DE459821C - Vorrichtung zum Ausfuehren von Tiefbohrungen nach dem Schlagsystem - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, Tiefbohrungen nach dem Schlagsystem in der Weise auszuführen, daß die auf und nieder gehende Bewegung des Bohrers und seines Gestänges dazu benutzt wird, bei jedem Schlage eine Pumpwirkung zu dem Zweck hervorzurufen, damit dadurch der Bohrschmand am Boden des Bohrlochs verhindert wird, sich zu setzen. Bei den zu diesem Zweck benutzten Vorrichtungen wird jedoch stets nur die gegenseitige Bewegung zwischen dem Schlagbohrer und dem oberen Scherenteil benutzt, welche bekanntlich sehr klein, und zwar um so kleiner ist, je richtiger die Bohrarbeit ausgeführt wird. Infolgedessen war bei den bekannten Einrichtungen die Pumpwirkung infolge des geringen Hubes so klein, daß das beschriebene Verfahren in die Praxis keinen Eingang gefunden hat.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine neue Vorrichtung, die dazu angetan ist, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen. Die neue Vorrichtung beruht darauf, daß die Pumpwirkung nicht durch die Relativbewegung zwischen unterem und oberem Scherenteil, sondern durch die bei den einzelnen Schlagbohrbewegungen auftretenden Massenkräfte eines schwebend gehaltenen Gewichtskolbens hervorgerufen wird. Da hierdurch der Hub des Pumpkolbens von der Größe der Relativbewegung in der Schere völlig unabhängig gemacht wird, kann durch Wahl eines entsprechend großen Gewichtskolbens bei entsprechend großem Hube desselben die gepumpte Wassermenge wesentlich größer sein als bei allen bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen. Hierdurch kann auch weiter eine viel energischere Spülwirkung und, in weiterer Folge, ein viel rascherer Bohrvorgang erzielt werden.

Die neue Vorrichtung ist in der Weise gebaut, daß über dem mit einer Spülbohrung versehenen Bohrer ein Zylinder vorgesehen ist, in welchem ein durch Federwirkung in der ,obersten Stellung schwebend gehaltener, mit einem Saugventil versehener Gewichtskolben dicht verschließbar ist, welcher bei jeder Schlagbewegung infolge seiner Massenbeschleunigung plötzlich nach unten bewegt wird und hierbei das über ihm befindliche Wasser ansaugt und dasselbe über ein Druckventil nach dem Bohrort treibt.

Der Gewichtskolben kann ferner erfindungsgemäß mit einer nach oben gerichteten Verlängerungsstange versehen sein, welche so weit in den Bereich der über dem Zylinder befindlichen sogenannten Rutschschere tritt, daß am Ende jeder Abwärtsbewegung des oberen Scherenteils die Verlängerungsstange und infolgedessen auch der Gewichtskolben nach unten bewegt wird. Hierdurch wird weiter erreicht, daß der Kolben durch den ihm so erteilten Impuls gelockert wird, wodurch seine Bewegung infolge der Massenbeschleunigung eingeleitet wird.

Die neue Vorrichtung ist an Hand von zwei Ausführungsbeispielen in der beiliegenden Zeichnung zur Darstellung gebracht worden. Abb. ι stellt die neue Vorrichtung im Längsschnitt bzw. in teilweiser Ansicht dar; Abb. 2 ist die Gesamtansicht bzw. ein teilweiser Längsschnitt durch die Vorrichtung nebst Schere;

Abb. 3 ist eine andere Ausführungsform ίο der in Abb. ι dargestellten Vorrichtung.

Der mit einer Spülöffnung; 19 versehene Schlagbohrer 4 ist mit seinem oberen Ende mittels Gewindestutzens 5 an dem als Rohr ausgebildeten Zylinder 3 befestigt. Im unteren Teil des Zylinders 3 befindet sich der Ventilkörper 6, worin ein Kugeldruckventil 8, das durch die Führung 9 von unten erfaßt wird, mittels Feder ro gegen seinen oberen Sitz gedrückt wird. Der Ventilkörper 6 ist durch eine Dichtungsscheibe 7 gegenüber dem Bohrerstutzen 5 gedichtet.

Auf den Ventilkörper 6 stützt sich eine schraubenförmige Druckfeder 18, die einen zylindrischen Gewichtskolben 11 in der obersten Schwebelage zu halten sucht. Beim Niedergang gleitet der Gewichtskolben 11, der Druckwirkung der Feder 18 entgegenwirkeniL__ in dem Zylinder raum 17 nach, unten. Der Gewichtskolben 11 ist gegenüber dem Rohrzylinder 3 mittels Lederringes 12 gedichtet, welcher durch einen einschraubbaren Druckring 13 an 11 angepreßt wird. Eine im Gewichtskolben vorgesehene zentrale Bohrung 20 ward durch ein Kugelventil 14 von unten verschlossen gehalten, welches durch die Feder 16 und Führung 15 nach oben an den Sitz gedrückt wird.

Der Zylinder 3 besitzt über dem Kolben 11 Öffnungen 2i und ist über diesen Öffnungen mit Innengewinde 2 versehen, worin ein entsprechender Gewindestutzen des unteren Scherenteils 1 eingeschraubt wird. Kolben 11 trägt oben einen mit der Stange 23 verbundenen Bügel 24. Die Stange 23 tritt durch eine entsprechende Bohrung im unteren Scherenteil 1 hindurch und ragt so weit hervor, daß der obere Scherenteil 22 (vgl. Abb. 3) bei jeder Schlagwirkung des Bohrers die Stange 23 etwas nach unten bewegt, wodurch auch der Gewichtskolben 11 nach unten gedrückt wird, worauf er erst seinen Hub infolge der Massenbeschleunigung ausführt.

Die neue Vorrichtung wirkt in der folgenden Weise.

Wird die an einem Bohrseil oder einem Bohrgestänge angehängte Vorrichtung in das Bohrrohr hinuntergelassen, so bewegt sich, nach Anschlagen des Bohrers 4 am Bohrgrund, der obere Scherenteil 22 im unteren Scherenteil 1 nach unten, bis er das Ende der Stange 23 trifft, wodurch der erste Impuls zur Abwärtsbewegung des Kolbens 1 r gegeben wird. Infolge dieses Impulses und auf Grund der erteilten Massenbeschleunigung bewegt sich der Gewichtskolben ii, der Feder 18 entgegenwirkend, nach unten und treibt das im Räume 17 eingeschlossene Wasser nach unten, wobei das Kugelventil 14 geschlossen, das Kugelventil 8 dagegen geöffnet wird. Das hinausgetriebene Wasser gelangt durch die Bohrung 19 im Bohrer nach dem Bohrort und fördert hierdurch wesentlich den Bohrvorgang, weil es gleichzeitig den Bohrgrund vom Geröll reinigt. Bei der Aufwärtsbewegung des Förderseils geht auch der Scherenteil 22 nach oben, und der Gewichtskolben 11 wird durch die Druckfeder 18 wieder nach oben bewegt. Hierbei schließt sich das Kugelventil 8 und öffnet sich das Kugelventil 14, -und es "-dringt das im Bohrrohr befindliche Wasser durch die Öffnungen 21, Bohrung 20 von oben in den Raum 17 des Zylinders 3 hinein, um beim nächsten Abwärtsgange, wie oben beschrieben, wiederum aus dem Bohrrohr 4 hinausgespritzt zu werden.

Die in der Abb. 2 dargestellte Abart der Vorrichtung unterscheidet sich nur unwesentlich von der oben beschriebenen. Hierbei ist der Zylinder 3' am unteren Scherenteil 1' mittels Gewindestutzens 2' befestigt. Am unteren Zylinderende sitzt der Ventilkörper 6' mit Kugelventil 8', Führung 9' und Feder 10'. Der Ventilkörper 6' ist gegenüber dem Gewindestutzen 5' des Bohrers 4' mittels Dichtungsscheibe 7' gedichtet. Das Wasser tritt durch die Bohrung 19' im Bohrer 4' hinaus. Im Zylinder 3' bewegt sich der Gewichtskolben 11', dessen zentrale Bohrung 20' durch das Kugelventil 14' mittels Führung 15' und Feder 16' verschlossen gehalten wird. Der Gewichtskolben 11' ist gegenüber dem Zylinder 3' ebenfalls durch einen Lederring 12' abgedichtet, welcher mittels einschraubbaren Ringes 13' angepreßt wird.

Anstatt der Druckfeder 18 ist bei der zweiten Ausführungsform nach Abb. 2 eine Zugfeder 18' angewandt worden. Diese Zugfeder umfaßt den Bügel 24' des Gewichtskolbens 11', welcher auch hier die Stange 23' trägt. Die Zugfeder 18' ist mit ihren oberen Windungen in entsprechendes Innengewinde des Ringes 25' hineingedreht, der in das Innengewinde 2' des Zylinders 3 hineingeschraubt wird. Das untere Ende der Zugfeder 18' ist mit dem oberen Ende des Gewichtskolbens 11' entsprechend verbunden. Das Wasser tritt in diesem Falle durch die radialen Öffnungen 21' ein und gelangt zwischen den einzelnen Lagen der Zugfeder 18' nach der Bohrung 20', um von dort in der vorhin beschriebenen Weise nach dem Zylinderinnern

17' und von da aus beim Schlaghub des Bohrers nach der Bohrung 19' im Bohrer selbst befördert zu werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:
   5

   r. Vorrichtung zum Ausführen von Tiefbohrungen nach dem Schlagsystem, bei der die auf und nieder gehende Bewegung des Bohrers und seines Gestänges dazu benutzt wird, eine Pumpwirkung zur Verhinderung des Sichsetzens des Bohrschmands hervorzurufen, dadurch gekennzeichnet, daß über dem mit einer Spülbohrung versehenen Bohrer (4) ein Zylinder (3) vorgesehen ist, in dem ein durch die Federwirkung in der obersten Stellung schwebend gehaltener, mit einem Saugventil (14) versehener Gewichtskolben (11) dicht verschiebbar ist, wel- eher bei jeder Schlagbewegung infolge seiner Massenbeschleunigung plötzlich nach unten bewegt wird, hierbei das über ihm befindliche Wasser ansaugt und über ein Druckventil (8) nach dem Bohrort treibt.
2. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtskolben mit einer nach oben gerichteten Verlängerungsstange (23) versehen ist, die so weit in den Bereich der über dem Zylinder befindlichen Rutschschere tritt, daß am Ende jeder Abwärtsbewegung des oberen Scherenteils die Verlängerungsstange und infolgedessen auch der Gewichtskolben nach unten bewegt wird, zum Zweck, dessen Abwärtsbewegung einzuleiten.
3. 3. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gewichtskolben in der obersten 4" Schwebelage haltende Feder als Zugfeder C18') ausgebildet und einerseits am oberen Gewichtskolbenende, andererseits am unteren Scherenteilende befestigt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.