DE806245C

DE806245C - Verfahren und Vorrichtung zum Tiefbohren

Info

Publication number: DE806245C
Application number: DEP18790A
Authority: DE
Inventors: Otto Fruehling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-19
Filing date: 1948-10-19
Publication date: 1951-06-11

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Tiefbohren

Es sind Bohrwerkzeuge für Tiefbohrungen, ins-

besondere zum Aufschließen neuer Erdöllagerstätten

bekannt, die über Tage durch Drehen oder Aufund-

niederbewegen des Gestänges betätigt werden. Hier-

bei wird durch das Hohlgestänge des Werkzeuges

denn Meißel fortlaufend Spülflüssigkeit zugeführt,

die den Bohrschmant aus dem Bohrloch nach oben

führt.

Der Antrieb der Bohrwerkzeuge durch das Ge-

stänge hat eine IZeilie von Nachteilen. Hängt das

Gestänge beim Drehbohrverfahren infolge Ab-

weichung von der Senkrechten durch, so können

sich Atiskesselungen in der Bo1irlochNvandung bil-

den, die (las Schlagen und Verwinden des Ge-

stänges vermehren. Auch können durch einzelne

harte Stellen im Gebirge (lein vorbeidrehenden

Meißel sehr schwere Stöbe erteilt werden, die sich

bis über Tage bemerkbar machen. NZit zunehmender

Tiefe nimmt die relative Steihgkeit des Gestänges

alt, was durch (las Schlagen und Verwinden in Ver-

Findung finit dein Ausbilden kritischer Eigen-

schwingungen einen Bruch des Gestänges ver-

ursachen kann. Bei den Schlag- und Schnellschlag-

bohrungen muß das Aufundniederbewegen des

Schlagwerkzeuges von dein ganzen Gestänge auf-

genommen werfen. je mehr die Länge und das Ge-

wicht des Gestänges bei größerer Tiefe ansteigen,

uni so gröl.ter ist die Gefahr, (lall das elastische

Arbeitest zum Bruch des Gestänges führt. Weiter

ist bereits versucht worden, durch hydraulischen

oder sonstigen Antrieb (las Bohrwerkzeug mittels

ll@@hrwi(l(ler oder 1>ohrturbine vor Ort anzutreiben,

wobei bei (lein Bohrwidder ein hydraulischer Zy-

linder <las Aufundniederbewegen des Meißels be-

wirkt.

Die Astwendung dieser Vorrichtung scheiterte

jedoch <in der grofien Kompliziertheit der Steuerung

sowie an der Unmöglichkeit, den hohen Schlag-

drücken der bewegten Flüssigkeit gegenüber ein-

wandfreie :1ltdichtungen znt erzielen. I)ic Antriebs-

weise der Bohrturbinen ist zwar einfach und leicht durchzuführen, für die praktische Anwendung dagegen sind sie wegen des Mißverhältnisses der erzeugten hohen Drehgeschwindigkeit mit geringer Drehkraft gegenüber der benötigten hohen Drehkraft bei geringer Geschwindigkeit des Meißels ungeeignet, ferner aus dem Grunde, weil harte Gebirgsschichten dem drehenden Bohren stets sehr großen, manchmal unüberwindlichen Widerstand entgegensetzen. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist zwar vorgeschlagen worden, mittels der vom Druckwasserstrom in Umdrehung versetzten Turbine eine Druckpumpe, vorzugsweise eine Öldruckpumpe, in Umdrehung zu versetzen, welche das Druckmittel durch eine Umsteuervorrichtung wechselweise unter den federbelasteten Arbeitskolben des Bohrmeißels führt und in schneller Folge von ihm abschaltet. Eine solche hydraulische Umwandlung der drehenden in die schlagende Energie ist unzweckmäßig, weil durch die Bewegung des Kolbens mit der Flüssigkeit entweder zu hohe Schlagdrücke auf die gesamte Einrichtung entstehen oder, wenn man diese vermeiden will, keine ausreichende Arbeitswirkung erzielt werden kann.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Vorrichtungen findet gemäß der Erfindung als Tiefbohrvorrichtung ein Schlagbohrer Anwendung, der mit dem Gestänge oder an einem tragfähigen Druckschlauch hängend vor Ort gefahren und mittels Spülflüssigkeit angetrieben wird. Die Meißelbewegung wird bei diesem Schlagbohrer durch den Strählendruck und den Rückstoß der strömenden Spülflüssigkeit mit Hilfe von Düsensätzen und Leitschaufelsegmenten hervorgerufen. Die Ausführungsform, bei welcher der Schlagbohrer an einem geeigneten, zweckmäßig mit Metall armierten Druckschlauch aufgehängt wird, ist besonders vorteilhaft, weil hierbei das schwierig zu handhabende Gestänge fortfällt.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung als Längsschnitt an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Auf einen Meißel i (nur teilweise dargestellt) ist ein Schaft 2 geschraubt. An dem mittleren Teil des Schaftes 2 sind in der Länge eines Arbeithubes Leitschaufelsegmente 3 ringförmig übereinanderangel>racht. Auf der Stirnfläche des Schaftes 2 ist eine Federsäule 7 angeordnet, deren oberes Widerlager eine Sperrvorrichtung 8 bildet, die an dem Gestänge- oder Druckschlauchansatz 9 anliegt. Von diesem Gestänge- oder Druckschlauchansatz 9 reicht ein Druckrohr 6 im Innern der Federsäule 7 abwärts in den Schaft 2 hinein. Am unteren Ende des Druckrohres 6 sitzt ein Venti14. Von diesem Venti14 aus sind in dem Druckrohr 6 eine Anzahl Düsen 5 angebracht, die den Leitschaufeln 3 gegenüberstehen und welche schräg aufwärts in Richtung des Ansatzes 9 verlaufen.
Strömt nun die Spülflüssigkeit aus dem Gestänge-oder Druckschlauchansatz 9 in dem Druckrohr 6 abwärts, so wird sie durch das Ventil4 den Düsen 5 zugeleitet. In den Düsen 5 wird der Flüssigkeitsstrom aufwärts gelenkt, trifftaufdieLeitschaufeln3, wird in diesen unter Erzielung eines Rückstoßes umgelenkt und kann dann in das Bohrloch abfließen. Hierdurch wird der Schaft 2 mit dem Meißel i gegen den Druck der Federsäule 7 angehoben. Ist der Schaft 2 in seiner oberen Endstellung angelangt, so kann die Flüssigkeit durch Betätigung des Ventils 4 nicht mehr in die Düsen 5, sondern unmittelbar in das freie Bohrloch strömen. Infolge der Entlastung der Leitschaufeln 3 treibt nun die gespannte Federsäule 7 den Schaft 2 mit dem Meißel i abwärts gegen das Gebirge. In dieser Lage werden durch Umsteuerung des Ventils 4 die Düsen 5 beim Auftreffen des Meißels i auf das Gebirge wieder in Tätigkeit gesetzt, die den Schaft 2 mit dem Meißel i von neuem anheben.
Der Abwärtsgang des Meißels i wird durch einander entsprechende Düsen 5 und Leitschaufeln 3 des Druckrohres 6 und des Schaftes 2 in gleicher Weise wie der Aufwärtshub beschleunigt.
Durch den Drall der Federsäule 7 in Verbindung mit einer Sperrvorrichtung 8, z. B. einem selbstsperrenden Kugellager, wird der Meißel bei jedem Arbeitshub versetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Tiefbohren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlagbohrer mittels eines Gestänges oder an einem tragfähigen, zweckmäßig mit Metall armierten Druckschlauch hängend vor Ort gefahren wird, dessen Meißelbewegung durch den Strahlendruck und den Rückstoß einer strömenden Spülflüssigkeit mit Hilfe von Düsensätzen und Leitschaufelsegmenten erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit aus dem Gestänge- oder Druckschlauchansatz (9) durch ein Druckrohr (6) und ein Ventil (4) Düsen (5) zugeleitet und in diesen aufwärts gelenkt wird, so daß sie auf Leitschaufeln (3) trifft, in welchen sie, einen Rückstoß erzeugend, umgelenkt wird und in das Bohrloch fließt, wodurch der Schaft (2) mit dem Meißel (i) gegen den Druck einer Federsäule (7) angehoben wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülflüssigkeit durch Betätigung eines Ventils (4) in das freie Bohrloch eingeleitet wird, sobald der Schaft (2) seine obere Einstellung erreicht hat, worauf infolge der Entlastung der Leitschaufeln (3) die gespannte Federsäule (7) den Schaft (2) mit dem Meißel (i) abwärts gegen das Gebirge treibt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (5) beim Auftreffen des Meißels (i) auf das Gebirge durch Umsteuerung des Ventils (4) wieder in Tätigkeit gesetzt werden, wodurch der Schaft (2) mit dem Meißel (i) durch die Wirkung der Spülflüssigkeit auf die Leitschaufeln (2) von neuem angehoben wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Abwärtsgang und Aufwärtshub des Meißels (i) durch einander entsprechende Düsen (5) und Leitschaufeln (3) des Druckrohres (6) und des Schaftes (2) in gleicher Weise beschleunigt werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet. daß der --Meißel (i) bei jedem Arbeitshub durch den Drall der Federsäule (7) in Verbindung mit einer Sperrvorrichtung (8), z. B. einem selbstsperrenden Kugellager, versetzt wird.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 6, bestehend aus einem Schlagbohrer mit Düsenansätzen (5) und Leitschaufelsegmenten (3) zum Antrieb und Rückstoß eines Meißels (i). B.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet. daß der Schaft (2) des Schlagbohrers mit ringförmig übereinander angeordneten Leitschaufelsegmenten (3) von der Länge eines Arbeitshubes und auf der Stirnfläche des Schaftes (2) mit einer Federsäule (7) versehen ist, deren oberes Widerlager eine an dem Gestänge- oder Druckschlauchansatz (9) anliegende Sperrvorrichtung (8) bildet.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dein Gestänge-oder Druckschlauchansatz (9) des Schlagbohrers ein Druckrohr (6) im Innern der Federsäule (7) angeordnet ist, an dessen unterem Ende ein Ventil (.I) sitzt, zwischen welchem und den Leitschaufeln (3) in dem Druckrohr (6) eine Anzahl schräg aufwärts in Richtung des Ansatzes (9) verlaufende Düsen (5) angebracht sind.