DE3726014C2 - High-pressure deep hole hammer, for example for injection holes - Google Patents
High-pressure deep hole hammer, for example for injection holesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Tiefloch-Bohr hammer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 integriert mit einer speziellen Ventilkombi nation, die es ermöglicht, größere Bohrtiefen im Wasser oder bei großem Wasserzulauf zu erreichen. Diese Ventilkombination bestehtThe invention relates to a deep hole drilling hammer according to the preamble of claim 1 integrated with a special valve combination nation that enables greater drilling depths in the Water or with a large water inlet. This valve combination exists
- 1. aus einem absolut dichtschließendem Rückschlag ventil und1. from an absolutely tight closing setback valve and
- 2. aus einer oder mehreren Injektor-Treibdüsen mit eingebauten Rückschlagventilen.2. with one or more injector drive nozzles built-in check valves.
Injektionsbohrungen waren bisher nur möglichInjection drilling was previously only possible
- 1. mit der Kernbohrmethode geringer Bohrfortschritt, teure Werkzeuge und im Hartgestein großer Verschleiß1. with the core drilling method low drilling progress, expensive tools and great wear in hard rock
- 2. mit dem Rollenmeißel ebenfalls geringer Bohrfortschritt und hohe Werkzeugkosten2. with the roller chisel also little drilling progress and high tool costs
- 3. mit Drehbohrkronen nur einsetzbar im Weichgestein. Nachteil dieses Verfahrens ist das Abweichen der vorgegebenen Bohrrichtung und die Rauhigkeit der Bohrlochwand, die wiederum zur Zerstörung der für die Injektionen benötigten Packer führt.3. with rotary drill bits can only be used in soft rock. The disadvantage of this method is the deviation the specified drilling direction and the roughness the borehole wall, which in turn destroys the for the injector packer leads.
Tiefloch-Bohrhämmer bieten den Vorteil der richtungs genauen Bohrungen von hoher Qualität und fast gleich bleibendem Bohrfortschritt. Sie werden von der Bohr maschine über ein Verlängerungsgestänge mit Preßluft betrieben, die aus der Stirnseite dieser Hämmer oder aus Bohrungen im Schlagbohrkopf als Ausblasluft wieder austritt. Der beim Bohren entstehende Ringraum aus der Durchmesserdifferenz von Schlagbohrer und Bohr hammer dient als Transportkanal für das Bohrklein, wobei die Ausblasluft als Austriebsmedium verwendet wird.Deep hole rotary hammers offer the advantage of directional accurate holes of high quality and almost the same permanent drilling progress. They are from the Bohr machine via an extension rod with compressed air operated from the front of these hammers or from holes in the percussion drill head as blow-out air emerges again. The annulus created during drilling from the difference in diameter of the impact drill and drill hammer serves as a transport channel for the cuttings, whereby the exhaust air is used as the expulsion medium.
Diese Hämmer werden im trockenem Gestein z. B. zum Bohren von Sprenglöchern bis ca. 100 m Bohrtiefe eingesetzt. Das Durchbohren feuchter und wasserführen der Formationen ist je nach Wasserzulauf bis maximal 50 m Tiefe möglich, aber nur mit Hämmern, die beim Anheben zusätzliche Spülluft durchsetzen, da durch den Gegendruck des Wasser-Bohrkleingemisches im Ringraum zwischen Bohrgestänge und Bohrlochwand das Schlagwerk nach wenigen Zentimetern Bohrfortschritt zum Stillstand kommt und nur nach Anheben des Gestänges und Ausblasen für wenige Minuten wieder in Gang zu setzen ist.These hammers are z. B. to Drilling blast holes to a depth of approx. 100 m used. Drilling through damp and water The formations are up to a maximum, depending on the water supply 50 m depth possible, but only with hammers Raise additional purging air, as through the Back pressure of the water-drilling mixture in the annulus the hammer mechanism between the drill pipe and the borehole wall after a few centimeters of drilling progress to a standstill comes and only after lifting the boom and blowing out start again for a few minutes.
Erfahrungen mit zusätzlichen Ausblaslöchern in Gewinde nippeln zwischen Bohrhammer und Bohrgestänge haben nur bis zum nächsten Gestängewechsel Erfolg gezeigt, da im drucklosen Zustand das Wasser-Bohrkleingemisch von außen in diese Ausblasbohrungen eindringt, den Bohr hammer verschmutzt und damit funktionsunfähig macht.Experience with additional blow-out holes in threads have nipples between hammer drill and drill pipe only success shown until the next boom change, because in the unpressurized state the water drilling mixture from penetrates outside into these blow-out holes, the drill hammer dirty and therefore inoperative.
Aufgabe der Erfindung ist es, mit einem Hochdruck-Tieflochbohrhammer mit im Hammer- Oberteil oder an anderer Stelle integrierter Ventil kombination größere Bohrtiefen zu erreichen.The object of the invention is with a high pressure deep hole hammer drill with in the hammer Upper part or valve integrated elsewhere combination to achieve greater drilling depths.
Diese Aufgabe löst ein Tieflochbohrhammer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. A deep hole hammer drills this task with the Features of claim 1.
Diese Ventilkombination bestehtThis valve combination exists
- 1. aus einem dichtschließenden Rückschlagventil oberhalb der Bohr hammer-Steuerung mit einer selbstzentrierenden Ventilkappe, deren Dichtring verdeckt angeordnet, gegenüber Kugel- und Flächendich tungen größtmöglichen Schutz vor Beschädigungen bietet und abso lute Dichtheit gewährleistet. Diese Ventilkappe auf einem Ventil- Unterteil mit Federkammer gleitend, verhindert, daß eventuell Bruchstücke der Druckfeder in den Bohrhammer gelangen, außerdem ist ein Verschmutzen so gut wie ausgeschlossen. Das Rückschlag ventil verhindert das Eindringen von Wasser und Bohrklein von der Schlagbohrerseite in den Bohrhammer,1. from a tightly closing check valve above the Bohr hammer control with a self-centering valve cap, the Sealing ring arranged concealed, opposite ball and surface offers the greatest possible protection against damage and absolutely lute tightness guaranteed. This valve cap on a valve Sliding lower part with spring chamber, prevents that possibly Fragments of the compression spring get into the hammer drill, as well soiling is practically impossible. The setback valve prevents water and cuttings from entering the hammer drill side in the hammer drill,
- 2. aus einer oder mehreren Injektor-Treibdüsen, die mit Rückschlag ventilen ausgerüstet und oberhalb des unter 1. beschriebenen Ven tils angeordnet sind. Der Luftdurchsatz dieser Treibdüsen ist mit der Größe der Düsenbohrung oder mit deren Anzahl zu bestimmen. Diese Düsenbohrung ist am Austrittsende zylindrisch und nach innen zur Erhöhung der Luftgeschwindigkeit konisch aufgeweitet ausgewei tet ausgebildet. Das Rückschlagventil in der Injektor-Treibdüse verhindert beim Wechseln des Bohrgestänges, also im drucklosen Zustand des Systems, das Eindringen des Wasser-Bohrkleingemisches von der Gestängeseite in den Bohrhammer. Der Ventilkegel mit Druckfeder, in einer Federkammer gleitend, ge währleistet gegenüber störanfälligen Kugel- oder Plattenventilen absolute Dichtheit und Schmutzunempfindlichkeit.2. from one or more injector propellant nozzles with kickback valves equipped and above the Ven tils are arranged. The air throughput of these propulsion nozzles is included to determine the size of the nozzle bore or its number. This nozzle bore is cylindrical at the outlet end and inwards widened conically to increase the air speed tet trained. The check valve in the injector nozzle prevents when changing the drill pipe, i.e. in the unpressurized Condition of the system, penetration of the water-drilling mix from the rod side into the hammer drill. The valve cone with compression spring, sliding in a spring chamber, ge guarantees against ball or plate valves susceptible to failure absolute tightness and insensitivity to dirt.
Beim Öffnen der Druckluftzuführung bewirkt der durch die sich veren genden Injektor-Treibdüsen mit über 50% erhöhter Luftgeschwindigkeit austretende Luftstrahl, daß das träge Wasser-Bohrkleingemisch aufge wirbelt und mit hoher Geschwindigkeit aus dem Bohrloch herausgeschleu dert wird. Das unterhalb der Injektordüsen entstehende Vakuum befreit den Bohrhammer vom störenden Gegendruck und gibt der entspannt austreten den Ausblasluft wieder die nötige Auftriebsgeschwindigkeit. Das Schlag werk tritt sofort in Tätigkeit und ein unbeeinträchtigtes Bohren wird gewährleistet. When the compressed air supply is opened, it causes air pressure injector driving nozzles with over 50% increased air speed escaping air jet that the sluggish water-drilling mixture is released whirls and is thrown out of the borehole at high speed is changed. The vacuum created below the injector nozzles is released the hammer from the annoying back pressure and gives the relaxed exit the blow-out air again the necessary speed of buoyancy. The blow werk starts working immediately and an undisturbed drilling becomes guaranteed.
Die Fig. 1-3 sind Schnittzeichnungen eines beim Anheben des Bohrgestänges aussetzenden Tiefloch-Bohr hammers, während Fig. 4 mit Fig. 1 kombiniert einen dauerndschlagenden Bohrhammer darstellt. In diesen Schnittzeichnungen ist die rechte Hälfte mit ge öffneten Ventilen in Arbeitsstellung und die linke in Ruhestellung, also im drucklosen Zustand, mit ge schlossenen Ventilen ausgeführt. Figs. 1-3 are cross-sectional drawings of a misfiring during lifting of the drill string downhole drilling hammers, combined while Fig. 4 with Fig. 1 illustrates a continuously striking hammer. In these sectional drawings, the right half is executed with the valves open in the working position and the left half in the rest position, i.e. in the depressurized state, with the valves closed.
Fig. 1 ist der Schnitt durch ein Bohrhammer-Unter teil mit Schlagbohrer 1, Vordergehäuse 2, Schlagkolben 3, Zylinder 4 und Zylindereinsatz 5. Fig. 1 is a section through a hammer drill lower part with percussion drill 1 , front housing 2 , percussion piston 3 , cylinder 4 and cylinder insert 5th
Fig. 2 ist ein Schnitt durch ein Bohrhammermittelteil mit Zylinder 4, Zylindereinsatz 5, Hammer-Steuerung 6, Doppelnippel 7, Anschlußschiebestück 8 und Hammer- Oberteil 9. Fig. 2 is a section through a center drill part with cylinder 4 , cylinder insert 5 , hammer control 6 , double nipple 7 , connecting slide piece 8 and hammer upper part 9th
Fig. 3 ist ein zeichnerischer Schnitt durch ein Hammer-Oberteil mit Anschlußschiebestück 8, Dämpfungs ring 10, Anschluß-Gewindestück 11, Rückschlagventil- Unterteil 12, Druckfeder 13, Ventilkappe 14, Dicht ring 15, Ventilsitz 16, gewölbtes Schmutzsieb 17, Gewindenippel 18, Injektor-Treibdüse 19 (geschlossen), Injektor-Treibdüse 20 (offen), Druckfeder 21, Ventil kegel 22 und Schmutzsieb 25. Fig. 3 is a drawing section through a hammer upper part with connecting slide piece 8 , damping ring 10 , connecting threaded piece 11 , check valve lower part 12 , compression spring 13 , valve cap 14 , sealing ring 15 , valve seat 16 , curved dirt strainer 17 , threaded nipple 18 , Injector drive nozzle 19 (closed), injector drive nozzle 20 (open), compression spring 21 , valve cone 22 and strainer 25 .
Fig. 4 ist die Schnittdarstellung eines dauernd schlagenden Bohrhammer-Oberteiles mit Zylinder 4, Zylindereinsatz 5, Steuer-Oberteil 24, Druckfeder 13, Ventilkappe 14, Dichtring 15, Hammeroberteil 23, Injektor-Treib düse 19 (geschlossen), Injektor-Treibdüse 20 (offen), Druck feder 21, Ventilkegel 22 und Schmutzsieb 25. Fig. 4 is a sectional view of a constantly striking top hammer with cylinder 4 , cylinder insert 5 , control top 24 , compression spring 13 , valve cap 14 , sealing ring 15 , hammer top 23 , injector driving nozzle 19 (closed), injector driving nozzle 20 ( open), pressure spring 21 , valve cone 22 and strainer 25 .
Nach der Erfindung wird beim Öffnen der Druckluftzufuhr über die Bohrung 26 die Ventilkappe 14 auf das Ventilunterteil 12 des Rück schlagventils gedrückt, dadurch geöffnet und das Schlagwerk des Bohrhammers in Bewegung gesetzt.According to the invention, when opening the compressed air supply via the bore 26, the valve cap 14 is pressed onto the lower valve part 12 of the return check valve, thereby opened and the hammer mechanism of the rotary hammer set in motion.
Gleichzeitig strömt nach der Erfindung die Druckluft durch Boh rungen Nr. 26 und Nr. 27 in die Ventilkammer 28, öffnet dabei das Rückschlagventil der Injektor-Treibdüse und entweicht über die Zuführungsbohrungen 29 komprimiert mit hoher Geschwindigkeit aus der anfangs konischen Treibdüsenbohrung 30.At the same time, according to the invention, the compressed air flows through bores No. 26 and No. 27 into the valve chamber 28 , thereby opening the check valve of the injector driving nozzle and escaping through the feed bores 29 compressed at high speed from the initially conical driving nozzle bore 30 .
Claims (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19873726014 DE3726014C2 (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | High-pressure deep hole hammer, for example for injection holes |
Publications (2)
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DE3726014A1 DE3726014A1 (en) | 1989-02-16 |
DE3726014C2 true DE3726014C2 (en) | 1994-03-03 |
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DE19873726014 Expired - Fee Related DE3726014C2 (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | High-pressure deep hole hammer, for example for injection holes |
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DE2816737C3 (en) * | 1978-04-18 | 1981-03-19 | Hans Philipp 3570 Stadtallendorf Walter | Rotary hammer, especially deep-hole hammer |
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1987
- 1987-08-05 DE DE19873726014 patent/DE3726014C2/en not_active Expired - Fee Related
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DE3726014A1 (en) | 1989-02-16 |
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