DE2839868C3

DE2839868C3 - Drill bit

Info

Publication number: DE2839868C3
Application number: DE2839868A
Authority: DE
Inventors: Anton Sargans Broder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1981-10-01
Also published as: CH622312A5; DE2839868B2; DE2839868A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone mit einem Kronenkörper und mehreren über die Stirnfläche verteilten Räumbacken, welche in je einer Führung im Kronenkörper beim Bohren nach außen verschiebbar und beim Rückziehen der Bohrkrone aus dem Bohrloch wieder nach innen verschiebbar sind. Solche Bohrkronen werden insbesondere für das Bohren von Überlagerungen verwendet.The invention relates to a drill bit with a bit body and several over the end face distributed broaching jaws, each of which can be moved outwards in a guide in the crown body when drilling and can be displaced inwards again when the drill bit is withdrawn from the borehole. Such drill bits are especially used for drilling overlays.

An vielen Stellen ist die Erdoberfläche mit Gesteinsichutt überlagert, der meist glazialen Ursprungs ist. Bei Bohrarbeiten stellt diese sogenannte Überlagerung meist größere Probleme als das Bohren in Fels. Damit das Bohrgestänge nicht verklemmt oder das Bohrloch nach dem Herausziehen des Bohrers durch Einbrechen der Wandung nicht zusammenfällt, wird meist ein Futterrohr verwendet, das entsprechend dem Vortrieb der Bohrung abgesenkt wird. Dies bedingt aber, daß der Bohrer eine Bohrung bewirkt, deren Durchmesser mindestens so groß ist, wie der Durchmesser des Futterrohrs.In many places the surface of the earth is covered with rubble superimposed, which is mostly of glacial origin. When drilling, this represents so-called overlay usually bigger problems than drilling in rock. So that the drill pipe does not jam or the borehole does not collapse after pulling out the drill due to the collapse of the wall, usually a Lining used, which is lowered according to the advance of the bore. But this requires that the Drill creates a hole whose diameter is at least as large as the diameter of the Casing.

Es sind bereits Bohrköpfe bekanntgeworden, bei denen z, B. zwei Räumbacken in zwei in spitzem Winkel zur Böhrachse am Bohrkopf angeordneten Führungen angeordnet sind. Die Räumbacken werden zum Bohren nach außen verschoben. Beim Rückziehen des Bohrkopfs schlagen sie mit abgeschrägten Flächen am unteren Ende des Futterrohrs an und werden dadurch wieder nach innen verschoben (US-PS 33 65 010, GBPS 9 73 790, US-PS 10 75 843, US-PS 9 79 106). Bei diesen bekannten Bohrköpfen sind die Führungen der Räumbacken während des Bohrens ungeschützt den Einflüssen im Bohrloch ausgesetzt, wobei die Gefahr besteht,There are already known drill heads in which, for example, two broaching jaws in two at an acute angle are arranged to the drilling axis on the drill head arranged guides. The broaching jaws are used for drilling shifted outwards. When retracting the drill head, they hit with beveled surfaces lower end of the casing and are thereby shifted inwards again (US-PS 33 65 010, GBPS 9 73 790, US-PS 10 75 843, US-PS 9 79 106). With these known drill heads, the guides of the broaching jaws are unprotected from the influences during drilling exposed in the borehole with the risk of

ίο daß sie beschädigt und verschmutzt werden. Dies kann dann zur Folge haben, daß die Räumbacken nach dem Bohren nicht mehr oder nicht mehr ganz zurückgezogen werden können. Dies führt dann dazu, daß beim Hochziehen der Bohrkopf im Futterrohr verklemmt, was zum Verlust des Bohrkopfes oder zur Beschädigung des Futterrohrs führen kann.ίο that they are damaged and soiled. This can then have the consequence that the broaching jaws are no longer or no longer retracted completely after drilling can be. This then leads to the fact that when pulling up the drill head jams in the casing, which can lead to loss of the drill head or damage to the casing.

Es ist auch eine Bohreinrichtung bekannt, bei welcher ein vom Druck des Spülwassers betätigter Kolben über eine Zahnstange und Zahnsegmente die Räumbacken in die ausgefahrene Stellung bewegt (US-PS 17 52 092). Auch bei dieser einrichtung besteht die Gefahr, daß Zahnstange und Zahnsegmente im Bohrloch beschädigt oder verschmutzt werden, so daß sie verklemmen und ein Einfahren der Räumbacken verhindern.A drilling device is also known in which a piston actuated by the pressure of the rinsing water over a rack and toothed segments moves the broaching jaws into the extended position (US-PS 17 52 092). With this device, too, there is a risk that the rack and the toothed segments will be damaged in the borehole or become soiled, so that they jam and prevent retraction of the broaching jaws.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bohrkrone der eingangs erwähnten Art tu schaffen, bei welcher die Räumbacken sicher in die zurückgezogene Stellung gebracht werden können.It is the object of the present invention to provide a drill bit of the type mentioned at the beginning which the broaching jaws can be safely brought into the retracted position.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daßAccording to the invention this is achieved in that

jo der Kronenkörper für jeden Räumbacken eine Kammer aufweist, welche über eine Bohrung mit einem Spülwasserkanal in Verbindung steht und in die hinein der Räumbacken bei seiner Bewegung nach innen verschieblich ist.jo the crown body has a chamber for each broaching jaw, which has a bore with a Rinsing water channel is connected and into which the Räumbacken during its movement inward is movable.

j¹) Durch den Druck des Spülwassers werden daher beim Bohren die Räumbacken sicher in die äußere Stellung gebracht. Während des Bohrens werden keinerlei Teile der jeweiligen Führung den Einflüssen im Bohrloch ausgesetzt, denn der Füh-ungsa!schnitt, der bei ausgefahrener Räumbacke nicht in Berührung mit diesen steht, befindet sich in der Kammer. Es besteht somit keine Gefahr der Beschädigung oder Verschmutzung der Führung, so daß die Räumbacken jeweils ohne Schwierigkeiten eingefahren werden können.j ¹ ) Due to the pressure of the flushing water, the broaching jaws are therefore safely brought into the outer position when drilling. During drilling, no parts of the respective guide are exposed to the influences in the borehole, because the guide cut, which is not in contact with the broach when the broach jaw is extended, is located in the chamber. There is therefore no risk of damage or contamination of the guide, so that the broaching jaws can be retracted without difficulty.

Vorteilhaft ist ein Anschlag vorgesehen, der die Verschiebung des Räumbackens nach außen begrenzt, wobei in der Außenposition des Räumbackens die Kammer über eine Öffnung, aus der Spülwasser entweichen kann, mit dem Bohrlochraum in Verbindung steht. Da die Kammern beim Bohren immer von Spülwasser durchspült werden, bleiben sie sauber, so d;<ß die sichere Aufnahme der Räumbacken stets gewährleistet bleibt. Des weiteren wird durch das austretende Spülwasser eine Spülung in einem Arbeitsbereich der Bohrkrone bewirkt, wo sie wesentlich zum Bohrfortschritt beiträgt.A stop is advantageously provided which limits the outward displacement of the broaching jaw, wherein in the outer position of the broaching jaw, the chamber has an opening from which rinsing water can escape, communicates with the borehole space. Since the chambers are always drilled from If the rinsing water is flushed through, they remain clean, so that the clearing jaws are always held securely remains guaranteed. In addition, the escaping flushing water rinses a work area the drill bit where it makes a significant contribution to drilling progress.

Die Räumbacken sind vorteilhaft in einem spitzen Winkel zur Bohrlochachse angeordnet. Diese, an sich bekannte Anordnung hat den Vorteil, daß beim Bohren durch die auf die Räumbacke wirkenden Kräfte diese automatisch iri die äußere Stellung gebracht werden.The broaching jaws are advantageously arranged at an acute angle to the borehole axis. This, in itself known arrangement has the advantage that when drilling through the forces acting on the broaching jaw these automatically brought into the outer position.

Vorteilhaft weist die Räumbacke, wenn die Bohrkrone zum Überlagerungsbohren mit einem ihr nachgeführtem Futterrohr Verwendet wird, an ihrem radial äußeren Ende eine Fläche auf, die schräg zur Bohrachse angestellt und beim Zurückziehen der Krone an das untere des Futterrohrs anlegbar ist, wobei der Backen in die Inriefißösitiöti zuruckschiebbäf ist. Auf diese WeiseThe broaching jaw is advantageous when the drill bit is used for overlay drilling with one that tracks it Casing pipe is used, at its radially outer end, a surface which is oblique to the drilling axis employed and can be placed against the lower of the casing when the crown is withdrawn, the jaw in the Inriefißösitiöti is back-pushing. In this way

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wird mit einfachen, an sich bekannten Mitteln die Rückstellung der Räumbacken bewirkt.the resetting of the broaching jaws is effected with simple, per se known means.

Es ist möglich, in einer weiteren mit dem Spülwasserkanal in Verbindung stehenden Bohrung im Kronenkörper einen Kolben vorzusehen, durch welchen die --, Räumbacke über den Spülwasserdruck in ihrer Außenposition haltbar ist Auf diese Weise kann auch Vibrationen des Räumbackens entgegengetreten werden, die beim Bohren langsam eine Abnützung der Führungen bewirken können. inIt is possible to use a further bore in the crown body that is connected to the flushing water channel to provide a piston through which the reaming jaw is in its outer position via the flushing water pressure is durable In this way, vibrations of the broaching jaw can also be countered, which can slowly wear out the guides when drilling. in

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing explained. It shows

Fig. 1 die Bohrkrone mit ausgefahrenen Räumbakken, wobei das Futterrohr gestrichelt angedeutet ist, ι ί1 shows the drill bit with the broaching jaws extended, the casing being indicated by dashed lines, ι ί

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Bohrkrone undF i g. 2 shows a plan view of the end face of the drill bit and

F i g. 3 die Bohrkrone mit eingefahrenen Räumbacken beim Emporziehen durch das Futterrohr.F i g. 3 the drill bit with retracted broaching jaws when pulling up through the casing.

Die Bohrkrone 10 besteht aus einem Kronenkörper 11 und einer Räumervorrichtung, die aus mehreren, über die Stirnfläche verteilten Räumbacken 13 besteht Diese Räumbacken 13 sind in einer Führung 15 auf dem Kronenkörper 11 verschiebbar. Die Führung 15 kann beispielsweise als Schwalbenschwanzführung ausgebil- 2^ det sein. Zu beachten ist, daß diese Führungen in einem spitzen Winkel zur Bohrlochachse angeordnet sind, so daß die beim Bohren auftretenden Kräfte die Tendenz haben, die Räumbacken nach außen zu bewegen. Anschläge 17 (Fig.3) sind vorgesehen, um die jo Verschiebung der Räumbacken 13 nach außen zu begrenzen. Der Kronenkörper 11 weist für jeden Räumbacken 13 eine Kammer 19 auf, welche an einem Ende über eine Bohrung 21 mit dem Spülwasserkanal 23 in Verbindung steht. Der Spülwasserkanal 23 besteht in r> üblicher Weise aus einer koaxialen Bohrung im Kronenkörper und weist noch eine Öffnung 25 auf, die in der Stirnfläche der Bohrkrone mündet. Mit dem Bezugszeichen 27 ist ein Gewinde gezeichnet, wie es bei Bohrkronen .^ur Befestigung an einem Bohrgestänge üblich ist. Es ist nun zu beachten, daß der Anschlag 17 so angeordnet ist, daß die Verschiebung des Räumbackens 13 nach außen so begrenzt wird, daß eine kleine öffnung 29 an der Stirnseite der Bohrkrone entsteht, aus der Spülwasser zur Spülung beim Bohren entweichen kann. Da das Spülwasser normalerweise unter einem Druck von etwa 50 atü steht, fließt beim Bohren ständig Spülwasser aus der öffnung 29 und verhindert so ein Eindringen von Schmutz in die Kammer 19.The drill bit 10 consists of a crown body 11 and a reamer, which consists of several, over the end face distributed Räumbacken 13 consists of These Räumbacken 13 are in a guide 15 on the Crown body 11 displaceable. The guide 15 can be designed, for example, as a dovetail guide be det. It should be noted that these guides are arranged at an acute angle to the borehole axis, see above that the forces occurring during drilling have a tendency to move the broaching jaws outwards. Stops 17 (FIG. 3) are provided in order to shift the broaching jaws 13 to the outside limit. The crown body 11 has a chamber 19 for each broaching jaw 13, which on a The end communicates with the flushing water channel 23 via a bore 21. The flushing water channel 23 consists of r> usually from a coaxial bore in the crown body and still has an opening 25, which opens into the face of the drill bit. With the reference numeral 27 a thread is drawn, as it is in Drill bits. ^ For attachment to a drill pipe is common. It should now be noted that the stop 17 is arranged so that the displacement of the broaching jaw 13 is limited to the outside so that a small opening 29 arises on the end face of the drill bit, from which Rinsing water for rinsing can escape when drilling. Because the rinse water is normally under pressure of about 50 atmospheres, rinsing water constantly flows out of the opening 29 during drilling and thus prevents it from entering Ingress of dirt into the chamber 19.

Jede Räumbacke 13 weist an ihrem äußeren Ende eine Fläche 31 auf, die derart schräg zur Bohrkronenachse oder Bohrlochachse 32 angeordnet ist, daß sie beim Zurückziehen der Krone aus dem Bohrloch an dem in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Futterrohr 33 anstößt Wird also die Bohrkrone aus dem Bohrloch gezogen, so genügt es, die Spülung abzustellen, worauf die Räumbacken 13 in die in F i g. 3 eingezeichnefe Stellung zurückkehren. Geschieht dies nicht selbsttätig, so werden die Räumbacken durch die schräge Fläche 31 nach innen geschoben, wenn diese am Futterrohr 33 anstößtEach broaching jaw 13 has at its outer end a surface 31 which is inclined in this way to the drill bit axis or borehole axis 32 is arranged so that when the bit is withdrawn from the borehole at the in In the drawing, the casing 33 shown in dashed lines abuts the drill bit from the borehole pulled, it is sufficient to turn off the flush, whereupon the broaching jaws 13 in the in F i g. 3 drawn Return position. If this does not happen automatically, the broaching jaws are opened by the inclined surface 31 pushed inwards when it hits the casing 33

Beim gezeigten Ausführungsbeispse! sind der Kronenkörper und die Räumbacken mit Bohrstiften 35 aus Hartmetall oder dergleichen bestückt Es ist jedoch dem Fachmann klar, daß auch eine andere Bestückung gewählt werden kann, und daß je nach dem Verwendungszweck Abweichungen von der im Ausführungsbeispiel gezeigten Konstruktion gemacht werden können. So ist es zum Beispiel möglich, wie in F i g. 1 gezeigt, eine Festhalterung vorzusehen, die aus einem in einer Bohrung 37 beweglichen Kolben 39 und einer Feder 41 besteht, wobei der Kolben 39 in eine Kerbe 43 des Räumbackens 13 eingreifen kann, um diesen festzuhalten. Die Bohrung 37 ist über einen Kanal 38 mit dem Spülwasserkanal 23 verbunden, so daß der auf den Kolben wirkende Spülwasserdruck die Räumbacke 13 im Betrieb mit großer Kraft in ihrer Position hält.In the example shown! are the crown body and the Räumbacken equipped with drill pins 35 made of hard metal or the like It is clear to those skilled in the art that other equipment can also be selected, and that depending on the intended use Deviations from the construction shown in the exemplary embodiment can be made. For example, it is possible, as shown in FIG. 1 shown to provide a retainer consisting of one in one Bore 37 is movable piston 39 and a spring 41, the piston 39 in a notch 43 of the Räumbackens 13 can intervene to hold this. The bore 37 is via a channel 38 with the Rinsing water channel 23 connected so that the rinsing water pressure acting on the piston clears the clearing jaw 13 Holds in position with great force during operation.

Die Erfindung eignet sich vor allem für Überlagerungsbohrungen unter Verwendung von Futterrohren, aber auch für Tiefbohrungen im Fels, für Brunnenbohrungen und dergleichen.The invention is particularly suitable for overburden bores using casing pipes, but also for deep drilling in rock, for drilling wells and the like.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.Drill bit with a bit body and several broaching jaws distributed over the face, which each in a guide in the crown body when drilling to the outside and when Withdrawal of the drill bit from the borehole can be displaced inwards again, thereby characterized in that the crown body (11) has a chamber (19) for each broaching jaw (13) has, which communicates via a bore (21) with a flushing water channel (23) and into which inside the broaching jaw (13) is displaceable inward during its movement.

2. Drill bit according to claim 1, characterized in that a stop (17) is provided which the displacement of the broaching jaw (13) is limited to the outside, with the broaching jaw in the outer position (13) the chamber (19) via an opening (29) from which the rinse water can escape, with the Bohriuchraum is in communication.

3. Drill bit according to claim 1 or 2, characterized in that the broaching jaws (13) in Seen drilling direction are arranged at an acute angle to the borehole axis (32).

4. drill bit according to one of claims 1 to 3, for overlay drilling with a casing following the drill bit, characterized in that that the broaching jaw (13) at its radially outer end has a surface (31) which is inclined to the Drill axis (J "*) employed and when retracting the drill bit (10) to the lower end of the Lining tube (33) can be placed, the clearing jaw (13) being able to be pushed back into the inner position.

5. Drill bit according to one of claims 1 to 4, characterized in that in a further with the rinsing water channel (23) connected bore (37) in the crown body (11) a piston (39) is provided, through which the clearing jaw (13) via the flushing water pressure in its outer position is durable.