DE4116843A1 - Einrichtung zum loesen von bohrkronen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lösen von Bohrkronen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Bohren von Bohrlöchern ist es allgemein üblich, am unteren Ende des Bohrstranges, aber oberhalb der Werkzeuge, wie Bohrkrägen, Räumer usw., die einen größeren Durchmesser als den des Bohrgestänges auf­ weisen, ein Spezialwerkzeug zu verwenden. Dieses Spezialwerkzeug dient dazu, beim Niederbringen, insbesondere von Tiefbohrungen, den Bohr­ meißel oder Teile des Bohrstranges, welche sich in der Formation verklemmen, zu lösen. Das Lösen ist z. B. mit einer Schlagschere möglich, die bei zum Verklemmen des Bohrstranges neigenden Formationen vorsorglich in den Bohrstrang eingefügt wird. Eine Schlagschere ist ein teleskopartig auseinander- oder zusammenschiebbares Werkzeug, bestehend aus einem Dorn und einer Muffe mit stabilen Anschlägen für die Endstel­ lung beider Teile. Eine solche Schlagschere ist u. a. in der DE 31 42 722 C2 beschrieben.

Bei der Speicherung von Federenergie mittels Anhebens oder Ablassens des Bohrstranges und anschließenden Freisetzens dieser Federenergie, bzw. Umsetzens in kinetische Energie, entstehen starke Schläge, die die fest­ sitzenden Teile lösen können.

Da die durch den Schlageinsatz erzeugten Schläge gleichzeitig Schwin­ gungen erzeugen, sind relativ komplizierte Konstruktionen notwendig, um u. a. die Dichtung für die Spülung nicht gleichzeitig zu beschädigen und die Abnutzungserscheinung gering zu halten.

Weiterhin sind hydraulische Rüttler bekannt, (u. a. DE 31 40 144 C2), die im allgemeinen einen Stößel in einem Außenmantel aufweisen, zwischen denen sich in verschiedenen, untereinander in Verbindung stehenden Vor­ ratskammern ein Druckmittel befindet. Wenn auf den Stößel eine ziehende Kraft ausgeübt wird, verschiebt sich Druckmittel zwischen den Vorratskam­ mern gegen einen hohen Widerstand, so daß die Bewegung des Stößels ge­ hemmt wird. Wenn der Stößel einen bestimmten Punkt seines Stellweges er­ reicht hat, wird das Druckmittel umgeleitet, was zu einer plötzlichen, kraftvollen Bewegung des Stößels gegenüber dem Mantel führt. Ein Hammerglied an dem Stößel stößt dann auf ein Amboßglied des Mantels, wodurch eine beträchtliche Rüttelkraft im Bohrstrang erzeugt wird. Wiederholtes Hin- und Herbewegen des Stößels im Mantel reicht im allge­ meinen aus, den Bohrstrang in dem Bohrloch freizubekommen.

Die bekannten Rüttler und Schlagscheren eignen sich nur für tiefe Bohrungen, wo ihre Nachteile durch die dort vorhandenen Vorteile aufge­ wogen werden. Ihr Aufbau ist relativ kompliziert, und sie unterliegen einem hohen Verschleißgrad.

Da es bei flachen Bohrungen, wie z. B. beim Brunnenbau, oder auch Boh­ rungen für geophysikalische Messungen, auch nicht so oft vorkommt, daß das Gestänge sich festsetzt, sondern nur die Bohrkrone sich im Gestein festsetzt, sind solche bekannten Geräte ungeeignet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Lösen von Bohrkronen zu entwickeln, welche sich in geringer Tiefe im Gestein festgesetzt haben. Diese Einrichtung soll nachträglich von außen aufgesetzt werden und einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Gegenüber den konventionell nur bedingt wirksamen Herausziehungsver­ suchen mittels Baggers oder ähnlichen oder dem Verbleib der Bohreinrich­ tung im Bohrloch bis zur Sprengung des Gesteins, bieten sich eine Reihe von Vorteilen, wie ein geringer Aufwand zum Lösen der Bohrkrone, bei gleichzeitigem Zeitgewinn an.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge­ kennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert.

In der Zeichnung wird eine Bohrung 1 in einem Gestein 2 gezeigt. Eine Bohrkrone 3 ist mit einem Bohrgestänge 4 verbunden, wobei das Bohrge­ stänge 4 bis über die Bohrlochoberfläche 5 reicht. Das Bohrgestänge 4 ist in bekannter Weise hohl ausgelegt, d. h. es weist eine Spülbohrung 7 auf. Auch die Bohrkrone 3 weist Öffnungen 6 auf, um das für das Bohren notwendige Spülmittel hindurchleiten zu können. Die Bohrkrone 3 selbst ist in ihrem Durchmesser größer als das Bohrgestänge 4, damit das Spül­ mittel auch wieder nach oben zurückfließen kann, wobei es den Bohr­ schlamm mit herausfördert.

Ist nun eine solche Bohrkrone 3 im Gestein 2 festgefressen, so wird die nicht dargestellte Fördereinrichtung abgebaut und auf das noch heraus­ ragende Bohrgestänge 4 eine Einschußvorrichtung 8 adaptiert.

Die Einschußvorrichtung 8 ist im wesentlichen ein einfacher Stahlkörper mit einem etwas größeren Durchmesser als der des Bohrgestänges 4. Das untere Drittel der Einschußvorrichtung 8 weist eine Innenbohrung 10 auf, die dem äußeren Durchmesser des Bohrgestänges 4 entspricht. Diese Innen­ bohrung 10 kann beispielsweise ein Innengewinde 9 aufweisen, womit das Adaptieren auf einfachste Weise zu realisieren ist. Dieses Innengewinde 9 muß dabei passend zu dem Gewinde sein, welches das Bohrgestänge 4 zur Aufnahme des nächsten Bohrgestängeteiles aufweist. Der Innenbohrung 10 schließt sich eine kurze Innenbohrung 11 an, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Bohrgestänges 4 entspricht, durch welches das Spülmittel geleitet wird.

Die obere Hälfte der Einschußvorrichtung 8 ist hohl ausgelegt, wobei der Übergang 12 zur Innenbohrung 11 konisch ausgebildet ist. Als Abschluß wird auf den Stahlkörper ein Deckel 13 aufgebracht, beispielsweise ge­ schraubt, welcher eine Mittenbohrung 14 aufweist.

Ist nun die Bohrkrone 3 festgefressen, wird die Einschußvorrichtung 8 ohne Deckel 14 auf dem Bohrgestänge 4 adaptiert. Jetzt wird eine Treib­ ladungskartusche 15 mit einer Wasserpatrone in sie eingelegt. Anschlie­ ßend wird der Deckel 13 aufgebracht und über die Mittenbohrung 14 die Treibladungskartusche 15 gezündet. Nach dem Zünden der Treibladung wird die Wassersäule in die Spülbohrung 7 eingeschossen. Hier wird sie, wie in einem Waffenrohr, auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Die Wassersäule prallt auf den Bohrlochgrund, wird abrupt abgebremst und baut damit einen Druck auf. Mit dem entstehenden Staudruck wird die Bohrkrone 3 gelöst. Die Rückstoßkraft 16 der Einschußvorrichtung 8 wirkt dabei unterstützend. Nach diesem Vorgang, der gegebenenfalls durch das Einlegen und Zünden einer neuen Treibladungskartusche 15 wiederholt werden kann, kann der Bohrvorgang gegebenenfalls fortgesetzt werden.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Lösen von Bohrkronen, welche über ein Bohrgestänge mit Spülbohrung betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einschußvorrichtung (8) mit einer Aufnahme für eine Treib­ ladungskartusche (15) mit einer Wasserpatrone so auf das Bohrge­ stänge (4) adaptiert wird, daß beim Zünden der Treibladung sich in der Spülbohrung (7) eine Wassersäule mit hoher Geschwindigkeit aufbaut.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschußvorrichtung (8) aus Stahl gefertigt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Drittel der Einschußvorrichtung (8) eine Innenbohrung (10) passend zum Außendurchmesser des Bohrgestänges (4) aufweist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung (10) ein Innengewinde (9) enthält.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschußvorrichtung (8) durch einen Deckel (13) mit einer Mittenbohrung (14) abgeschlossen wird.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Aufnahme für die Treibladungskartusche (15) und der Innenbohrung (10) eine weitere Innenbohrung (9) entsprechend der Spülmittelbohrung (7) des Bohrgestänges (4) vorgesehen ist.