 in das Außingestängerohr 1 eingeführt, daran anschließend der Zapfen 5" des Bohrwerkzeugs 6. Über den Innenvierkant 11 wird das Innengestänge 7 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Gewinde 9 und 10 den Schaft 5" des Bohrwerkzeugs 6 formschlüssig in die Muffe 3 des Außengestängerohres 1 einziehen. Nach dem gleichen Prinzip lassen sich das Gestängerohr 2 und nachfolgende Rohre einbauen.

Der Erfindungsgedanke selbst läßt mehrere konstruktive Lösungen zu, wie zum Beispiel eine konische, formschlüssige Ausbildung der ineinandergreifenden Muffen und Zapfen als auch Außengestängerohre mit beiderseitigen Muffen und eingebauten losen Zapfen u. a. m. Es ist auch eine Lösung denkbar, bei der die Außengestängerohre nur die Zugkraft übertragen und die Innengestängerohre die Drehbewegung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Losbare Rohrverbindung für ein Tiefloch-Drehbohrgestänge mit zentralem Spülkanal, weiche zur Übertragung von Drehkräften in beiden Drehriehtungen und von axialen Zugkräften ausgebildet ist, wobei die Einzellängen des Gestänges jeweils durch eine formschlüssige Verbindung und durch Verschraubung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung jeweils zwischen Außenrohren (1, 2) oder Innenrohren (7, 8) des Gestänges angeordnet und auf der Innen- bzw. Außenseite mit Gewinde versehen ist, in bzw. auf welches von beiden Seiten her die Innenrohre (7, 8) bzw. Außenrohre (1, 2) des Gestänges in entgegengesetzten Richtungen ein- bzw. aufschraubbar sind.

2. Lösbare Verbindung zum Anschluß eines Drehbohrwerkzeugs an ein Tiefloch-Drehbohrgestänge mit zentralem Spülkanal, dessen Einzellängen aus fest miteinander verbundenen Außen- und Innenrohren bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft des Drehbohrwerkzeugs (6) zur Aufnahme von Drehkräften in beiden Drehrichtungen und von axialen Zugkräften hülsenförmig ausgebildet, unter formschlüssiger Verbindung in das Außenrohr (1) oder auf das Innenrohr (7) ein- bzw. aufgelegt und auf der Innen- bzw. Außenseite mit einem Gewinde versehen ibt, in welches das Innenrohr (7) bzw. Außenrohr (1) des Gestänges eingreift.

3. Lösbare Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung als Steckzapfenverbindung, vorzugsweise in Form eines Mehrkantzapfens (5, 5'; 5") und einer entsprechenden Mehrkantmuffe (3, 3'), ausgebildet ist.

4. Lösbare Rohrverbindung nach Anspruch 1, für mit Außengewinde versehene Innenrohre, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenrohren (7, 8) Innenvierkante (11, 11') zum Verschrauben und Lösen der Innenrohre (7, 8) mit bzw. von den Außenrohren (1, 2) mittels eines Steckschlüssels vorgesehen sind.