DE3114927A1

DE3114927A1 - Verfahren und vorrichtung fuer das erdbohren

Info

Publication number: DE3114927A1
Application number: DE19813114927
Authority: DE
Inventors: Erik Anders 81160 Sandviken Persson; Gunnar Torsten 81152 Sandviken Söderström
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1982-02-25
Also published as: ZA812279B; AU6903981A; BR8103266A; ZM4581A1; SE8004039L; SE8102752L; NO811818L

Description

Verfahren und Vorrichtung für das Erdbohren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammensetzen eines Gerätes zum Drehbohren der Oberfläche von Erdformationen und ein Lagerelement sowie einen Antriebsschaft zur Durchführung des Verfahrens. Das Gerät enthält einen Grundkörper, der einen Bohrkopf und einen daran befestigten Antriebsschaft enthält.
Der Bohrkopf wird durch den Antriebsschaft gedreht und gegen die Oberfläche gedrängt.
Die Erfindung betrifft allgemein das Erdbohren. Sie ist aber insbesondere für das Erhebungsbohren bestimmt. Beim Erhebungsbohren wird zwischen einer unteren Abbausohle und einer oberen Abbausohle in einem Bergwerk ein Pilotloch gebohrt, worauf das Pilotloch mit Hilfe eines Erweiterungsbohrkopfes mit großem Durchmesser erweitert wird.
Beim unterirdischen Bohren dieser Art werden eine Vielzahl von Lagerelementen an den Bohrkopf angeschweißt. Die Lagerelemente tragen drehbare Schneidwalzen. Beim Betrieb kann ein Lagerelement beschädigt werden, in welchem Falle dieses Lagerelement abgenommen und durch ein neues oder ein wiederhergestelltes Lagerelement ersetzt werden muß. In bezug auf die Kosten ist es vorteilhaft, wenn dieses Abnehmen und das darauffolgende Zusammensetzen eines unbeschädigten Lagerelements am Arbeitsplatz ausgeführt werden kann. Dieser Vorgang ist schwierig, weil das Lagerelement mit Rücksicht auf die Forderungen an seine Widerstandsfähigkeit aus einem Material bestehen muß, das zur Durchführung einer Schweißung vorgeheizt werden muß. Es ist ein Ziel der Erfindung, eine geschweißte Verbindung des Lagerelements am Bohrkopf ohne vorhergehendes Vorheizen möglich zu machen.
Insbesondere beim Erhebungsbohren muß der Antriebsschaft, durch den der Bohrkopf gedreht und gegen die Oberfläche gedrängt wird, mit mehreren Verschleißvorsprüngen versehen werden, die an den Antriebsschaft angeschweißt sind und die dazu bestimmt sind, an der Wand des Pilotloches zu gleiten. Aufgrund des Verschleißes müssen diese Verschleißvorsprünge gelegentlich ersetzt werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht deshalb darin, eine geschweißte Verbindung der Verschleißvorsprünge am Antriebs schaft ohne vorhergehende Vorheizung des Antriebsschaftes zu ermöglichen.
Die obengenannten und weitere Ziele der Erfindung werden durch die Merkmale der Ansprüche erreicht.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es ist selbstverständlich, daß dieses Ausführungsbeispiel nur die Erfindung erläutern soll und daß verschiedene Abwandlungen des Ausführungsbeispiels vorgenommen werden können, ohne daß der durch die Ansprüche bestimmte Schutzumfang verlassen wird. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Erhebungsbohrkopf, der nach der Erfindung zusammengesetzt ist, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Lagerelement, das gemäß der Erfindung zur Lagerung einer Schneidwalze bestimmt ist, und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 durch einen Antriebs schaft mit darauf angeordneten Verschleißvorsprüngen.
Die Zeichnung zeigt ein in üblicher Weise zwischen einer nicht gezeigten oberen Abbausohle und einer nicht gezeigten unteren Abbausohle eines Bergwerkes vorgebohrtes Pilotloch, das mit Hilfe eines Bohrkopfes erweitert wird, der allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der Bohrkopf 10 ist an einem Antriebsschaft 12 befestigt, durch den der Bohrkopf gedreht und gegen die ringförmige Oberfläche 13 gedrängt wird, welche das Pilotloch 11 umgibt. Die Oberfläche 13 bildet somit die Oberfläche der Erdformation.
Auf dem Bohrkopf 10 sind mehrere Schneidwalzen 14 in Lagerelementen oder Supporten 15 drehbar gelagert. Der Bohrkopf 10 bildet zusammen mit dem Antriebsschaft 12 den Grundkörper der Bohrvorrichtung. Die Supporte 15 sind auf dem Bohrkopf so angeordnet und montiert, wie es in dem schwedischen Patent Nr. 7900922-1 beschrieben ist. Der Support 15 enthält einen Hauptkörper 16 und eine daran befestigte Zwischenplatte 17, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Schweißnaht 18 befestigt ist. Aufgrund der während des Betriebes durch die Schneidwalze 14 auf den Hauptkörper 16 ausgeübten Kräfte muß der Hauptkörper 16 aus einem hochfesten Material hergestellt werden, das für eine Verschweißung eine Vorheizung erfordert. Die Zwischenplatte 17 besteht aber aus einem ohne weiteres schweißbaren Material, das keine Vorheizung erfordert. Da der Hauptkörper 16 und die Zwischenplatte 17 in einer Werkstatt zusammengeschweißt werden, kann die erforderliche Vorheizung leicht ausgeführt werden. Da die Zwischenplatte 17 während der Schweißung keine Vorheizung erforderlich macht, kann der Support 15 mit dem Bohrkopf 10 ohne dessen Vorheizung mit Hilfe einer Schweißnaht 19 am Arbeitsplatz verbunden werden.
Eine Mehrzahl von Verschleißvorsprüngen 21 sind an dem Antriebsschaft 12 angeordnet, der mit dem Bohrkopf 10 so verbunden ist, wie es in dem schwedischen Patent Nr. 7710129-3 gezeigt ist. Die Verschleißvorsprünge 21 sind dazu bestimmt, während der Drehung des Bohrkopfes 10 an der Wand des Pilotloches 11 zu gleiten, und es sind diese Verschleißvorsprünge an der Oberfläche mit einem verschleißfesten Material, wie Hartmetall, versehen.
Gemäß der Erfindung enthält der Antriebs schaft einen langgestreckten Körper 12, der aus einem Material besteht, das für eine Verschweißung eine Vorheizung erfordert, und aus einer Mehrzahl von Zwischenplatten 22, die aus einem ohne weiteres schweißbaren Material bestehen. Infolgedessen werden die Zwischenplatten 22 mit dem Hauptkörper 12 mit Hilfe von Schweißnähten 24 in einer Werkstatt verbunden. Auch die Verschleißvorsprünge 21 bestehen aus einem ohne weiteres schweißbaren Material. An der Arbeitsstelle können somit die Verschleißvorsprünge 21 mit den ohne weiteres schweißbaren Zwischenplatten 22 verbunden werden, und zwar mit Hilfe von Schweißnähten 23, ohne daß der Antriebsschaft vorher vorgeheizt wird.

Claims

PATENTAN SPRÜCHE 1. Verfahren zum Zusammenbauen eines Gerätes zum Drehbohren der Oberfläche von Erdformationen, bestehend aus einem Grundkörper mit einem Bohrkopf und einem daran befestigten Antriebsschaft, welcher den Bohrkopf dreht und ihn gegen die Oberfläche drängt, und mit einem auf dem Grundkörper angeordneten Element, welches mit der Formation in Kontakt kommen soll, wobei ein Teil dieses Elements und ein Teilstück des Grundkörpers, welches das Element trägt, aus einem Material besteht, das für eine Schweissung vorgeheizt werden muß, während der andere Teil des Elements und des Teilstücks aus einem ohne weiteres schweißbaren Material besteht, und wobei zwischen dem Element und dem Teilstück eine Zwischenplatte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte aus einem ohne weiteres schweißbaren Material hergestellt wird, daß die Zwischenplatte darauf an den einen Teil angeschweißt wird, während gleichzeitig dieser Teil vorgeheizt wird, und daß dann die Zwischenplatte an den anderen Teil angeschweißt wird, ohne diesen vorzuheizen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element auf dem Grundkörper als Lagerelement für eine Schneidwalze ausgebildet wird und daß dieses Lagerelement so ausgebildet wird, daß es auf dem Bohrkopf befestigbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element auf dem Grundkörper als Verschleißfutter so ausgebildet wird, daß es auf dem Antriebsschaft befestigbar ist.
4. Lagerelement zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, das für eine Befestigung an einem Bohrkopf zum Drehbohren der Oberfläche von Erdformationen ausgebildet ist und das eine Schneidwalze drehbar hält, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (15) einen Hauptkörper (16), in dem die Schneidwalze (14) gelagert ist, und ein Zwischenplattenelement (17) enthält, das am Hauptkörper (16) befestigt ist und das am Bohrkopf (10) anschweißbar ist.
5. Lagerlement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenplattenelement (17) aus einem ohne weiteres schweißbaren Material besteht und daß der Hauptkörper (16) aus einem Material besteht, das für eine Verschweißung eine Vorheizung erfordert.
6. Antriebsschaft zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, der zum Drehen eines Bohrkopfes und zum Anpressen dieses Bohrkopfes an die Oberfläche von Erdformationen ausgebildet ist und der wenigstens einen Verschleißvorsprung aus einem ohne weiteres schweißbaren Material enthält, das zum Gleiten-an der Wand eines in der Oberfläche vorgebohrten Pilotloches während der Drehung des Bohrkopfes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsschaft zusätzlich einen langgestreckten Hauptkörper (12), der aus einem Material besteht, das für eine Schweißung vorgeheizt werden muß, und eine an dem Hauptkörper angeschweißte Zwischenplatte (22) enthält, wobei die Zwischenplatte aus einem ohne weiteres schweißbaren Material besteht und für eine Schweißverbindung mit dem Verschleißvorsprung (21) ausgebildet ist.