DE8902528U1

DE8902528U1 - Drill rods

Info

Publication number: DE8902528U1
Application number: DE8902528U
Authority: DE
Original assignee: Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Current assignee: Mhwirth GmbH
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1989-04-20

Description

Dr.-Ing. GOTTHOLD KOSCHOLKEDr.-Ing. GOTTHOLD KOSCHOLKE PATENTANWALT j_PATENT ATTORNEY j_ ZUQEL. VERTR. B. EUROPAISCHEN PATENTAMTZUQEL. REPRESENTATIVE OF THE EUROPEAN PATENT OFFICE Düsseldorf 11 (Oberkassel) _- März 1989Düsseldorf 11 (Oberkassel) _- March 1989 RHEINALLEE 147 TEL. (0211) 554910RHEINALLEE 147 TEL. (0211) 554910 DEUTSCHE BANK AG DÜSSELDORF GWT 146.28DEUTSCHE BANK AG DÜSSELDORF GWT 146.28

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Wirth Maschinen- und Bohrgeräte-Fabrik GmbH in D-5140 ErkelenzWirth Machine and Drilling Equipment Factory GmbH in D-5140 Erkelenz

BohrgestängeDrill rods

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrgestänge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drill rod according to the preamble of claim 1.

Bei Bohrgestängen, wie sie besonders bei Erdbohrgeräten verwendet werden, sei es eine einzelne sog. Kelly-Stange oder sei ed ein aus mehreren Teilen bestehendes Teleskop-Bohrgestänge, ist es bekannt, einen Gestängeteil außenseitig mit in Längsrichtung verlaufenden Leisten zu versehen, die einerseits zur übertragung des Drehmoments von einem Antriebsglied auf den Gestängeteil bzw. von einem Gestängeteil auf einen anderen dienen und die andererseits auch Andruckkräfte aufzunehmen und zum Werkzeug weiterzuleiten haben. Bei einer bekannten Kellystange für ein Erdbohrgerät (DE-GM 87 14 200) sind längslaufende Leisten an ihren der Drehmomentübertragung dienenden Rändern mit Einsätzen aus Hartmetall oder einem ähnlichen Material versehen.In the case of drill rods, such as those used in particular in earth drilling machines, whether it is a single so-called Kelly rod or a telescopic drill rod consisting of several parts, it is known to provide a rod part with longitudinal strips on the outside, which on the one hand serve to transmit the torque from a drive element to the rod part or from one rod part to another and on the other hand also have to absorb pressure forces and pass them on to the tool. In a known Kelly bar for an earth drilling machine (DE-GM 87 14 200), longitudinal strips are provided with inserts made of hard metal or a similar material on their edges which serve to transmit the torque.

Zur Aufnahme bzw. zur übertragung von Druckkräften weisen an einem Gestängeteil befindliche Leisten an stirnseitigen Partien Druckaufnahmeflachen auf. Hierbei handelt es sich um besonders hoch beanspruchte Bereiche.To absorb or transmit compressive forces, strips on the front of a rod section have pressure-absorbing surfaces. These are areas subject to particularly high stress.

'.% Aufgabe der Erfindung ist es, eine einwandfreie übertra- '.% The object of the invention is to ensure a flawless transfer

£ gunej von Andruckkräften bei einem Gestänge bzw. Gestänge-£ gunej of pressure forces on a rod or rod-

»; teil der genannten Art auch über eine längere Zeit hinweg»; part of the species mentioned also over a longer period

sicherzustellen und die beim Ineingriffkommen und beiand to ensure that the intervention and

; der Druckkraftaufnähme besonders beanspruchten Stellen; the compressive force absorption particularly stressed areas

;h so auszubilden, daß sich ein günstiges Verhalten beim ;h should be designed in such a way that a favorable behavior in the

praktischen Einsatz ergibt. Weitere mit alledem zusammenhängende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeig-. ten Lösung.practical use. Other problems related to all this, which the invention addresses, will emerge from the respective explanation of the solution shown.

Die Erfindung sieht vor, daß zur Druckkraftaufnahme dienende Flächen wenigstens teilweise durch Verschleißstücke, verschleißfeste Auflagen od.dgl. gebildet sind. Es kann sich um eine Auftragsschweißung aus zur Panzerung geeignetem Material handeln, wobei die Aufnahmefläche selbst erforderlichenfalls noch entsprechend bearbeitet werden kann. Mit besonderem Vorteil sind vorgefertigte Verschleißstücke vorgesehen, die aus einem Werkstoff mit hohem Verschleißwiderstand im Vergleich zum Leistenmaterial bestehen. Sie werden durch Schweißen oder ggfs. auch durch Schrauben an den Leisten befestigt. Solche Verschleißstücke bilden zweckmäßig unmittelbar die Druckaufnahmeflächen, so daß nach ihrer Anbringung keine weitere Bearbeitung notwendig ist.The invention provides that surfaces used to absorb pressure forces are at least partially formed by wear pieces, wear-resistant supports or the like. This can be a welded overlay made of material suitable for armoring, whereby the receiving surface itself can be machined accordingly if necessary. It is particularly advantageous to provide prefabricated wear pieces made of a material with high wear resistance compared to the strip material. They are attached to the strips by welding or, if necessary, by screwing. Such wear pieces expediently form the pressure-absorbing surfaces directly, so that no further processing is necessary after they have been attached.

Die Verschleißstücke sind vorteilhaft der Querschnittsform der Leisten an der betreffenden Stelle so angepaßt, daß sich praktisch ein einheitlicher Teil ergibt. Die Form der Verschleißstücke läßt sich entsprechend der., Erfordernissen des jeweiligen Falles wählen. Die Verschleißstücke können insbesondere plattenförmig ausgebildet sein. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung sind did Verschleißstücke winkelförmig und und so angebracht, daß sie jeweils einen Eckbereich an einer Leiste umgreifen.The wear pieces are advantageously adapted to the cross-sectional shape of the strips at the relevant point in such a way that a practically uniform part is produced. The shape of the wear pieces can be selected according to the requirements of the respective case. The wear pieces can in particular be designed in the form of plates. In a particularly advantageous design, the wear pieces are angular and are attached in such a way that they each encompass a corner area on a strip.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung i'nd aus den Ansprüchen. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention emerge from the following explanation of embodiments, from the associated drawings and from the claims. They show:

Fig. 1 ein mehrteiliges Teleskop-Bohrgestänge in eingeschobenem Zustand in einer vereinfachten Ansicht,Fig. 1 a multi-part telescopic drill rod in inserted state in a simplified view,

Fig. 2 einen Zustand des Gestänges nach Fig. 1, bei dem mit Ausnahme der Innenstange alle Teile ausgeschoben sind, teilweise im Schnitt,Fig. 2 shows a state of the rod according to Fig. 1, in which all parts except the inner rod are extended, partly in section,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Gestänge nach Fig. 1 an der Stelle III-III,Fig. 3 a section through the rod according to Fig. 1 at point III-III,

Fig. 4 eine Teilansicht eines Gestängeteile3 mit Druckübertragungsflächen ,Fig. 4 a partial view of a rod part3 with pressure transmission surfaces ,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4 undFig. 5 is a section along the line V-V in Fig. 4 and

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführung in einer etwa der Fig, 4 entsprechrnden Teilansicht.Fig. 6 shows a modified embodiment in a partial view corresponding approximately to Fig. 4.

Wenn in dieser Beschreibung die Angaben "oben" und "unter verwendet werden, so gilt dies im Hinblick auf die Zeichnung. Zugleich entspricht dies auch den meisten Einsa'.zfällen des Gestänges selbst.When the terms "top" and "bottom" are used in this description, this applies with regard to the drawing. At the same time, this also corresponds to most applications of the rod itself.

Bei dem Gestänge nach Fig. 1 kann es sich um ein dreiteiliges Teleskop-Gestänge handeln. Die Darstellung der Fig. 1 läßt folgende Elemente erkennen: einen im wesentlichen als Rundrohr ausgebildeten äußeren GestängeteilThe rod according to Fig. 1 can be a three-part telescopic rod. The illustration in Fig. 1 shows the following elements: an outer rod part essentially designed as a round tube

1, einen Mitnehmer 5, der an einen nicht gezeigten Kraftdrehkopf od.dgl. anschließbar ist und sowohl ein Drehmoment als auch eine Druckkraft auf das Gestänge ausüben kann, eine im Bereich des oberen Endes des äußeren Gestängeteiles 1 angeordnete Führungs-und Stoßdämpfer-Einheit. 6 und ein Gabelstück 7 mit Anschluß für ein Seil 8, einen insgesamt mit der Zahl 4 bezeichneten Stoßdämpfer am unteren Endbereich einer den innersten Teil des Gestänges bildenden Innenstange 3 mit Anschlußstück 9 für ein Werkzeug.1, a driver 5, which can be connected to a power rotary head or the like (not shown) and can exert both a torque and a pressure force on the rod, a guide and shock absorber unit arranged in the area of the upper end of the outer rod part 1. 6 and a fork piece 7 with a connection for a cable 8, a shock absorber, designated overall with the number 4, at the lower end area of an inner rod 3 forming the innermost part of the rod with a connection piece 9 for a tool.

Die zur übertragung von Drehmoment und Andruckkräften vom Mitnehmer 5 auf die Gestängeteile und von einem auf den anderen Gestängeteil dienenden Elemente sind aus Fig. 1 nicht ersichtlich. Sie werden nachstehend noch erläutert.The elements used to transmit torque and pressure forces from the driver 5 to the rod parts and from one rod part to the other are not visible in Fig. 1. They are explained below.

Fig. 2 zeigt einen Teil des Teleskop-Gestänges in einem Zustand, bei dem die Innenstange 3 sich noch in einem ihr unmittelbar benachbarten und zu ihr koaxialen nächsten Gestängeteil 2 befindet und beide Gestängeteile 2, 3 aus dem äußeren Gestängeteil, nämlich dem Außenrohr 1, ausgeschoben sind. Aus Fig. 2 ist auch ersichtlich, daß das Gabelstück 7 mit dem Anschluß für das Seil 8 am oberen Ende der Innenstange 3 angebracht ist.Fig. 2 shows a part of the telescopic rod in a state in which the inner rod 3 is still in a rod part 2 that is immediately adjacent to it and coaxial with it, and both rod parts 2, 3 are pushed out of the outer rod part, namely the outer tube 1. It can also be seen from Fig. 2 that the fork piece 7 with the connection for the cable 8 is attached to the upper end of the inner rod 3.

Bei dem in den Figuren 4 und 5 in etwas größerem Maßstab gezeigten Gegenstand kann es sich insbesondere um den mittleren Gestängeteil 2 eines Teleskop-Bohrgestänges nach Fig. 1 und 2 handeln. Der Grundkörper 21 ist ein nahtloses Stahlrohr, auf dessen Außenseiten drei entlang der Mantellinien verlaufende Leisten 22 durch Schweißen befestigt sind. Die Schweißstellen sind mit der Zahl 24 bezeichnet.The object shown on a slightly larger scale in Figures 4 and 5 can in particular be the middle rod part 2 of a telescopic drill rod according to Figures 1 and 2. The base body 21 is a seamless steel tube, on the outside of which three strips 22 running along the surface lines are attached by welding. The welding points are designated with the number 24.

Die Figuren 4 und 5 veranschaulichen zugleich eine Stelle mit Druckaufnahmeflachen 25 an den Leisten 22. Die letzteren haben hier einen schmaleren Bereich 22a, wodurch ein die Druckaufnahmeflachen 25 bildender Absatz bzw. eine Ausnehmung oder Tasche 27 entsteht. Von oben heu können die Leisten 22 mit Abschrägungen 26 versehen sein, w^s dem leichteren Ineingriffbringen eines an dem zn:ionrdneten nächstäußeren Gestängeteil befindlichen Mitnehmers bzw. eines entsprechend innenseitig profilierten Antriebsgliedes dient. Die Fig. 5 zeigt Mitnehmer 23, die sich am unteren Ende des Gestängeteiles 2 in dessen Innerem befinden und zum Angriff an einem entsprechenden Profil des nächsten Gestängeteiles 3 dienen. Die Zahl dieser Mitnehmer ist zweckmäßig gleich der der Leisten bzw. der zwischen ihnen belassenen Zwischenräume an diesem nächsten Gestängeteil. In Fig. 2 sind innere Mitnehmer 13 am unteren Ende des Gestängeteiles 1 angedeutet, die an dem Profil des mittleren Gestängeteiles 2 angreifen können.Figures 4 and 5 also illustrate a location with pressure-bearing surfaces 25 on the strips 22. The latter have a narrower area 22a here, which creates a step or a recess or pocket 27 forming the pressure-bearing surfaces 25. From above, the strips 22 can be provided with bevels 26, which serve to facilitate the engagement of a driver located on the next outer rod part or a drive member with a corresponding profile on the inside. Figure 5 shows drivers 23 which are located at the lower end of the rod part 2 in its interior and serve to engage a corresponding profile of the next rod part 3. The number of these drivers is expediently equal to the number of strips or the spaces left between them on this next rod part. In Fig. 2, inner drivers 13 are indicated at the lower end of the rod part 1, which can engage the profile of the middle rod part 2.

Wie die drei Gestängeteile 1. 2 und l eines g stänges mit den erläuterten Merkmalen ineinander gebaut sind, veranschaulicht Fig. 3 als Schnitt an der Stelle III-III in Fig. 1, wobei der Mitnehmer 5 der Deutlichkeit halber nur in seinem Umriß ind mit seinem Innenprofil strichpunktiert angedeutet ist.How the three rod parts 1, 2 and 1 of a rod with the explained features are built into one another is illustrated in Fig. 3 as a section at point III-III in Fig. 1, whereby the driver 5 is only indicated in its outline and with its inner profile in dash-dotted lines for the sake of clarity.

Den Druckaufnahmeflachen 25 am Gestängeteil 2, wie sie oben in Verbindung mit den Figuren 4 und 5 angegeben wurden, entsprechende Druckaufnahmeflächen befinden sich auch an den anderen Gestängeteilen.Pressure absorption surfaces corresponding to the pressure absorption surfaces 25 on the rod part 2, as indicated above in connection with Figures 4 and 5, are also located on the other rod parts.

Bei der Ausführung nach den Figuren 4 und 5 sind die Druckaufnahmeflächen 25 durch die Oberseiten von Verschleißstücken 28 aus widerstandsfähigem Material gebildet, die an stirnseitigen Partien der Leisten 22 angebracht sind, nämlich an denjenigen Partien, an denen jeweils die Leisten an den unteren Enden der 'raschen oder Ausnehmungen 27 wieder auf ihren vollen Querschnitt vorspringen. Bei der vorteilhaften Ausführung nach Fig. 4 sind die Verschleißstücke 28 winkelförmig gestaltet und so an den mit entsprechenden Ausnehmungen versehenen Leisten befestigt, daß sich bewehrte Eckbereiche ergeben.In the embodiment according to Figures 4 and 5, the pressure-bearing surfaces 25 are formed by the upper sides of wear pieces 28 made of resistant material, which are attached to the front parts of the strips 22, namely to those parts where the strips protrude again to their full cross-section at the lower ends of the recesses 27. In the advantageous embodiment according to Fig. 4, the wear pieces 28 are designed in an angular shape and are attached to the strips provided with corresponding recesses in such a way that reinforced corner areas are created.

Festlegung der Verschleißstücke an den Leisten 22 bzw. auch am Grundkörper 21 kann insbesondere durch Schweißen geschehen. Einige Schweißstellen sind bei der Zahl 30 eingezeichnet. Es ist aber auch eine Befestigung durch Schrauben nicht ausgeschlossen.The wearing parts can be attached to the strips 22 or to the base body 21 in particular by welding. Some welding points are marked at number 30. However, fastening by screws is also possible.

Bei der Ausführung nach Fig. 6 sind die Verschleißstücke 29 plattenförmig ausgebildet. Dies kann in vielen Fällen für den gewünschten Zweck ausreichend sein.In the embodiment according to Fig. 6, the wear pieces 29 are plate-shaped. In many cases, this can be sufficient for the desired purpose.

Im übrigen sind die Verschleißstücke zweckmäßig der Form der Leisten angepaßt. Dies bedeutet bei den dargestellten Ausführungen, daß sie auch die glei^¹"- Krümmung wie d. Leisten haben (vgl. Fig. 5), so daß sich nach ihrer Anbringung praktisch ein einheitlicher Körper ergibt.Furthermore, the wear parts are suitably adapted to the shape of the strips. In the embodiments shown, this means that they also have the same ¹ " curvature as the strips (see Fig. 5), so that after they have been fitted, a practically uniform body is formed.

Die Verschleißstücke haben im Vergleich zu den Leisten ein besonders günstiges Verschleißverhalten. Das Material kann z.B. ein harter Werkstoff auf der Basis eines Sintermetalls od.dgl. sein.Compared to the strips, the wear parts have particularly good wear characteristics. The material can be, for example, a hard material based on a sintered metal or similar.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden.All features mentioned in the above description or shown in the drawings are to be considered as falling within the scope of the invention, either individually or in combination, as far as the known state of the art permits.

Claims

Protection claims

1. Drill rod, containing at least one rod part with a base body, which has on its outside in the longitudinal direction, radially projecting strips, attached to the base body by welds, for transmitting a torque and, in particular, on the front parts of the strips, surfaces for absorbing a compressive force, namely telescopic drill rods, in which one of several rod parts is axially displaceable relative to another or to a driver or the like, - characterized in that surfaces (25) serving to absorb the compressive force are at least partially formed by wear pieces (28, 29), wear-resistant supports or the like.

2. Drill rod according to claim 1, characterized in that the wear pieces (28, 29) are attached to the strips (22) by welding.

3. Drill rod according to claim 1, characterized in that the wear pieces (28, 29) are fastened to the strips (22) by screws.

4. Drill rod according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wearing pieces (29) are plate-shaped.

5. Drill rod according to one of claims X to 3, characterized in that the wear pieces (28) are angularly formed and each have a corner region
on a bar (22).