DE68904231T2

DE68904231T2 - Bohrstrangelement.

Info

Publication number: DE68904231T2
Application number: DE8989850116T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Lars Larsson; Sven Per-Olof Liljebrand
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2009-04-12
Also published as: SE8801535D0; JPH0216287A; NO891676L; NO891676D0; FI891962A0; DE68904231D1; US4961469A; EP0340187A1; BR8901944A; AU614827B2; FI88742B; EP0340187B1; FI891962A; SE8801535L; CA1316168C; AU3306689A; SE460917B; FI88742C; ATE84348T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohrstrangelement, das so ausgebildet ist, daß es mit anderen ähnlichen Bohrstrangelementen durch Schraubverbindungen verbunden werden kann und so einen Bohrstrang zum Kopfhammerbohren bildet. Jedes Bohrstrangelement enthält wenigstens eine Stange zur Übertragung von Schlagenergie auf einen Bohrmeißel, der am unteren Ende des Bohrstranges vorgesehen ist, und eine rohrförmige Vorrichtung zur Übertragung von Drehung auf den Bohrmeißel, wobei die rohrförmige Vorrichtung in dem unteren Bereich der Stange mit einer inneren Durchmesserreduzierung und die Stange an ihren beiden Enden mit radialen Vorsprüngen oder Schultern versehen sind. Die Erfindung betrifft auch ein rohrförmiges Teil, das so ausgebildet ist, daß es in ein Bohrstrangelement nach der Erfindung eingeschlossen werden kann.
Bohrstrangelemente der oben erwähnten Type sind bereits aus der US-A-4 094364 bekannt Diese Bohrstrangelemente haben jedoch den Nachteil, daß, wenn sie durch Aufschrauben der fraglichen Schraubverbindungen voneinander getrennt werden, die Stange in einer Richtung aus der umgebenden Rohranordnung herausfallen kann. Dies ist von wesentlichem Nachteil für die Handhabung, nicht zuletzt im Hinblick auf den Schutz des Arbeiters. Die erwünschte Eigenschaft, die Stange sicher in der Rohranordnung fixiert zu haben, muß jedoch mit einer erforderlichen Zugänglichkeit des Inneren des Bohrstrangelementes, z. B. in Verbindung mit Wartung oder Reparatur, kombiniert sein. Auch müssen die Rohranordnungen bei normaler Handhabung während des Betriebs intakt gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Bohrstrangelement der oben erwähnten Art mit einer Stange, die sicher in der Rohranordnung fixiert ist, und auch mit guter Zugänglichkeit in Verbindung mit Wartung/Reparaturen zu liefern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale der beigefügten Ansprüche hat.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, worin
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines unteren Teil eines Bohrstranges mit Bohrstrangelementen nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines mittleren Abschnittes eines Bohrstrangelementes nach der Erfindung zeigt,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines oberen Abschnittes eines Bohrstranges mit Bohrstrangelementen nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Bohrstrangelementes nach der Erfindung zeigt, die besonders für kürzere Stangen geeignet ist, und
Fig. 5 eine andere Ausführungsform zeigt, um zu verhindern, daß die Stange eines Bohrstrangelementes aus diesem Bohrstrangelement herausfällt.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Bohrstrang 10 gezeigt, wobei dieser Bohrstrang 10 einen Bohrmeißel 11 einschließt und dieser Bohrmeißel 11 in der beschriebenen Ausführungsform aus zwei Teilen 12 und 13 besteht. Auf dem oberen Ende des Bohrmeißels 11 ruht ein mittlerer Satz von Stangen 14, wobei dieser Satz eine Anzahl von Stangen 15 einschließt, deren Enden lose aneinanderstoßen. Der oberste Stab 15 in dem Satz 14 trägt einen Kopfhammer 16, der Schläge auf den Bohrmeißel 11 über den Satz von Stäben 14 überträgt. Der Bohrstrang 10 enthält außerdem einen Satz von Rohren 17, die den Satz von Stangen 14 umgibt, wobei der Satz von Rohren 17 eine Anzahl von rohrförmigen Vorrichtungen einschließt, die durch Schraubverbindungen aneinander befestigt sind. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, haben die Schraubverbindungen zwei verschiedene Typen, d. h. jede andere Schraubverbindung ist kegelförmig, und der Rest der Schraubverbindungen ist zylindrisch. Der Grund für die Verwendung von zwei verschiedenen Typen von Schraubverbindungen ist der, daß man dadurch normalerweise voraussehen kann, welche Schraubverbindung zuerst aufgeschraubt wird, da kegelförmige Schraubverbindungen 19 allgemein leichter zu lösen sind als zylindrische Schraubverbindungen 20. Dies bedeutet, daß die Rohranordnungen 21, die der Arbeiter normalerweise handhabt, aus zwei rohrförmigen Vorrichtungen 18 mit kegelförmigen Schrauben an ihren Enden bestehen. Die zylindrische Schraubverbindung 20 wird im Prinzip nur dann aufgeschraubt, wenn die Stangen 15 in den rohrförmigen Vorrichtungen 18 befesugt werden sollen oder wenn eine Reparatur oder eine Wartung der Einrichtung erfolgen muß.
Die Aufgabe des Satzes von Rohren 17 ist die, Rotation auf den Bohrmeißel 11 zu übertragen. Zu diesem Zweck sind der Rohrmeißel 11 und das Vorderende des Satzes von Rohren 17 mit zusammenwirkenden Schiebekeilen 22 versehen. Die Schiebekeile des Satzes von Rohren 17 sind in einer Meißeihülse 23 vorgesehen, die über eine zylindrische Schraubverbindung 20 mit dem Rest des Satzes von Rohren 17 verbunden wird. Die Meißelhülse 23 wird aufgeschraubt, wenn der untere Teil 12 des Bohrmeißels 11 ersetzt wird. Dies geschieht recht oft, da er ein Verschleißteil des Bohrstranges 10 darstellt Der untere Teil 12 des Bohrmeißels 11 wird durch einen Haltering 24 daran gehindert, aus dem Bohrstrang 10 herauszufallen, wobei der Haltering mit einem vergrößerten Abschnitt 25 des unteren Teils 12 zusammenwirkt.
Der obere Teil 13 des Bohrmeißels 11 ist mit einem Spülkanal 26 versehen, der sich quer zur Längsrichtung des Bohrmeißels 11 erstreckt, wobei dieser Spülkanal 26 in Verbindung mit einem oder mehreren inneren Spülkanälen in dem Bohrmeißel 11 steht. Aus dem Spülkanal 26 und aufwärts gibt es einen Raum zwichen dem Satz von Stangen 14 und dem Satz von Rohren 17, und dieser Raum transportiert die Spülluft von der Bodenhöhe aus weg.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, sind die rohrförmigen Vorrichtungen 18 mit einer inneren Durchmesserreduzierung 27 in Verbindung mit den kegelförmigen Schraubverbindungen 19 versehen, wobei diese Durchmesserreduzierung so dimensioniert ist, daß sie mit radialen Vorsprüngen 28 an beiden Enden der anhängenden Stange 15 zusammenwirkt, um zu verhindern, daß die Stange 15 aus der Rohranordnung 21 während deren Handhabung herausfällt. Jede rohrförmige Vorrichtung 18 ist mit einer inneren Durchmesserreduzierung 27 in Verbindung mit dem vorspringenden und dem vertieften Teil der kegelförmigen Schraubverbindung 19 versehen. Dies garantiert, daß ein daran hängender Stab 15 daran gehindert wird, aus der Rohranordnung 21 an beiden Enden der Anordnung 21 herauszufallen.
In Verbindung mit der kegelförmigen Schraubverbindung 19 sind die rohrförmigen Vorrichtungen 18 mit einer Führungseinrichtung 29 für die Stange 15 versehen, wobei die Führungsvorrichtungen 29 vorzugsweise aus fiexiblem Material. z.B. Polyurethan, bestehen und so Vibrationen und Geräusch der Vorrichtung reduzieren und gleichzeitig einen bestimmten Mangel an Geradheit der Stangen 15 ausgleichen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist eine Verbindung 30 zwischen zwei Stangen 15 in der Höhe der zylindrischen Schraubverbindung 20 in der beschriebenen Ausführungsform angeordnet. Der Grund hierfür ist der, daß die Stangen 15 dadurch eine Länge bekommen, die gehandhabt werden kann. Die rohrförmigen Vorrichtungen 18 sind mit Führungseinrichtungen 31 an der Verbindung 30 versehen, und zwar unabhängig davon, ob es sich um ein vorspringendes oder vertieftes Teil handelt Die Führungseinrichtungen 31 haben die entsprechende Funktion wie die Führungseinrichtungen 29, die oben beschrieben wurden, und vorzugsweise bestehen die Führungseinrichtungen 31 aus dem gleichen Material. Die Länge der Rohranordnung 21 zwischen zwei kegelförmigen Schraubverbindungen 19 der oben beschriebenen Konstruktion ist 3 bis 6 in. In dem Bereich der unteren Grenze des Intervalls ist es möglich, die Stange 15 aus einem Stück bestehend zu haben, vorausgesetzt, daß die Führungseinrichtungen 29 geeignet befestigt werden können.
Die in Fig. 4 beschriebene Ausführungsform ist besonders für Rohranordnungen 21' von kürzerer Länge geeignet, und folglich wird nur eine Stange 15' in der Rohranordnung 21' angeordnet. Die rohrförmigen Vorrichtungen 18' und 18" haben in diesem Fall eine wesentlich unterschiedliche Länge. Dies bedeutet, daß die zylindrische Schraubverbindung 20' in Verbindung mit einem Ende der Rohranordnung 21' angeordnet ist. Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform haben beide rohrförmigen Vorrichtungen 18' und 18" innere Durchmesserreduzierungen 27' und 27", die mit radialen Vorsprüngen 28' an beiden Enden der Stange 15' zusammen arbeiten.
In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform gezeigt, die Einrichtungen betrifft, welche die Stange 15" daran hindern, aus der Rohranordnung 21" herauszufallen. In dem Bereich ihrer freien Enden hat die Stange 15" Abschnitte 15a" von reduziertem Durchmesser. Der Übergang zwischen diesem Abschnitt 15a" und dem Reste der Stange 15" ist durch Schultereinrichtungen 28" begrenzt, die sich am Umfang um die Stange 15" herum erstrecken. Die Schultereinrichtungen 28" an beiden Enden der Stange 15" wirken mit einer Durchmesserreduzierung 27''' zusammen, um die Stange 15" daran zu hindern, in Fig. 5 abwärtszufallen. Der reduzierte Durchmesserabschnitt 15a" wird durch eine Führungseinrichtung 29" vorzugsweise aus fiexlblem Material geführt Das Spülmedium wird in Kanälen 32 entfernt, die radial außerhalb der Führungseinrichtung 29" angeordnet sind.
Innerhalb des Erfindungsgedankens ist es auch möglich, daß jede Rohranordnung drei oder mehr Stangen hält, wenn die Länge der Rohranordnung extrem groß ist, z. B. gegen etwa 11 m.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen betreffen die kompakten Stangen 15: 15'; 15", und folglich strömt das Spülmedium zwischen den rohrförmigen Vorrichtungen 18; 18'; 18" und den Stangen 15; 15'; 15". Die Erfindung ist jedoch auch auf Stangen mit inneren längsgerichteten Spülkanälen andwendbar.
Es ist überhaupt nicht erforderlich, daß eine Schraubverbindung 19 kegelförmig ist, während die andere Schraubverbindung 20 zylindrisch ist. Das wesentliche Merkmal besteht darin, daß die Schraubverbindungen ungleich leicht aufzuschrauben sind, und dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Steigungen der betreffenden Schraubverbindungen erreicht werden.
Auch in anderer Hinsicht ist die Erfindung überhaupt nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann frei innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Ansprüche variiert werden.

Claims

1. Bohrstrangelement zur Verbindung mit anderen ähnlichen Bohrstrangelementen durch Schraubverbindungen (19) unter Ausbildung eines Bohrstranges (10) zum Kopfhammerbohren, wobei jedes Bohrstrangelement wenigstens eine Stange (15; 15'; 15") zur Übertragung von Schlagenergie auf einen Bohrmeißel (11), der am unteren Ende des Bohrstranges (10) vorgesehen ist, und eine rohrförmige Vorrichtung (21; 21'; 21") zur Übertragung von Drehung auf den Bohrmeißel (11) enthält und wobei die rohrförmige Vorrichtung (21; 21'; 21") in dem unteren Bereich der Stange (15) mit einer inneren Durchmesserreduzierung (27; 27'; 27"; 27''') versehen ist und die Stange (15; 15'; 15") an ihren beiden Enden mit radialen Vorsprüngen (28; 28') oder Schultern (28") versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Vorrichtung eine Rohranordnung (21; 21'; 21") umfaßt, die in dem oberen Bereich der Stange (15) mit einer inneren Durchmesserreduzierung (27") versehen ist, daß die inneren Durchmesserreduzierungen (27; 27'; 27"; 27''') und die radialen Vorsprünge (28; 28') oder Schultern (28") derart dimensioniert sind, daß sie verhindern, daß die Stange (15; 15';15") aus der Rohranordnung (21; 21'; 21") fällt, und daß die Rohranordnung (21; 21'; 21") wenigstens zwei rohrförmige Vorrichtungen (18; 18'; 18") enthält, die miteinander durch eine Schraubverbindung (20; 20') verbunden sind, die schwerer aufzuschrauben ist als die Schraubverbindung (19) für die Verbindung der Bohrstrangelemente untereinander.

2. Bohrstrangelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange/Stangen (15; 15') in dem Bereich der Enden der Rohranordnung (21; 21'; 21") von Führungseinrichtungen (29'; 29'; 29") umgeben ist/sind, die in den Innenwänden der rohrförmigen Vorrichtungen (18:18'; 18") aufgenommen sind.

3, Bohrstrangelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stangen (15) jeweils in der Rohranordnung (21) angeordnet sind.

4. Bohrstrangelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (15) im Bereich ihrer Verbindung (30) von Führungseinrichtungen (31) umgeben sind.

5. Bohrstrangelement nach den Ansprüchen 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen (29, 31; 29'; 29") aus fiexiblem Material bestehen.

6. Bohrstrangelement nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen (29, 31; 29') axiale Schlitze für das Spülmedium haben.

7. Bohrstrangelement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung (19) zur Verbindung der Bohrstrangelemente untereinander kegelförmig ist, währen die Schraubverbindung (20; 20') für die Verbindung der rohrförmigen Vorrichtungen (18; 18'; 18") untereinander zylindrisch ist.