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Bohrgestänge
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Die Erfindung richtet sich auf ein Bohrgestänge gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Hierbei handelt es sich im Grunde um ein Trockenbohrgestänge ohne
Spülmöglichkeit Zumindest der mit dem Kupplungsfinger versehene Einsatzkörper besteht
aus Vollmaterial, wodurch eine Längskanalisierung ausgeschlossen ist Die Kupplung
zweier Gestängerohre erfolgt dadurch, daß der Endabschnitt mit dem Kupplungsfinger
in den mit einer Aufnahmehülse versehenen Endabschnitt des sich axial anschließenden
Gestängerohrs zunächst axial bis ZU einem Anschlag eingeschoben und dann unter einem
Winkel von etwa 450 um die Längsachse der Gestängerohre verdreht wird Dadurch gelangen
sich diametral einander gegenüberliegende Nasen am Kupplungsfinger hinter radial
einwärts gerichtete Vorsprünge der Aufnahmehülse und stellen die axiale Zug- und
Druckfestigkeit sicher. Schrägflächen im Anschluß an die Nasen gelangen mit Kontakt
flächen der Aufnahmehülsen in Berührung und ermöglichen die Mitnahme eines angekuppelten
Gestängerohrs ohne weitere Hilfsmittel Ein Bohrgestänge dieser Ausgestaltung findet
vorzugsweise dann Anwendung, wenn in einem Streb, und zwar im Bereich des Hangenden,
Bohrungen in den Kohlenstoß eingetrieben werden sollen. In diesen sollen dann vorgepfändete
Kappenabschnitte gelagert werden, die ein frühes Abfangen des Hangenden sicherstellen.
Solche also über Kopf herzustellenden Bohrungen, welche auch teilweise in der Strecke
liegen, sind in der Regel maximal 6 Nester tief Dadurch reichen meistens zwei Gestängerohre
zur
Herstellung eines Bohrlochs aus. Die Gefahr, daß sich die vergleichsweise einfache
Gestängerohr-Kupplung löst, ist mithin sehr gering.
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Im Hinblick auf die Tatsache, daß das bekannte Bohrgestänge nur beim
Trockenbohren genutzt werden kann, dabei jedoch ein hoher Staubanfall entsteht,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene
Bohrgestänge so zu verbessern, daß es unter Beitüialtung seiner grundsätzlichen
Vorteile hinsichtlich des einfachen konstruktiven Aufbaus und der einfachen Kupplung
auch als Naßbohrgestänge mit Spülmöglichkeit eingesetzt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.
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Wesentlich hierbei ist, daß nicht der gesamte Querschnitt eines Gestängerohrs
mit den dadurch bedingten Nachteilen als Kanal für eine Spülflüssigkeit genutzt,
sondern daß lediglich ein im Querschnitt erheblich-kleineres Innenrohr die Verbindung
zwischen den endseitigen Einsatzkörpern herstellt. Auf diese Weise wird über die
gesamte Länge eines beispielsweise aus zwei Gestängerohren gebildeten Bohrgestänges
ein im Querschnitt nahezu gleichbleibender Spülkanal geschaffen, welcher eine laminare
Strömung ohne Verwirbelungen gewährleistet. Dabei sind die Kupplungfinger und die
Aufnahmehülsen so gestaltet, daß auch an den Kupplungsstellen eine leckfreie Überführung
des Spülmittels sichergestellt ist.
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Das Innenrohr in jedem Gestängerohr kann bezüglich seiner beiden
Endabschnitte mit den Einsatzkörpern fest oder Dsbar verbunden sein. Eine bevorzugte
Ausführungsform besteht jedoch
in den Merkmalen des Anspruchs 2.
Unter Anwendung dieser Merkmale kann folglich das Innenrohr vorab mit der Zentrierscheibe
verbunden und anschließend in das Gestängerohr eingeschoben werden, nachdem der
die Aufnahmehülse umfassende Einsatzkörper in einem Rohrende befestigt worden ist.
Dieses Befestigen geschieht vorzugsweise durch Schweißung umfangsseitig der Stirnkanten
des Gestängerohrs. Der aus dem Gestängerohr ragende Längenabsohnitt des Einsatzkörpers
hat bevorzugt einen Außendurchmesser, der deiMAußendurchmesser des Gestängerohrs
entspricht. Anschließend wird der den Kupplungsfinger aufweisende Einsatzkörper
in das andere Rohrende eingeschoben, wobei sich das jetzt freie Ende des Innenrohre
in den Axialkanal des Einsatzkörpers dichtend einschiebt. Nach dem Verschweißen
des den Kupplungsfinger aufweisenden Einsatzkörpers mit dem Gestängerohr befindet
sich das Innenrohr lageorientiert und geschützt zwischen den beiden Einsatzkörpern
Die Festlegung des Innenrohrs in der Zentrierscheibe kann auf verschiedene Art und
Weise durchgeführt werden. Bevorzugt gelangen jedoch die Merkmale des Anspruchs
3 zur Anwendung.
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Hierbei kann die Zentrierscheibe umfangs seit ig einen axial vorspringenden
Bund besitzen, welcher an der inneren Stirnseite der Aufnahmehülse zur Anlage gelangt.
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Durch die Ausbildung der freien Endabschnitte der Kupplungsfinger
entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 erfolgt eine automatische Selbstzentrierung
der Innenrohre beim Kuppeln zweier Gestängerohre, ohne daß hierzu weitere Maßnahmen
erforderlich wären.
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Die einwandfreie Abdichtung der Endabschnitte der Innenrohre in den
endseitigen, radial erweiterten Längenabsohnitten der Axialkanäle der die Kupplungsfinger
aufweisenden Einsatzkörper
erfolgt unter Benutzung der Merkmale
des Anspruchs 5.
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Die Dichtungsringe werden in diesem Fall bevorzugt durch O-Ringe gebildet,
welche in entsprechend gestaltete Umfangsnuten der Wände eingebettet sind.
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Damit eine einwandfreie Kupplung der Innenrohre sichergestellt ist,
können ihre Stirnkanten entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 6 ausgebildet sein.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 in der Seitenansicht, teilweise
im vertikalen Längsschnitt, ein Gestängerohr eines NaRbohrgestänges; Figur 2 im
vertikalen Längsschnitt den Kupplungsbereich zweier Gestängerohre; Figur 3 einen
vertikalen Querschnitt durch einen Endabschnitt des Gestängerohrs der Figur 1 gemäß
der Linie III-III; Figur 4 einen vertikalen Querschnitt durch den Kupplungsbereich
zweier Gestängerohre gemäß der Linie IV-IV der Figur 2 und Figur 5 einen vertikalen
Querschnitt durch den anderen Endabschnitt des Gestängerohrs der Figur 1 gemäß der
Linie IV- IV.
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Das Gestängerohr 1 der Figur 1 umfaßt zunächst einen mittleren Rohrabschnitt
2, auf dem umfangsseitig eine Wendel 3 festgeschweißt ist. Die Enden der Wendel
3 sind derart angeordnet, daß bei zwei miteinander gekuppelten Gestängerohren 1,
la entsprechend der Figur 2 die Wendel 3 des einen Gestängerohrs 1 absatzlos in
die Wendel 3 des sich anschließenden Gestängerohrs la übergeht.
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Endseitig des mittleren Rohrabschnitts 2 sind Einsatzkörper 4, 5
eingeschweißt. Hierbei handelt es sich jeweils um einen als Vaterteil ausgebildeten
Einsatzkörper 5 und um einen als Mutterteil ausgebildeten Einsatzkörper 4, die zusammen
steckbar und im Drehsinne verriegelbar sind. Dadurch ist eine zug- und druckfeste
Kupplung zweier Gestängerohre 1, la im Sinne der Figur 2 sichergestellt.
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Zu diesem Zweck ist der Einsatzkörper 4 als Aufnahmehülse ausgebildet.
Sie weist einen Hohlzapfen 6 auf der mit geringem Spiel in das Rohrende 7 eingeschoben
wird. Stirnseitig des Rohrendes 7 erweitert sich der Hohl zapfen 6 radial zu einem
Kupplungsgehäuse 8. Der Außendurchmesser des Kupplungsgehäuses 8 entspricht etwa
dem Außendurchmesser des mittleren Rohrabschnitts 2. Der Übergang vom Hohlzapfen
6 auf das Kupplungsgehäuse 8 ist konisch gehalten. Durch den konischen Übergang
und durch entsprechende Gestaltung der Stirnseite des Rohrendes 7 wird eine V-Nut
gebildet, in die eine Schweißnaht 9 gelegt werden kann.
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Im Inneren des Kupplungsgehäuses 8 ist ein kreisrunder Aufnahmeraum
10 ausgebildet, der durch zwei Stirnwände 11, 12 axial begrenzt ist. Wie die Figur
1 in Verbindung mit Figur 3
erkennen läßt, ist der Aufnahmeraum
10 mit der Stirnfläche 13 des Einsatzkörpers 4 durch eine Ausnehmung 14 verbunden,
die zueinander parallel verlaufende Seitenwände 15 besitzt, deren Abstand voneinander
etwa dem Durchmesser der Bohrung 16 im Hohlzapfen 6 entspricht. Außerdem sind in
die Seitenwände 15 noch schalenförmige Vertiefungen 17 eingearbeitet, die auf einem
Radius liegen, der geringfügig größer als der Radius der Innenbohrung 16 des Hohlzapfens
6 bemessen ist.
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In das andere Rohrende 18 ist der einen Kupplungsfinger 19 aufweisende
Einsatzkörper 5 mit einem Zapfen 20 befestigt (Figur 1). Der Einsatzkörper 5 weist
umfangsseitig einen Kragen 21 auf, dessen Durchmesser etwa dem Außendurchmesser
des Rohrabschnitts 2 entspricht. Auch hier sind die Stirnseiten des Rohrendes 18
und die Unterseiten des Kragens 21 so ausgebildet, daß eine V-förmige Nut entsteht,
in welche eine Schweißnaht 22 eingelegt werden kann.
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Zwischen dem Kragen 21 und-dem Kupplungsfinger 19 ist der Durchmesser
des Einsatzkörpers 5 verringert. Ferner ist dieser Abschnitt 23, wie auch aus Figur
5 erkenntlich ist, seitlich abgeflacht, wobei der Abstand der Seitenflächen 24 etwa
dem Durchmesser des Kupplungsfinger 19 bzw. dem Abstand der Seitenwände 15 der Ausnehmung
14 entspricht. Ferner sind im Schnittbereich V-V zwei Schrägflächen 25 unter einem
Winkel von 450 zu den Seitenflächen 24 vorgesehen, deren axiale Breite etwas mehr
als die Hälfte der axialen Länge des Kupplungsabschnitts 23 bemessen ist. Durch
die Schrägflächen 25 werden zwei einander diametral gegenüberliegende Nasen 26 gebildet,
die in nachstehend noch näher erläuterter Weise mit Vorsprüngen 27 zusammenwirken,
welche von der Stirnwand 11 des Aufnahmeraums 10 und den Flächen 15, 17 der Ausnehmung
14
sowie der Stirnfläche 13 begrenzt werden.
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Der Einsatzkörper 5 wird von einem Axialkanal 28 durchsetzt, der
endseitig zwei radial erweiterte Längenabschnitte 29, 30 aufweist. In die Wandungen
der Längenabschnitte 29, 30 sind Nuten eingearbeitet, in welche O-Ringe 31 eingesetzt
sind.
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Ferner läßt die Figur 1 erkennen, daß der mittlere Rohrabschnitt
2 von einem Innenrohr 32 axial durchsetzt wird, dessen Querschnitt erheblich kleinerbemessen
ist. Mit einem Ende 33 durchsetzt das Innenrohr 32 eine Zentrierscheibe 34, die
mit Spiel in den Rohrabschnitt 2 eingesetzt werden kann. Das Innenrohr 32 ist durch
Schweißung in der Zentrierscheibe 34 befestigt. Die Zentrierscheibe 34 besitzt ferner
einen umfangsseitigen, axial gerichteten Bund 35, welcher an der inneren Stirnseite
36 der Aufnahmehülse 4 zur Anlage gelangt. In der aus Figur 1 ersichtlichen Betriebslage
steht das Ende 33 des Innenrohrs 32 in die Bohrung 16 der Aufnahmehülse 4 hinein.
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Das andere Ende 37 des Innenrohrs 32 ist in den Längenabschnitt 30
des Axialkanals 28 unter Durchdringung des O-Rings 31 umfangsseitig dichtend eingeschoben.
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Beim Zusammenfügen zweier Gestängerohre 1, la gemäß Figur 2 wird
zunächst der Kupplungsfinger 19 des Gestängerohrs 1 in die Aufnahmehülse 4 des Gestängerohrs
la eingeführt, wobei der Längenabschnitt 29 des Axialkanals 28 den Endabschnitt
33 des Innenrohrs 72 umfaßt. Gelangt der Kplungsabschnitt 23 mit der Fläche 38 an
der Stirnwand 12 des Aufnahme
raums 10 zur Anlage, werden die beiden
zu kuppelnden Gestängerohre 1, la relativ zueinander um ihre gemeinsame Längsachse
verdreht, so daß gemäß Egur 4 die durch die Schrägflächen 25 gebildeten Nasen 26
unter die Vorsprünge 27 neben dem Aufnahmeraum 10 fassen. Die Schrägflächen 25 gelangen
dann an den Seitenwänden 15 der Ausnehmung 14 zur Anlage. Auf diese Weise ist sowohl
die Zug- und Druckfestigkeit in Axialrichtung der gekuppelten Gestängerohre 1, la
als auch ihre Mitnahme in Drehrichtung gewährleistet.
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Bezugszeichenaufstellung: 1 Gestängerohr 2 Rohrabsohnitt 3 Wendel
auf 2 4 Einsatzkörper 5 Einsatzkörper 6 Hohl zapfen 7 Rohrende 8 Kupplungsgehä.use
9 Schweißnaht 10 Aufnahmeraum in 8 11 Stirnwand von 10 12 Stirnwand von 10 13 Stirnfläche
von 4 14 Ausnehmung zwischen 10 und 13 15 Seitenwände von 16 Bohrung in 6 17 Vertiefungen
in 15 18 Rohrende 19 Kupplungsfinger an 5 20 Zapfen von 5 21 Kragen an 5 22 Schweißnaht
23 Kupplungsabschnitt 24 Seitenflächen von 23 25 Schrägflächen an 23 26 Nasen 27
Vorspruge 28 Axialkanal in 5 29 Endabschnitt von 28 30 Endabsehnltt von 28 31 0-Ringe
32 Innenrohr 33 Ende von 32 34 Zentrierscheibe 35 Bund an 34 36 Stirnseite von 4
37 Ende von 32 38 Fläche an 23 1a Gestängerohr
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