DE9115044U1

DE9115044U1 - Submersible hammer drilling rig with storable mono drill string

Info

Publication number: DE9115044U1
Application number: DE9115044U
Authority: DE
Original assignee: Ingenieurkontor fur Maschinenkonstruktion O-9055 Chemnitz De GmbH
Current assignee: Ingenieurkontor fur Maschinenkonstruktion O-9055 Chemnitz De GmbH
Priority date: 1991-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2001-12-05

Description

Beschreibung
Versenkhammer - Bohranlage mit speicherbaren MonobohrstrangDescription
Submersible hammer drilling rig with storable mono drill string

Stand der TechnikState of the art

Die erfindungsgemäße Bohranlage dient zur Gewinnung von Hartgestein in Steinbrüchen, wo schlagend arbeitende Werkzeuge erforderlich sind.The drilling rig according to the invention is used for the extraction of hard rock in quarries where percussive tools are required.

Anlagen die für diesen Einsatzfall genutzt werden, sind in zwei Ausführungen bekannt. Zum Einen sind druckluftgetriebene Versenkbohrhämmer im Einsatz, die von einem Gestängestrang vorgeschoben werden. Der Gestängestrang leitet die Druckluftenergie zum Versenkbohrhammer und überträgt das Drehmoment, das außerhalb des Bohrloches erzeugt wird. Nachteilig bei dieser Ausführung sind die Verlustzeiten, die beim Ein- und Ausbau des Gestänges entstehen und die Übertragungsverluste bei der Druckluftleitung durch Undichtheiten im Gestänge. Solche Anlagen sind von den Firmen Secoroc, Böhler, Hauhinco u.a. bekannt. Bei der zweiten Bauart werden höhere Schlagenergien und Drehmomente außerhalb des Bohrloches hydraulisch erzeugt und über das Gestänge zum Werkzeug geleitet. Außerdem muß Druckluft durch das Gestänge zum Bohrkleinabtransport geleitet werden. Die größere Schlagenergie, die außerhalb des Bohrloches erzeugt wird, bedingt aber auch für die Weiterleitung des Schlages erheblich höhere Gestängekosten und ist mit Übertragungsverlusten an den Gestängestößen verbunden. Die Verlustzeiten beim Ein- und Ausbau des Gestänges sind überdies vorhanden. Anlagen dieser Bauart fertigen die Firmen: Atlas-Copco, Tamrock, Tampella u.a..Systems used for this application are known in two designs. Firstly, compressed air-powered submersible drilling hammers are used, which are pushed forward by a rod string. The rod string directs the compressed air energy to the submersible drilling hammer and transmits the torque that is generated outside the borehole. The disadvantages of this design are the time lost when installing and removing the rod and the transmission losses in the compressed air line due to leaks in the rod. Such systems are known from the companies Secoroc, Böhler, Hauhinco and others. In the second design, higher impact energies and torques are generated hydraulically outside the borehole and fed to the tool via the rod. In addition, compressed air must be fed through the rod to remove the drilling cuttings. The greater impact energy generated outside the borehole also means that the costs for the rods to be transmitted are significantly higher and there are transmission losses at the rod joints. There is also time lost when installing and removing the rods. Systems of this type are manufactured by the following companies: Atlas-Copco, Tamrock, Tampella and others.

ProblemeProblems

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, gestängebedingte Stillstands- und Ausfallzeiten während des Bohrprozesses zu vermeiden, die gestängebedingten Anlagekosten sowie den Arbeitszeitaufwand und die Instandhaltungskosten zu senken.The invention specified in claim 1 is based on the problem of avoiding rod-related downtimes and failure times during the drilling process, reducing rod-related investment costs as well as working time and maintenance costs.

Erfindung
Diese Probleme werden mit den Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst.invention
These problems are solved by the measures of claim 1.

Vorteilhafte Wirkung der ErfindungAdvantageous effect of the invention

Mit dem erfindungsgemäßen Ersatz des Gestänges durch eine zugdruck- und torsionssteife aber biegeelastische Leitung, die einen Versenkhammer mit Schlag- und Umsetzwerk trägt, wird erreicht, daß die Bohrlochtiefe in einem Steinbruch, entsprechend seiner Strossenhöhe, ohne Unterbrechung abgebohrt wird. Die Vorschubkraft wirkt dauernd und automatisch auf die biegeelastische Leitung, die sie zum Vorschubhammer leitet. Da im Bohrloch nur noch der Werkzeugträger des Versenkbohrhammers rotiert, sinken die Energieverluste und die verschleißbedingten Kosten.By replacing the rods according to the invention with a tension- and torsion-resistant but flexible line that carries a submersible hammer with impact and transfer mechanism, it is possible to drill the borehole depth in a quarry to the same depth as the bench height without interruption. The feed force acts continuously and automatically on the flexible line, which directs it to the feed hammer. Since only the tool carrier of the submersible hammer rotates in the borehole, energy losses and wear-related costs are reduced.

Die bisher notwendigen Zeitverluste für das Verlängern des Bohrstranges durch die nächsten Bohrstangen und für den Gestängeausbau entfallen. Damit reduzieren sich auch die Energieverluste, die mit den notwendigen Aus- und Einschalten des Bohrhammers entstanden. The time losses previously required for extending the drill string through the next drill rods and for removing the rods are no longer necessary. This also reduces the energy losses that occur when the hammer drill has to be switched on and off.

Die Gefahr des Festbohrens und größere Verluste, die bei Unterbrechungen des Bohrprozeßes durch zurückfallendes Bohrklein gegeben ist, wird beseitigt. Durch den Wegfall des Magazins der Manipuliereinrichtung sowie der Spann- und Halteeinrichtungen für das Gestänge reduzieren sich die Anlagekosten, sowie die Bedien- und Instandhaltungskosten.The risk of drilling jams and major losses that occur when the drilling process is interrupted by falling cuttings is eliminated. By eliminating the magazine for the manipulation device and the clamping and holding devices for the rods, the system costs as well as the operating and maintenance costs are reduced.

Weiterbildung der ErfindungFurther development of the invention

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 4.

Die Ausstattung der biegeelastischen Leitung mit nur einer Energieleitung nach Anspruch 2, ermöglicht den Einsatz standardisierter Schlauchleitungen und bedarf keiner Sonderkonstruktionen. Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 garantiert das einfache Installieren der biegeelastischen Leitung und sorgt für gute Übertragung der einzuleitenden Vorschubkraft.Equipping the flexible cable with only one energy line according to claim 2 enables the use of standardized hose lines and does not require any special constructions. The design according to claim 3 guarantees easy installation of the flexible cable and ensures good transmission of the feed force to be introduced.

Der universellen Einsetzbarkeit dient die Möglichkeit in verschiedene Richtungen zu bohren, wobei die Absaugvorrichtung stets auf den Bohrlochmund gedrückt werden kann, wie unter Anspruch 4 beschrieben.The possibility of drilling in different directions serves to ensure universal applicability, whereby the suction device can always be pressed onto the borehole mouth, as described in claim 4.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur bis 3 erläutert.An embodiment of the invention is explained with reference to figures 1 to 3.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Bohranlage in Seitenansicht Fig. 2 die Bohranlage in Vorderansicht Fig. 3 Schnitt durch die Vorschub- und RückzugvorrichtungFig. 1 the drilling rig in side view Fig. 2 the drilling rig in front view Fig. 3 Section through the feed and retraction device

In Fig. 1 ist die Anlage während des Bohrens eines vertikalen Loches dargestellt. Die Verstellmöglichkeit der Bohrachse in Längsrichtung der Anlage ist angedeutet.Fig. 1 shows the system during drilling of a vertical hole. The possibility of adjusting the drilling axis in the longitudinal direction of the system is indicated.

Die biegeelastische Leitung 1 ist mit einem Versenkbohrhammer verbunden. Der Versenkbohrhammer 2 ist mit einem Drehmechanismus für das Bohrwerkzeug 6 ausgerüstet, denn die biegeelastische Leitung 1 rotiert nicht, sondern sie wird nur mittels der Vorschub- und Rückzugsvorrichtung 5 axial bewegt und dabei beim Vorschub von der Speichervorrichtung 4 abgezogen. Beim Rückzug des Versenkbohrhammers 1 nimmt die Speichervorrichtung 4 die biegeelastische Leitung 1 wieder auf. Die Vorschub- und Rückzugvorrichtung 5 ist zur Kraftübertragung mit speziellen Formelementen 7 ausgerüstet, die die Form der biegeelastischen Leitung 1 haben und diese kraft- und / oder formschlüssig mitnehmen. Zum richtungsgenauen Anbohren und zur Bohrkleinabsaugung ist die Anbohr- und Absaugvorrichtung 6 installiert, die außerdem während des Transportes den Versenkbohrhammer 2 aufnimmt.The flexible line 1 is connected to a countersunk hammer drill. The countersunk hammer drill 2 is equipped with a rotating mechanism for the drilling tool 6, because the flexible line 1 does not rotate, but is only moved axially by means of the feed and retraction device 5 and is pulled off the storage device 4 during the feed. When the countersunk hammer drill 1 retracts, the storage device 4 takes up the flexible line 1 again. The feed and retraction device 5 is equipped with special shaped elements 7 for power transmission, which have the shape of the flexible line 1 and take it along with a force and/or form fit. The drilling and suction device 6 is installed for precise drilling and for extracting drilling debris, which also takes up the countersunk hammer drill 2 during transport.

In Fig. 2 ist die Wirkungsweise und die Spannmöglichkeit der Vorschub- und Rückzugvorrichtung 5 mit den umlaufenden Formelementen 7 sowie die Richtungsverstellbarkeit quer zur Längsachse der Bohranlage dargestellt.Fig. 2 shows the mode of operation and the clamping option of the feed and retraction device 5 with the rotating form elements 7 as well as the directional adjustability transverse to the longitudinal axis of the drilling rig.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Vorschub- und Rückzugvorrichtung. Die Anpassung des Formelementes 7 an den Querschnitt der biegeelastischen Leitung 1 ist durch den Radius R gegeben.Fig. 3 shows a section through the feed and retraction device. The adaptation of the shaped element 7 to the cross section of the flexible line 1 is given by the radius R.

Claims

Protection claims

1. Submersible hammer drilling system with storable mono drill string characterized in that a submersible hammer drill 2 with a rotating mechanism for the drilling tool 3 is attached to the beginning of a flexible line 1 and on the other side the flexible line 1 opens into a storage device 4 and that a feed and retraction device 5 and a drilling and suction device 6 are arranged between the submersible hammer drill 2 and the storage device 4.

2. Drilling system according to claim 1, characterized in that a power line for operating the drilling tool 3 is arranged in the flexible line 1.

3. Drilling system according to claim 1 and 2, characterized in that the feed and retraction device 5 consists of two parts, of which at least one is movable transversely to the axis of the flexible line and that shaped elements 7 with the radius R of the flexible line 1 are arranged on a circumferential path.

4. Drilling system according to claims 1 to 3, characterized in that the feed and retraction device 5 and the drilling and suction device 6 are arranged on a common boom 8 so as to be axially displaceable in the drilling axis and that the drilling axis can be pivoted in two planes.