DE3014641A1 - Drehverbindung fuer umkehr-umwaelzbohrvorrichtungen - Google Patents

Drehverbindung fuer umkehr-umwaelzbohrvorrichtungen

Info

Publication number
DE3014641A1
DE3014641A1 DE19803014641 DE3014641A DE3014641A1 DE 3014641 A1 DE3014641 A1 DE 3014641A1 DE 19803014641 DE19803014641 DE 19803014641 DE 3014641 A DE3014641 A DE 3014641A DE 3014641 A1 DE3014641 A1 DE 3014641A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
central
inner housing
central housing
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19803014641
Other languages
English (en)
Other versions
DE3014641C2 (de
Inventor
Yasuaki Ishikawa
Hiroshi Kusumi
Masami Wada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP4534179A external-priority patent/JPS55138588A/ja
Priority claimed from JP4534079A external-priority patent/JPS55138587A/ja
Priority claimed from JP4533979A external-priority patent/JPS55138586A/ja
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of DE3014641A1 publication Critical patent/DE3014641A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3014641C2 publication Critical patent/DE3014641C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/02Swivel joints in hose-lines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • Drehverbindung für Umkehr-Umwälzbohr-
  • vorrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehverbindung für Umkehr-Umwälzbohrvorrichtungen.
  • Umkehr-Umwälzbohrvorrichtungen, die verschiedene geologische Bedingungen bewältigen können, sind weitgehend im Gebrauch, und zwar beim Einsatz von weichem Erdboden mit einem N-Wert von weniger als 50 bis zu einer harten Schicht wie z. B. Granit. Es treten Jedoch schwierige Probleme bei einem Bohrbetrieb durch harten Fels wie Granit auf.
  • In der Zeichnung stellt Fig. 1 eine Umkehr-Umwälzbohrvorrichtung dar, und zwar im Betrieb zum Erstellen einer Bohrung durch eine Schicht aus hartem Fels. Bei dieser Vorrichtung ist mit 1 ein Grundgestell bezeichnet, das auf der Bodenfläche installiert ist und einen Stützrahmen 2 für den Bohrstrang trägt. Der Stützrahmen 2 für den Bohrstrang weist einen Kellymast 2a, hydraulische Zylinder 2b, deren eines Stangenende jeweils mit dem unteren Abschnitt des Kellymasts 2a durch eine Stiftverbindung verbunden ist, und einen Hubrahmen 2c auf, der von dem Zylinderteil der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 2b durch ein sphärisches Lager getragen ist und durch die Einzug- und Vorschubhübe des hydraulischen Zylinders 2b auf und ab bewegt werden kann.
  • An der Mitte des Hubrahmens 2c ist eine Drehverbindung 3 befestigt und weist eine Kellystange 22 auf, die mit dem unteren Ende seines inneren Gehäuses verbunden ist. Die Kellystange 22 befindet sich im Eingriff mit einem Drehtisch 23 einer Maschine zur Er- zeugung des Bohr-Drehmoments, die fest auf dem Grundgestell 1 angebracht ist, und treibt dadurch ein Bohrrohr 24, das am unteren Ende der Kellystange 22 angeschlossen ist, ein Verbindungsgewindestück 25, eine Schwerstange 26, die mit Blei gefüllt ist, einen Stabilisierer 27 und einen Rollenmeißel 28 an. Ein Schenkelrohr 19 ist am oberen Ende der Drehverbindung 3 angeordnet und wird mit einer nicht dargestellten Saugpumpe über einen Saugschlauch 21 verbunden.
  • Bei einer Umkehr-Umwälzbohrvorrichtung wird Ublicherweise ein Rollenmeißel gemäß 28 bei einem Bohrbetrieb durch harten Fels verwendet. Der Rollenmeißel 28 weist konische Rollenschneidwerkzeuge mit Einsätzen aus superharten Tips auf oder eine Kombination einer Mehrzahl von konischen gezahnten Rollenschneidwerkzeugen 28a aus verschleißfestem Material, über denen die bleigefüllten Schwerstangen 26 befestigt sind, um eine hohe Bohrlast auf sie auszuüben. Daher ist es erforderlich, daß die Drehverbindung 5 die am oberen Ende des Bohrstrangs angeordnet ist, und zwar einschließlich des Bohrrohrs und des Rollenmeißels, eine große Last trägt.
  • Bei einem Bohrbetrieb durch harten Fels sind ferner die Schneidwerkzeuge üblicherweise in asymmetrischen Stellungen auf dem Neißelkörper angeordnet in einer solchen Weise, daß eine erhöhte Brechwirkung dadurch erzeugt wird, daß sie auf den Fels eine Aufprallkraft erzeugen.
  • Dies erhöht die Vortriebsgeschwindigkeit und steigert die Bohrwirkung, unterwirft jedoch den-Meißelkörper einer lokalisierten Belastung, wodurch eine Biegekraft auf dem Bohrrohr erzeugt wird, das das Drehmoment auf den Meißel überträgt. Infolgedessen ergibt sich eine Durchbiegung des Bohrrohrs und damit eine große aufwärtsgerichtete Schubkraft auf die Drehverbindung. Da nämlich die Rollenschneidwerkzeuge 28a mit ihren superharten Tips oder einer Kombination gezahnten Kanten auf den Rollen am Boden des Bohrlochs gedreht wird, ist der Meißelkörper einer exzentrischen Belastung ausgesetzt, die ein Biegemoment im Bohrstrang erzeugt und dadurch das Bohrrohr 24 durchbiegt, das eine geringere Steifigkeit aufweist als der Bohrstrangabschnitt vom Verbindungsstück 25 zum Rollenmeißel 28. Das im Bohrstrang erzeugte Biegemoment variiert über einen großen Bereich in Abhängigkeit von den Bedingungen der Bodenfläche des Bohrlochs, auf der der Rollenmeißel 28 gedreht wird. Daher variiert ebenso der Betrag der abwärtsgerichteten Verschiebung des oberen Abschnitts des Bohrstrangs in einem großen Bereich. Die vorerwähnte aufwärtsgerichtete Schubkraft kann vermieden werden, indem der Hubrahmen 2c bewegt wird, um diesen Variationen zu folgen. Diese Folgesteuerung ist jedoch praktisch unmöglich, da die Variationen eine Dauer aufweisen1 die geringer ist als der Zeitabschnitt, der zum Detektieren einer Variation und zur entsprechenden Betätigung des hydraulischen Zylinders notwendig ist.
  • Beim Bohrbetrieb wird daher der Hubrahmen durch die hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit in einer derartigen Stellung justiert, daß die Last, die auf den Rollenmeißel dann ausgeübt wird, wenn der Bohrstrang sich in durchgebogenem Zustand befindet, auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird. Wenn der Bohrbetrieb fortgesetzt wird, wird der durchgebogene Bohrstrang intermittierend gestreckt, wobei das obere Ende des Bohrstrangs nach oben geschoben wird. Diese Durchbiegungs- und Streckbewegungen wiederholen sich ständig während des Bohrbetriebs. Jedesmal wenn das obere Ende des Bohrstrangs nach oben gestreckt wird, nimmt die Drehbewegung 5 eine große nach oben gerichtete Schubkraft auf, die als unregelmäßiger Stoß wirkt. In Abhängigkeit von der Art des Felsens und der Länge des Bohrstrangs erreicht die nach oben gerichtete Schubkraft manchmal eine Belastung, die mehrfach giBer ist als das Gesamtgewicht des Bohrstrangs, so daß die Drehverbindung und der Tragrahmen für den Bohrstrang im Stande sein müssen, den Bohrstrang sicher gegen diese w vS ll 5 v wr 5 großen Belastungen zu halten. Daraus ergibt sich, daß es erforderlich ist, daß die Axiallager der Drehverbindung und der Tragrahmen für den Bohrstrang besonders große Dimensionen und Stärken aufweisen müssen, um die vorerwähnten großen Lasten zu beherrschen. Außerdem muß der Tragrahmen für den Bohrstrang Mittel aufweisen, um die mechanischen Vibrationen zu unterdrücken, die durch die nach oben gerichteten auftreffenden Schubkräfte verursacht werden.
  • Es ist daher vor allem Aufgabe der Erfindung, eine Drehverbindung für Umkehr-Umwälzbohrvorrichtungen zu schaffen, die derart gestaltet ist, daß das äußere Gehäuse der Drehverbindung und der Tragrahmen für den Bohrstrang frei von auftreffenden, nach oben gerichteten Kräften gehalten werden, die sonst durch das obere Ende des Bohrstrangs eingeleitet würden, der während des Bohrbetriebs wiederholt durchgebogen und aufwärtsgeschoben wird.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Drehverbindung zu schaffen, die diese erwähnten Funktionen beibehält, ohne durch Erde und Sand beeinträchtigt zu werden, die in dem durch die Drehverbindung strömenden Schmutzwasser enthalten sind.
  • Diese Aufgaben werden nach der Erfindung vor allem durch eine Drehverbindung gelöst, die aufweist ein nicht drehbares äußeres Gehäuse; ein im äußeren Gehäuse über axiale und radiale Lager drehbar angeordnetes Zentralgehäuse; ein inneres Gehäuse, das vertikal gleitbar im Zentralgehäuse angeordnet ist und im Innern einen Durchlaß für Schmutzwasser begrenzt; dabei weist das innere Gehäuse an seinem oberen und seinem unteren Ende flanschförmige Vorsprünge auf, die sich zum Zentralgehäuse hin erstrecken, um den Bereich der Gleitbewegung des inneren Gehäuses zu begrenzen; ferner weisen dabei das innere und das Zentralgehäuse auf ihrem äußeren bzw. inneren Umfang Kupplungsabschnitte auf, die zur Drehung mitein- ander gekuppelt sind, und zwar innerhalb des Bereichs der vertikalen Gleitbewegung des inneren Gehäuses, um so das innere und das Zentralgehäuse gemeinsam zu drehen; ferner ist dabei das innere Gehäuse, nach Einleitung und Lösen eines abwärtsgerichteten Schubs, nach oben gleitbar innerhalb des Bereichs eines Abstands zwischen dem unteren Ende des Zentralgehäuses und dem flanschförmigen Vorsprung am unteren Ende des inneren Gehäuses im Fall eines auf dieses innere Gehäuse ausgeübten nach oben gerichteten'Schubs, wodurch die Übertragung der nach oben gerichteten Schubkräfte auf das Zentralgehäuse und das äußere Gehäuse verhindert wird.
  • Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Drehverbindung ferner eine Staubdichtung auf, die zwischen dem inneren und dem Zentralgehäuse angeordnet ist, sowie einen Wasserdurchlaß, der um den äußeren Umfang des inneren Gehäuses gebildet ist in einer Position zwischen der Staubdichtung und dem flanschförmigen Vorsprung am oberen Ende des inneren Gehäuses, welcher Wasserdurchlaß in das innere des inneren p Gehäuses führt.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des allgemeinen Aufbaus einer Umkehr-Umwälzbohrvorrichtung, Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie I-I in Fig. 1, die eine Ausführungsform einer Drehverbindung nach der Erfindung zeigt, Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 2, Fig. 4 eine geschnittene Teilansicht eines Ausschnitts aus Fig. 2 im vergrößerten Maßstab, Fig. 5 die Draufsicht auf ein Einsetzglied, das bei einem Bohrbetrieb in weichem Erdboden verwendet wird0 Die Drehverbindung nach der Erfindung wird im einzelnen an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 2 bis 5 dargestellt ist.
  • Gemäß Fig. 2 ist eine Drehverbindung 3 fest mittig an einem Hubrahmen 2c eines Tragrahmens 2 für den Bohrstrang durch Bolzen 5 und 6 mit Hilfe einer Aufhängung 7 befestigt. Die Drehverbindung 3 nach der Erfindung weist ein äußeres Gehäuse 7 auf, das am Hubrahmen 2c mit Hilfe der Aufhängung 4 befestigt ist, ferner ein Zentralgehäuse 9, das im äußeren Gehäuse 7 mit Hilfe von Lagern 8a und 8b drehbar aufgenommen ist, und schließlich ein inneres Gehäuse 16, das relativ zum Zentralgehäuse in Längsrichtung gleitbar ist innerhalb eines begrenzten Bereichs, jedoch mit dem Zentralgehäuse gemeinsam drehbar ist.
  • Das äußere Gehäuse 7 besteht aus einem unteren äußeren Gehäuse 7a und einem oberen äußeren Gehäuse 7b.
  • Sein oberes offenes Ende ist durch einen oberen Deckel 19a verschlossen, der mit einem Schenkelrohr 19 versehen ist. Der obere Deckel 19a sowie das obere und das untere äußere Gehäuse 7b und 7a sind aneinander durch Bolzen 18 befestigt. Mit 8a und 8b sind Lager bekannter Bauart bezeichnet, die auf der Innenseite des äußeren Gehäuses angeordnet sind, um schub- und radiale Belastungen aufzunehmen.
  • Das Zentralgehäuse 9 besteht aus einem unteren Zentralgehäuse 9a und einem oberen Zentralgehäuse 9b, die fest durch Bolzen 10 miteinander verbunden sind. Zwischen dem oberen Zentralgehäuse 9b und dem oberen äußeren Gehäuse 7b bzw. zwischen dem unteren Zentralgehäuse 9a und dem unteren äußeren Gehäuse 7a sind Öldichtungen i1 und 12 angeordnet. Auf dem inneren Umfang des unteren Zentralgehäuses 9a ist ein Kupplungsabschnitt 9a' mit vieleckigem Querschnitt vorgesehen, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Er ist gebildet über einen bestimmten Bereich, wie im folgenden noch beschrieben wird. Ferner sind am oberen und unteren Ende Büchsen 13 und 14 vorgesehen, wie ebenfalls noch beschrieben wird. In der besonderen Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der Kupplungsabschnitt 9a mit einer achteckigen Form gebildet, die unter Berücksichtigung der Querschnittsfläche bevorzugt wird, die durch die Gesamtdicke der Wandungen des inneren Gehäuses 16 und des Zentralgehäuses 9 belegt ist. Bei diesem Beispiel ist die Breite zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Flächen des Kupplungsabschnitts 9a' größer als der Innendurchmesser der Büchsen 13 und 14.
  • Mit 15 ist eine Staubdichtung bezeichnet, die auf dem inneren Umfang des oberen Zentralgehäuses 9b angeordnet ist, wie im einzelnen später beschrieben wird.
  • Das innere Gehäuse 16 ist zylindrisch geformt, um ausgehobene Erde und Sand hindurchströmen zu lassen, und ist ferner auf seinem Umfang mit einem achteckigen Kupplungsabschnitt 1 6a versehen, der zur Drehung verriegelt ist mit dem Kupplungsabschnitt 9a' des unteren Zentralgehäuses 9a, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Das innere Gehäuse 16 ist an seinem unteren Ende mit einem flanschförmigen Ringvorsprung 1 6b zur Aufhängung eines Rohrstrangs versehen. Der flanschförmige Ringvorsprung 16b weist einen Außendurchmesser auf, der größer als der Innendurchmesser der Buchse 14 ist. Das innere Gehäuse der vorbeschriebenen Konstruktion wird in das Zentralgehäuse 9 von dessen unterem Ende her eingesetzt und in seiner Stellung befestigt durch Aufschrauben einer Mutter 17 auf das obere Ende des inneren Gehäuses 16, wobei die untere Endfläche der Mutter 17 zur Anlage auf der oberen Fläche des oberen Zentralgehäuse 9b kommt, so daß das innere Gehäuse 16 darauf getragen wird. Beim Ausführungsbeispiel ist ein Abstand h0 vorgesehen zwischen dem oberen Ende des inneren Gehäuses 16, das als gemeinsamer Bauteil mit der Mutter 17 verbunden ist, und der inneren Fläche des oberen Deckels 19a. Der Abstand ho ist in seiner Stärke größer als der Abstand h1, der zwischen der oberen Fläche des flanschförmigen Ringvorsprungs 16b am unteren Ende des inneren Gehäuses 16 und der unteren Endfläche des unteren Zentralgehäuses 9a gebildet ist. Mit 29 ist ein Bolzen bezeichnet, der zur Verbindung der Drehverbindung mit der Kellystange 22 dient.
  • Die oben erwähnte Staubdichtung 15 ist derart geformt, daß sie an entgegengesetzten Seiten Lippen aufweist, wie in vergrößertem Maßstab in Fig. 4 dargestellt ist, und auf dem Zentralgehäuse 9 gehalten. Das innere Gehäuse 16 ist so geformt, daß es eine Ringnut A auf seinem Umfang bildet an einer Stelle, die etwas oberhalb der Staubdichtung 15 liegt, und ferner mit einer Anzahl von Durchlässen C versehen, die eine Verbindung zwischen der Ringnut A und dem Innern B des inneren Gehäuses 16 herstellen. Die Durchlässe C sind so angeordnet, daß sie mit dem Boden der Ringnut A ausgerichtet sind, die derart gegenüber der Staubdichtung 15 gelegen ist, daß die obere Lippe der Staubdichtung 15 eine der Ringnut A nächstgelegene Lage erreicht, wenn das innere Gehäuse angehoben wird.
  • Zwischen dem oberen Deckel 19a mit dem Schenkelrohr 19 und dem oberen äußeren Gehäuse 7b ist ein O-Ring 20 vorgesehen, um die Verbindung luftdicht zu halten. Ferner sind Öldichtungen 11 und 12 zwischen dem äußeren Gehäuse 7 und dem Zentralgehäuse 9 zusätzlich zu der Staubdichtung zwischen dem Zentralgehäuse 9 und dem inneren Gehäuse 16 vorgesehen, wobei Schmiermittel zu diesen Öldichtungen von einem nicht dargestellten Schmiernippel geliefert wird.
  • Bei der Drehverbindung nach der Erfindung in der vorbeschriebenen Bauweise wird das Drehmoment des Drehtisches 23 auf den Bohrstrang übertragen, um den Rollen- meißel 28 zu drehen, wobei das innere Gehäuse 16 und das Zentralgehäuse 9 als gemeinsamer Bauteil infolge der verriegelnden Kupplung der Kupplungsabschnitt 9a1 und 16a gedreht werden. Dabei werden die schub- und radialen Lasten von den Lagern 8a und 8b aufgenommen.
  • Wenn der Rollenmeißel 28 bzw. die Rollenschneidwerkzeuge 28a auf dem Boden des Bohrlochs gedreht werden, wird ein Biegemoment im Bohrstrang erzeugt, wie weiter oben beschrieben worden ist, Infolgedessen wird das Bohrrohr 24 durchgebogen, und es wird die untere Fläche der Mutter 17 am oberen Ende des inneren Gehäuses 16 zur Anlage gegen das obere Zentralgehäuse 9b gebracht, um auf dieses die vertikale Last zu übertragen, die ferner übertragen wird zum unteren äußeren Gehäuse 7a durch das Lager 8a und schließlich zum Hubrahmen 2c durch die Aufhängung 4.
  • Wird in diesem Zustand der Bohrstrang gestreckt und sein oberes Ende nach oben geschoben, so wird auch das innere Gehäuse 16, das mit der Kellystange 22 verbunden ist, ebenfalls nach oben verschoben. Da jedoch das innere Gehäuse 16 und das Zentralgehäuse 9 gegeneinander gleitbar sind, wie weiter oben beschrieben ist, und ein Abstand oder Spiel h1 zwischen dem flanschförmigen Ringvorsprung 16b am unteren Ende des inneren Gehäuses 16 und der unteren Endfläche des unteren Zentralgehäuses 9a vorgesehen ist, wird der aufwärtsgerichtete Schub des Bohrstrangs freigegeben, ohne auf das Zentralgehäuse 9 übertragen zu werden, so daß das Lager 8b der Drehverbindung frei von größeren Belastungen ist, die sich aus dem aufwärtsgerichteten Schub des Bohrstrangs ergeben. Daher wird es möglich, für die Lager 8a und 8b bekannte Bauformen mit verhältnismäßig geringer Dimensionierung einzusetzen und einen Tragrahmen für den Bohrstrang einschließlich eines Hubrahmens zu verwenden, der sowohl im Gewicht geringer und so in der Herstellung billiger ist im Vergleich mit üblichen hier erforderlichen Bauteilen.
  • Der Gleitbereich des inneren Gehäuses nach oben und nach unten entspricht der Stärke des Abstands oder Spiels h1, der bzw. das zwischen der unteren Endfläche des unteren Zentralgehäuses 9a und der oberen Fläche des flanschförmigen Ringvorsprungs 16c des inneren Gehäuses 16 gebildet ist, wenn die Mutter 17 am oberen Ende des inneren Gehäuses 16 anliegt an der oberen Fläche des oberen Zentralgehäuses 9b. Da die Abstände h1 und ho zwischen dem inneren Gehäuse 16, der oberen Endfläche der Mutter 17 sowie dem inneren Gehäuse 16 und dem oberen Deckel 19a entsprechend der Beziehung h1 < ho gehalten werden, besteht keine Möglichkeit, daß das obere Ende des inneren Gehäuses 16 gegen den oberen Deckel 19a auftrifft, wenn es nach oben geschoben wird für das Spleißen des Bohrrohres nach Durchführung eines Bohrvorgangs.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Biegemoment, das vom Bohrstrang auf das innere Gehäuse 16 übertragen wird, umgewandelt in eine radiale Last und aufgenommen durch die Büchsen 13 und 14, die im Zentralgehäuse 9 gehalten sind. Die Büchsen 13 und 14 und die Drehung übertragenden Abschnitte des inneren und des Zentralgehäuses sind derart geformt, daß sie einen sich nach oben schrittweise reduzierenden Innendurchmesser aufweisen, um so das Zusammensetzen des inneren und des Zentralgehäuses zu erleichtern und die Gleitbewegungen sanft zu führen.
  • Das gleitende innere Gehäuse 16 ist drehbar und durch das Spiel ho in einem Abstand vom nichtdrehbaren oberen Deckel 19a angeordnet, der das Schenkelrohr 19 trägt. Es besteht daher die Möglichkeit, daß sich ein Teil der Sediment-Bestandteile des Schmutzwassers in dem Freiraum oder Spiel ablagert und zum oberen Ende des Zentralgehäuses befördert wird, wenn das innere Gehäuse durch Schublast nach oben gleitet, wodurch eine direkte Berührung der Mutter 17 des inneren.Gehäuses mit dem Zentralgehäuse 9 behindert wird0 In einem solchen Fall wird der Weg der gleitenden Verschiebung des inneren Gehäuses reduziert, so daß es möglich ist, daß die Schubbelastung direkt auf das Axiallager übertragen wird.
  • Dieses Problem wird mit der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen durch die Anordnung der Staubdichtung, die zwischen dem inneren und dem Zentralgehäuse angeordnet ist, sowie eines Umwälzdurchlasses, der rund um den Umfang des inneren Gehäuses gebildet ist an einer Stellezwischen der Staubdichtung und dem ausgebauchten oberen Ende (Mutter 70) des inneren Gehäuses und der ins Innere des inneren Gehäuses führt. Im einzelnen: Die Sediment-Bestandteile, die durch den Freiraum zwischen dem inneren Gehäuse 16 und dem oberen Deckel 19a einströmen, werden von der Staubdichtung 15 abgesperrt und ferner abgeschabt durch die obere Lippe der Staubdichtung 15 in Richtung auf die Ringnut A während der nächsten Gleitbewegung des inneren Gehäuses relativ zur Staubdichtung 15. Durch den Druck von Schmutzwasser, das durch den Freiraum zwischen dem oberen Ende des inneren Gehäuses 16 und dem oberen Deckel 19a einströmt, und durch die Saugwirkung des Schmutzwassers, das durch die Durchlässe C (in das innere Gehäuse 16) strömt, werden die Sediment-Bestandteile in das innere Gehäuse 16 gezwungen, wie durch Pfeile in Fig. 4 dargestellt ist. Auf diese Weise werden Sediment-Bestandteile von Schmutzwasser daran gehindert, sich im Raum zwischen dem oberen Ende des Zentralgehäuses 9 und dem ausgebauchten oberen Abschnitt (Mutter) des inneren Gehäuses abzulagern, wodurch die Gleitbewegung des inneren Gehäuses in Abhängigkeit von aufwärtsgerichtetem Schub des Bohrstrangs gewährleistet wird. Die Durchlässe C sind in einer horizontalen Ebene vorgesehen, um Rückströme des Schmutzwassers zu verhindern und die vorerwähnte Saugwirkung zu verstärken0 Drehverbindungen für harten Fels müssen schweren Belastungsbedingungen Stand halten und erfordern daher höhere Kosten im Vergleich mit Drehverbindungen für den Betrieb in weichem Boden. Bei Tiefbohrarbeiten wird Jedoch üblicherweise eine Drehverbindung für harten Boden von Betriebsbeginn an verwendet, da es oft vorkommt, daß eine harte Bodenschicht in tiefen Abschnitten unterhalb einer weichen Bodenschicht auftreten, wodurch sich die Betriebskosten häufig erhöhen infolge der Verwendung von Einrichtungen solcher Konstruktion, die bei reinem weichen Boden überflüssig wären, Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Hartbohrmechanismus zu verwenden um die Drehverbindung von aufwärtsgerichteten Schubbelastungen des Bohrstrangs freizuhalten nur bei Bohrvorgängen durch harten Boden, ohne den Mechanismus für Weichbohrbetrieb zu verwenden, um die Lebensdauer zu verlängern. Zu diesem Zweck wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Einsetzglied 30 verwendet, das eine Stärke aufweist, die im wesentlichen gleich der Stärke des Spiels oder-Abstands h1 zwischen der oberen Fläche des flanschförmigen Ringvorsprungs 16b am unteren Ende des inneren Gehäuses 16 und der unteren Endfläche des unteren Zentralgehäuses 9a ist. Mit anderen Worten weist das Einsetzglied 30 die Form eines Ringes mit einer Stärke auf, die im wesentlichen die gesamte Stärke des Abstands oder Spiels h1 belegt und die vorzugsweise in zwei oder mehr Segmente aufgeteilt ist, die geflanschte Enden 30a aufweisen, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die geflanschten Enden 30a aufeinander folgender Segmente liegen aneinander an und werden aneinander durch Bolzen 30b befestigt. Dieses Einsetzglied 30 wird bei Hartbohrbetrieb entfernt und, bevor ein Weichbohrbetrieb beginnt, in die Position zwischen der oberen Fläche des flanschförmigen Ringvorsprungs 16b am unteren Ende des inneren Gehäuses und der unteren Endfläche des unteren Zentralgehäuses 9a eingesetzt, wie in gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Beim Weichbohrbetrieb mit dem Einsetzglied 30 wird die aufwärtsgerichtete Schubbelastung des Bohrstrangs übertragen auf das Lager 8b durch das innere Gehäuse 16 und das Zentralgehäuse 9. Es wird nämlich die Gleitbewegung des inneren Gehäuses 16 blockiert durch das Einsetzteil 30, da die Belastung des aufwärtsgerichteten Schubs bei Weichbohrbetrieb kaum auftritt oder, sollte sie auftreten, in einer weit geringeren Stärke als die-Jenige, die erfahrungsgemäß bei Hartbohrbetrieb vorkommt, also eine Belastungsstärke, die ausreichend durch ein normales Lager 8b aufgenommen werden kann.
  • Beim Hartbohrbetrieb wird somit das Einsetzglied 30 entfernt, um die Bohrgeschwindigkeit und -wirksamkeit zu erhöhen, während die Drehverbindung freigehalten wird von Belastungen durch aufwärtsgerichteten Schub des Bohrstrangs, und es wird das Einsetzglied 30 in seine Stellung eingesetzt im Weichbohrbetrieb, um den Dämpfungsmechanismus für den Hartbohrbetrieb in Ruhe zu halten.
  • Dadurch wird die Lebensdauer der Dichtungen und anderen Bauteile des Dämpfungsmechanismusses verlängert.

Claims (8)

  1. PBTENTBNSP R-C HE 1. Drehverbindung für eine Umkehr-Umwälzbohrvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist ein nichtdrehbares äußeres Gehäuse, ein im äußeren Gehäuse durch Axial- und Radiallager drehbar gelagertes Zentralgehäuse, ein inneres Gehäuse, das vertikal gleitbar im Zentralgehäuse angeordnet ist und innen einen Durchlaß zur Schmutzwasser begrenzt, sowie einen oberen Deckel mit einem Schenkelrohr zum Ableiten von Schmutzwasser aus dem inneren Gehäuse zu einer Saugleitung, daß ferner das innere Gehäuse an seinem oberen und an seinem unteren Ende Jeweils flanschförmige Vorsprung aufweist, die sich zum Zentralgehäuse hin erstrecken und die Gleitbewegung des inneren Gehäuses begrenzen, daß das innere und das Zentralgehäuse Jeweils auf ihrem äußeren bzw.
    inneren Umfang Kupplungsabschnitte aufweisen, die zur Drehung innerhalb des Bereichs der vertikalen Gleitbewegung des inneren Gehäuses miteinander kuppelbar sind, so daß das innere und das Zentralgehäuse gemeinsam drehbar sind, und daß schließlich das innere Gehäuse, nach Einleitung und Freigabe eines abwärtsgerichteten Schubs, aufwärts gleitbar ist innerhalb des Bereichs eines Abstands oder Spiels zwischen dem unteren Ende des Zentralgehäuses und dem flanschförmigen Vorsprung am unteren Ende des inneren Gehäuses in Abhängigkeit von einem auf das innere Gehäuse einwirkenden, aufwärtsgerichteten Schubs, wodurch die Übertragung der aufwärtsgerichteten Schubkraft auf das Zentralgehäuse und das äußere Gehäuse vermieden wird.
  2. 2. Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand oder Spiel ho, der bzw. das zwischen dem flanschförmigen Vorsprung am oberen Ende des inneren Gehäuses und dem oberen Deckel gebildet ist, wenn der flanschförmige Vorsprung am oberen Ende des inneren Gehäuses in Anlage am Zentralgehäuse ist, größer ist als der Abstand oder das Spiel h1 zwischen dem flanschfdrmigh Vorsprung am unteren Ende des inneren Gehäuses und dem unteren Ende des Zentralgehäuses.
  3. 3. Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flanschförmige Vorsprung am oberen Ende des inneren Gehäuses durch eine Mutter gebildet ist, daß der flanschförmige Vorsprung am unteren Ende des inneren Gehäuses zugleich als Flansch für den Anschluß eines Bohrstrangs einstückig geformt ist, und daß das innere Gehäuse in dem Zentralgehäuse durch Büchsen eingepaßt ist, die an der oberen und an der unteren Seite der Kupplungsabschnitte angeordnet sind, wobei die Büchsen und die Kupplungsabschnitte einen sich aufwärts schrittweise reduzierenden Innendurchmesser aufweisen.
  4. 4. Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsabschnitt auf dem äußeren und auf dem inneren Umfang des inneren bzw. des Zentralgehäuses mit einem achteckigen Querschnitt geformt sind.
  5. 5. Drehverbindung für eine Umkehr-Umwälzbohrvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist ein nichtdrehbares äußeres Gehäuse, ein im äußeren Gehäuse durch axiale und radiale Lager drehbar angeordnetes Zentralgehäuse, ein inneres Gehäuse, das vertikal gleitbar in dem Zentralgehäuse angeordnet ist und im Inneren einen Durchlaß für Schmutzwasser begrenzt, sowie einen oberen Deckel mit einem Schenkelrohr zur Ableitung von Schmutzwasser aus dem inneren Gehäuse zu einer Saugleitung, und daß ferner das innere Gehäuse an seinem oberen und seinem unteren Ende flanschfcrmige Vorsprünge aufweist, die sich zum Zentralgehäuse hin erstrecken, um die Gleitbewegung des inneren Gehäuses zu begrenzen, daß ferner das innere und das Zentralgehäuse jeweils auf dem äußeren bzw. dem inneren Umfang Kupplungsabschnitte aufweisen, die zur gemeinsamen Drehung kuppelbar sind innerhalb des Bereichs der vertikalen Gleitbewegung des inneren Gehäuses, so daß das innere und das Zentralgehäuse gemeinsam drehbar sind, daß außerdem zwischen dem inneren und dem Zentral gehäuse eine Staubdichtung angeordnet ist und daß schließlich um den äußeren Umfang des inneren Gehäuses ein Wasserkanal gebildet ist an einer Stelle oberhalb der Staubdichtung, welcher Wasserkanal in das Innere des inneren Gehäuses führt.
  6. 6. Drehverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserkanal eine Anzahl von Durchlässen aufweist, die vom äußeren Umfang des inneren Gehäuses in dessen Inneres fUhren.
  7. 7. Drehverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubdichtung auf dem Zentralgehäuse angeordnet ist und wenigstens an seiner Oberseite mit einer Lippe versehen ist, um Sediment-Bestandteile des Schmutzwassers abzuschaben.
  8. 8. Drehverbindung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsetzglied lösbar zwischen der oberen Fläche des flanschförmigen Vorsprungs am unteren Ende des inneren Gehäuses und der unteren Endfläche des Zentralgehäuses angeordnet ist, um das innere und das Zentralgehäuse im Weichbohrbetrieb miteinander zu verbinden, wobei das Einsetzglied im Hartbohrbetrieb entfernt wird.
DE19803014641 1979-04-16 1980-04-16 Drehverbindung für eine Bohrvorrichtung mit Umkehrspülung Expired DE3014641C2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4534179A JPS55138588A (en) 1979-04-16 1979-04-16 Swivel joint for excavation
JP4534079A JPS55138587A (en) 1979-04-16 1979-04-16 Swivel joint for excavating both hard clay and soft clay
JP4533979A JPS55138586A (en) 1979-04-16 1979-04-16 Swivel joint for excavating hard rock

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3014641A1 true DE3014641A1 (de) 1980-11-06
DE3014641C2 DE3014641C2 (de) 1985-02-28

Family

ID=27292198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803014641 Expired DE3014641C2 (de) 1979-04-16 1980-04-16 Drehverbindung für eine Bohrvorrichtung mit Umkehrspülung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3014641C2 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2501680A (en) * 1946-10-12 1950-03-28 Walter E King Rotary swivel
DE1247235B (de) * 1966-08-19 1967-08-17 Masch Und Bohrgeraete Fabrik Spuelkopf fuer das Lufthebe-Bohrverfahren
US3355188A (en) * 1964-04-03 1967-11-28 Knickelmann Franz-Josef Joint for well drilling apparatus
US3497244A (en) * 1969-02-03 1970-02-24 King Oil Tools Swivel with adjustable packing
DE2412653A1 (de) * 1973-03-15 1974-09-19 Dresser Ind Anordnung zum durchfluss einer fluessigkeit an einer erdbohrmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2501680A (en) * 1946-10-12 1950-03-28 Walter E King Rotary swivel
US3355188A (en) * 1964-04-03 1967-11-28 Knickelmann Franz-Josef Joint for well drilling apparatus
DE1247235B (de) * 1966-08-19 1967-08-17 Masch Und Bohrgeraete Fabrik Spuelkopf fuer das Lufthebe-Bohrverfahren
US3497244A (en) * 1969-02-03 1970-02-24 King Oil Tools Swivel with adjustable packing
DE2412653A1 (de) * 1973-03-15 1974-09-19 Dresser Ind Anordnung zum durchfluss einer fluessigkeit an einer erdbohrmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE3014641C2 (de) 1985-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2117835C3 (de) Ausblas-Preventer für Tiefbohrlöcher
DE2906247C3 (de) Stoßdämpfer für Tiefbohrgestänge
DE60133554T2 (de) Bohrmeissel
DE3104058C2 (de)
DE1962443C3 (de) Abdichteinrichtung für einen Unterwasser-Bohrlochkopf
DE2811212A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausrichten und anschliessen von rohrleitungen an einem produktionskopf von unterwasser- tiefbohrungen
DE1909872B1 (de) Unterwasser-Bohrlochkopf
DE2701977B2 (de) Stabilisator für Drehbohrgestänge
DE60124942T2 (de) Bohrlochkern-bohrvorrichtung
DE2162314B2 (de) Erdbohrmaschine
DE2057101C2 (de) Teleskop-Bohrgestänge
DE2418392C3 (de) Kern - und Vollbohrvorrichtung für den Einsatz mit Tieflochturbinen
EP1491716A2 (de) Verfahren zum Niederbringen einer Bohrung im Boden und Nassbohrwerkzeug
DE1945092A1 (de) Verfahren zum Einbringen einer Verrohrung in ein Bohrloch und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
DE3011263A1 (de) Maschine zum bohren in gesteinen
DE1583844C3 (de) Tiefloch-Drehantrieb
DE69432786T2 (de) Verbesserter rotierender räumer mit rollen
DE2505986A1 (de) Vorrichtung zum auseinanderschrauben von bohrgestaengerohren in einer bohrmaschine
DE3014641A1 (de) Drehverbindung fuer umkehr-umwaelzbohrvorrichtungen
EP3882398A1 (de) Bohrstange und verfahren zum nachrüsten einer kellystangen-anordnung
DE19729315A1 (de) Übergangsrohr für mobile Drehbohranlagen zur Herstellung von verrohrten Bohrlöchern im Erdreich als Brunnen- oder Pfahlbohrungen
EP0486752A1 (de) Zielbohrstange mit einer Rohrwellenlagerung
DE3131201C2 (de) Bohrkopf zum Gesteinsbohren
CH541061A (de) Hydraulisch angetriebenes Gesteinsbohraggregat
DE2734020C3 (de) Stabilisator für Tiefbohrungen und Bohrgestänge dafür

Legal Events

Date Code Title Description
OAM Search report available
OC Search report available
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT

8339 Ceased/non-payment of the annual fee