DE69917475T2

DE69917475T2 - Schraubenverbindung eines bohrstrangs zum schlagbohren

Info

Publication number: DE69917475T2
Application number: DE69917475T
Authority: DE
Inventors: Roger SANDSTRÖM
Original assignee: Atlas Copco Secoroc AB
Current assignee: Epiroc Drilling Tools AB
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2019-09-23
Also published as: DE69917475D1; ATE267338T1; CA2345575C; AU1192500A; ES2221478T3; US6810956B1; SE9803267L; AU753562B2; CA2345575A1; SE9803267D0; RU2204684C2; WO2000019056A1; EP1127209A1; SE515518C2; EP1127209B1; ZA200102512B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gewindekupplung für eine Bohrgestänge zum Steinschlagbohren.
Bei bisher bekannten Gewindekupplungen zum Steinschlagbohren (siehe z.B. US 3 933 210 ) tritt manchmal ein Brechen der Bohrstange nahe des Bohrmeißels und am Endbereich des Bohrmeißels in der Nähe des inneren Endes des Gewindes des Bohrmeißels auf. Das Brechen tritt insbesondere dann auf, wenn die Fassbedingungen schlecht sind. Der Grund für dieses Brechen liegt darin, dass die Bohrstange in der Nähe ihrer Endfläche in Kontakt mit der unteren Schlagsfläche des Bohrmeißels durch Deformationen vorgespannt ist, die durch den Stoßwellendurchtritt durch die Gewindekupplung in Kombination mit dem aufgebrachten Drehmoment auftreten. Eine entsprechende Vorspannung wird auch im Endbereich des Bohrmeißels erhalten.
Die vorliegende Erfindung, die im angeschlossenen Anspruch dargelegt ist, hat als Ziel eine Gewindekupplung, die dieses Brechen vermeidet, indem die Gewindekupplung derart ausgebildet ist, dass die Materialdicke an jenen Teilen der Bohrstange und des Bohrmeißels optimal wird, die für das Brechen am empfindlichsten sind. Dies erreicht man durch eine Kombination konischer Gewinde und einem gut abgerundeten Grat der Gewinde. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, einen Krümmungsradius am Grat des Gewindes beim Außengewinde zu haben, der wenigstens 30% der Ganghöhe des Gewindes entspricht. Die konische Gewindeform bedeutet, dass die Vorspannung des Gewindes von der Berührungsfläche zwischen der Endfläche der Bohrstange und der unteren Schlagfläche wegbewegt wird. Diese Wirkung erreicht man, da der Steigungswinkel des Gewindes bei kleinerem Gewindedurchmesser größer ist als bei größerem Gewindedurchmesser, bei konstanter Ganghöhe.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird unten anhand der angeschlossenen Zeichnung beschrieben, in der 1 ein Bohrgestänge mit einer Gewindekupplung gemäß der Erfindung zeigt. 2 ist ein Schnitt durch eine Gewindekupplung gemäß der Erfindung.
Das in der Zeichnung dargestellte Bohrgestänge umfasst einen Bohrmeißel 1, eine Bohrstange 2 und einen Schaftadapter 3. Anstelle einer Bohrstange, wie dargestellt, kann man auch mehrere haben. Bohrmeißel, Bohrstange und Schaftadapter sind Bohrgestängeelemente. Die in der Zeichnung dargestellte Gewindekupplung besitzt ein Außengewinde 5 auf einem ersten Bohrgestängeelement 3 und ein Innengewinde 4 auf einem zweiten Bohrgestängeelement 2. Das erste Bohrgestängeelement 3 ist mit einer ersten Schlagfläche 6 versehen. Das zweite Bohrgestängeelement 2 ist mit einer zweiten Schlagfläche 7 versehen. Bei dem dargestellten Beispiel wird zwischen den Schlagflächen 6, 7 am Boden des Innengewindes eine Berührung erhalten. Man kann auch die Ausbildung des Bohrgestängeelementes derart abändern, dass man am äußeren Ende des Innengewindes die Berührung erhält. In diesem Fall ist das Bohrgestängeelement mit dem Außengewinde mit einer Schlagfläche am Ende des Außengewindes versehen, das vom Ende des Bohrgestängeelementes am weitesten entfernt ist. Die Bohrgestängeelemente sind mit einem mittigen Spülkanal 9 versehen. Das Außengewinde 5 und das Innengewinde 4 sind mit konstanter Ganghöhe konisch. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das Gewinde mit einem Konuswinkel kleiner als 20° herzustellen. D.h., dass der Steigungswinkel des Gewindes zunimmt, wenn der Durchmesser abnimmt. Dadurch wird die größte Belastung des Gewindes weg vom Bereich bewegt, wo die bekannte Technik eine Tendenz hatte, einen Gewindebruch zu haben. Da die Grate 8 des Außengewindes 5 einen Krümmungsradius erhalten haben, der mehr als 30% der Ganghöhe des Gewindes ist, wird eine gute Übertragung der Schockwellenenergie ohne Überlastung der Gewindekupplung erzielt.

Claims

Konische Gewindekupplung für ein Bohrgestänge zum Steinschlagbohren mit einem Außengewinde (5) und einem mit diesem zusammenwirkenden Innengewinde (4), wobei das Außengewinde an einem ersten Bohrgestängeelement (3) und das Innengewinde an einem zweiten Bohrgestängeelement (2) angeordnet ist, wobei das erste Bohrgestängeelement (3) eine erste Schlagfläche (6) hat und das zweite Bohrgestängeelement (2) eine zweite Schlagfläche (7) hat, und die erste und zweite Schlagfläche aneinander angrenzend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Grate (8) der Gewinde (5, 4) einen Krümmungsradius haben, der größer ist als 30% der Ganghöhe des Gewindes.