DE603667C - Seilschlagbohrvorrichtung - Google Patents

Description

Es sind Seilschlagbohrvorrichtungen bekannt, bei denen der Bohrer unter Inanspruchnahme der Torsion des Bohrseiles umgesetzt wird. Dies ist insofern unzuverlässig, als die Verwindung einmal mit der frei hängenden Länge des Seiles, zum anderen mit seiner Betriebsdauer veränderlich ist. Man hat demgemäß schon Seilschlagbohrvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen ein mit dem Bohrfortschritt nachgeführtes Rohrgestänge gleichsam für das Umsetzen des Bohrers als Widerlager dient, indem sich der Bohrer mit diesem Rohrgestänge in dem Sinne kuppelt und bei seiner Relativbewegung dagegen dermaßen versetzt, daß unter Vermittlung einer durch Einschaltung eines Gesperres nur einseitig wirkenden Schraubenpaarung ähnlich wie bei den Preßluftbohrhämmern das jeweilige Umsetzen des Bohrers stattfindet.

Es ist ferner eine Seilschlagbohrvorrichtung bekanntgeworden, bei der zum Umsetzen des Bohrwerkzeuges ein bis zu Tage reichendes festes Gestänge benutzt wird, wobei die Einrichtung so getröffen ist, daß das Bohrwerkzeug • hülsenförmig den unteren Teil des Gestänges umfaßt und mit diesem durch die Schlagbewegung gestattende Längsführungen auf Drehung gekuppelt ist. Die Schlagseile sind dabei zwischen Bohrlochwandung und dem Gestänge nach unten geführt und mittels Laschen mit dem Bohrwerkzeug gekuppelt.

Diese Einrichtung hat nun den Nachteil, daß einmal der Ein¹ und Ausbau des Bohrwerkzeuges zwecks Nachschärfung nur unter gleichzeitigem Ein- und Ausbau des Gestänges möglich ist, während darüber hinaus aber die Gebundenheit besteht, das Bohrwerkzeug nur abwechselnd um 90 ° nach beiden Seiten umsetzen zu können, da sich infolge der zur Bohrlochmitte exzentrischen Seilaufhängung die Schlagseile beim fortlaufenden Drehen des Bohrwerkzeuges in einer Richtung außen um das Gestänge herr umwickeln würden. Die nur begrenzte Umsetzmöglichkeit des Bohrwerkzeuges hat aber wiederum zur Folge, daß dessen Schneiden vornehmlich beim Durchbohren von mit härteren Einschlüssen durchsetzten Gebirgsschichten ungleichmäßig beansprucht werden, wie auch beim Durchbohren härterer, steil gelagerter Gebirgsschichten durch die einseitige Beanspruchung des Bohrwerkzeuges Abweichungen des Bohrloches aus der Senkrechten bedingt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Seilschlagbohrvorrichtung, bei der das Umsetzen des Bohrers mit Hilfe eines gleichzeitig als Spülleitung und gegebenenfalls als Bohrlochauskleidung zu verwendenden Rohrgestänges benutzt wird. Dabei erfolgt die Übertragung der Drehbewegung des Rohrgestänges auf das Bohrwerkzeug durch im Innern des unteren Teils des <5o Rohrgestänges angeordnete Führungen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß das Schlagseil genau in der Mitte des Rohrgestänges geführt ist und das Bohrwerkzeug im Innern der Rohrtour zwecks Auswechselung in kürzester Zeit rauf- und runtergefahren werden kann.

Durch die genau zentrische Aufhängung des Bohrwerkzeuges wird der Vorteil geschaffen, das

Bohrwerkzeug dauernd gleichsinnig umsetzen zu können und damit unter bester Kraftausnutzung die Bohrlochsohle gleichmäßig zu bearbeiten, so daß durch Vermeidung einer einseitigen Abnutzung der Meißelschneiden im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung ein genau senkrechtes Niederbringen des Bohrloches gewährleistet wird.

Durch Anordnung von an sich bekannten ίο Nachschneidebacken in der Bohrerhaltevorrichtung wird das Bohrloch größer gestoßen, als dem äußeren Durchmesser des Rohrgestänges entspricht. Wie die Seilschlagbohrvorrichtung im einzelnen durchgebildet ist und wie das jeweilige An- und Entkuppeln des Bohrgerätes mit dem Rohrgestänge erfolgt, soll an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden.

Diese zeigen in Abb. ι die schematische Anordnung der Antriebs- und Dreheinrichtungen so im Bohrturm, in Abb. 2, 3, 4 den Längsschnitt eines vollständigen Bohrgestänges in drei aneinandergesetzt zu denkenden Teilen und im besonderen das Stück des Rohrgestänges, in dem das Festklemmen der eigentlichen Bohreinrichtung erfolgt, Abb. 5 und 6 zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele dieser Festklemmvorrichtung, in Abb. 7 den Antrieb des Rohrgestänges zwecks Umsetzens des Meißels, in Abb. 8 und 9 im Querschnitt und in Draufsicht das zum Drehen des Rohrgestänges dienende Klemmkugelgesperre.

Etwa im unteren Drittel des Bohrturmes ist die Rohrgestängedreheinrichtung vorgesehen (Abb. ι und 7 bis 9); sie besteht aus dem Kegelzahnrad 40 mit der am Drehtisch angeordneten Kugelringbüchse 4O₀ mit hohlem Lagerschaft, mit dem sie im Stehlager 41 verlagert und auf dem Kugellager 42 angeordnet ist. In der Kugelringbüchse 4O₀ sind die an sich bekannten Klemmkugelgesperre so angeordnet, daß beim Drehen des Rohrgestänges in einer Richtung die Kugeln 44 sich an das Rohr anpressen und dieses mitnehmen, in entgegengesetzter Richtung bzw. beim Stillstand ihren Angriff aber aufgeben, so daß das Rohrgestänge nicht nur nicht mitgenommen wird, sondern sich auch in seiner Längsrichtung bewegen kann, wobei die Kugellaufringe 43 lediglich zur leichten senkrechten Führung des Rohrgestänges dienen. Es ist bereits bei der Drehbohrung bekanntgeworden, durch an die Rohrwandung gepreßte Rollen die Mitnahme des Rohrgestänges herbeizuführen, ohne jedoch die Bewegung des Rohrgestänges in seiner senkrechten Erstreckung zu behindern. Die im vorliegenden Falle beschriebene Einrichtung bedeutet demgegenüber eine wesentliche Vereinfachung dadurch, daß hier die Drehung des Rohrgestänges nicht zur Leistung der eigentlichen Bohrarbeit, sondern nur zum Umsetzen des schlagend wirkenden Bohrmeißels benutzt wird. Der Antrieb dieses Klemmkugelgesp_erres erfolgt vom Motor 26 aus durch Ketten u. dgl. auf ein in das Kegelrad 40 eingreifendes Ritzel, dessen Achse eine Kupplung besitzt, die zum Ein- und Auskuppeln des Antriebs dient.

Bei der in Abb. 2, 3 und 4 gezeigten eigentlichen Bohreinrichtung und der Anordnung zu ihrer Fastklemmung im unteren Teil des Rohrgestänges weist das Rohrstück 48 für die Festklemmvorrichtung eine Anzahl Ansätze bzw. Bunde 49 auf. Die Bohreinrichtung, die in diesem Rohrstück festgeklemmt wird, besteht aus dem zylindrischen Kupplungskörper 50, der unten mit einem abgesetzten Teil 51 versehen ist und oben das Kopfstück 52 trägt. In diesem Kopfstück 52 sind die Ventile 55 angeordnet, die durch ein nach unten hängendes Schwergewicht 56 auf ihren Sitz gezogen werden. Das Schwergewicht 56 stellt einen zylindrischen Körper dar, in dem zwei oder mehrere radial gerichtete Nuten eingearbeitet sind, deren Grundflächen einen Doppelkonus bilden und die unten durch eine Aussparung verbunden sind. Während nun der obere Teil, und zwar bis zu der Aussparung, mit einer Längsbohrung versehen ist, ist der untere Ansatz 58 mit einer viereckigen Führung versehen.

An dem abgesetzten Teil 51 des Körpers 50 sind die Klemmbacken 59 derart gelagert, daß sie in die Nuten 57 eingreifen. Dabei sind die Innenflächen der Klemmbacken der unteren Konushälfte entsprechend abgeschrägt, während die nach oben gerichteten Zungen 60 der Klemmbacken 59 ebenfalls auf der Innenseite der Steigung der oberen Konushälfte entsprechend abgeschrägt sind.

Die hohle Schwerstange 53 wird durch die Bohrung des Schwergewichts 56 hindurchgeführt, und zwar ist dabei der obere Teil der Schwerstange rund ausgebildet, damit dieselbe durch die Stopfbüchse 54 abgedichtet werden kann. Im unteren Teil dagegen ist die Schwerstange 53 viereckig ausgebildet und führt sich in dem viereckigen Loch im Ansatz 58 des Schwergewichtes 56; an der Schlagbewegung nimmt also das Schwergewicht nicht teil. Nachdem die Bohreinrichtung heruntergelassen ist, setzt sie sich mit ihrem Bund 51 auf den oberen Ansatz 49 im Rohr 48 des Gestänges auf. Beim Herablassen werden die Klemmbackenzungen 60 durch den Konusdorn 57 unter der Spannung des Seiles 20 auseinandergedrückt, ο daß die Klemmbacken 59 selbst nach innen gezogen werden; ihre Ansatzflächen gleiten also an den Ansätzen im Rohr 48 des Gestänges vorbei. Sobald aber die Bohreinrichtung aufsitzt und das Schlagseil locker gelassen wird, drückt der Konus 57 gegen die Schenkel der Klemmbacken 59 und preßt diese nach außen, so daß sie unter den letzten Bund 49 im Rohr 48 greifen und die Bohreinrichtung festklemmen bzw. an

dieser Stelle festhalten. Die Schwerstange 53 geht ferner in den Führungskörper 64 (Abb. 3) hinein und wird hier durch ein in senkrechten Schlitzen bewegliches Kreuzstück 67 am Verdrehen verhindert. Um ein zu kräftiges Aufschlagen des Bohrmeißels oder ein unregelmäßiges Nachlassen des Seiles auszugleichen, ist hier eine Feder 68 zwischengeschaltet; 69 ist ein Leitungsfortsatz der Schwerstange 53 zur

Überleitung der Spülflüssigkeit in den unteren Teil der Bohreinrichtung.

Bei der Ausführungsform der Festklemm-

= vorrichtung nach Abb. 5 ist der Zylinder 50 unten geschlitzt, so daß seine Wände nach innen federn. Innerhalb der Büchse ist ein Keilstück 83 gebettet, das oben als Kolben 84 ausgebildet ist, während das Keilstück 83 unten einen Bund 85 hat. Die Schwerstange 53 ist durch das Keilstück 83 vierkantig hindurchgeführt und oben dagegen durch eine Stopfbüchse 86 abgedichtet. Wird die Bohreinrichtung heruntergelassen und hat sie sich auf den Ansatz 49 aufgesetzt, so drückt die Spülwassersäule auf den Kolben 84; damit geht das Keilstück 83 nach unten und preßt die federnde Zylinderwand, auf der sich Bunde 87 befinden, mit diesen in durch die Ansätze im Rohr gebildete Ringnuten 88, so daß eine feste Verbindung mit dem Rohr 48. entsteht. Wird die Bohreinrichtung heraufgeholt, so wird der Körper 64 (Abb. 3) gegen den Bund 85 gezogen und das Keilstück 83 nach oben gedrückt, gibt also die federnden Wände des Zylinders 50 frei, die nach innen gehen, so daß ihre Bunde den Eingriff mit den Ringnuten 88 aufheben; die Bohreinrichtung kann jetzt heraufgeholt werden. In dem Seilwirbel 66 ist eine Feder eingeschaltet, die bei der Schlagbewegung dem Meißel eine gewisse Nachgiebigkeit verleiht. Bei dieser Ausführungsform kann bei dem Zusammenfedern der Wände des Zylinders 50 das Spülwasser seitlich von diesen nach unten abfließen. Nach der in Abb. 6 gezeichneten Ausführungsform ist der Zylinder 50 ebenfalls als Feder- büchse ausgebildet und oben durch die Kappe 90 abgeschlossen. Der Kolben 84 ist nach unten als Konus fortgeführt und hier seitlich ausgekehlt. Durch seine Wandungen gehen die Ventilstangen 91 hindurch, an denen sich oben die federbeeinnußten Ventile 55 befinden. Die Schwerstange 53 trägt einen Bund 92, der beim Heraufholen der Bohreinrichtung sowohl den Kolbenkonus als auch die Ventilstangen anhebt, so daß die Ventile 55 für den Ablauf des Spülwassers geöffnet werden; ebenso wird der konische Ansatz des Kolbens 84 an den Zylinderwänden freigegeben, so daß diese mit ihren Bunden 87 aus den Ringnuten 88 herausfedern. Damit legt sich der Kolben 84 mit seinem Oberteil, nämlich der Stopfbüchse, gegen die Kappe 90 an, so daß die ganze Vorrichtung heraufgeholt werden kann. Es sei hier· eingeschaltet, daß dieses Festklemmen der Bohreinrichtung im unteren Teil des Rohrgestänges sowie auch das Herausdrücken von Nachschneidebacken durch den Druck der Spülflüssigkeit an sich bekannt ist.

Der Arbeitsvorgang der Seilschlagvorrichtung ist kurz folgender: Nachdem das Standrohr 94 bis auf den Ton gebracht und eingebaut ist, wird ein Teil des Rohrgestänges 48_a mittels der am Flaschenzug hängenden Rohran- und -abschraubvorrichtung zusammengeschraubt und durch den Drehtisch hindurch eingelassen; die Rohran- und -abschraubvorrichtung wird dann gelöst und hochgezogen. Nunmehr wird die Bohreinrichtung an das Schlagseil 20 gehängt und durch dieses in das Rohrgestänge eingelassen, wobei sie sich — wie vorstehend beschrieben — in dem dazu besonders ausgebildeten Teil 48 festklemmt. Darauf wird ein weiteres Rohr aufgeschraubt, wonach die Spülpumpe in Betrieb gesetzt und das Rohrgestänge mit Spülfhissigkeit gefüllt wird. Sobald die Spülflüssigkeit aus dem Auslaufstutzen des Standrohres 94 austritt, wird der Bohrschwengel in Bewegung gesetzt, der den Bohrmeißel anhebt und fallen läßt, mit etwa 50 bis 100 Stoßen in der Minute und 400 bis 1000 mm Hub. Damit hat das eigentliche Schlagbohren begonnen, go wobei das Rohrgestänge entsprechend dem Bohrfortschritt nachgelassen und verlängert wird. Das Heben des Bohrmeißels 81 erfolgt durch das Schlagseil 20, das von einer Seiltrommel abläuft und über zwecks Hubveränderung verstellbare Rollen des Bohrgestänges läuft. Durch Anziehen und Nachlassen des Schlagseiles wird der Bohrmeißel gehoben und auf die Bohrlochsohle fallen gelassen, dabei wird durch Drehen des Rohrgestänges der Meißel umgesetzt, so daß die Bohrlochsohle immer an einer anderen Stelle angegriffen wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Seilschlagbohrvorrichtung, bei der das dauernd in gleicher Richtung erfolgende Umsetzen des Bohrers mit Hilfe einer im Innern des unteren Teiles des Rohrgestänges festgelegten Führung für den Bohrerschaft erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dieses

- Umsetzen des Bohrers durch die dauernd gleichsinnige Umdrehung des Rohrgestänges bewirkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrgestänge zum Umsetzen des Bohrers mit der Dreheinrichtung durch ein im Bohrturm untergebrachtes Klemmkugelgesperre gekuppelt ist, ohne daß das Rohrgestänge während, des Bohrens oder beim Stillstand der Dreheinrichtung in seiner senkrechten Bewegung gehindert wird.

3· Vorrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Kegelrad (40) verbundene Klemmkugelgesperre (4O₀, 43, 44) über ein durch Kupplung ein- und ausrückbares Kegelrad vom Motor aus angetrieben wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer im unteren Teile des Rohrgestänges durch Klemmbacken und Spreizstücke festklemmbaren Bohreinrichtung, deren Klemmung durch ein Belastungsgewicht hergestellt und •durch ein Zugorgan gelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zylinder (50) der Bohreinrichtung mit einem Bund (51) auf im untersten Rohrstück (48) vorgesehene Ansätze oder Bunde (49) aufsetzt und daß am Zylinder (50) angelenkte Zungen (60) mit Klemmbacken (59) durch einen mit einem Schwerstück verbundenen Konus (57) bei gestrafftem Seil unter Einziehung der Klemmbacken auseinandergepreßt werden, während die Klemmbacken beim Nachlassen des Seiles sich gegen die unteren Ansätze pressen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopfstück des Zylinders (50) Ventile (55) vorgesehen sind, die unter Gewichts- oder Federwirkung schließen, aber beim Hochziehen der Bohreinrichtung bzw. des untersten Teiles (64) geöffnet werden, um die Spülflüssigkeit' nach unten ablaufen zu lassen, so daß für das Hochziehen der Bohreinrichtung diese vom Druck der Spülwassersäule entlastet ist.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerstange (53) vierkantig durch die im unteren Teil des Bohrgestänges angeordnete Klemmeinrichtung geführt ist und sich mit einem Kreuzstück (67) in Längsschlitzen des das Bohrwerkzeug tragenden Körpers (64) so führt, daß trotz der Relatiwerschieblichkeit in Achsenrichtung eine Mitnahme auf Drehung gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen