DE2810621B2 - Vorrichtung für Bohrgestänge zum Lufthebebohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für Bohrgestänge, insbesondere Doppelwand-Bohrgestänge, zum Lufthebebohren mit einer Luftleitung, einem Verbindungsweg zwischen dieser und einem die hochsteigende Spülung führenden Gestängehohlraum sowie einer in dem Verbindungsweg angeordneten Ventileinrichtung, die einen in Abhängigkeit vom Druck der äußeren Bohrlochflüssigkeit zur Freigabe des Verbindungsweges beeinflußbaren Teil aufweist

Beim Lufthebebohren, auch als Bohren mit indirekter oder umgekehrter Spülung bzw. Gegenspülung bezeichnet wird durch Einleiten von Luft in das Innere des hohlen Bohrgestänges das Gewicht der Flüssigkeitssäule im Gestänge gegenüber der das Gestänge umgebenden Flüssigkeitssäule im Bohrloch derart vermindert daß die Spülung im Gestänge hochsteigt und dabei das vom Bohrwerkzeug gelöste Bohrgut mitnimmt und nach oben fördert Die benötigte Luft wird normalerweise von einem Kompressor geliefert

Es ist bekannt, an der Stelle des Bohrgestänges, an der die Luft aus der Luftleitung in den Gestängehohlraum eingeführt wird, ein als normales Rückschlagventil wirkendes Sperrventil vorzusehen, das einerseits den Durchtritt der einzublasenden Luft ermöglicht, andererseits aber verhindert, daß bei nicht vorhandenem Luftdruck Spülung in die Luftleitung eindringt Die maximale Tiefe, bei der Luft in das Gestängeinnere eingeblasen werden kann, hängt vom erzeugten Luftdruck bzw. vom Gegendruck der Spülungssäule ab. Beim Erreichen dieser größten Einblastiefe mußte bisher bei allen Bohrgestängen, die eine einzige Luftleitung und ein normales Rückschlagventil haben, der Bohrstrang gezogen und eine Anzahl von Bohrstangen ausgebaut werden, um ein weiteres Ventil mit zugehörigem Gestängeteil so in den Bohrstrang einzubauen, daß dieses Ventil beim Weiterbohren in die notwendige Einblastiefe gelangen kann. Dies ist sehr unangenehm und nachteilig, weil damit u.a. ein erheblicher Aufwand bei entsprechender Unterbrechung des Bohrvorganges verbunden ist.

Es ist weiterhin ein Bohrgestänge für das Lufthebebohren bekannt (DE-AS 11 90415), bei dem in einer Luftleitung zum Verbinden derselben mit dem Bohrgestängeinneren Blasdüsen vorgesehen sind, die jeweils ein mit Kanälen versehenes Gehäuse, einen Differentialkolben mit Querdurchlässen und einen in diesem

beweglichen weiteren Kolben mit einem Querdurchlaß aufweisen und in Abhängigkeit vom Luft- und Wasserdruck Luftdurchlaßöffnungen freigeben oder verschließen

Die Funktionsfähigkeit eines solchen Ventils hängt entscheidend von einer einwandfreien Beweglichkeit der Kolben ab. Bereits bei einer leichten Verschmutzung, die sowohl von der Spülung als auch von der Luft her kommen kann, besteht die Gefahr des Blockierens ι ο des Kolbens, womit das Ventil unwirksam wird. Im Betriebszustand des Ventils muß die Luft durch die einzelnen Kanäle im Gehäuse, im Differentialkolben und im inneren Kolben hindurchgehen, was einen nicht unerheblichen Strömungswiderstand bedeutet, erst recht dann, wenn die Bohrungen nicht genau miteinander fluchten. Es kann ein Dnickverlust entstehen, der die Ansprechstufe in unerwünschter Weise beeinflußt

Bei eöiem anderen bekannten Bohrgestänge zum Lufthebebohren (DE-AS 12 40 485) ist an einer Verbindungsstelle zwischen einer Luftleitung und dem die hochsteigende Spülung führenden Gestängeinneren ein Kunststoffstopfen vorgesehen, der von einer zum Bohrloch hin freiliegenden Membran überdeckt ist und einen Zündsatz enthält, auf den ein an der Membran befestigter Schlagbolzen gerichtet ist. In einer entsprechenden Teufe sollen die Membran und der Schlagbolzen nach innen gedrückt, dadurch der Zündsatz gezündet und der Kunststoffstopfen zerstört werden. Es handelt sich also um eine Vorrichtung, die nur einmal wirksam werden kann und dann erneuert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, bestehende Schwierigkeiten und Unzulänglichkeiten zu überwinden und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei der Möglichkeit, Luft in dem jeweiligen Tiefenbereich bis zur gegebenen größten Einblastiefe in den Gestängehohlraum einzuleiten, ohne in mehr oder weniger großem Umfang das Gestänge ausbauen zu müssen, sich u. a. durch Robustheit und Betriebssicherheit auszeichnet und einen günstigen Weg für den Luftdurchtrin bietet Mit der Gesamtaufgabe in Verbindung stehende weitere Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet « sich durch ein als Sitzventil mit Ventilkörper ausgebildetes Öffnungsventil und einen von der äußeren Bohrlochflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben, der starr mit einem Betätigungsglied für den Ventilkörper verbunden ist oder selbst ein solches Betätigungsglied so bildet

Das Ventil kann für einen bestimmten Ansprech- oder Betätigungsdruck ausgelegt oder vorbereitet sein. Insbesondere ist dieser Druck oder Druckbereich, bei dem das Ventil öffnen soll, also das Öffnungsverhalten des Ventils in Rektion zum Flüssigkeitsdruck, einstellbar, so daß auch sehr unterschiedlichen Anforderungen Rechnung getragen werden kann.

Eine solche Vorrichtung wird den Anforderungen des Bohrbetriebes in besonders vorteilhafter Weise gerecht. Sie ist widerstandsfähig gegen die auftretenden Beanspruchungen, außerdem unempfindlich gegen vom Luftstrom mitgeführte Partikel (Staub, Rost) und weist einen strömungstechnisch günstigen Durchgang für die Luft auf.

Ein Bohrstrang, der in gewissen Abständen mit solchen Ventilen versehen ist, läßt ein fortlaufendes Bohren zu, wobei die Lr'.t immer in dem gewünschten Tiefenbereich in den Gestängehohlrsum eingeblasen wird, ohne daß ein Ziehen des Gestänges und ein Ausbauen von Bohrstangen erforderlich ist, um das nächste Ventil in die notwendige Einblastiefe zu bringen. Bei der Erfindung kann der Bohrstrang im Zuge der mit größerer Bohrtiefe jeweils erforderlichen Verlängerung, also beim Einbau neuer Gestängeteile, in entsprechenden Abständen mit zumindest im Öffnungssinne automatisch in Abhängigkeit von Druckänderungen arbeitenden Ventilen versehen werden, was ohne Schwierigkeiten möglich ist Diese Ventile können vor dem Einbau so eingestellt oder vorbereitet sein, daß sie erst in der geforderten Tiefe die Luft in das Gestängeinnere einlassen, vor dem öffnen aber die Luft zum jeweils tieferliegenden Ventil passieren lassen.

Die Vorrichtung mit einem oder mehreren druckabhängig ansprechenden Ventilen ist vorteilhaft in einen Bohrstrangteil eingebaut Dies kann nicht nur eine Stange sein, sondern auch ein anderer Teil des Bohrstranges, so u.a. namentlich ein Räumer, ein Übergangsstück, eine Schwerstange, ein Meißel oder anderes Bohrwerkzeug od .dgl. sein. Weiterhin kann die Vorrichtung auch eine nach Bedarf beliebig zwischen zwei Bohrgestängeteilen einfügbare separate Einheit bilden.

Zweckmäßig ist zwischen dem automatischen Ventil und <Lm Gestängehohlraum ein Rückschlagventil vorgesehen, das ein Austreten von Spülung aus dem Gestängehohlraum in die Luftwege hinein verhindert

Eine raumsparende und auch für die Fertigung günstige Ausführung ergibt sich, wenn die Achsen des Rückschlagventils und des automatischen Ventils zueinander versetzt sind.

Sie können dabei namentlich windschief zueinander verlaufen. Insbesondere kann die Achse des Rückschlagventils radial zur Längsachse bzw. der Achse des Bohrstranges gerichtet sein, während die Achse des durckabhängigen Ventils etwa parallel zur Längsachse der Vorrichtung oder in einem spitzen Winkel zu dieser Längsachse verläuft

Das druckabhängige Ventil kann als Sitzventil mit federbelastetem Ventilkörper, etwa einer Kugel, ausgebildet sein. Bei einer vorteilhaften Ausführung weist das Ventil einen unmittelbar von der Bohrlochflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben auf. Dieser kann insbesondere starr mit einem Betätigungsflied für einen Ventilkörper verbunden sein oder selbst ein solches Betätigungsglied bilden.

Es kann wünschenswert sein, den Schließzustand und den Öffnungszustand des Ventils zu fixieren. Zu diesem Zweck läßt sich dem Steuerkolben oder einem mit diesem verbundenen Teil, so auch einem Betätigungsglied, eine Arretierungsvorrichtung zuordnen, mittels derer der Steuerkolben oder das Betätigungsglied in zv/ei Positionen lösbar festlegbar ist, von denen die eine dem Schließzustand des Ventils und die andere seinem Öffnungszustand entspricht wobei der Sleuerkolben unter Überwindung eines nachgiebigen Widerstandes der Arretierungsvorrichtung jeweils aus der einen in die andere Position üherführbar ist Wird der nachgiebige Widerstand der Arretierungsvorrichtung in seiner Größe einstellbar gemacht, so kann dadurch die Vorspannung der Arretierung verändert weraen, was zugleich eine Einstellbarkeit der Betätigungskraft für das Ventil bedeutet.

Im einzelnen kam die Arretierungsvorrichtung ein durch eine Druckfeder belastetes Rastorgan in Form einer Kugel od. dgl. aufweisen, die zum Eingriff in

Ausnehmungen, Rillen od. dgl. am Steuerkolben oder Betätigungsglied bestimmt ist. Die Druckfeder bildet hierbei den nachgiebigen Widerstand. Die Kraft der Druckfeder ist vorteilhaft mittels einer Stellschraube veränderbar.

Bei einer anderen günstigen Ausführung des Ventils ist dem Steuerkolben oder einem mit diesem verbundenen Teil eine Belastungsvorrichtung zugeordnet, mittels derer der Steuerkolben mit einer dem Druck der Bohrlochflüssigkeit entgegenwirkenden Druckkraft belastbar ist. Wird der von der Belastungsvorrichtung erzeugte Gegendruck (sowie der sonst vorhandene Widerstand) durch den Druck der Bohrlochflüssigkeit überwunden, öffnet das Ventil.

Die Belastungsvorrichtung weist insbesondere einen dem Steuerkolben benachbarten abgedichteten Druckraum auf, der mit Druckmedium, etwa mit Luft oder einem anderen Gas, von vorgebbarem Druck gefüllt ist bzw. gefüllt werden kann. Vorteilhaft ist der Druckraum weiiigsiciii teilweise ais Zylinder ausgebildet, namenilieh derart, daß darin ein Teil des Steuerkolbens verschiebbar geführt ist.

Um dem Druckraum Druckmedium zuzuführen, läßt sich eine mit einem Einlaßventil versehene Zuleitung vorsehen. Diese kann mit dem Vorteil insbesondere im Steuerkolben selbst angeordnet sein.

Die Ausführung läßt sich auch so treffen, daß der Druckraum einen mit gasförmigem Medium von vorgegebenem oder vorgebbarem Druck gefüllten flexiblen Hohlkörper enthält. Ein solcher Hohlkörper kann auch von einer Flüssigkeit von vorgegebenem oder vorgebbarem Druck umgeben sein.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt

F i g. I eine mit der Ventilvorrichtung ausgestattete Stange eines Doppelwand-Bohrgestänges, teils in Ansicht, teils im Schnitt.

F i g. 2 eine Stirnansicht des Ven'ilendes der Stange nach Fig. !.

F ; g. 3 einen Schnitt nach der Linie Ill-ill in F i g. 2.

F ; g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV —IV in F-1 g. I und 7.

I i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in F i g. I und 3.

F i g. 6 eine andere Ausführung der Vorrichtung in einer der F i g. 3 entsprechenden Schnittdarstellung und F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VM in F i g. 6.

Die in Fig. ! und 2 wiedergegebene Stange 1 ist ein Doppelwand-Gestängeteil und weist ein Außenrohr 2 sou ie ein unter Belastung eines durchgehenden Ringraumes 4 in /.iesem angeordneten Iiinenrohr 3 auf. das sich mit einzelnen, in der Nähe seiner Enden über den Umfang verteilt angeordneten Ansätzen 6 od. dgl. innenseitig am Außenrohr 2 abstützt und das den beim Lufthebebohren zur Führung von aufsteigender, mit dem Bohrklein beladener Spülung bestimmten durchgehenden Gestängehohlraum 5 umschließt. Der Ringraum 4 dient als Luftleitung. Die Stange 1 ist am unteren Ende mit einem Außengewinde 7 und am oberen Ende mit einem Innengewinde 8 versehen, so daß sie zur Bildung eines Bohrstranges mit gleichartigen Gestängeteilen verschraubt werden kann. Die am oberen Ende eines solchen Bohrstranges vorgesehenen Einrichtungen zum Herauslesen der Spülung aus dem Gestängeinneren 5 und zum Einleiten der ζ .Β. von einem Kompressor gelieferten Druckluft können von üblicher Art und Ausbildung sein und sind nicht besonders dargestellt

In der Nähe ihres unteren Endes ist die Stange 1 mit drei sternförmig angeordneten rippenartigen Vorsprüngen 9 versehen. In jedem derselben ist eine jeweils ein Rückschlagventil 10 und ein druckabhängig arbeitendes

ί Öffnungs-Ventil 11 enthaltende Einrichtung untergebracht, wie sie nachstehend im einzelnen an Hand der 3 bis 5 erläutert wird.

Das auf den Druck der das Bohrgestänge im Bohrloch umgebenden Flüssigkeit ansprechende Ventil U weist

ίο im wesentlichen folgende Teile auf: einen Ventileinsatz 12, ein Ventilstück 13, das einen Sitz 14 für einen Ventilkörper in Form einer Kugel 15, z. B. aus Kunststoff, bildet, eine die Kugel 15 in Anlage am Sitz 14 haltende, schematisch angedeutete Druckfeder 16, die sich mit ihrem anderen Ende an einem Widerlager 17 abstützt, eine das Ventilstück 13 festlegende Verschlußschraube 18, einen mit seinem Mittelteil im Ventilstück 13 geführten Steuerkolben 20, dessen vordere Verlängerung 20a ein Betätigungsglied für das Sitzventil 14, 15

2ϋ bildet Und dessen ίΐίΓιίέΓεΓ Teil VGn einer SCiiüiZnuiSc i9 umgeben ist. Die letztere ist mittels einer sie querenden Schraube 21 gehalten, die zugleich einen Sicherheitsanschlag für den Kolben 20 ist. Weil die Hülse 19 offen ist, kann der Kolben 20 von der das Bohrgestänge im Bohrloch umgebenden Flüssigkeit beaufschlagt werden. Der mittlere Teil des Ventilstückes 13 ist von vier Speichen 13a gebildet, zwischen denen Durchlässe vorhanden sind, so daß eine ständige Verbindung zwischvü dem Innenraum des Ventilstückes 13 und der

jo umgebenden ringförmigen Kammer 22 besteht. Die Achse 23 des Ventils 11 ist leicht gegenüber der Längsachse A dr.r Stange 1 geneigt, wie F i g. 3 erkennen läßt.

Der Raum 24 oberhalb des Ventils U steht unmittelbar mit dem die Luftleitung bildenden Ringraum 4 zwischen Innenrohr 3 und Außenrohr 2 in Verbindung, während die ringförmige Kammer 22 am Ventilstück 13 mit einer Bohrung 25 Verbindung hat, die gegenüber der Achse 23 des Ventils 11 seitlich versetzt

»ι ist und deren Achse 26 mit Bezug auf die Längsachse A der Stange 1 radial verläuft. In dieser Bohrung 25 sitzt das Rückschlagventil 10 mit einem eingeschraubten Ventilstück 27. das ähnlich wie das Ventilstück 13 einen von Speichen 28 gebildeten und somit Durchlässe

•*5 aufweisenden käfigartigen Mittelteil hat und einen Sitz 29 für eine Ventilkugel 30 bildet, und mit einem an einem Absatz der Bohrung 25 anliegenden Ventileinsatz 31, in dem eine die Kugel 30 belastende, sich an einem Widerlager 32 abstützende Druckfeder 33 untergebracht ist und der sich in eine radiale Bohrung 34 des Innenrohres 3 hinein erstreckt, derart daß sein die Feder 33 enthaltender Raum unmittelbar mit dem Gestängehohlraum 5 in Verbindung steht aber gegenüber dem Ringraum 4 zwischen Außen- und Innenrohr abgedichtet ist

Der Steuer- oder Betätigungskolben 20 des Ventils 11 kann zwei definierte, den Schließzustand und den Öffnungszustand des Ventils entsprechende Positionen einnehmen, in denen er jeweils durch eine insgesamt mit

co der Ziffer 35 bezeichnete Arretierungsvorrichtung gehalten wird Letztere enthält wie besonders Fig.5 erkennen läßt eine von einer Druckfeder 36 belastete Kugel 37, die in eine von zwei nebeneinander angeordneten Umfangsrillen 38 und 39 am Kolben 20 einrasten kann. Die Vorspannung der Druckfeder 26 läßt sich mittels einer in ein Gewinde eines Einsatzteiles 41 eingreifenden Einstellschraube 40 verändern. Mit der Ziffer 42 ist eine Kontermutter zur Sicherung der

Der Einsatz der erläuterten Vorrichtung und ihre Arbeitsweise beim Einbau der Stange 1 in einen Bohrstrang ist wie folgt.

Der Steuerkolben 20 erhält die in Fig.3 gezeigte Position, wobei die Kugel 37 der Arretierungsvorrichtung 35 in die Rille 38 eingreift. Das Ventil 11 ist somit geschlosst.;. Mittels der Einstellschraube 40 ist die Druckfeder 36 so vorgespannt, daß eine bestimmte Kraft benötigt wird, um den Steuerkolben 20 unter Überwindung dieses Widerstandes in Richtung auf die Ventilkugel 15 zu bewegen. Diese Kraft entspricht im wesentlichen derjenigen Kraft, die auf den Steuerkolben 20 durch den Druck der Flüssigkeit im Bohrloch in derjenigen Tiefe wirkt, in der das Ventil arbeiten soll. Bis diese Tiefe beim Bohren erreicht ist, bleibt das Ventil geschlossen, so daß die Luft im Ringraum 4 der Stange 1 am Ventil U vorbeiströmt und zu einem tiefer Die Ventilausführung kann auch bei einer solchen Einheit gleich derjenigen nach F i g. 3 sein. In den F i g. 6 und 7 ist jedoch noch eine weitere Ausbildung gezeigt. Das automatische Ventil 51 enthält hierbei folgende, teils mit der Ausführung nach F i g. 3 und 4 übereinstimmende, teils anders ausgebildete Elemente; einen Ventileinsatz 12, eine Ventilkugel 15 mit zugehöriger Druckfeder 16 und Widerlager 17 für diese sowie ein Ventilstück 53 und einen Steuerkolben 60 mit

ίο stößelartigem vorderem Teil 60a als Betätigungsglied zum Abheben der Kugel 15 von ihrem am vorderen Teil des Ventilstückes 53 befindlichen Sitz 14. Der Mittelteil des Ventilstückes 53 weist auch bei dieser Ausführung vier Speichen 53a mit dazwischenliegenden Durchläs sen auf, während der hintere Teil einen teilweise als Zylinder 54a ausgebildeten Druckraum 54 einschließt Der Steuerkolben 60 kann mit seinem Teil 60b in dem Zylinder 54a gleiten. Mit der Ziffer 55 ist eine

gelegenen veimi gciailgi, uaS gcuiiiici ist UHu äüfTiit ucM Eintritt der Luft in das Gestängeinnere zuläßt. Ist eine weitere Länge abgebohrt und wird dann eine Bohrstange am oberen Ende des Bohrstranges nachgesetzt, so jllt der Luftdruck in der Luftleitung, bei der gezeigten Ausführung also im Ringraum 4, weg. Hat dabei das betrachtete, im Bohrloch befindliche, zunächst noch geschlossene Ventil 11 die richtige Tiefe erreicht, so kann der Flüssigkeitsdruck im Bohrloch, der den Steuerkolben 20 beaufschlagt, den an der Arretierung 35 eingestellten Widerstand und die außerdem in dem Ventil noch vorhandenen Widerstände überwinden und den Steuukolben 20 verschieben. Dadurch wird mittels des Betätigungsstößels 20a die Ventilkugel 15 von ihrem Sitz 14 abgehoben, so daß beim Bohren nun die zugeführte Luft an der Kugel 15 vorbeiströmen und durch den Raum 22 in den Bohrungsraum 25 des Rückschlagventils 10 sowie durch dieses hindurch in den Gcstängehohlraum 5 gelangt, wobei die Luft durch ihren Druck die Kugel 30 des Rückschlagventils 10 von ihrem Sitz 29 abhebt. Die Kugel 37 der Arretierungsvorrichtung 35 ist bei der Betätigung des Steuerkolbens 20 in die zweite RiIk 29 desselben eingerastet, so daß das Ventil 11 in der Öffnungsposition gehalten wird.

Ist ein tieferliegendes Ventil vorhanden, so bleibt dessen geöffneter Zustand ohne Auswirkung, weil das zugehörige Rückschlagventil vom dort wirkenden höheren Spülungsdruck geschlossen gehalten wird. Das Zurückführen eines geöffneten Ventils in die Schließposition kann von Hand durchgeführt werden, wenn das Bohrgestänge einmal ganz gezogen wird, z. B. beim Auswechseln eines Bohrwerkzeuges.

Bei der Ausführung nach F i g. 6 bildet die Vorrichtung ein jeweils an gewünschter Stelle in einen Bohrstrang zwischen zwei Bohrstangen als Einheit 50 einfügbares Zwischenstück. Diese Einheit 50 ist bei dem dargestellten Beispiel auch doppelwandig ausgebildet und weist ein Außenrohr 2' sowie ein Innenrohr 3' auf, wobei der als Luftführungsweg dienende Ringraum wiederum mit der Ziffer 4 und der die Spülung führende Gestängehohlraum mit der Ziffer 5 bezeichnet ist Zum Verschrauben mit anschließenden Gestängeteilen dienen die Gewinde 7 und 8. Die Einheit 50 kann z. B. ebenso wie die Stange 1 nach F i g. 1 und 2 drei Vorsprünge 9 aufweisen (von denen in F i g. 6 und 7 nur -iner dargestellt ist), in denen Ventileinrichtungen u:" t ereebracht sind.

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54 ist durch Dichtungen 52, 56 gegenüber der Umgebung abgeschlossen. Ihm kann über eine mit einem Einlaßventil 57 versehene Zuleitung 58 ein Druckmedium zugeführt werden. Mit der Ziffer 59 ist ein vor dem Ventil 57 einschraubbarer Verschlußstopfen bezeichnet Bei dieser Ausführung wird die Vorspannung des Steuerkolbens nicht durch eine Arretiervorrichtung bewirkt, sondern dadurch, daß der Druckraum 54 über das Einlaßventil 57 mit Luft oder Gas von wählbarem Druck gefüllt wird. Nach Erreichen des gewünschten

Druckes wird der Verschlußstopfen 59 eingeschraubt

Auch diesem automatischen Ventil 51 ist ein Rückschlagventil 10 zugeordnet (F i g. 7), das demjenigen nach F i g. 4 entspricht. Seine Teile sind deshalb mit denselben ZiT" ;n wie dort bezeichnet Die Luft kann ihren Weg in der gleichen Weise wie bei der Ausführung nach F i g. 3 und 5 nehmen.

Das Ventil 51 nach Fig.6 bleibt bis zu einem bestimmten, von der Bohrtiefe abhängigen Druck der Flüssigkeit im Bohrloch g^hlosser ie Druckluft strömt somit bis dahin an diesem Ventil vorbei zu einem tieferliegenden, bereits geöffneten Venii!. Wird mit wachsender Bohrtiefe der auf die Außenseite des Steuerkolbens 60 wirkende Flüssigkeitsdruck größer als der Gegendruck im Druckraum 54 und die sonstigen vorhandenen Widerstände, so bewegt sich der Steuerkolben 60 und hebt mittels seines Betätigungsstößels 60a die Ventilkugel 15 vom Sitz 14 ab, so daß das Ventil geöffnet ist Dies geschieht in der Regel bei Erreichen der eingestellten Bohrtiefe, wenn beim Nachsetzen einer Bohrstange der Druck im Ringraum 4 zwischen Innen- und Außenrohr abfällt Bei einem zwischenzeitlichen Ziehen des Bohrstranges, z. B. bei einem Wechsel des Bohrwerkzeuges, kehrt das Ventil selbsttätig in seine Schließposition mit auf dem Sitz 14 aufliegender Kugel 15 zurück, so daß vor dem erneuten Absenken des Bohrstranges und dem Weiterbohren nichts veranlaßt zu werden braucht

Abweichend von der dargestellten Ausführung kann in dem Druckraum 54 auch ein mit Luft oder Gas gefüllter, ggfs. mit einer Einlaßvorrichtung versehener, flexibler Hohlkörper, z. B. in Form eines Balges, einer Blase od. dgl. angeordnet sein. Ein solcher Hohlkörper kann dabei auch von einer Flüssigkeit umgeben sein, namentlich mit vorgebbarem Druck.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   U Vorrichtung für Bohrgestänge, insbesondere Poppelwand-Bohrgestänge, zum Lufthebebohren mit einer Luftleitung, einem Verbindungsweg zwischen dieser und einem die hochsteigende Spülung führenden Gestängehohlraum sowie einer in dem Verbindungsweg angeordneten Ventileinrichtung, die einen in Abhängigkeit vom Druck der to äußeren Bohrlochflüssigkeit zur Freigabe des Verbindungsweges beeinflußbaren Teil aufweist, gekennzeichnet durch ein als Sitzventil mit Ventilkörper (15) ausgebildetes Öffnungsventil (11; Sl) und einen von der äußeren Bohrlochflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben (20; 60), der starr mit einem Betätigungsglied (20a; 6OaJ für den Ventilkörper (15) verbunden ist oder selbst ein solches Betätigungsglied bildet

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungsverhalten des Öffnungsventils (IJ; 51) in Relation zum Flüssigkeitsdruck einstellbar ist

   3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Öffnungsventil (11; 51) und dem Gestängehohlraum (5) ein Rückschlagventil (10) vorgesehen ist

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (23,26) des Rückschlagventils (10) und des Öffnungsventils (11; 51) zueinander versetzt sind.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß dem Steuerkolben (20) oder einem mit diesem ν /bundenen Teil eine Arretierungsvorrrchtunj (3B) zugeordnet ist mittels derer der Steuerkolben (20) η zwei Positionen lösbar feststellbar ist von denen die eine dem Schließzustand des Ventils (11) und die andere dem Öffnungszustand des Ventils (11) entspricht wobei der Steuerkolben (20) unter Überwindung eines nachgiebigen Widerstandes der Arretierungsvorrichtung jeweils aus der einen in die andere Position überführbar ist

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebige Widerstand der +5 Arretierungsvorrichtung (35) in seiner Größe einstellbar ist.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierungsvorrichtung (35) ein durch eine Druckfeder (36) so belastetes, zum Eingriff in Ausnehmungen, Rillen (38, 39) od. dgl. des Steuerkolbens (20) bringbares Rastorgan in Fovm einer Kugel (37) od. dgl. aufweist

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet daß die Spannung der Druckfeder (36) mittels einer Stellschraube (40) veränderbar ist.

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß dem Steuerkolben (60) oder einem mit diesem verbundenen Teil eine Belastungsvorrichtung zugeordnet ist, mittels derer der Steuerkolben (60) mit einer dem Druck der Bohrlochflüssigkeit entgegenwirkenden Druckkraft belastbar ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Belastungsvorrichtung einen dem Steuerkolben (60) benachbarten abgedichteten Druckraum (54) aufweist, der mit Druck medium von vorgebbarem Druck gefüllt oder füllbar ist

   II, Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (54) wenigstens teilweise als Zylinder (54a,) ausgebildet ist

   IZ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und

   11, gekennzeichnet durch eine mit einem Einlaßventil (57) versehene Zuleitung (58) für das Druckmedium.

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis

   12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (54) einen mit gasförmigem Medium von vorgegebenem oder vorgebbarem Druck gefüllten flexiblen Hohlkörper enthält

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Hohlkörper im Druckraum (54) von Flüssigkeit mit vorgegebenem oder vorgebbarem Druck umgeben ist