DE3830972C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehbohrwerkzeug für Erd­ bohrungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der hierzu vergleichbare Stand der Technik ergibt sich aus der DE-PS 20 62 819. Dort ist ein Drehbohrgerät mit Förder­ schnecke gezeigt, bei dem die Förderschnecke mit achsparal­ lelen, streifenförmigen Umfangsflächen als Führungsflansche versehen ist.

Es hat sich gezeigt, daß diese an der Bohrungswandung oder aber an der Rohr-Innenwandung bei der Rotation entlang­ schleifenden streifenförmigen äußeren Umfangsflächen der Förderschnecke einem großem Verschleiß unterliegen. Daher ging man dazu über, einen Verschleißschutz am Außendurch­ messer aufzubringen, und zwar durch manuelle Auftrags­ schweißung. Diese Arbeit ist sehr zeitaufwendig; sie kann aus schweißtechnischen Gründen nicht beliebig oft wieder­ holt werden. Außerdem fällt das Werkzeug bei der Erneuerung durch Neu-Überschweißen für eine erhebliche Zeitspanne aus. Beim Neu-Überschweißen muß häufig die verbliebene Restpan­ zerung und ein Teil des Grundmaterials aufwendig entfernt werden, bevor die neue Auftragsschweißung durchgeführt werden kann.

Weiterhin ist im allgemeinen die Breite der seitlichen Ver­ schleißschicht, z. B. einer Bohrschnecke auf die Material­ stärke der Schneckenwendel begrenzt. Diese schmale Fläche schränkt auch das Volumen an hartem Verschleißmaterial ein, das für den Abrieb zur Verfügung steht. Die Standzeit zwischen den einzelnen Regenerierungen ist dementsprechend kurz. Die geringe seitliche Führungsfläche bewirkt auch wegen der horizontalen Schnittkräfte einen hohen Verschleiß innen an der Bohrrohr-Innenfläche.

Zwar wird diesen Nachteilen durch die Anordnung der Füh­ rungsflansche nach der DE-PS 20 62 819 teilweise abgeholfen. Jedoch tritt an den Umfangsflächen dieser Führungsflansche, besonders beim verrohrten Bohren, ein hoher Verschleiß auf.

Es besteht daher die Aufgabe, bei einem gattungsgemäßen Drehbohrwerkzeug den Verschleißschutz in einer Weise weiterzubilden, so daß mehrere Ziele erreicht werden können, nämlich kurze In­ standsetzungszeiten, lange Standzeiten, Schutz der Innenwan­ dung des Bohrrohres und bessere Richtungsstabilität im Erd­ boden.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Diese kann als eine Zweischicht-Verbundwerkstoff bestehend aus einem weichen, biegbaren, gut schweißbaren Stahl als Grundmaterial ausgebildet sein, auf welches außen unlösbar eine Schicht aus einem verschleißfesten Hartwerkstoff aufge­ bracht ist.

Dabei kann die Hartwerkstoffschicht ein verschleißfestes Stahlblech oder eine Hartauftragspanzerung sein. Sie kann auch aus Hartmetall oder einer Metallkeramikschicht be­ stehen.

Vorteilhafterweise kann die Schleißauflage aus auf den be­ nötigten Radius kalt gebogenen Formstreifen bestehen. Diese können auf den kreisrunden Außenkanten oder den Außenflächen des Bohrwerkzeugs verschraubt sein. Es ist auch möglich, diese Formstreifen auf den Außenkanten oder Außenflächen des Bohrwerkzeugs mittels Heftschweißung leicht lösbar anzuhef­ ten.

Besondere Vorteile können sich bei Anwendung auf eine Bohr­ schnecke ergeben, wenn die Formstreifen in ihrer axialen Er­ streckung um wenigstens das 2fache höher bemessen als deren Dicke. In der Regel entspricht dies auch dem 2 bis 2,5fachem der Materialstärke des schraubenförmigen Wendelbodens.

Durch eine solche Bemessung der Höhe der Formstreifen, wel­ che vorzugsweise auch das Drei- bis Fünffache der Dicke des Schneckenwendelbodens ausmachen kann, wird ein größeres Ver­ schleißvolumen und eine bessere Führung, sei es im Erdboden oder im Bohrrohr erreicht. Ferner wird auch eine stärkere Aussteifung des Randes des Wendelbodens gegen Verbiegen er­ zielt.

Die Ausbildungsweise nach der Neuerung gestattet es, etwa verschlissene Schleißauflage-Formstücke rasch zu lösen und gegen neue auszutauschen. Abgesehen von der durch die Hart­ werkstoff-Panzerung erzielten längeren Standzeit wird auch die Ausfallzeit zwecks Instandsetzung erheblich verkürzt. Durch die Verwendung von Formstücken auf der Basis eines weichen, biegsamen Stahls, können diese aus großflächigen Platten herausgeschnitten und darauf kalt auf den ge­ wünschten Radius gebogen werden. Der weiche Grundwerkstoff bindet das zu Rissen neigende spröde Hartmaterial und er­ möglicht zugleich problemlos das Anbringen, z. B. durch Heftschweißung am Bohrwerkzeug.

Die wesentlichen Merkmale und Besonderheiten der Neuerung sind beispielhaft anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Bohrschnecke näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer unverrohrten Erdbohrung mit Bohrwendel im Querschnitt,

Fig. 2 eine ausschnittweise Draufsicht auf die Bohrwendel gem. Fig. 1,

Fig. 3 eine ausschnittweise Draufsicht auf die Bohrwendel gem. Fig. 1 in einer Abwandlung,

Fig. 4 eine Einzelheit bei "X" im Querschnitt,

Fig. 5 eine Einzelheit bei "Y" im Querschnitt.

In Fig. 1 ist die Bohrschnecke mit ihrem Zentralrohr 1 und dem Wendelboden 2 erkennbar. Wie aus den Fig. 2 und 5 hervorgeht, kann die leicht lösbare Schleißauflage auf ver­ schiedene Art und Weise auf den Außenkanten des Wendelbodens 2 angebracht sein. Entsprechend den Fig. 2 und 4 kann eine Zweischicht-Schleißauflage 5 bei 7 mit dem Wendelboden 2 verschraubt oder bei 8 durch Schweißen leicht lösbar ange­ heftet sein. Es ist jedoch auch die Ausbildungsweise mög­ lich, daß ein Randstreifen durch Schweißung bei 8 fest mit dem Wendelboden verbunden ist, während die äußere aus Form­ stücken bestehende Schleißauflage bei 7 angeschraubt und/oder in nicht näher dargestellten Weise durch Schweißen lösbar angeheftet sind. Die Höhe des Randstreifens bzw. der Außenfläche der aus den Formstücken 5 bestehenden Schleiß­ auflage beträgt wenigstens das 2,5fache der Dicke des Wen­ delbodens. Nach den Fig. 2 und 5 ist der Wendelboden 2 eben­ falls feststehend mit einem Randstreifen als Außenfläche 6 ausgerüstet, und die Schleißauflage, bestehend aus den Form­ stücken 5, ist mit der Außenfläche 6 des Wendelbodens 2 entweder durch Schrauben bei 7 oder in nicht näher darge­ stellter Weise durch lösbares Heftschweißen verbunden.

Bezugszeichenliste:

1 Zentralrohr
2 Wendelboden
3 Bohrlochwandung
4 Außenkanten
5 Schleißauflage
6 Außenflächen
7 Schleißauflage
8 Heftschweißung

Claims (10)

1. Drehbohrwerkzeug mit einer Förderwendel für Erdbohrungen zur Herstellung von Bohrlöchern, insbes. Bohrschnecken, Bohrrohrschuhe, Bohreimer, Kernrohre gekennzeichnet durch eine, auf den einen Zylindermantel beschreibenden, an der Bohrlochwandung (3) bzw. der Innenwandung eines Bohr­ rohres entlangschleifenden kreisrunden Außenkanten (4) der Förderwendel oder auf deren Außenflächen (6) leicht lösbar aufgebrachte Schleißauflage (5).

2. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die leicht lösbare Schleißauflage als Zwei­ schicht-Verbundwerkstoff aus einem weichen, biegbaren, gut schweißbaren Stahl als Grundmaterial ausgebildet ist, auf welches außen unlösbar eine Schicht aus einem verschleiß­ festen Hartwerkstoff aufgebracht ist.

3. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hartwerkstoffschicht eine Hartauftragspan­ zerung ist.

4. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hartwerkstoffschicht aus Hartmetall besteht.

5. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hartwerkstoffschicht eine Metallkeramik­ schicht ist.

6. Drehbohrwerkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleißauflage (5) aus auf den benötigten Radius kalt gebogenen Formstrei­ fen besteht.

7. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Formstreifen (5) mit den kreisrunden Außen­ kanten (4) oder Außenflächen (6) verschraubt sind.

8. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Formstreifen (5) auf den kreisrunden Außen­ kanten (4) oder den Außenflächen (6) des Bohrwerkzeugs (1, 2) mittels Schweißung lösbar angeheftet sind.

9. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Höhe der Formstreifen (5) wenigstens 2fach so groß dimensioniert ist wie deren Dicke.

10. Drehbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Formstreifen (5) in ihrer axialen Erstrec­ kung höher bemessen sind, als ihre Auflagefläche auf den Außenflächen (6) des schraubenförmigen Wendelbodens (2).