DE2721358C2 - Double-walled drill pipe - Google Patents
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein doppelwandiges Bohrrohr für Bohrmaschinen, mit einem Innenrohr und einem dieses im Abstand unter Bildung eines Ringraumes umgebenden Außenrohr sowie mit einer in dem Ringraum über die gesamte Rohrlänge abgeordneten Versteifungseinlage zur kraftschlüssigen Abstützung der beiden Rohre gegeneinander.The invention relates to a double-walled drill pipe for drilling machines, with an inner pipe and an outer tube surrounding this at a distance to form an annular space and with one in the Stiffening insert placed over the entire length of the pipe for a non-positive support of the two pipes against each other.
Derartige doppelwandige Bohrrohre werden insbesondere für am Außenumfang des Rohres angreifende Bohrmaschinen verwendet, und zwar insbesondere im Tiefbau, Brunnenbau und Gründungsbau in schweren Böden. Das Außenrohr nimmt dabei im wesentlichen die beim Bohren auftretenden Beanspruchungen auf. Mit Hilfe des Innenrohres ist es im Gegensatz zu einwandigen Bohrrohren möglich, eine glatte Innenwandung des Bohrrohres zu erreichen.Such double-walled drill pipes are used in particular for attacking the outer circumference of the pipe Drilling machines used, especially in civil engineering, well construction and foundation construction in heavy Floors. The outer tube essentially absorbs the stresses that occur during drilling. With The help of the inner tube is in contrast to single-walled ones Drill pipes possible to achieve a smooth inner wall of the drill pipe.
Diese innen glatten Bohr'ohre haben den Vorteil, daß Bewehrungskörbe, die in das Bohrrohr eingebracht werden, nicht festhaken können. Ein solches Festhaken tritt bei einwandigen Bohrrohren wegen der dort an den Verbindungsstellen zwangsläufig auftretenden Vorsprünge ein. Außerdem können doppelwandige Bohrrohre nach dem Betonieren mit geringeren Zugkräften gezogen werden, da sonst die geschilderten Verbindungsstellen mit ihren Vorsprüngen den eingebrachten bo Beton verdrängen müßten. Ferner dient das Innenrohr zur Führung von Werkzeugen, die in dem Bohrrohr auf- und niedergefahren werden. Es wird jedoch das Innenrohr beim Auf- und Niederfahren von Bewehrungskörben, Werkzeugen und dergleichen sowie bei ahnlichen tr> Beanspruchungen insbesondere durch radiale Kräfte unregelmäßig schlag- oder stollartig belastet und zur Vermeidung der hierbei sonst auftretenden Verbeulungen oder gar Beschädigungen des Innenrohres ist die Versteifungseinlage im Ringraum vorgesehen. Zu berücksichtigen ist bei derartigen Bohrrohren ferner, daß insbesondere bei langen Rohrtonren das Gewicht der einzelnen Bohrrohre eine sehr erbebliche Rolle spielt und daher auf eine Gewichtsverringerung Wert gelegt wird. These internally smooth drill pipes have the advantage that reinforcement cages that are inserted into the drill pipe cannot get stuck. Such a seizure occurs in single-walled drill pipes because of the projections that inevitably occur there at the connection points. In addition, double-walled drill pipes can be pulled with lower tensile forces after concreting, since otherwise the connection points described would have to displace the concrete with their projections. Furthermore, the inner tube is used to guide tools that are moved up and down in the drill pipe. However, when reinforcing cages, tools and the like are moved up and down, as well as with similar stresses, especially by radial forces, the inner tube is subjected to irregular impacts or cleats, and the stiffening insert is in the inner tube in order to avoid the dents or even damage to the inner tube that would otherwise occur Annular space provided. In the case of drill pipes of this type, it should also be taken into account that the weight of the individual drill pipes plays a very hereditary role, particularly in the case of long pipe drums, and therefore emphasis is placed on reducing the weight.
Es ist ein doppelwandiges Bohrrohr der eingangs angegebenen Art bekannt (DE-PS 23 37 683), bei dem als Versteifungseinlage ein Gitterrost aus metallischem Werkstoff, insbesondere in Gestalt einer Gittermatte aus Rundeisen oder Flacheisenstäben verwendet wird. Die Anfertigung und insbesondere die Einbringung eines solchen Gitterrostes in den Ringraum zwischen Außen- und Innenrohr bringt einen außerordentlich großen Aufwand mit sich, der die Bohrrohre wesentlich verteuert. Zum anderen führt der bekannte Gitterrost zu einer sehr erheblichen Erhöhung des Gewichts des Bohrrohres. Es ist auch bekannt (DE-PS 8 49 532), bei einem Tiefbohrgestänge die Gestängerohre aus mehreren ineinander gefügten Rohrlagen zusammenzusetzen, um nach Art einer Blattfeder eine erhöhte Elastizität gegen Biegebelastung zu erzielen. Es ist jedoch bei diesen bekannten Gestängerohren der Materialaufwand und das Gewicht außerordentlich hoch und es wird ferner den eigentlichen Belastungen des Bohrrohres nicht ausreichend Rechnung getragen. A double-walled drill pipe of the type mentioned is known (DE-PS 23 37 683), in which a grating made of metallic material, in particular in the form of a grid mat made of round iron or flat iron bars, is used as a stiffening insert. The production and in particular the introduction of such a grating into the annular space between the outer and inner pipe entails an extraordinarily great effort, which makes the drill pipes considerably more expensive. On the other hand, the known grating leads to a very considerable increase in the weight of the drill pipe. It is also known (DE-PS 8 49 532) to assemble the drill pipes from several nested pipe layers in a deep drill pipe in order to achieve increased elasticity against bending loads in the manner of a leaf spring. However, in these known drill pipes, the cost of materials and the weight are extremely high and, furthermore, the actual loads on the drill pipe are not sufficiently taken into account.
Schließlich ist aus der DE-AS 19 04 139 ein Doppelrohrstrang bekannt, der zum Einführen fließfähiger heißer Medien in ein Bohrloch dient und bei welchem sich in dem Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenrohrstrang ein thermisch isolierendes Material befindet.Finally, DE-AS 19 04 139 is a double pipe string known, which is used to introduce flowable hot media into a borehole and in which a thermally insulating material is located in the space between the inner and outer tubing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein doppelwandiges Bohrrohr der eingangs angegebenen Art zu schaffen, dessen Versteifungseinlage in einfacher Weise eingebracht werden kann, zugleich aber die Sicherung des Innenrohres gegen ein Einbeulen oder gar Beschädigen gewährleistet. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Bildung der VcrsteifungseinUge der Ringraum mit einem unter Betriebsbedingungen eine zur Übertragung der auf das Innenrohr in Richtung auf das Außenrohr wirkenden Kräfte geeignete Druckfestigkeit aufweisenden Werkstoff ausgefüllt ist. Ein solcher Werkstoff kann in jeweils geeignetem Zustand, nämlich in schüttfähigem, fließfähigem oder pasteuscm Zustand in den Ringraum eingebracht werden, um dann so weit zu versteifen oder sich zu verfestigen, daß die erforderliche Druckfestigkeit unter Betriebsbedingungen erreicht wird. Durch die Druckfestigkeit des Versteifungswerkstoffs wird die gewünschte Beulstabilität des Innenrohres gewährleistet und es wird zugleich sichergestellt, daß im Gegensatz zu dem bekannten Gitterrost die gesamte Fläche des Innenrohres gleichmäßig gegenüber dem Außenrohr abgestützt ist. Je nach Wahl des Versteifungswerkstoffs kann das Innenrohr besonders gering dimensioniert werden, um lediglich seine eingangs geschilderte Funktion ausführen zu können. Der Versteifungswerkstoff kann in Abweichung vom schweren Material von Außen- und Innenrohr leichter gewählt werden, so daß das Gesamtgewicht trot/ vollständiger Ausfüllung des Ringraumes gegenüber den bekannten Konstruktionen gering gehalten werden kann.The invention is based on the object of providing a double-walled drill pipe of the type specified at the beginning to create, the stiffening insert can be introduced in a simple manner, but at the same time the fuse the inner tube is guaranteed against denting or even damage. This is done according to the invention achieved in that to form the stiffening unit the annulus with one under operating conditions one for transferring the to the inner tube Filled in the direction of forces acting on the outer tube, suitable compressive strength material is. Such a material can be in a suitable state, namely in pourable, flowable or pasteuscm state can be introduced into the annulus in order to then stiffen or solidify to such an extent that that the required compressive strength is achieved under operating conditions. Due to the compressive strength the stiffening material, the desired buckling stability of the inner tube is guaranteed and it is at the same time ensures that, in contrast to the known grating, the entire surface of the inner tube is evenly supported against the outer tube. Depending on the choice of reinforcement material, the inner tube be dimensioned particularly small in order to only perform its initially described function to be able to. The stiffening material can differ from the heavy material of the outer and inner pipe be chosen more easily, so that the total weight trot / complete filling of the annulus can be kept low compared to the known constructions.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ringraum mit einem aushärlbarcn Kunststoff ausgefüllt. Dieser Kunststoff kann vor seiner Verfestigung in einfacher Weise in den Ringraum eingebracht werden und verfestigt danach entsprechend seiner Zusammen-According to one embodiment of the invention, the annular space is filled with a curable plastic. This plastic can be introduced into the annular space in a simple manner before it solidifies and then solidifies according to its
sctzung durch Tcmperaturbccinflussung oder durch chemische Reaktion zum gewünschten Versteifungswerkstoff. Ein solcher praktisch nicht oder nur sehr wenig komprcssibler Kunststoff sichert vollständig die gewünschte Bculstabilitäl des Innenrohrs, führt aber s gleichzeitig zu einem verhältnismäßig geringen Gewicht des doppelwandigcn Bohrrohres und damit zu einer Verringerung des Gewichts einer aus solchen Bohrrohren zusammengesetzten Rohrtour. Besteht bei einem solchen doppelwandigcn Bohrrohr das h;nen- iu und das /siißenrohr aus Stahl, so ist es zur Förderung des innigen Verbunds zwischen Versteifungseinlage sowie Innen- und Außenrohr zweckmäßig, wenn Innen- und Außenrohr auf den dem Ringraum zugekehrten Wandungen mit einer gegenüber dem Versteifungs- is kunststoff haftvermittelnden Beschichtung versehen sind. Ein solcher inniger Verbund des Bohrrohres erluubt eine optimale Dimensionierung und Sicherung der Funktion der Versteifungseinlage.Reduction by temperature control or by chemical reaction to the desired stiffening material. Such a plastic, which is practically incompressible or only very slightly compressible, completely ensures the desired stability of the inner tube, but leads to s at the same time to a relatively low weight of the double-walled drill pipe and thus to a reduction in the weight of a pipe string assembled from such drill pipes. Consists of the name of such a double-walled drill pipe and the steel outer tube, so it is for extraction the intimate bond between the stiffening insert and the inner and outer pipe is useful if the inner and outer tube on the walls facing the annular space with a stiffener opposite the stiffener plastic adhesion-promoting coating are provided. Such an intimate connection of the drill pipe allows optimal dimensioning and securing of the Function of the stiffening insert.
In weiterer Ausbildung der Erfindung Kann der Versteifungswcrkstoff auch aus einem Weichmetaii oder dessen Legierungen bestehen, was für bestimmte Beanspruchungen des Bohrrohres zweckmäßig sein kann. Ferner ist es in anderer Ausgestaltung der Krfindung möglich, daß der Versteifungswerkstoff aus Zement oder Beton besteht, wodurch ein besonders preisgünstiges doppelwandiges Bohrrohr hergestellt werden kann. Zement oder Beton lassen sich ebenfalls einfach in den Ringraum einfüllen und verfestigen dann zum gewünschten Verbund /wischen Innen- und Außenrohr. joIn a further embodiment of the invention, the stiffening material can also consist of a soft metal or its alloys exist, which can be useful for certain stresses on the drill pipe. It is also in a different embodiment of the invention possible that the stiffening material consists of cement or concrete, whereby a particularly inexpensive double-walled drill pipe can be produced. Cement or concrete can also simply be poured into the annular space and then solidify to form the desired bond / between the inner and outer pipe. jo
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Krfindung anhand der Zeichnung. Es zeig!Further features, details and advantages of the invention emerge from the claims and the following description of an exemplary embodiment of FIG Discovery based on the drawing. Show it!
F i g. 1 eine zur Hälfte geschnittene Ansicht eines doppclwandigen Bohrrohres nach der Erfindung im prinzipiellen Aufbau,F i g. 1 is a half-sectional view of a double-walled drill pipe according to the invention in FIG basic structure,
F i g. 2 eine Schnittansichi eines Teils der Wand eines solchen Bohrrohrcs in weiterer Ausgestaltung der Erfindung.F i g. Figure 2 is a sectional view of part of the wall of a such Bohrrohrcs in a further embodiment of the invention.
Das doppclwandigc Bohrrohr weist ein vorzugsweise aus Stahl bestehendes Außenrohr 1 sowie ein ebenfalls vorzugsweise aus Stahl bestehendes Innenrohr 2 auf. Beide Rohre 1 und 2 sind in an sich bekannter Weise durch Abschlußringe 3 und 4 miteinander verbunden, die auch zur Verbindung aufeinanderfolgender Bohrrohrc dienen.The double-walled drill pipe preferably has a Outer pipe 1 made of steel and an inner pipe 2 also preferably made of steel. Both tubes 1 and 2 are connected to one another in a manner known per se by locking rings 3 and 4, which also serve to connect successive Bohrrohrc.
Der zwischen dem Außen- und Innenrohr 1 bzw. 2 gebildete Ringraum 5 ist zur Bildung einer V ersteifungseinlage mit einem unter Betriebsbedingungen praktisch nicht oder nur sehr wenig kompressiblen und vor allem eine zur Übertragung der auf das Innenrohr 2 in Richtung auf das Außenrohr 1 wirkenden Kräfte geeignete Druckfestigkeit aufweisenden Werkstoffe ausgefüllt.The one between the outer and inner pipe 1 or 2 formed annulus 5 is practical to form a V erstifungseinlage with a under operating conditions Not compressible or only very slightly compressible and, above all, one suitable for transmitting the forces acting on the inner tube 2 in the direction of the outer tube 1 Compressive strength-exhibiting materials filled.
Zweckmäßig ist der Versteifungswerkstofi 6 ein aus- >s hiirtbarcr Kunststoff, mit dem der Ringraum, z. B. vor dem Einsetzen eines der Verbindungsringe 3 bzw. 4, im jeweiligen Zustand vor der Verfestigung, also in pulvcrförmigeni, flüssigem oder pastösem Zdsland eingebracht wird, um dann zu verfestigen, z. B. durch Tcmpe- e>o ratureinflüssc oder durch chemische Reaktion je nach seiner Zusammensetzung.The stiffening material 6 is expediently an > s hiirtbarcr plastic with which the annular space, e.g. B. before the insertion of one of the connecting rings 3 or 4, in the respective state before solidification, i.e. in powdery, liquid or pasty Zdsland, in order to then solidify, e.g. B. by Tcmpe- e> o Influence of temperature or by chemical reaction, depending on its composition.
/.in Verbeserung des Verbunds zwischen Außen- und Innenrohr I bzw. 2 sowie Versteifungseinlage 6 aus Kunststoff ist es zweckmäßig, gemäß Fig. 2 das Außen· ·>■) rohr 1 und das Imienrohr 2 auf der dem Ringruum 5 zugekehrten Wandung jeweils mit einer gegenüber dem VersieifiingskunstMoff 6 haltvermittelnden Beschichtung 7 bzw. 8 zu versehen. In F i g. 2 ist die Stärke dieser Beschichtung 7 bzw. 8 zur Verdeutlichung der Darstellung übertrieben dargestellt. In order to improve the bond between the outer and inner pipe I or 2 and the stiffening insert 6 made of plastic, it is useful, as shown in FIG to provide a coating 7 or 8 which provides a hold-imparting coating in relation to the versieifiingskunstMoff 6. In Fig. 2, the thickness of this coating 7 or 8 is shown exaggerated to clarify the representation.
Als Versteifungseinlage kann auch ein Weichmetall oder dessen Legierungen oder aach Beton oder Zement eingesetzt werden, wie es die jeweiligen Anwendungsund Belastungsfälle ermöglichen oder als vorteilhaft erscheinen lassen. In jedem Fall wird eine Druckfestigkeit der Versteifungseinlage 6 erzielt, die eine Übertragung der auf das Innenrohr 2 wirkenden Kräfte auf das Außenrohr 1 gewährleistet und damit eine sichere Beulstabilität des Innenrohrs erzeugt. Wesentlich ist somit, daß der Werkstoff der Versteifungseinlage praktisch nicht oder nur wenig kompressibel ist. Der jeweilige Werkstoff der Versteifungseinlage und insbesondere der Kunststoff kann auch durch geeignete Zuführungsöffnungen oder -bohrungen in der jeweiligen Rohrwand eingebracht werden.A soft metal or its alloys or concrete or cement can also be used as a stiffening insert can be used as the respective application and load cases allow or appear advantageous. In any case, there will be a compressive strength the stiffening insert 6 achieved, which ensures a transfer of the forces acting on the inner tube 2 to the outer tube 1 and thus creates a reliable buckling stability of the inner tube. It is therefore essential that the material of the stiffening insert is practically incompressible or only slightly compressible. The respective material of the stiffening insert and in particular the Plastic can also be supplied through suitable feed openings or bores in the respective pipe wall be introduced.
Claims (5)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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