DE3905699C1

DE3905699C1 - Drilling method for producing a large-diameter hole in rock with extendable drill stem and indirect compressed-air flushing

Info

Publication number: DE3905699C1
Application number: DE19893905699
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 3000 Hannover De Ebeling
Original assignee: Turmag Turbo-Maschinen-Ag Nuesse & Graefer 4322 Sprockhoevel De
Current assignee: Hazemag & Epr 48249 Duelmen De Gsf - Forsch GmbH
Priority date: 1989-02-24
Filing date: 1989-02-24
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2009-02-25

Abstract

The invention relates to a drilling method with indirect compressed-air flushing for producing a large-diameter hole (2, 65) in rock with a drill head (10) which is driven via an extendable drill stem by a drilling machine (1) set up outside the borehole and receives the cuttings/air mixture via a receiving opening (14, 99). The object of the invention is to provide a method of the generic category mentioned at the beginning with which the cuttings, even in hard rock, can be removed from considerable drilling depths during the drilling sequence without conveying members susceptible to wear and without the aid of electrical power, control or signal lines next to the drill stem and without additional steps of the method. This object is achieved according to the invention in that longitudinally displaceable packing (6) is inflated on a drill pipe (5) near the drill head (10) under the action of the compressed flushing air, is set against the borehole wall (23) and, by alternate release and re-application of the pressure of the flushing air, is shifted into a position advancing in the drilling direction (arrow 75) and is set against the borehole wall (23) again. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrverfahren mit indirekter Druckluftspülung zur Herstellung einer Großlochbohrung im Gestein mit einem Bohrkopf, der über ein verlängerbares Bohrgestänge von einer außerhalb des Bohrloches aufgestellten Bohrmaschine angetrieben wird, und das Bohrklein-Luftgemisch über eine Aufnahmeöffnung aufnimmt.The invention relates to a drilling method indirect compressed air purging to produce a Large hole drilling in the rock with a drill head that via an extendable drill pipe from one placed outside the borehole Drill is driven, and that Drill cuttings-air mixture through a receiving opening records.

Ein Bohrverfahren dieser Art ist aus der DE-PS 35 16 312 bekannt geworden. Bei diesem Verfahren arbeitet der Bohrkopf mit einer eingebauten Zellenradschleuse und einem indirekten Druckluftspülverfahren, wobei die Druckluft über eine Falleitung zum Bohrkopf geleitet und dort in der Zellenradschleuse mit dem Bohrklein vermischt zu einer Steigleitung im Innenkanal des Bohrgestänges zum Bohrlochmund gefördert wird. Dabei hat sich die Zellenradschleuse in weichen Gesteinen bewährt. In Hartgesteinen ist sie jedoch wegen des zu erwartenden Verschleißes problematisch. Ferner werden bei schwach geneigten Großlochbohrungen Schwierigkeiten beim Zustrom des Bohrkleines zur Schleuse erwartet.A drilling method of this kind is from the DE-PS 35 16 312 become known. With this The drilling head works with one method built-in rotary valve and an indirect one Compressed air flushing process, the compressed air over a down pipe to the drill head and in there the rotary valve is mixed with the cuttings to a riser in the inner channel of the Drill pipe to the borehole mouth is promoted. The cellular wheel sluice has become soft Rock proven. However, it is in hard rock because of the expected wear problematic. Furthermore, be slightly inclined Large hole drilling difficulties in the inflow of Drill bits expected to the lock.

Grundsätzlich gibt es verschiedene Gründe, die bei der Herstellung von Großlochbohrungen im Gestein eine Naßspülung verbieten oder als unerwünscht ausschließen, wie beispielsweise bei Großlochbohrungen zur Entlagerung von hochradioaktiven Abfällen. Denn bei einer Naßspülung kann sich das in der Bohrlochwand verbleibende Wasser zu einem hochradioaktiven sowie unter Hochdruck stehenden Dampf-Luftgemisch entwickeln. In diesen Fällen kommt neben den vielfach nicht anwendbaren mechanischen Abfördersystemen praktisch nur eine Luftspülung in Frage. Eine Direktspülung scheidet wegen der dazu erforderlichen riesigen Luftmenge aus, so daß nur eine indirekte Spülung in Betracht zu ziehen ist. Naheliegend erscheint dann ein Absaugen des Bohrkleins durch das Bohrgestänge, welches aber aus physikalischen Gründen nur bis zu mittleren Bohrtiefen angewendet werden kann. Bei größeren Bohrtiefen muß mit Druckluft gespült werden, die in herkömmlicher Verfahrensweise im Bohrlochringraum gemäß dem Counterflushverfahren zugeführt werden müßte. Dieses Verfahren verbietet sich jedoch wiederum wegen der Nachteile des großen, mit Druckluft zu füllenden Raumes.There are basically different reasons the in the production of large holes in Prohibit rock a wet rinse or as exclude undesirable, such as in Large holes for the deposition of highly radioactive waste. Because with one Wet flushing can occur in the borehole wall remaining water to a highly radioactive as well as steam-air mixture under high pressure develop. In these cases comes alongside often not applicable mechanical Discharge systems practically only an air purge in Question. A direct rinse is excluded because of that required huge amount of air, so that only indirect rinsing should be considered. Then it seems obvious that the Cuttings through the drill pipe, but which for physical reasons only up to medium Drilling depths can be applied. For larger ones Drilling depths must be flushed with compressed air that in a conventional manner in Borehole annulus according to the counterflush method should be fed. This procedure prohibits however again because of the disadvantages of the large room to be filled with compressed air.

Aus der GB-PS 7 35 749 ist eine gattungsfremde Vortriebsmaschine bekannt geworden, die mit aus aufblasbaren Bälgen bestehenden Packern zur Abdichtung des Bohrlochquerschnittes in der Nähe des Bohrkopfes arbeitet, wobei die Druckluftzufuhr in den vorderen Bohrlochraum und der Abtransport des Bohrklein-Luftgemisches zum Bohrlochmund über Schläuche erfolgt. Mehrere, paarweise zu betätigende Bälge als Packer werden wechselweise pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt, wobei ihre Funktionen von außerhalb des Bohrloches angeordnete Schalteinrichtungen über elektrische Signal- und Steuerleitungen gesteuert werden. Die Vortriebsmaschine besitzt eigene Antriebsmotore und steht mit der Außenwelt nur über Kabel und Schläuche in Verbindung.From GB-PS 7 35 749 is a non-generic Jacking machine became known with out inflatable bellows for existing packers Sealing of the borehole cross section nearby of the drill head works, the compressed air supply in the front borehole space and the removal of the cuttings-air mixture to the borehole mouth Hoses done. Several, in pairs Acting bellows as packers are alternately applied pneumatically or hydraulically, whereby their functions from outside the borehole arranged switching devices via electrical Signal and control lines can be controlled. The The tunneling machine has its own drive motors and stands with the outside world only via cable and Hoses in connection.

Der Fortschritt dieser Bohrvorrichtung soll durch reptilienähnliche Bewegungen des äußeren Gehäuses erfolgen. Unabhängig davon, daß die Anwendung eines derartigen Verfahrens bzw. einer derartigen Vorrichtung gewerblich zu keinem Zeitpunkt erfolgt sein dürfte, sind daraus Anregungen für ein Bohrverfahren zum Großlochbohren mit einem verlängerbaren Bohrgestänge nicht zu entnehmen.The progress of this drilling rig is said to be through reptile-like movements of the outside Housing. Regardless of that Application of such a method or no such device commercially Time should have been, are from it Suggestions for a drilling process for Large hole drilling with an extendable Cannot remove drill pipe.

Das gilt auch für eine weitere gattungsfremde Vortriebsmaschine gemäß der US-PS 33 76 942, deren elektrische Antriebsmotoren vom Bohrlochmund her gespeist und geschaltet sowie deren übrige Funktionen der Hydraulik stets elektrisch von oben gesteuert werden. Auch diese Bohrmaschine bietet keine Anregung für ein Bohrverfahren mit einem verlängerbaren Bohrgestänge zum Großlochbohren im Gestein.This also applies to another non-genre Jacking machine according to US-PS 33 76 942, the electric drive motors from the borehole mouth fed and switched as well as the rest of them Hydraulic functions always electrically from above to be controlled. This drill also offers no suggestion for a drilling process with a extendable drill pipe for drilling large holes in Rock.

In der DE-PS 33 15 317, in der DE-PS 24 27 417 und in der DE-AS 27 03 101 sind typische in der Tiefbohrtechnik verwendete Packer offenbart, die in einem Bohrloch bestimmte Horizonte abgrenzen sollen, um dort räumlich definierte Spül-, Verpreß- oder ähnliche Maßnahmen durchführen zu können. Auf den Bohrvorgang selbst haben diese Packer keinen Einfluß. Sie weisen eine durch Fluidüberdruck aufblähbare Manschette (Balg) auf, die an rohrförmigen Körpern montiert sind.In DE-PS 33 15 317, in the DE-PS 24 27 417 and in DE-AS 27 03 101 are typical packers used in deep drilling technology disclosed that determined in a borehole Delimit horizons in order to be there spatially defined flushing, pressing or similar measures to be able to perform. On the drilling process itself these packers have no influence. You assign one Inflatable cuff (bellows) mounted on tubular bodies.

Aus der DE-AS 24 43 094 ist ein Expansionspacker mit einem rohrförmigen Dorn, einer an seinem Umfang angeordneten und mit Hilfe eines Druckmittels radial expandierenden rohrförmigen Gummimanschette offenbart, deren Endabschnitte in je einem sich axial erstreckenden Ringspalt im Packergehäuse angeordnet und durch Vulkanisation mit dem Ringspalt verbunden sind. Die Gummimanschette ist durch in die Ringspalte und den axialen Freiraum zwischen den beiden Ringspalten eingefüllten, vulkanisierten Kautschuk gebildet und weist im Bereich zwischen ihren Endabschnitten eine vergrößerte Wandstärke auf. Auch aus dieser Druckschrift ist keine Anregung zu entnehmen, wie und in welcher Weise ein solcher Packer auf ein Bohrverfahren der eingangs genannten Gattung mit einem verlängerbaren Bohrgestänge angewendet werden könnte.From DE-AS 24 43 094 is a Expansion packer with a tubular mandrel, one arranged on its circumference and with the help of a pressure medium expanding radially tubular rubber sleeve disclosed whose End sections each in an axially extending Annular gap arranged in the packer housing and through Vulcanization are connected to the annular gap. The rubber sleeve is through in the ring gap and the axial clearance between the two Annular gaps filled with vulcanized rubber formed and points in the area between their End sections an increased wall thickness. There is also no suggestion from this publication see how and in what way Packer on a drilling process at the outset mentioned genus with an extendable Drill pipe could be applied.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem auch im harten Gestein das Bohrklein mit indirekter Luftspülung ohne Unterfahrung in einfacher Weise sowie ohne Zuhilfenahme von elektrischen Energie-, Steuer- oder Signalleitungen außer dem Bohrgestänge und auch ohne zusätzliche Verfahrensschritte im Bohrablauf aus großen Bohrtiefen zum Bohrlochmund gefördert werden kann. Based on this state of the art the invention has for its object a method to create the genus mentioned above with with the cuttings even in hard rock indirect air purge without underpass in simple way and without the help of electrical power, control or signal lines besides the drill pipe and also without additional Process steps in the drilling process from large Drilling depths to the borehole mouth can be promoted.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß auf einem Bohrrohr in der Nähe des Bohrkopfes ein längsverschieblicher Packer unter Wirkung der Spüldruckluft aufgebläht und gegen die Bohrlochwandung gesetzt sowie durch wechselweise Entspannung und Wiederaufbringung des Druckes der Spülluft in eine in Bohrrichtung fortschreitende Position verschoben und erneut gegen die Bohrlochwandung gesetzt wird. Durch diese Verfahrensweise werden aufwendige Hilfsmittel zur Signal- oder Energieübertragung neben dem Bohrgestänge entbehrlich.This task is done in conjunction with the procedural solved by being on a drill pipe nearby the drill head is a packer that can be moved lengthways inflated under the action of the flushing air and set against the borehole wall and by alternate relaxation and reapplication of the Pressure of the purge air in a direction of drilling advancing position shifted and again is placed against the borehole wall. By this procedure becomes complex Tools for signal or energy transmission next to the drill pipe unnecessary.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Packer während einer Bohrpause zur Verlängerung des Bohrgestänges um ein weiteres Bohrrohr in Bohrrichtung um eine Länge verschoben, die entweder gleich oder um eine Manövrierreserve größer als die Nutzlänge eines Bohrrohres ist. Dadurch rückt der Packer ohne besonderes Zutun entsprechend dem Bohrfortschritt mit vor, da das Abstellen und das Wiederanstellen des Spüldruckes ohnehin zum Verfahrensablauf beim Bohren mit verlängerbaren Bohrgestänge gehört und bei jedem Nachsetzen eines Verlängerungsbohrrohres vorgenommen werden muß. Allenfalls muß die Bewegung des Packers kontrolliert werden. Dazu wird vorteilhaft das Erreichen der jeweiligen Endstellung des Packers durch von der Spülluft erzeugte, akustische Signale, z.B. über Endschalterauslösung, zum Bohrlochmund gemeldet.After an advantageous development of The packer is invented during a drilling break to extend the drill pipe by another Drilled pipe shifted by a length in the drilling direction, either the same or around a maneuvering reserve is greater than the useful length of a drill pipe. As a result, the packer moves without special effort according to the drilling progress with before that Turn off and turn the flushing pressure back on anyway to the procedure for drilling with extendable drill pipe is one of them Repositioning an extension drill pipe must be made. At most, the Check the movement of the packer. To will be advantageous in reaching each End position of the packer due to the purge air generated acoustic signals, e.g. about Limit switch actuation, reported to the borehole mouth.

Nach einer ersten Alternative wird bei steilabfallenden Bohrlöchern der Packer nach Entspannung der Spüldruckluft unter Wirkung seiner Schwerkraft in die fortschreitende Position gebracht. Hierzu ist der Packer mit einem entsprechenden Eigengewicht versehen.According to a first alternative, steeply descending holes of the packer Relaxation of the compressed air under the effect of its Gravity into the advancing position brought. For this, the packer is with a appropriate weight.

Nach einer zweiten alternativen Ausführungsform wird bei horizontalverlaufenden oder nur schwach geneigten Bohrlöchern das dem Packer nachfolgende Bohrrohr mit einer Zylinder-Kolben-Einheit als Vorschubgerät versehen, die unter Wirkung der Spüldruckluft den Packer in Bohrrichtung verschiebt. Da zum Bohrvorgang ohnehin der Spülluftstrom erforderlich ist, sind keine weiteren Antriebe oder Impulse zu diesem Verschiebevorgang erforderlich als das Abstellen bzw. Vermindern und die Wiederherstellung des ursprünglichen Spülluftstromes. Der sich dabei zunächst einstellende Druckabfall steuert ein Schaltventil, das den Spülkanal im Vorschubgerät absperrt. Dadurch steht der wiederangestellte Spülluftstrom allein dem Vorschubgerät zur Verfügung, so daß diesem erforderlichenfalls ein höherer Luftdruck zuteil wird als er sich bei umlaufendem Spülluftstrom der Bohrtiefe entsprechend einstellt. Am Ende des Packervorschubes wird das Schaltventil mechanisch wieder geöffnet, so daß der Spülstrom für den Bohrvorgang frei ist. Durch das vorrückende Bohrgestänge werden der gesetzte Packer und mit ihm das Vorschubgerät langsam wieder in die Ausgangstellungen auf ihren Bohrrohren zurückgeschoben. According to a second alternative Embodiment is horizontal or only slightly inclined holes that the Packer following drill pipe with one Cylinder-piston unit as a feed device provided that under the effect of the flushing air Packer moves in the drilling direction. As for Drilling process requires the purge air flow anyway there are no further drives or impulses this move required as that Stop or reduce and the Restore the original Purge air flow. First of all adjusting pressure drop controls a switching valve, that blocks the flushing channel in the feed unit. This means that the purge air flow is restored only the feeder available, so that if necessary, a higher air pressure is allocated as he moves around Purge air flow corresponding to the drilling depth sets. At the end of the pack feeder it will Switching valve mechanically opened again, so that the flushing current for the drilling process is free. By the advancing drill pipe will be the set Packer and with it the feeder slowly back to the starting positions on theirs Drilled pipes pushed back.

Nach einer dritten Alternative erfolgt das Vorrücken des Packers sowohl unter der Wirkung seiner Schwerkraft als auch unter der Wirkung einer als Vorschubgerät ausgebildeten Zylinder-Kolben-Einheit. Dies kann beispielsweise bei schrägverlaufenden Bohrungen dann erforderlich werden, wenn die Schwerkraft des Packers allein nicht ausreicht, um ihn entgegen äußeren einwirkenden Kräften in Richtung der Bohrlochsohle zu verschieben.This is done according to a third alternative Advance of the packer both under the effect its gravity as well as under the action one designed as a feed device Cylinder-piston unit. For example then necessary for oblique holes be when the packer's gravity alone not sufficient to oppose it externally forces in the direction of the bottom of the borehole to postpone.

Zwischen dem Druckluftabzweig für den Packer und dem Austritt in den vorderen, von ihm abzudichtenden Bohrlochraum ist erfindungsgemäß eine Drosselstelle vorgesehen, wodurch der Blähdruck im Packer um einen mit der Drosselung festgelegten Betrag höher als der vom Packer zu haltende Überdruck im Bohrloch beschaffen sein kann.Between the compressed air branch for the packer and the exit in the front, from him borehole space to be sealed is according to the invention a throttle point is provided, whereby the Inflatable pressure in the packer by one with the throttling amount set higher than that of the packer sustained overpressure in the borehole can.

Nach dem erfindungsgemäßen Bohrverfahren sollen sowohl der Packer als auch die Zylinder-Kolben-Einheit als Vorschubgerät auf je einem an seinen Enden und in seiner Länge normal ausgebildeten Bohrrohr derart montiert werden, daß das Bohrrohr von der Bohrmaschine wie ein normales Verlängerungsbohrrohr gehandhabt und ebenso mit dem Bohrstrang ver- und entschraubt werden kann. Zu diesem Zweck ist es besonders vorteilhaft, wenn der Packer während einer Bohrpause zur Verlängerung des Bohrgestänges um ein weiters Bohrrohr in Bohrrichtung um eine Länge verschoben wird, die entweder gleich oder um eine Manövrierreserve größer als die Nutzlänge eines Bohrrohres ist.According to the drilling method according to the invention both the packer and the Cylinder-piston unit as feed device on each one at its ends and in length normally trained drill pipe assembled in this way be that the drill pipe from the drill like handled a normal extension drill pipe and also screwed and unscrewed with the drill string can be. It is special for this purpose advantageous if the packer during a Drill pause to extend the drill pipe by a further drill pipe in the drilling direction by a length is moved, either the same or by one Maneuvering reserve greater than the useful length of one Drill pipe is.

Vorrichtungsmäßig wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß hinter dem Bohrkopf auf dem Bohrrohr über ein Drehlager ein schubfestes Standrohr konzentrisch angeordnet ist, welches konzentrisch von einem längsverschieblichen Teleskoprohr umgriffen ist, auf dem wiederum der Packer gleitverschieblich geführt ist. Der Packer besteht vorteilhaft aus einer massiven Felge und einem diese umgreifenden, aufblähbaren Balg aus einem entropieelastischen Material, wobei die Felge mit einer luftdichten Schiebedichtung auf dem Teleskoprohr zwischen zwei Anschlägen geführt ist. Ferner ist auch das Teleskoprohr mit einer luftdichten Schiebedichtung und Gleitstücken auf der als Gleitfläche ausgebildeten Außenmantelfläche des Standrohres längsverschieblich bis zu einem Anschlag geführt. Und schließlich ist die Außenmantelfläche des Teleskoprohres gleichfalls als Gleitfläche für die Felge des Packers ausgebildet, die darauf mit einer luftdichten Schiebedichtung und Gleitstücken verschiebbar ist.In terms of device, that of the invention underlying task solved in that behind the drill head on the drill pipe over a A pivot-resistant standpipe concentric is arranged, which is concentric of one longitudinally displaceable telescopic tube is gripped, on which in turn the packer can slide is led. The packer advantageously consists of a solid rim and one that surrounds it, inflatable bellows from an entropy-elastic Material, the rim with an airtight Sliding seal on the telescopic tube between two Attacks is performed. Furthermore, that is also Telescopic tube with an airtight sliding seal and sliders on the as a sliding surface trained outer surface of the standpipe guided longitudinally up to a stop. And finally, the outer surface of the Telescopic tube also as a sliding surface for the Rim of the packer trained on it an airtight sliding seal and sliders is movable.

Eine derart gestaltete Vorrichtung erfüllt die Grundfunktionen des neuen Verfahrens. Jedoch könnte sein Arbeitshub kleiner als die Nutzlänge seines zentralen Bohrrohres ausgebildet sein. Um dies zu vermeiden, bedeutet es eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, wenn die Summe des Verschiebeweges zwischen Standrohr und Teleskoprohr einerseits und der Verschiebeweg der Felge zwischen den beiden Anschlägen des Teleskoprohres andererseits gleich oder um eine Manövrierreserve größer als die Nutzlänge des Bohrrohres ist. Auf diese Weise kann der Packer mit seinem zentralen Bohrrohr wie die anderen Bohrrohre des Bohrgestänges auch mit der Bohrmaschine mit ihrem begrenzten Hub ver- und entschraubt werden, ohne daß es hierzu hinsichtlich seiner Länge einer Sonderausführung bedarf.Such a device fulfills the basic functions of the new process. However could be working stroke less than the usable length be formed of its central drill pipe. Around Avoiding this is particularly important advantageous development of the invention if the Sum of the displacement between standpipe and Telescopic tube on the one hand and the displacement of the Rim between the two stops of the Telescopic tube, on the other hand, the same or by one Maneuvering reserve greater than the useful length of the Drill pipe is. This way the packer can with its central drill pipe like the others Drill pipes of the drill pipe also with the Drilling machine with its limited stroke be unscrewed without this a special version in terms of its length requirement.

Um die Spülluft zum vorderen Bohrlochraum hin- und sie mit Bohrklein beladen wieder zurückzuleiten, ist das den Packer durchdringende zentrale Bohrrohr als Zweikanalbohrrohr ausgebildet mit einem Innenrohr, dessen Innenkanal als Förderleitung ausgebildet ist, während der durch den Ringraum gebildete Außenkanal als Zuleitung für die Spül-Druckluft dient. Dabei steht der Außenkanal einerseits über radiale Öffnungen im Bohrrohr mit dem vom Packer abgedichteten Bohrlochraum und andererseits über mindestens eine weitere Öffnung in ihm und dem Standrohr sowie einem Luftkanal und einem Spiralschlauch mit dem Innenraum des aufblähbaren Balges des Packers in Verbindung steht. Dadurch wird gleichzeitig von der Spülluft der Packer aufgebläht und der Bohrlochraum zwischen ihm und der Bohrlochsohle unter Überdruck gesetzt.Around the purge air to the front borehole area there and load them with cuttings again to lead back is the one that penetrates the packer central drill pipe as a two-channel drill pipe formed with an inner tube, the inner channel is designed as a delivery line, during the through the annular space formed as an outer channel Supply line for the flushing compressed air is used. Here the outer channel is on the one hand above radial Openings in the drill pipe with that of the packer sealed well space and on the other hand over at least one more opening in him and that Standpipe as well as an air duct and one Spiral tube with the interior of the inflatable Bellows of the packer communicates. Thereby the packer inflated and the borehole space between him and the bottom of the borehole is pressurized.

Dabei endet erfindungsgemäß der Außenkanal des zentralen, den Packer tragenden Bohrrohres vor dessen Verschraubung mit dem sich daran anschließenden Hals des Bohrkopfes. Die vorgenannten radialen Öffnungen lassen hier die Spülluft in den abzudichtenden Bohrlochraum austreten. Dabei werden diese radialen Öffnungen vorteilhaft so gestaltet, daß sie beim Durchströmen des Spülluftstromes einen bestimmten Druckabfall erzeugen, der als Überdruck im aufblähbaren Balg des Packers gegenüber dem geringeren Druck im vorderen Bohrlochraum zur Wirkung gelangt.The outer channel ends according to the invention of the central drill pipe carrying the packer its screwing with the it subsequent neck of the drill head. The the aforementioned radial openings let the Purge air in the borehole space to be sealed emerge. In doing so, these radial openings advantageously designed so that when Flow through the purge air flow a certain Generate pressure drop, the overpressure in the inflatable bellows of the packer compared to the lower pressure in the front borehole space Effect.

Eine derart gestaltete Bohrvorrichtung gewährleistet die Durchführung des Bohrverfahrens in steilabfallenden Bohrlöchern, bei denen als Vortriebskraft für den Packer die Schwerkraft seiner massiv ausgebildeten Felge ausgenutzt werden kann. Dabei wird in der Regel das gesamte Bohrgestänge aus Zweikanalbohrrohren aufgebaut.Such a drilling device ensures the execution of the drilling process in steeply descending holes where Driving force for the packer is gravity exploited its massive rim can be. Usually the whole Drill pipe constructed from two-channel drill pipes.

Um das erfindungsgemäße Bohrverfahren jedoch auch bei horizontalen oder nur schwach geneigten Bohrungen durchführen zu können, bei denen der Packer nicht unter seiner Schwerkraft in einer Bohrpause verschoben werden kann, wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorrichtungsmäßig auf einem dem Bohrrohr des Packers nachgeordneten Bohrrohr ein Vorschubgerät für den Packer angeordnet, welches aus einem Schaltventil, aus einer mittels eines Drehlagers schubfest auf dem Bohrrohr gelagerten Stützplatte und mindestens einer daran abgestützten Zylinder-Kolben-Einheit besteht, deren Kolbenstange kraft- und/oder formschlüssig mit der Felge des Packers gekoppelt ist. Durch diese Anordnung kann eine Zwangsverschiebung des Packers vorgenommen werden. To the drilling method according to the invention, however even with horizontal or only slightly inclined To be able to drill holes in which the Packer not under gravity in one Drill pause can be postponed advantageous development of the invention device-wise on a the drill pipe of the Packers downstream drill pipe a feed device arranged for the packer, which consists of a Switch valve, from a by means of a pivot bearing shear-resistant support plate mounted on the drill pipe and at least one supported on it There is a cylinder-piston unit Piston rod non-positively and / or positively with the Rim of the packer is coupled. Through this Arrangement can force the packer to move be made.

Um auch dieses Vorschubgerät wie ein normales Verlängerungsbohrrohr mit der Bohrmaschine im Strang des Bohrgestänges ver- und entschrauben zu können, wobei deren Nutzlänge überschreitende Zylinderlängen stören würden, weist nach einer vorteilhaften Weiterbildung das Vorschubgerät mindestens zwei Zylinder-Kolben-Einheiten auf, die durch eine drehfeste, vom Bohrrohr durchdrungene, längsverschiebliche Kopplungsplatte zu einem ihre Hübe addierenden Tandem gekoppelt sind.To make this feeder like a normal one Extension drill pipe with the drill in the Screw and unscrew the string of the drill pipe can, their useful length exceeding According to one, cylinder lengths would interfere advantageous development of the feed device at least two cylinder-piston units on the through a non-rotatable, penetrated by the drill pipe, longitudinally displaceable coupling plate to one of their Strokes adding tandem are coupled.

Um auch die Zylinder dieses Vorschubgerätes mit der ohnehin vorhandenen Spüldruckluft betreiben zu können, erfolgen die Hübe der Kolben-Zylinder-Einheiten in Bohrrichtung, und die jeweilige Arbeitsseite der Zylinder-Kolben-Einheiten ist über Leitungen und Schläuche sowie über einen auf dem Bohrrohr angeordneten, nicht mit ihm rotierenden Dichtkopf mit dem Außenkanal des Bohrrohres verbunden. Dadurch steht der Spülluftdruck für den Arbeitshub der Kolben in Vortriebsrichtung zur Verfügung. Dahingegen werden die Kolben während des Bohrens von dem langsam gegenüber dem festgesetzten Packerbalg vorrückenden Bohrrohr gegen den Spüldruck zurückbewegt.Around the cylinders of this feed device with the already existing flushing compressed air to be able to operate, the strokes take place Piston-cylinder units in the direction of drilling, and the respective working side of the Cylinder-piston units is above lines and Hoses as well as one on the drill pipe arranged, not rotating with it sealing head connected to the outer channel of the drill pipe. This means that the purge air pressure represents the working stroke the piston is available in the direction of advance. In contrast, the pistons during drilling of which slowly versus the set Packer bellows advancing drill pipe against the Flushing pressure moved back.

Das zur Steuerung der Funktionen des Vorschubgerätes vorgesehene Schaltventil besteht aus einem im Außenkanal des Bohrrohres verschieblich angeordneten Ventilring und einer Schließfeder, die sich mit einem Ende gegen einen Anschlag auf dem Bohrrohr und mit ihrem anderen Ende gegen einen Anschlag des Ventilringes abstützt. Der Ventilring wiederum ist über mindestens einen Mitnehmerstift mit einer Muffe schubfest gekuppelt, welche das Bohrrohr konzentrisch und dichtend umgreift, wobei die Muffe an ihrer Innenseite eine unter dem Druck der Spüldruckluft in Schließrichtung wirksame kleine Ringfläche und eine in Öffnungsrichtung wirksame große Ringfläche aufweist. Demzufolge wird die kleine Ringfläche vor der Dichtkante des Schaltventils mit dem Außenkanal verbunden, die große Ringfläche hingegen dahinter. Dadurch wird nach dem Abstellen des Spüldruckes das Schaltventil durch die Schließfeder geschlossen. Bei Wiederbeaufschlagung mit dem Spülluftdruck wird die kleine Ringfläche gleichfalls druckbeaufschlagt und hält das Schaltventil weiterhin geschlossen. Dadurch bleibt der nachgeschaltete Packer entspannt. Der Spüldruck kann ohne Abströmverlust so weit ansteigen, daß die Kolben der Zylinder-Kolben-Einheiten den Packer verschieben. Erst bei Erreichen der vorderen Endstellung des Packers schiebt ein von den Zylindern mitbewegter Stößel die Muffe und damit auch den Ventilring zurück und öffnet damit das Schaltventil. Erst hiernach kann die Spüldruckluft zum Bohrkopf durchströmen und den Balg des Packers vor dem Fortsetzen des Bohrvorganges aufblähen.That to control the functions of the The switching valve provided for the feed device from one in the outer channel of the drill pipe sliding valve ring and one Closing spring with one end against one Stop on the drill pipe and with her other End against a stop of the valve ring supports. The valve ring in turn is over at least one driving pin with a sleeve shear-proof coupled, which the drill pipe encompasses concentrically and sealingly, the Inside of one sleeve under the pressure of the Purge compressed air effective in the closing direction Ring surface and an effective in the opening direction has a large ring area. As a result, the small ring area in front of the sealing edge of the Switching valve connected to the outer channel, the large ring area behind it. This will after switching off the flushing pressure Switch valve closed by the closing spring. When reactivated with the purge air pressure the small ring area is also pressurized and holds the switching valve still closed. This keeps the downstream packer relaxed. The flush pressure can rise so far without loss of discharge that the pistons of the cylinder-piston units Move packer. Only when the front end position of the packer pushes one of the plunger moving the sleeve and it also opens the valve ring the switching valve. Only after that can the Flush compressed air to the drill head and the Bellows of the packer before continuing the Inflate the drilling process.

Nun wird auch die große Ringfläche vom Spüldruck beaufschlagt und hält das Ventil gegen die Kraft der Schließfeder so lange geöffnet, bis der Spüldruck wieder aufgehoben wird. Now the large ring area from Flushing pressure acts and holds the valve against the force of the closing spring is opened until the flushing pressure is released again.

Somit ist die Aufgabe der Erfindung verwirklicht, tiefe Großbohrlöcher ohne verschleißanfällige Förderorgane und ohne das ganze Bohrloch mit Spülfluid füllen zu müssen, bohren zu können, wobei neben dem Bohrgestänge keine Energie-, Steuer- oder Signalleitungen und im Verfahrensablauf keine zusätzlichen Umstände oder Verfahrensschritte erforderlich sind.The object of the invention is thus realized deep large boreholes without wear-prone conveying bodies and without that having to fill the entire borehole with flushing fluid, to be able to drill, next to the drill pipe no power, control or signal lines and no additional circumstances in the course of the procedure or procedural steps are required.

Um auch bei horizontal verlaufenden oder schwach geneigten Bohrungen eine restlose Bohrkleinabförderung sicherstellen zu können, ist für diesen Fall im Bohrkopf zwischen seinen Bohrwerkzeugen und seiner Bohrkopfführung auf seinem Schaft eine drehbare Pendelscheibe angeordnet, welche in dem unter ihrer Schwerkraft tiefstgelegenen Bereich die Aufnahmeöffnung für das Bohrklein-Luftgemisch zur Ableitung in den Innenkanal aufweist.To even with horizontal or weakly inclined holes To be able to ensure cuttings removal for this case in the drill head between his Drilling tools and its drill head guide a rotating pendulum disc on its shaft arranged which in the under their gravity lowest area the opening for the cuttings-air mixture for discharge into the Has inner channel.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:Several embodiments of the invention are shown in the drawings. Show:

Fig. 1 eine Großlochbohrmaschine der erfindungsgemäßen Vorrichtung und den Packer sowie einen Bohrkopf beim Anbohren eines senkrecht verlaufenden Großbohrloches, Fig. 1 is a large-hole drilling machine of the inventive apparatus and the packer and a drill bit when drilling into a perpendicular large borehole,

Fig. 2 den Packer und seine Halterung von Fig. 1 im Längsschnitt, und zwar in der linken Schnitthälfte mit dem Packer und seinem aufgeblähten Balg in der oberen Endstellung aber noch während des Bohrens und in der rechten Schnitthälfte mit dem entspannten Balg des Packers in der unteren Anfangstellung in einer Bohrpause, Fig. 2 shows the packer and its holder of Fig. 1 in longitudinal section, in the left half with the packer and its inflated bellows in the upper end position but still during drilling and in the right half with the relaxed bellows of the packer in lower starting position in a drilling break,

Fig. 3 das Ende eines horizontal bohrenden Bohrgestänges mit Bohrkopf, Packer, einem Vorschubgerät sowie einem Stabilisator während des Bohrens, Fig. 3 shows the end of a horizontal drilling the drill string with the drill head, Packer, a feed device and a stabilizer during drilling,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 3 durch die Pendelscheibe mit der Aufnahmeöffnung für das Bohrklein-Luftgemisch und Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of Fig. 3 through the pendulum disc with the receiving opening for the cuttings-air mixture and

Fig. 5 einen gegenüber der Darstellung der Fig. 3 vergrößerten Längsschnitt durch das Vorschubgerät des Packers von Fig. 3 mit dessen Balg in der zurückgeschobenen Stellung am Ende eines Bohrabschnittes, und zwar nach der in der unteren Schnitthälfte dargestellten Stellung des Schaltventils noch bohrend und in der oberen Schnitthälfte des Schaltventils nach dem Abstellen der Spülluft. Fig. 5 shows a comparison with the illustration of FIG enlarged. 3 shows a longitudinal section through the feed device of the packer of Fig. 3 nor drilling with the bellows in the retracted position at the end of a drilling section, after the position shown in the lower half of the section position of the switching valve, and in the upper cut half of the switching valve after switching off the purge air.

In Fig. 1 ist der untere Teil einer Großloch-Drehbohrmaschine (1) dargestellt, der über dem gerade angebohrten Großbohrloch (2) steht. Der Bohrantrieb (3) der Großloch-Drehbohrmaschine (1) befindet sich in der untersten Stellung und hat mit seinem Spannfutter (4) das zentrale Bohrrohr (5) mit der Nutzlänge N gefaßt, auf dem die den Packer (6) tragende und in toto mit (7) bezeichnete Vorrichtung zum Verschieben und Setzen des Packers angeordnet ist.In Fig. 1 the lower part of a large hole rotary drilling machine ( 1 ) is shown, which is above the large hole ( 2 ) just drilled. The drill drive ( 3 ) of the large hole rotary drilling machine ( 1 ) is in the lowest position and has with its chuck ( 4 ) the central drill pipe ( 5 ) with the useful length N , on which the packer ( 6 ) carrying and in total with ( 7 ) designated device for moving and setting the packer is arranged.

An seinem unteren Ende (8) ist das Bohrrohr (5) mit dem Schaft (9) des Bohrkopfes (10) in üblicher Weise gekoppelt. Der Bohrkopf (10) besteht aus einer Bohrkopfführung (11) und Rollenbohrwerkzeugen (12). Zwischen den Rollenbohrwerkzeugen (12) ist ein Aufnahmerohr (13) angeordnet, dessen Aufnahmeöffnung (14) zur Aufnahme des Bohrkleines möglichst dicht über der Bohrlochsohle (15) liegt. Ein Führungsdorn (16) ragt in der dargestellten Bohrphase in das zuvor gebohrte Zielbohrloch (17).At its lower end ( 8 ), the drill pipe ( 5 ) is coupled to the shaft ( 9 ) of the drill head ( 10 ) in the usual way. The drill head ( 10 ) consists of a drill head guide ( 11 ) and roller drilling tools ( 12 ). A receiving tube ( 13 ) is arranged between the roller drilling tools ( 12 ), the receiving opening ( 14 ) for receiving the cuttings lies as close as possible above the bottom of the borehole ( 15 ). In the drilling phase shown, a guide mandrel ( 16 ) projects into the previously drilled target borehole ( 17 ).

Oberhalb des Bohrantriebes (3) ist ein Spülkopf (18) angeordnet, in den eine Druckluft-Zuleitung (19) zur Zuführung der zur Spülung und zum Betrieb des Packers (6) erforderlichen Spüldruckluft einmündet und aus dem ein Bogenrohr (20) zum Anschluß einer nicht dargestellten Abförderleitung herausführt, um das mit der Spülluft herausgeführte, trockene Bohrklein abtransportieren zu können.Above the drilling drive ( 3 ) there is a flushing head ( 18 ) into which a compressed air supply line ( 19 ) for supplying the flushing compressed air required for flushing and for operating the packer ( 6 ) opens and from which an arc tube ( 20 ) for connecting one leads out discharge line, not shown, in order to be able to remove the dry cuttings which are led out with the purge air.

Direkt unterhalb des Bohrantriebes (3) sind schwenkbare Arme (21) mit Halbschlüsseln (22) zum Abfangen des Bohrgestänges angebracht und im dargestellten Fall nach außen geschwenkt worden.Directly below the drill drive ( 3 ), pivotable arms ( 21 ) with half keys ( 22 ) are attached to catch the drill pipe and, in the case shown, have been pivoted outwards.

Die über die Zuleitung (19) zugeführte Druckluft tritt unterhalb des gegen die Bohrlochwandung (23) gepreßten Packers (6), und zwar in Höhe der Pfeile (24) aus. Dadurch wird der Raum (25) zwischen Packer (6) und Bohrlochsohle (16) unter Überdruck gesetzt, aus dem die Druckluft unter Aufnahme des Bohrkleines als Druckluft-Bohrklein-Gemisch in die Öffnung (14) der Aufnahmeleitung (13) eintritt und über den Innenkanal (26) des zweikanaligen Bohrrohres (5) sowie des daran anschließenden, im Fall der Fig. 1 noch nicht montierten Bohrgestänges oberhalb des Bohrlochmundes (27) über das Bogenrohr (20) abgefördert wird.The compressed air supplied via the feed line ( 19 ) exits below the packer ( 6 ) pressed against the borehole wall ( 23 ), namely at the height of the arrows ( 24 ). As a result, the space ( 25 ) between the packer ( 6 ) and the bottom of the borehole ( 16 ) is pressurized, from which the compressed air enters the opening ( 14 ) of the receiving line ( 13 ) and receives the cuttings as a compressed air / cuttings mixture Inner channel ( 26 ) of the two-channel drill pipe ( 5 ) and the adjoining drill pipe, which in the case of FIG. 1 has not yet been installed, is conveyed above the mouth of the drill hole ( 27 ) via the curved pipe ( 20 ).

In Fig. 2 sind das Bohrrohr (5) und der Packer (6) mit sämtlichen zwischen ihnen befindlichen Teilen im Längsschnitt dargestellt, die zu seinem Ansetzen an der Bohrlochwandung (23), zu seinem Vorversetzen sowie zum Durchschub des Bohrrohres (5) erforderlich sind. Das Bohrrohr (5) weist an seinem oberen Ende zwei Schlüsselflächen (S ₁) und (S ₂) auf, die gleich den Schlüsselflächen (S′₁) und (S′′₂) am Schaft (9) des Bohrkopfes (10) gestaltet sind. Das Bohrrohr (5) bildet mit einem Innenrohr (28) ein Zweikanalbohrrohr, welches mit den nachfolgend zu setzenden, nicht dargestellten Bohrrohren gleiche Innenrohre, gleiche Längen und gleiche Schlüsselflächen (S ₁) und (S ₂) aufweist.In Fig. 2, the drill pipe ( 5 ) and the packer ( 6 ) with all the parts between them are shown in longitudinal section, which are necessary for its attachment to the borehole wall ( 23 ), for its displacement and for pushing the drill pipe ( 5 ) . The drill pipe ( 5 ) has at its upper end two key surfaces ( S ₁ ) and ( S ₂ ), which are designed like the key surfaces ( S ' ₁ ) and (S'' ₂ ) on the shaft ( 9 ) of the drill head ( 10 ) are. The drill pipe ( 5 ) forms with an inner pipe ( 28 ) a two-channel drill pipe, which has the same inner pipes, the same lengths and the same wrench flats ( S ₁ ) and ( S ₂ ) with the drill pipes (not shown) to be placed below.

Gemäß Fig. 2 strömt im Innenkanal (26) gemäß dem Pfeil (30) das Druckluft-Bohrklein-Gemisch nach oben in Richtung des Ableitungsrohres (20) gemäß Fig. 1. Im Außenkanal (31) strömt in Richtung des Pfeiles (32) die durch die Zuleitung (19) (s. Fig. 1) herangeführte Druckluft nach unten in den durch den Packer (6) abgedichteten Bohrlochraum (25).According to FIG. 2, the compressed air / cuttings mixture flows upwards in the direction of the discharge pipe ( 20 ) according to FIG. 1 in the inner channel ( 26 ) according to the arrow ( 30 ) . In the outer channel ( 31 ), the mixture flows in the direction of the arrow ( 32 ) through the feed line ( 19 ) (see FIG. 1) compressed air brought down into the borehole space ( 25 ) sealed by the packer ( 6 ).

Das Zweikanalbohrrohr (5, 28) trägt auf den Drehlagern (33, 34) ein nichtrotierendes Standrohr (35). Über die Drehdichtungen (36, 37) ist der Ringraum (38) zwischen der Außenmantelfläche (29) des Bohrrohres (5) und der Innenmantelfläche (58) des Standrohres (35) luftdicht sowohl gegen den Bohrraum (25) als auch gegen die Außenatmosphäre abgedichtet. Das Standrohr (35) ist mit einem umlaufenden Anschlagbund (39) versehen. Seine Außenmantelfläche (40) dient als zylindrische Gleitfläche für ein Teleskoprohr (41), welches das Standrohr (35) konzentrisch umgreift. Das Teleskoprohr (41) ist auf Gleitstücken (42, 43) gelagert, an welche sich Schiebedichtungen (44, 45) anschließen und gemeinsam mit dem Teleskoprohr (41) verschoben werden. Die Außenmantelfläche (46) des Teleskoprohres (41) ist gleichfalls als Gleitfläche für die Gleitstücke (47, 48) des Packers (6) ausgebildet. Zwischen den Gleitstücken (47, 48) befindet sich eine weitere Schiebedichtung (49).The two-channel drill pipe ( 5 , 28 ) carries a non-rotating standpipe ( 35 ) on the pivot bearings ( 33 , 34 ). Via the rotary seals ( 36 , 37 ), the annular space ( 38 ) between the outer circumferential surface ( 29 ) of the drill pipe ( 5 ) and the inner circumferential surface ( 58 ) of the standpipe ( 35 ) is sealed airtight both against the drill chamber ( 25 ) and against the outside atmosphere . The standpipe ( 35 ) is provided with a circumferential stop collar ( 39 ). Its outer lateral surface ( 40 ) serves as a cylindrical sliding surface for a telescopic tube ( 41 ), which concentrically surrounds the standpipe ( 35 ). The telescopic tube ( 41 ) is mounted on sliding pieces ( 42 , 43 ), to which sliding seals ( 44 , 45 ) connect and are moved together with the telescopic tube ( 41 ). The outer lateral surface ( 46 ) of the telescopic tube ( 41 ) is also designed as a sliding surface for the sliding pieces ( 47 , 48 ) of the packer ( 6 ). Another sliding seal ( 49 ) is located between the sliders ( 47 , 48 ).

Der Packer (6) besteht aus einer massiven Felge (50) von entsprechendem Gewicht und einem diese umgreifenden, aufblähbaren Balg (51) aus einem entropieelastischen Material, wobei die Felge (50) mit der luftdichten Schiebedichtung (49) und den Gleitstücken (47, 48) zwischen zwei Anschlägen (52, 53) des Teleskoprohres (41) geführt ist. Die Anschläge (52, 53) des Teleskoprohres (41) werden dabei aus entsprechenden Flächen von kreiszylindrischen Ringbunden (54, 55) gebildet.The packer ( 6 ) consists of a solid rim ( 50 ) of appropriate weight and an inflatable bellows ( 51 ) encompassing it and made of an entropy-elastic material, the rim ( 50 ) with the airtight sliding seal ( 49 ) and the sliding pieces ( 47 , 48 ) is guided between two stops ( 52 , 53 ) of the telescopic tube ( 41 ). The stops ( 52 , 53 ) of the telescopic tube ( 41 ) are formed from corresponding surfaces by circular cylindrical rings ( 54 , 55 ).

Das Teleskoprohr (41) ist mit seinen Gleitstücken (42, 43) auf dem Standrohr (35) bis zu dem Anschlagbund (39) um einen maximalen Verschiebeweg (W ₁) und die Felge (50) mit ihren Gleitstücken (47, 48) auf dem Teleskoprohr (41) um einen maximalen Verschiebeweg (W ₂) längsverschieblich. Die Summe der Verschiebewege (W ₁) und (W ₂) ist gleich oder um eine Manövrierreserve größer als die Nutzlänge (N) (s. Fig. 1) des Bohrrohres (5). Dadurch kann jeweils ein ganzes Bohrrohr (5) mit seiner Nutzlänge (N) abgebohrt werden, ohne daß das Bohren zum Umsetzen des Packers (6) unterbrochen werden müßte. Ferner ermöglicht die Aufteilung der Schiebewege (W ₁) und (W ₂) mit Hilfe des Teleskoprohres (41) eine so kurze Bauart des längsten Packerbauteiles, nämlich hier des Teleskoprohres (41), das entsprechend der linken Schnitthälfte der Fig. 2 bei oberster Stellung des Teleskoprohres (41) die beiden Schlüsselflächen (S ₁) und (S′₂) gleichzeitig zugänglich sind, und zwar S ₁ für das Spannfutter (4) und S′₂ für die Halbschlüssel (22) der Bohrmaschine (s. Fig. 2). So läßt sich das zentrale Bohrrohr (5) des Packers (6) von der Bohrmaschine (1) wie ein normales Verlängerungsbohrrohr mit dem Bohrstrang, hier mit dem Hals (9) des Bohrkopfes (10), ver- und entschrauben.The telescopic tube ( 41 ) with its sliders ( 42 , 43 ) on the standpipe ( 35 ) up to the stop collar ( 39 ) by a maximum displacement distance ( W ₁ ) and the rim ( 50 ) with its sliders ( 47 , 48 ) the telescopic tube ( 41 ) by a maximum displacement ( W ₂ ) longitudinally. The sum of the displacement paths ( W ₁ ) and ( W ₂ ) is equal to or one maneuvering reserve greater than the useful length ( N ) (see FIG. 1) of the drill pipe ( 5 ). As a result, an entire drill pipe ( 5 ) with its useful length ( N ) can be drilled without the drilling having to be interrupted to move the packer ( 6 ). Furthermore, the division of the sliding paths ( W ₁ ) and ( W ₂ ) with the help of the telescopic tube ( 41 ) enables such a short construction of the longest packer component, namely the telescopic tube ( 41 ), which corresponds to the left half of FIG. 2 in the uppermost position the telescopic tube ( 41 ) the two key surfaces ( S ₁ ) and (S ' ₂ ) are accessible at the same time, namely S ₁ for the chuck ( 4 ) and S ' ₂ for the half key ( 22 ) of the drill ( see FIG. 2 ). The central drill pipe ( 5 ) of the packer ( 6 ) can be screwed and unscrewed from the drill ( 1 ) like a normal extension drill pipe with the drill string, here with the neck ( 9 ) of the drill head ( 10 ).

Die durch den Außenkanal (31) in Richtung des Pfeiles (32) herangeführte Druckluft tritt am unteren Ende des Bohrrohres (5) durch radiale Öffnungen (56) gemäß den Pfeilen (24) in den Bohrlochraum (25) aus, der durch den Balg (51) des Packers (6) abgedichtet ist. Eine weitere Radialöffnung (57) im Bohrrohr (5) verbindet dessen Außenkanal (31) mit dem durch die Drehdichtungen (36, 37) abgedichteten Ringraum (38) zwischen der Außenmantelfläche (29) des Bohrrohres (5) und der Innenmantelfläche (58) des Standrohres (35). Das Standrohr (35) weist in seinem Anschlagbund (39) eine weitere Radialöffnung (59) auf, wodurch auch der von den Schiebedichtungen (44) und (45) abgedichtete Ringraum (60) zwischen der Außenmantelfläche des Standrohres (35) und der Innenmantelfläche des Teleskoprohres (41) mit dem Außenkanal (31) des Bohrrohres (5) in Verbindung steht. Der Ringraum (60) ist über den Luftkanal (61) und einen daran anschließenden Spiralschlauch (62) mit dem Innenraum (63) des aufblähbaren Balges (51) des Packers (6) verbunden. Durch diese Luftwege wird der Innenraum (63) des Balges (51) stets mit dem Druck der Druckluft beaufschlagt, welche diese im Bohrgestänge vor ihrem Austritt aus den Radialöffnungen (56) des Bohrrohres (5) aufweist. Auf diese Weise kann der Balg (51) automatisch während des Bohrens aufgebläht und gegen die Bohrlochwandung (23) gesetzt bzw. gepreßt werden, wie dies im linken Halbschnitt der Fig. 1 dargestellt ist. In dieser oberen Endstellung des Packers (6) ist das Teleskoprohr (41) aus seiner Anfangsstellung in der rechten Bildhälfte der Fig. 2 vollständig an den Gleitstücken (47, 48) des Packers (6) vorbeigefahren, bis das obere Gleitstück (47) gegen die Anschlagfläche (52) des Ringbundes (54) stößt. Sodann wird das Teleskoprohr (41) mit seinem Gleitstück (43) gegen den Anschlagbund (39) des Standrohres (35) gefahren. Diese obere Endstellung des Packers (6) ist in der linken Bildhälfte der Fig. 2 dargestellt. Nun muß eine Bohrpause zum Nachsetzen eines weiteren Bohrrohres (5) eingelegt werden. Dazu wird die Druckluftzufuhr abgestellt, so daß der Balg (51) des Packers (6) kontrahiert bzw. drucklos wird. Er verliert dabei den Kontakt mit der Bohrlochwandung (23) - so wie es aus der rechten Bildhälfte der Fig. 2 ersichtlich ist - und rutscht bei senkrecht verlaufendem oder hinreichend steil geneigtem Bohrstrang unter Wirkung seiner Schwerkraft infolge seines entsprechend hohen Eigengewichtes von der in der linken Figurenhälfte dargestellten Endstellung in die untere Anfangstellung in der rechten Bildhälfte der Fig. 2. Sodann wird der Druck der Druckluft wieder angestellt, um einerseits den Balg (51) durch entsprechendes Aufblähen gegen die Bohrlochwandung (23) zu setzen und um andererseits den unteren Bohrlochraum (25) unter Luftüberdruck zu setzen und damit den Spülstrom in Umlauf zu bringen. The compressed air brought in through the outer channel ( 31 ) in the direction of the arrow ( 32 ) exits at the lower end of the drill pipe ( 5 ) through radial openings ( 56 ) according to the arrows ( 24 ) into the borehole chamber ( 25 ), which passes through the bellows ( 51 ) of the packer ( 6 ) is sealed. Another radial opening ( 57 ) in the drill pipe ( 5 ) connects its outer channel ( 31 ) to the annular space ( 38 ) sealed by the rotary seals ( 36 , 37 ) between the outer casing surface ( 29 ) of the drill pipe ( 5 ) and the inner casing surface ( 58 ) of the Standpipe ( 35 ). The standpipe ( 35 ) has a further radial opening ( 59 ) in its stop collar ( 39 ), as a result of which the annular space ( 60 ) sealed by the sliding seals ( 44 ) and ( 45 ) between the outer surface of the standpipe ( 35 ) and the inner surface of the Telescopic tube ( 41 ) with the outer channel ( 31 ) of the drill pipe ( 5 ) in connection. The annular space ( 60 ) is connected to the interior ( 63 ) of the inflatable bellows ( 51 ) of the packer ( 6 ) via the air duct ( 61 ) and an adjoining spiral hose ( 62 ). Through these air passages, the interior ( 63 ) of the bellows ( 51 ) is always acted upon by the pressure of the compressed air which it has in the drill pipe before it emerges from the radial openings ( 56 ) of the drill pipe ( 5 ). In this way, the bellows ( 51 ) can be inflated automatically during drilling and placed or pressed against the borehole wall ( 23 ), as is shown in the left half section of FIG. 1. In this upper end position of the packer ( 6 ), the telescopic tube ( 41 ) has moved completely past the sliding pieces ( 47 , 48 ) of the packer ( 6 ) from its initial position in the right half of FIG. 2 until the upper sliding piece ( 47 ) counteracts abuts the stop surface ( 52 ) of the collar ( 54 ). Then the telescopic tube ( 41 ) is moved with its slide ( 43 ) against the stop collar ( 39 ) of the standpipe ( 35 ). This upper end position of the packer ( 6 ) is shown in the left half of FIG. 2. Now you have to take a break to add another drill pipe ( 5 ). For this purpose, the compressed air supply is switched off so that the bellows ( 51 ) of the packer ( 6 ) contracts or is depressurized. He loses contact with the borehole wall ( 23 ) - as can be seen in the right half of Fig. 2 - and slips when the drill string runs vertically or is sufficiently steeply inclined due to its gravity due to its correspondingly high dead weight from that in the left Half of the figure shown end position in the lower starting position in the right half of Fig. 2. Then the pressure of the compressed air is turned on again, on the one hand to set the bellows ( 51 ) by blowing up against the borehole wall ( 23 ) and on the other hand to the lower borehole space ( 25 ) pressurized with air and thus to circulate the flushing stream.

Für diese Vorgänge haben die Drehdichtungen (36, 37) sowie die Schiebedichtungen (44, 45) nicht nur dem Überdruck der in die Ringräume (38, 60) geleiteten Druckluft zu widerstehen, sondern sie müssen auch den Bohrlochraum (25) unter dem Packer (6) gegen den drucklosen Raum (64) oberhalb des Packers (6) abdichten. Der letztgenannten Aufgabe dient auch die Schiebedichtung (49) in der Felge (50) des Packers (6).For these processes, the rotary seals ( 36 , 37 ) and the sliding seals ( 44 , 45 ) not only have to withstand the excess pressure of the compressed air directed into the annular spaces ( 38 , 60 ), but they also have to contain the borehole space ( 25 ) under the packer ( 6 ) Seal against the unpressurized space ( 64 ) above the packer ( 6 ). The latter task also serves the sliding seal ( 49 ) in the rim ( 50 ) of the packer ( 6 ).

Für horizontale und schwach geneigte Großlochbohrungen (65) gemäß den Fig. 3 bis 5 wird auf einem dem Bohrrohr (5) des Packers (6) nachgeordneten Bohrrohr (66) ein Vorschubgerät (67) für den Packer (6) angeordnet, welches aus einem Schaltventil (70), einer mittels eines Drehlagers (68) schubfest auf dem Bohrrohr (66) gelagerten Stützplatte (69) und mindestens einer daran abgestützten Kolben-Zylinder-Einheit (71, 72) besteht, deren Kolbenstange (73) kraft- und/oder formschlüssig mit der Felge (50) des Packers (6) gekoppelt ist. Im dargestellten Fall weist das Vorschubgerät (67) zwei Zylinder-Kolben-Einheiten (71, 72) auf, die durch eine drehfeste, vom Bohrrohr (66) durchdrungene, längsverschiebliche Kopplungsplatte (74) zu einem ihre Hübe (H ₁, H ₂) addierenden Tandem gekoppelt sind. Die Arbeitshübe (H ₁) und (H ₂) der Zylinder-Kolben-Einheiten (71, 72) erfolgen in Bohrrichtung gemäß dem Pfeil (75). Die Arbeitsseite (76) der Zylinder-Kolben-Einheit (71) und die Arbeitsseite (77) der Zylinder-Kolben-Einheit (72) sind über Leitungen (78, 79) und Druckschläuche (80, 81, 82) sowie über einen auf dem Bohrrohr (66) angeordneten, nicht mit ihm rotierenden Dichtkopf (83) mit dem Außenkanal (84) des Bohrrohres (66) verbunden.For horizontal and slightly inclined large-hole bores (65) of FIGS. 3 to 5 is downstream drill pipe (66) disposed on a drill pipe (5) of the packer (6), a feed device (67) for the packer (6), which consists of a Switching valve ( 70 ), a support plate ( 69 ) mounted on the drill pipe ( 66 ) in a thrust-resistant manner by means of a rotary bearing ( 68 ) and at least one piston-cylinder unit ( 71 , 72 ) supported thereon, the piston rod ( 73 ) of which is force and / or is positively coupled to the rim ( 50 ) of the packer ( 6 ). In the case shown, the feed device ( 67 ) has two cylinder-piston units ( 71 , 72 ) which are connected to one of their strokes ( H ₁ , H ₂ ) by a rotationally fixed coupling plate ( 74 ) penetrated by the drill pipe ( 66 ). adding tandem are coupled. The working strokes ( H ₁ ) and ( H ₂ ) of the cylinder-piston units ( 71 , 72 ) take place in the drilling direction according to the arrow ( 75 ). The working side ( 76 ) of the cylinder-piston unit ( 71 ) and the working side ( 77 ) of the cylinder-piston unit ( 72 ) are on lines ( 78 , 79 ) and pressure hoses ( 80 , 81 , 82 ) and on one the drill pipe ( 66 ) arranged, not rotating with it sealing head ( 83 ) connected to the outer channel ( 84 ) of the drill pipe ( 66 ).

Das Schaltventil (70) besteht aus einem im Außenkanal (84) des Bohrrohres (66) verschieblich angeordneten Ventilring (85) und einer Schließfeder (86), die sich mit ihrem einen Ende gegen einen Anschlag (87) auf dem Innenrohr (28) und mit ihrem anderen Ende gegen einen Anschlag (88) des Ventilringes (85) abstützt.The switching valve ( 70 ) consists of a valve ring ( 85 ) which is displaceably arranged in the outer channel ( 84 ) of the drill pipe ( 66 ) and a closing spring ( 86 ) which has one end against a stop ( 87 ) on the inner pipe ( 28 ) and with its other end against a stop ( 88 ) of the valve ring ( 85 ).

Der Ventilring (85) ist über mindestens einen Mitnehmerstift (89) mit einer Muffe (90) schubfest gekuppelt, welche das Bohrrohr (66) konzentrisch und dichtend umgreift. Die Muffe (90) weist an ihrer Innenseite eine unter dem Druck der Spüldruckluft in Schließrichtung (entgegen der Richtung des Pfeiles (75)) wirksame kleine Ringfläche (91) und eine in Öffnungsrichtung gemäß dem Pfeil (75) wirksame große Ringfläche (92) auf. Die Schließfeder (86) hält das Schaltventil (70) an der Dichtkante (93) geschlossen, solange über den Außenkanal (84) (31 von Fig. 2) keine Druckluft eingeleitet wird, was z.B. in den Bohrpausen der Fall ist. Nach Wiedererhöhen bzw. Wiedereinschalten der Druckluftzufuhr wirkt deren Druck auf die kleine Ringfläche (91) der Muffe (90) und hält dadurch den Ventilring (85) weiterhin geschlossen. Da der Balg (51) des Packers (6) entspannt bleibt, wird er auf diese Weise von den tandemartig angeordneten Zylinder-Kolben-Einheiten (71, 72) über die Kolbenstange (73) in seine vordere Anfangstellung vorgeschoben, so wie es in der rechten Bildhälfte der Fig. 2 ersichtlich ist. Gegen Ende dieser Vorschubbewegung drückt ein Stößel (94) gegen einen Anschlag (95) der Muffe (90), verschiebt dadurch über den Mitnehmerstift (89) den Ventilring (85) und öffnet somit das Schaltventil (70). Hiernach kann die Druckluft entsprechend dem Pfeil (96) in der bereits zu Fig. 2 beschriebenen Weise in den abgedichteten Bohrlochraum (25) strömen. Die Druckluft beaufschlagt aber auch die große Ringfläche (92) der Muffe (90), wodurch das Schaltventil (70) solange geöffnet bleibt, wie dieser Luftdruck ansteht, also solange gebohrt wird. Während des Bohrens wandert dem Bohrfortschritt entsprechend der Bohrstrang und damit das Bohrrohr (66) in Richtung des Pfeiles (75) auf dem festgesetzten Packer (6) vor und schiebt dadurch die Kolben-Zylinder-Einheiten (71, 72) gegen den weiter in ihnen anstehenden Spüldruck in ihre Ausgangsstellung zurück.The valve ring ( 85 ) is coupled in a shear-resistant manner via at least one driver pin ( 89 ) to a sleeve ( 90 ) which surrounds the drill pipe ( 66 ) concentrically and sealingly. The sleeve ( 90 ) has on its inside a small annular surface ( 91 ) which is effective under the pressure of the flushing compressed air in the closing direction (counter to the direction of the arrow ( 75 )) and a large annular surface ( 92 ) which is effective in the opening direction according to the arrow ( 75 ) . The closing spring ( 86 ) keeps the switching valve ( 70 ) on the sealing edge ( 93 ) closed as long as no compressed air is introduced via the outer channel ( 84 ) (31 of FIG. 2), which is the case, for example, in the drilling breaks. After the compressed air supply has been increased or switched on again, its pressure acts on the small annular surface ( 91 ) of the sleeve ( 90 ) and thereby keeps the valve ring ( 85 ) closed. Since the bellows ( 51 ) of the packer ( 6 ) remains relaxed, it is advanced in this way by the tandem cylinder-piston units ( 71 , 72 ) via the piston rod ( 73 ) into its front initial position, as in the right half of Fig. 2 can be seen. Towards the end of this feed movement, a plunger ( 94 ) presses against a stop ( 95 ) of the sleeve ( 90 ), thereby displacing the valve ring ( 85 ) via the driving pin ( 89 ) and thus opening the switching valve ( 70 ). According to the arrow ( 96 ), the compressed air can then flow into the sealed borehole chamber ( 25 ) in the manner already described for FIG. 2. The compressed air also acts on the large annular surface ( 92 ) of the sleeve ( 90 ), as a result of which the switching valve ( 70 ) remains open as long as this air pressure is present, that is to say, drilling continues. During drilling, the drill string and thus the drill pipe ( 66 ) advance in the direction of arrow ( 75 ) on the fixed packer ( 6 ) in accordance with the drilling progress, thereby pushing the piston-cylinder units ( 71 , 72 ) against the one in them current purging pressure back to their starting position.

Um die zu der Fig. 2 beschriebenen Zugänglichkeitsbedingungen für die jeweils benachbarten Schlüsselflächen (S′′₁) und (S ₂) zu erfüllen, ist auch beim Vorschubgerät (67) der den Verschiebeweg des Packers (6) entsprechende Vorschub auf wenigstens die zwei tandemartig hintereinander geschalteten Zylinder-Kolben-Einheiten (71, 72) zu verteilen, deren Hübe (H ₁) und (H ₂) sich zu der Nutzlänge (N) gemäß Fig. 1 addieren.In order to meet the accessibility conditions described for FIG. 2 for the respectively adjacent key surfaces ( S '' ₁ ) and ( S ₂ ), the feed device ( 67 ) also has the feeder displacement path ( 6 ) corresponding to at least the two tandem-like Distribute cylinder-piston units ( 71 , 72 ) connected in series, the strokes ( H ₁ ) and ( H ₂ ) of which add up to the useful length ( N ) according to FIG. 1.

Speziell für horizontale oder schwach geneigte Großlochbohrungen (65) gemäß den Fig. 3 und 5 ist in den Fig. 3 und 4 frei drehbar auf einem Schaft (97) ein Pendel (98) angeordnet, welches mit einem exzentrischen Schwerpunkt versehen ist und dadurch einer in ihm einmündenden Aufnahmeöffnung (99) eines Aufnahmekanals (100), welcher bezüglich seiner Funktion dem Aufnahmerohr (13) von Fig. 1 entspricht, die tiefste und damit nächstliegende Position zum Bohrklein im vorderen, abgedichteten Bohrlochraum (25) verschafft. Der Zufluß des Bohrkleins zur Aufnahmeöffnung (99) wird außerdem durch Räumschaufeln (101) unterstützt, die mit dem Bohrkopf (10) umlaufen. In Fig. 3 ist hinter dem Bohrrohr (66) mit dem Vorschubgerät (67) ein drehfester Stabilisator (102) zur Ausrichtung, Führung und Zentrierung des Bohrgestänges angeordnet. Especially for horizontal or slightly inclined large-hole bores (65) of FIGS. 3 and 5, 3 and 4 freely rotatably mounted on a shaft (97), a pendulum (98) in the FIG., Which is provided with an eccentric center of gravity and thus a in it opening receiving opening ( 99 ) of a receiving channel ( 100 ), which corresponds in terms of its function to the receiving tube ( 13 ) of FIG. 1, provides the deepest and therefore closest position to the cuttings in the front, sealed borehole chamber ( 25 ). The inflow of the cuttings to the receiving opening ( 99 ) is also supported by clearing blades ( 101 ) which rotate with the drill head ( 10 ). In Fig. 3, a non-rotatable stabilizer ( 102 ) for aligning, guiding and centering the drill pipe is arranged behind the drill pipe ( 66 ) with the feed device ( 67 ).

BezugszeichenlisteReference symbol list

  1 Großloch-Drehbohrmaschine
  2, 65 Großlochbohrung
  3 Bohrantrieb
  4 Spannfutter
  5, 66 Bohrrohr
  6 Packer
  7 Verschiebe- und Setzvorrichtung
  8 unteres Ende des Bohrrohres 5
  9 Schaft
10 Bohrkopf
11 Bohrkopfführung
12 Rollenbohrwerkzeuge
13 Aufnahmerohr
14, 99 Aufnahmeöffnung
15 Bohrlochsohle
16 Führungsdorn
17 Zielbohrloch
18 Spülkopf
19 Druckluft-Zuleitung
20 Bogenrohr
21 schwenkbarer Arm
22 Halbschlüssel
23 Bohrlochwandung
24, 30, 32, 75, 96 Pfeile
25 Raum zwischen Packer 6 und Bohrlochsohle 15
26 Innenkanal des Bohrrohres 5
27 Bohrlochmund
28 Innenrohr
29 Außenmantelfläche des Bohrrohres 5
31 Außenkanal
33, 34 Drehlager
35 Standrohr
36, 37 Drehdichtungen
38, 60 Ringraum
39 Anschlagbund
40 Außenmantelfläche des Standrohres 35
41 Teleskoprohr
42, 43, 47, 48 Gleitstücke
44, 45, 49 Schiebedichtungen
46 Außenmantelfläche des Teleskoprohres 41
50 Felge
51 Balg
52, 53 Anschläge des Teleskoprohres 41
54, 55 kreiszylindrische Ringbunde
56, 57, 59 Radialöffnungen
58 Innenmantelfläche des Standrohres 35
61 Luftkanal
62 Spiralschlauch
63 Innenraum des Balges 51
64 druckloser Raum der Großlochbohrung 2, 65
67 Vorschubgerät
68 Drehlager
69 Stützplatte
70 Schaltventil
71, 72 Kolben-Zylinder-Einheiten
73 Kolbenstange
74 Kopplungsplatte
76 Arbeitsseite der Kolben-Zylinder-Einheit 71
77 Arbeitsseite der Kolben-Zylinder-Einheit 72
78, 79 Leitungen
80, 81, 82 Druckschläuche
83 Dichtkopf
84 Außenkanal des Bohrrohres 66
85 Ventilring
86 Schließfeder
87 Anschlag
88 Anschlag des Ventilringes 85
89 Mitnehmerstift
90 Muffe
91 kleine Ringfläche
92 große Ringfläche
93 Dichtkante
94 Stößel
95 Anschlag an der Muffe 90
97 Schaft am Bohrkopf 10
98 Pendel
100 Aufnahmekanal
101 Räumschaufeln
102 Stabilisator
S₁, S₂, S′₁, S′′₁, S′₂, S′′₂ Schlüsselflächen
W₁, W₂ Verschiebewege
H₁, H₂ Hübe
N Nutzlänge 1 large hole rotary drill
2, 65 large hole
3 drilling drive
4 chucks
5, 66 drill pipe
6 packers
7 Sliding and setting device
8 lower end of the drill pipe 5
9 shaft
10 drill head
11 drill head guide
12 roller drilling tools
13 receiving tube
14, 99 receiving opening
15 borehole bottom
16 guide mandrel
17 target borehole
18 rinsing head
19 Compressed air supply line
20 elbow pipe
21 swiveling arm
22 half keys
23 borehole wall
24, 30, 32, 75, 96 arrows
25 Space between packer 6 and borehole bottom 15
26 inner channel of the drill pipe 5
27 borehole mouth
28 inner tube
29 outer surface of the drill pipe 5
31 outer channel
33, 34 pivot bearing
35 standpipe
36, 37 rotary seals
38, 60 annulus
39 stop collar
40 outer surface of the standpipe 35
41 telescopic tube
42, 43, 47, 48 sliders
44, 45, 49 sliding seals
46 outer surface of the telescopic tube 41
50 rim
51 bellows
52, 53 stops of the telescopic tube 41
54, 55 circular cylindrical coils
56, 57, 59 radial openings
58 inner circumferential surface of the standpipe 35
61 air duct
62 spiral hose
63 Interior of the bellows 51
64 depressurized space of the large hole 2, 65
67 Feed device
68 pivot bearings
69 support plate
70 switching valve
71, 72 piston-cylinder units
73 piston rod
74 coupling plate
76 Working side of the piston-cylinder unit 71
77 Working side of the piston-cylinder unit 72
78, 79 lines
80, 81, 82 pressure hoses
83 sealing head
84 outer channel of the drill pipe 66
85 valve ring
86 closing spring
87 stop
88 Stop of the valve ring 85
89 drive pin
90 sleeve
91 small ring area
92 large ring area
93 sealing edge
94 plungers
95 stop on the sleeve 90
97 shaft on the drill head 10
98 pendulums
100 recording channels
101 scraper blades
102 stabilizer
S ₁, S ₂, S ′ ₁, S ′ ′ ₁, S ′ ₂, S ′ ′ ₂ key faces
W ₁, W ₂ displacement
H ₁, H ₂ strokes
N usable length

Claims

1.Drilling process with indirect compressed air flushing for producing a large hole in the rock with a drill head which is driven by an extendable drill rod from a drill installed outside the drill hole, and which receives the cuttings-air mixture via a receiving opening, characterized in that on a drill pipe ( 5 ) near the drill head ( 10 ) a longitudinally displaceable packer ( 6 ) inflated under the action of the flushing compressed air and placed against the borehole wall ( 23 ) and shifted into a position progressing in the drilling direction (arrow 75 ) by alternately relieving pressure and reapplying the pressure of the flushing air and is placed again against the borehole wall ( 23 ).

2. Drilling method according to claim 1, characterized in that the packer ( 6 ) during a break to extend the drill string by a further drill pipe ( 5 ) in the drilling direction (arrow 75 ) is shifted by a length which is either the same or a maneuvering reserve larger than the effective length ( N ) of a drill pipe ( 5 ).

3. Drilling method according to claim 1 or 2, characterized in that in the case of steeply falling boreholes ( 2 ) the packer ( 6 ) is brought into the advancing position under gravity after relaxation of the flushing compressed air.

4. Drilling method according to claim 1 or 2, characterized in that in the case of horizontally running or slightly inclined drill holes ( 2 , 15 ) the packer ( 6 ) following drill pipe ( 66 ) with a cylinder-piston unit ( 71 , 72 ) as a feed device ( 67 ) is provided, which pushes the packer ( 6 ) in the drilling direction (arrow 75 ) under the action of the flushing compressed air.

5. Drilling method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the advancement of the packer ( 6 ) takes place both under the action of its gravity and under the action of the feed device ( 67 ).

6. Drilling method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure of the purge air is reduced or relaxed and then increased again to relax the packer ( 6 ), its displacement and its inflation.

7. Drilling method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the reaching of the respective end positions of the packer ( 6 ) by acoustic signals generated by the purge air, for example via a limit switch triggering, is reported to the borehole mouth ( 27 ).

8. A device for performing the drilling method according to claims 1 to 7, characterized in that behind the drill head ( 10 ) on the drill pipe ( 5 ) via rotary bearings ( 33 , 34 ) a shear-resistant standpipe ( 35 ) is arranged concentrically, which is concentric of a longitudinally displaceable telescopic tube ( 41 ) is gripped, on which in turn the packer ( 6 ) is slidably guided.

9. The device according to claim 8, characterized in that the packer ( 6 ) consists of a solid rim ( 50 ) and a surrounding inflatable bellows ( 51 ) made of an entropy-elastic material, the rim ( 50 ) with an airtight sliding seal ( 49 ) is guided on the telescopic tube ( 41 ) between two stops ( 52 , 53 ).

10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the telescopic tube ( 41 ) with airtight sliding seals ( 44 , 45 ) and sliders ( 42 , 43 ) on the outer surface of the standpipe ( 35 ) designed as a sliding surface is longitudinally displaceable up to a stop ( 39 ) is feasible.

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the outer lateral surface of the telescopic tube ( 41 ) is also designed as a sliding surface for the rim ( 50 ) of the packer ( 6 ), the ( 50 ) thereon with an airtight sliding seal ( 49 ) and sliders ( 47 , 48 ) is displaceable.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the sum of the displacement path ( W ₁ ) between the standpipe ( 35 ) and telescopic tube ( 41 ) on the one hand and the displacement path ( W ₂ ) of the rim ( 50 ) between the two stops ( 52 , 53 ) of the telescopic tube ( 41 ), on the other hand, is the same or one maneuvering reserve greater than the useful length ( N ) of the drill tube ( 5 ).

13. The device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the drill head ( 10 ) subsequent drill pipe ( 5 ) is designed as a two-channel pipe with an inner tube ( 28 ), the outer channel ( 31 ) on the one hand via radial openings ( 56 ) in Drill tube ( 5 ) with the borehole space ( 25 ) sealed by the packer ( 6 ) and on the other hand via at least one further opening ( 57 , 59 ) in it ( 5 ) and the standpipe ( 35 ) as well as via an air duct ( 61 ) and a spiral hose ( 62 ) communicates with the interior ( 63 ) of the inflatable bellows ( 51 ) of the packer ( 6 ).

14. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that on a drill pipe ( 5 ) of the packer ( 6 ) downstream drill pipe ( 66 ) a feed device ( 67 ) for the packer ( 6 ) is arranged, which consists of a switching valve ( 70 ), consists of a support plate ( 69 ) which is mounted on the drill pipe ( 66 ) in a thrust-resistant manner by means of a rotary bearing ( 68 ) and at least one cylinder-piston unit ( 71 , 72 ) supported thereon, the piston rod ( 73 ) of which is force and / or is positively coupled to the rim ( 50 ) of the packer ( 6 ).

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the feed device ( 67 ) has at least two cylinder-piston units ( 71 , 72 ) by a rotatable, from the drill pipe ( 66 ) penetrated, longitudinally displaceable coupling plate ( 74 ) to one of them Strokes ( H ₁ and H ₂ ) adding tandem are coupled.

16. The apparatus of claim 14 or 15, characterized in that with their strokes ( H ₁ , H ₂ ) in the drilling direction (arrow 75 ) effective, respective working sides ( 76 , 77 ) of the cylinder-piston units ( 71 , 72 ) are connected to the outer channel ( 84 ) of the drill pipe ( 66 ) via lines ( 78 , 79 ) and hoses ( 80 , 81 , 82 ) and via a sealing head ( 83 ) arranged on the drill pipe ( 66 ) and not rotating with it.

17. The device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the switching valve ( 70 ) from a in the outer channel ( 84 ) of the drill pipe ( 66 ) displaceably arranged valve ring ( 85 ) and a closing spring ( 86 ), which is with a End against a stop ( 87 ) on the drill pipe ( 66 ) and with its other end against a stop ( 88 ) of the valve ring ( 85 ).

18. Device according to one of claims 14 to 17, characterized in that the valve ring ( 85 ) via at least one driver pin ( 89 ) with a sleeve ( 90 ) is coupled in a thrust-resistant manner, which surrounds the drill pipe ( 66 ) concentrically and sealingly, the The sleeve ( 90 ) has on its inside a small ring surface ( 91 ) which is effective under the pressure of the flushing compressed air in the closing direction and a large ring surface ( 92 ) which is effective in the opening direction (arrow 75 ).

19. Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that a rotatable pendulum disc ( 98 ) with an eccentric center of gravity is arranged in the drill head ( 10 ) between its drilling tools ( 12 ) and its drill head guide ( 11 ) on a shaft ( 97 ). which has an opening ( 99 ) of the receiving line ( 100 ) for the cuttings-air mixture for discharge into the inner channel ( 26 ) in the region located lowest under its gravity.

20. Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that a stabilizer ( 102 ) for alignment, centering and behind the drill pipe ( 5 ) with the packer ( 6 ) or behind the drill pipe ( 66 ) with the feed device ( 67 ) Guide of the drill pipe is arranged.