DE3234552C2

DE3234552C2 - Vorrichtung zum Herstellen eines Gesteinsbohrlochs

Info

Publication number: DE3234552C2
Application number: DE3234552A
Authority: DE
Inventors: Sho Narita Chiba Takano
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1985-09-05
Also published as: AU557254B2; US4470470A; DE3249691A1; FR2512876B1; IT8249131A0; AU8840182A; DE3234552A1; FR2512876A1; DE3249691C2; GB2108552B; IT1149082B; GB2108552A

Abstract

Bei einer Bohrvorrichtung ist in ein im Boden unterbringbares Bohrgestänge (1) ein äußeres Rohr (2) einführbar, in welchem ein inneres Rohr (3) axial bewegbar eingeführt ist. Am unteren Ende des Bohrgestänges ist eine Verriegelungseinrichtung (10, 12) vorgesehen, durch die das innere Rohr (3) an dem Bohrgestänge (1) frei von jeglicher Relativbewegung derart verriegelt ist, daß lediglich eine gemeinsame Drehung ermöglicht ist. Am unteren Ende des inneren Rohres (3) sind eine innere Schneideinrichtung (4) und äußere Schneideinrichtungen (5) angebracht, wobei die äußeren Schneideinrichtungen (5) weiter nach unten ragen als die innere Schneideinrichtung (4). Durch Halteeinrichtungen (6) werden die äußeren Schneideinrichtung (5) radial außerhalb einer Umfangsfläche des Bohrgestänges (1) geführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gesteinsbohrlochs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der DE-AS 23 51 742 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind der Zentralmeißel als sog. Pilotmeißel und die Erweiterungsmeißel als sog. Nachbohrmeißel ausgeführt, d. h.die Erweiterungsmeißel sind im Abstand axial rückwärts des Zentralmeißels liegend angeordnet. Im Meißellrägerschaft sind Ausnahmeräume vorgesehen, in denen die Erweiterungsmeißel in ihrer eingeschwenkten Position zusammen mit den am Meißelträgerschaft angelenkten Armen aufgenommen sind.

Aus der US-PS 25 50 035 ist ein Bohrmeißel mit Erweiterungsschneiden und einer Anzahl von Zentralmeißeln zum Abtragen des von den Erweiterungsschneiden belassenen Bohrkerns bekannt, bei dem Arme der Erweiterungsschneiden nicht am Meißelträgerschaft angelenkt sind. Die Erweiterungsschneiden sind dort mit den als Meißelrollen ausgebildeten Zentralmeißeln gelenkartig verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art stabiler auszubilden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge-

Da bei dieser Lösung die Erweiterungsmeißel axial vorwärts des Zentralmeißels liegend angeordnet sind, müssen am Meißeiträgerschaft nur noch Seitenschlitze für die daran angelenkten Arme vorgesehen sein, die zudem am Ende dieses Meißelschaftes anzuordnen sind. Dadurch kann der Bohrmeißelschaft robuster, kräftiger und damit mit höherer mechanischer Festigkeit ausgebildet sein, wodurch eine höhere Stabilität der ganzen Vorrichtung erhalten wird. Außerdem können die Erweiterungsmeißel größer ausgebildet und damit ein größerer Abtragswirkungsgrad erzielt werden als bei der bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Tiefbohrlöcher wirksamer gebohrt werden als mit herkömmlichen dreikantigen Gesteinsbohrmeißeln.

Durch die im Anspruch 2 vorgegebene vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Erweiterungsmeißel in ihren Positionen eingestellt und insbesondere in ihrer ausgeschwenkten Position gehalten werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfiridungsgemäßen Vorrichtung ist im Anspruch 3 angegeben, die bevorzugterweise nach Maßgabe des Anspruchs 4 ausgebildet ist

Die Erfindung wird anhand der Figur in der nachfolgenden Beschreibung beispielhaft erläuter?.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gesteinsbohrlochs, wobei in der rechten Längshälfte dieses Schnitts der Meißelträgerschaft mit dem Bohrrohr verriegelt in der linken Längshälfte dagegen entriegelt gezeigt ist.

In der Figur ist mit 1 das äußere Bohrrohr bezeichnet in dem das Trägerrohr 2 für die Meißelanordnung absenkbar und aufholbar ist Der vom Trägerrohr 2 umschlossene, gegenüber diesem axial bewegliche und eine durchgehende Axiaibohrung 3! aufweisende Meißelträgerschaft 3 ist mit dem Bohrrohr 1 verriegelbar. Die Meißelanordnung besteht aus einem an dem Meißeiträgerschaft 3 angesetzten Zentriilmeiß.1 4 und aus den Erweiterungsmeißeln 5, die an den Armen 6 befestigt sind, welche an dem Meißelträgerschaft 3 angelenkt sind.

Die von den Armen 6 getragenen Erweiterungsmeißel 5 sind sowohl in ihrer in der linken Längshälfte der Figur gezeigten eingeschwenkten Position als auch in der in der rechten Längshälfte gezeigten ausgeschwenkten Position axial vorwärts des Zentralmeißels 4 liegend angeordnet und können von diesem unbehindert zwischen den beiden Positionen verschwenkt werden.

Die Arme 6 sind in axialen Seitenschlitzen 7 des Meißelträgerschafts 3 an Stiften 8 angelenkt, welche die Seitenschlitze 7 durchsetzen. Die Seitenschlitze 7 sind gleichmäßig über dem Umfang des Meißelträgerschaftes 3 verteilt und im Abstand von 120° voneinander angeordnet. Jeder Arm 6 ist in einer die Achse des Meißelträgerschaftes 3 enthaltenden radialen Ebene aus- und einschwenkbar.

Jeder Arm 6 ist von einer an dem Meißelträgerschaft 3 befestigten Feder 9 in Richtung auf die in der linken Längshälfte der Figur gezeigte eingeschwenkte Position beaufschlagt. Dazu ist jede Feder 9 zwischen dem Boden des betreffenden Schlitzes 7 und einer über den Stift 8 hinausragenden rückwärtigen Verlängerung des betreffenden Armes 6 angeordnet, die durch die Feder 9 nach außen, d. h. vom Meißelträgerschaft 3 fort gedrückt wird.

Zum Ausschwenken der F.rweiterungsmeißel 5 ist das Trägerrohr 2 durch Absenken relativ zum Meißclträ-

gerschaft 3 mit einem unteren Ende 2a gegen an den rückwärtigen Verlängerungen der Arme 6 ausgebildete schräge Angriffsflächen 6a andrückbar. Dadurch werden die rückwärtigen Verlängerungen 6a der Arme 6 entgegen der Kraft der Federn 9 radial einwärts und dadurch zugleich die Arme 6 mit den daran befestigten Erweiterungsmeißein 5 nach auswärts in die ausgeschwenkte Position geschwenkt, in der die Erweiterungsmeißel seitlich über das Bohrrohr 1 hinausragen. Dieser Zustand ist, wie schon erwähnt, in der rechten Längshälfte der Figur dargestellt Die ausgeschwenkte Position der Erweiterungsmeißel 5 wird eingehalten, bis das Trägerrohr 2 aufgeholt wird, wobei sich das untere Ende 2a des Trägerrohres 2 von den abgeschrägten Angriffsflächen 6a der rückwärtigen Verlängerungen der Arme 6 löst und die rückwärtigen Verlängerungen durch die Kraft der Federn 9 wieder nach außen gedrückt werden, wodurch die Erweiterungsmeißel 5 wieder in ihre eingeschwenkte Position gebracht werden.

Der Meißelträgerschaft 3 ist mit dem Bohrrohr 1 durch axial rückwärts des Endes 2a des Trägcrrohrcs 2 angeordnete Verriegelungsteile 10 verriege'i-ar, die in in der Umfangsfläche des Meißelträgerschaftes 3 ausgebildeten Ausnehmungen horizontal zwischen zwei Positionen verschwenkbar angeordnet sind. In der einen Position, die in der linken Längshälfte der Figur dargestellt ist, ist ein Verriegelungsteil 10 an den Meißelträgerschaft 3 angelegt. In der in der rechten Längshälfte der Figur gezeigten anderen Position greift ein Verriegelungsteil 10 mit einem Vorsprung radial durch ein im Trägerrohr 2 ausgebildetes Verriegelungssteuerfenster 11 in eine in der Innenwand des Bohrrohres 1 ausgebildete Ausnehmung 12, wodurch der Meißelträgerschaft 3 mit dem Bohrrohr 1 verriegelt ist, derart, daß der Meißelträgerschaft 3 und das Bohrrohr 1 gegen eine relative Bsv/egung sowohl in axialer als auch In Umfangsrichtung verriegelt sind. Die Verriegelungsteile 10 sind mit einer dargestellten Feder beaufschlagt.

Auf eine zum Ein- oder Ausschwenken der Erweiterungsmeißel 5 dienende axiale Bewegung des Trägerrohres 2 hin werden die Vorsprünge der Verriegelungsteile 10 durch die Kanten der Verriegelungneil-Steuerfenster 11 fortschreitend in das Trägerrohr 2 eingedrückt, bis die Verriegelungsteile 10 innerhalb des Trägerrohres 2 von dessen Innenfläche festgehalten werden.

Da die Erweiterungsmeißel 5 axial vorwärts des Zentralmeißels 4 liegend angeordnet sind und sich daher vor dem Zentralmeißel 4 in den Boden arbeiten, ist es nicht notwendig, im Meißeltragerschaft 3 Aufnahmeräume zur Aufnahme der Erweiterungsmeißel 5 vorzusehen, wie dies bei der bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art erforderlich ist. Demgemäß weist der Meißelträgerschaft 3 einen größeren Durchmesser auf und zeigt eine robuste, kräftige Konstruktion. Die Erweiterungsmeißel 5 können größer ausgebildet sein als bei der bekannten Vorrichtung. Diese größeren Erweiterungsmeißel 5 können ein zylindrisches Loch 19 mit einer größeren Umfangsgeschwindigkeit bohren als der Zentralmeißel 4. Ein in der Bohrung 19 zurückbleibender zentraler Kern 20 geringeren Durchmessers kann mit Hilfe des Zentralmeißels 4 abgetragen und zerkleinert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen e^;nes Gesteinsbohrloches, mit einem äußeren Bohrrohr, in dem ein Trägerrohr für eine Meißelanordnung absenkbar und aufholbar ist, mit einem von dem Trägerrohr umschlossenen, gegenüber diesem axial beweglichen und eine durchgehende Axialbohrung aufweisenden Meißelträgerschaft der mit dem Bohrrohr verriegelbar ist, mit einem an dem Meißelträgerschaft angesetzten Zentralmeißel und mit an den Enden von an dem Meißelträgerschaft angelenkten Armen befestigten Erweiterungsmeißeln, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Armen (6) getragenen Erweiterungsmeißel (5) sowohl in ihrer eingeschwenkten als auch der ausgeschwenkten Position axial vorwärts des Zentralmeißels (4) liegend angeordnet und von diesem unbehindert zwischeß cfen beiden Positionen verschwenkbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (6) von an dem Meißelträgerschaft (3) befestigten Federn (9) in Richtung auf die eingeschwenkte Position beaufschlagt sind und zum Ausschwenken der Erweiterungs meißel (5) das Trägerrohr (2) durch Absenken relativ zum Meißelträgerschaft (3) gegen an rückwärtigen Verlängerungen der Arme (6) ausgebildete Angriffsflächen (6a) andrückbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die \rme (') in axialen Seitenschlitzen (7) des Meißeltr^gerschafts (3) angelenkt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (6) an die Seitenschiiize (7) durchsetzenden Stiften (8) angeienkt sind.