DE9408942U1 - Installation device for double drill pipes - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einbauvorrichtung zum Verbinden von aus einem Außenrohr und einer Innenstange bestehenden Doppel-Bohrrohren mit dem Ende eines Doppe lrohrgestanges.The invention relates to an installation device for connecting double drill pipes consisting of an outer pipe and an inner rod to the end of a double pipe rod.
Bei Erdbohrungen werden häufig Doppelrohrgestänge eingesetzt, die aus in Längsrichtung anexnandergesetzten Doppel-Bohrrohren bestehen. Dabei müssen, wenn das Doppelrohrgestänge in das Erdreich hinein vorgetrieben ist, Doppel-Bohrrohre an das rückwärtige Ende des Doppelrohrgestänges angesetzt werden, um den Bohrstrang zu verlängern. Das Ansetzen der Doppel-Bohrrohre erfolgt im Stand der Technik entweder von Hand oder mit Hilfe eines Rohrmagazins, in dem die Doppel-Bohrrohre derart angeordnet sind, daß jeweils die Innenstange in dem Außenrohr vorzentriert ist. Für die Vorzentrierung können spezielle Abstandhalter verwendet werden. Solche Abstandhalter sind einerseits sehr aufwendig und sieDouble-pipe rods are often used for earth drilling, which consist of double drill pipes placed next to each other in the longitudinal direction. When the double-pipe rod has been driven into the ground, double drill pipes must be attached to the rear end of the double-pipe rod in order to extend the drill string. The double drill pipes are attached in the current state of the art either by hand or with the help of a pipe magazine in which the double drill pipes are arranged in such a way that the inner rod is pre-centered in the outer pipe. Special spacers can be used for pre-centering. Such spacers are very complex and they
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behindern andererseits den Ringraum zwischen Außenrohr und Innenstange.On the other hand, they obstruct the annular space between the outer tube and the inner rod.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einbauvorrichtung zu schaffen, die das Anbauen von Doppel-Bohrrohren an das Doppelrohrgestänge eines Bohrstranges erleichtert.The invention is based on the object of creating an installation device that facilitates the attachment of double drill pipes to the double pipe rod of a drill string.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Einbauvorrichtung ist an dem rückwärtigen Ende eines Balkens eine erste Zentriervorrichtung vorgesehen, die die rückwärtigen Enden von Außenrohr und Innenstange relativ zueinander zentriert, wenn die Innenstange aus dem rückwärtigen Ende des Außenrohres heraus vorsteht. An dem vorderen Ende des Balkens befindet sich eine zweite Zentriervorrichtung, die zunächst nur das vordere Ende des Außenrohres festhält und zentriert, während das vordere Ende der Innenstange exzentrisch im Außenrohr liegt. Die zweite Zentriervorrichtung ist mit einer Anlaufschräge versehen, durch die das vordere Ende der Innenstange angehoben wird, wenn die Innenstange im Außenrohr vorgeschoben wird. Mit der Einbauvorrichtung wird das Doppel-Bohrrohr in einem Zustand in die Bohrvorrichtung eingesetzt, in dem nur das rückwärtige Ende der Innenstange relativ zum Außenrohr zentriert ist, während das vordere Ende der Innenstange unzentriert ist. Das rückwärtige Ende der Innenstange kann mit der Kupplungsvorrichtung eines Drehantriebes verbunden werden, der anschließend vorgeschoben wird und dabei die Innenstange mitnimmt. Beim Vorschieben der Innenstange wird deren vorderes Ende durch die An-In the installation device according to the invention, a first centering device is provided at the rear end of a beam, which centers the rear ends of the outer tube and inner rod relative to one another when the inner rod protrudes from the rear end of the outer tube. At the front end of the beam there is a second centering device, which initially only holds and centers the front end of the outer tube, while the front end of the inner rod is eccentrically located in the outer tube. The second centering device is provided with a starting bevel, by means of which the front end of the inner rod is raised when the inner rod is pushed forward in the outer tube. With the installation device, the double drill pipe is inserted into the drilling device in a state in which only the rear end of the inner rod is centered relative to the outer tube, while the front end of the inner rod is uncentered. The rear end of the inner rod can be connected to the coupling device of a rotary drive, which is then pushed forward and takes the inner rod with it. When the inner rod is pushed forward, its front end is
laufschräge der zweiten Zentriervorrichtung angehoben und im Außenrohr ebenfalls zentriert. Das dann aus dem vorderen Ende des Außenrohres vorstehende vordere Ende der Innenstange kann unter Drehung durch den Drehantrieb mit dem rückwärtigen Ende des Innenstranges des Doppelrohrgestänges verschraubt werden. Anschließend wird die zweite Zentriervorrichtung entfernt und das Außenrohr unter Drehung ebenfalls vorgeschoben, um es mit dem Außenrohrstrang des Doppelrohrgestänges zu verschrauben. Die erfindungsgemäße Einbauvorrichtung macht eine Vorzentrierung entbehrlich und ermöglicht das Ansetzen von Doppel-Bohrrohren an ein Doppe1rohrgestange, ohne manuelle Eingriffe und ohne manuelle Kraft ausübung. The second centering device is then raised by the running slope of the second centering device and also centered in the outer tube. The front end of the inner rod, which then protrudes from the front end of the outer tube, can be screwed to the rear end of the inner strand of the double pipe rod while rotating using the rotary drive. The second centering device is then removed and the outer pipe is also pushed forward while rotating in order to screw it to the outer pipe strand of the double pipe rod. The installation device according to the invention makes pre-centering unnecessary and enables double drill pipes to be attached to a double pipe rod without manual intervention and without the use of manual force.
Der Begriff Doppel-Bohrrohr umfaßt die Kombination zweier ineinanderliegender Rohre, wobei die Innenstange entweder voll oder als hohle Rohrstange rohrförmig ausgebildet ist. An den Enden von Außenrohr und Innenstange befinden sich Gewinde oder andere Kupplungseinrichtungen, mit denen gleichartige Rohre bzw. Stangen verbunden werden können. Die Innenstange kann auch als Bohrschnecke ausgebildet sein.The term double drill pipe covers the combination of two pipes lying one inside the other, with the inner rod being either solid or tubular. At the ends of the outer pipe and inner rod there are threads or other coupling devices with which similar pipes or rods can be connected. The inner rod can also be designed as a drilling auger.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbexspiel der Erfindung näher erläutert.In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bohrlafette mit einem Schlitten zum Vorschieben von Doppel-Bohrrohren,Fig. 1 is a schematic side view of a drilling carriage with a carriage for advancing double drill pipes,
Fig. 2 einen Längsschnitt, der in Verbindung mit der Bohrlafette verwendeten Einbauvorrichtung,Fig. 2 is a longitudinal section of the installation device used in conjunction with the drilling carriage,
Fig. 3 eine Stirnansicht der Einbauvorrichtung aus Richtung der Pfeile III-III von Fig. 2, undFig. 3 is a front view of the installation device from the direction of arrows III-III of Fig. 2, and
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 2, jedoch nach dem Zentrieren des vorderen Endes der Innenstange bei auseinandergeschwenkten Klemmbacken.Fig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 2, but after centering the front end of the inner rod with the clamping jaws swung apart.
Gemäß Fig. 1 ist eine langgestreckte Bohrlafette 10 vorgesehen, die als Schienenführung für einen Schlitten 11 dient. Der Schlitten 11 trägt an seinem vorderen (dem Bohrloch zugewandten) Ende einen Drehantrieb 12, welcher eine Kupplungseinrichtung 13 drehend antreibt. Die Kupplungseinrichtung 13 dient zum Ankoppeln eines Außenrohres des Doppelbohrgestänges an den Drehantrieb 12. Ferner ist auf dem Schlitten 11 ein Drehantrieb 14 für den Innenstrang des Doppelrohrgestänges angebracht. Dieser Drehantrieb 14 kann in Richtung des Doppelpfeiles 16 auf dem Schlitten 11 verfahren werden, so daß sein Abstand zu dem feststehenden Drehantrieb 12 verändert werden kann. Das Kupplungsrohr 15 erstreckt sich durch den Drehantrieb 12 und die Kupplungsvorrichtung 13 hindurch und ragt aus dem vorderen Ende der Kupplungsvorrichtung 13 heraus.According to Fig. 1, an elongated drilling carriage 10 is provided, which serves as a rail guide for a carriage 11. The carriage 11 carries a rotary drive 12 at its front end (facing the borehole), which drives a coupling device 13 in rotation. The coupling device 13 serves to couple an outer tube of the double drill rod to the rotary drive 12. A rotary drive 14 for the inner string of the double pipe rod is also mounted on the carriage 11. This rotary drive 14 can be moved in the direction of the double arrow 16 on the carriage 11, so that its distance from the fixed rotary drive 12 can be changed. The coupling tube 15 extends through the rotary drive 12 and the coupling device 13 and protrudes from the front end of the coupling device 13.
Am vorderen Ende der Bohrlafette 10 befindet sich eine Bohrführung 17 zum Führen des Doppelrohrgestänges sowie eine Klemmvorrichtung 18 mit (nicht dargestellten) Hydraulikzylindern zum Festhalten des Doppelrohrgestänges gegen Drehung.At the front end of the drilling carriage 10 there is a drilling guide 17 for guiding the double pipe rod and a clamping device 18 with hydraulic cylinders (not shown) for holding the double pipe rod against rotation.
In Fig. 1 ist das rückwärtige Ende des Doppelrohrgestänges 19 dargestellt. Dieses besteht aus hintereinandergesetzten Außenrohren 20 und koaxial darin verlaufenden Innenstangen 21, wobei zwischen Außenrohr 20 und Innenstange 21 ein Ringraum zum Rückspülen des Bohrgutes vorgesehen ist.The rear end of the double pipe rod 19 is shown in Fig. 1. This consists of outer pipes 20 placed one behind the other and inner rods 21 running coaxially therein, with an annular space for backwashing the drilling cuttings being provided between the outer pipe 20 and the inner rod 21.
In Fig. 1 ist der Schlitten 11 in seiner Rückzugsposition auf der Bohrlafette 10 dargestellt. Das Doppelbohrgestänge 19 ist vorgeschoben worden und an dieses Doppelbohrgestänge 19 wird ein Doppel-Bohrrohr 22 angesetzt, um das Doppelrohrgestange zu verlängern. Hierzu ist das Doppel-Bohrrohr 22 an der Einbauvorrichtung 23 befestigt, von der es in der zum Anbauen an das Doppelrohrgestänge 19 erforderlichen Position gehalten wird. Das Doppelrohrgestange 22 besteht aus dem Außenrohr 24 und der Innenstange 25, die die gleiche Länge hat wie das Außenrohr 24.In Fig. 1, the carriage 11 is shown in its retracted position on the drilling carriage 10. The double drill rod 19 has been advanced and a double drill pipe 22 is attached to this double drill rod 19 in order to extend the double pipe rod. For this purpose, the double drill pipe 22 is attached to the installation device 23, which holds it in the position required for attachment to the double pipe rod 19. The double pipe rod 22 consists of the outer pipe 24 and the inner rod 25, which has the same length as the outer pipe 24.
Die Einbauvorrichtung 23 ist in den Fign. 2 bis 4 im einzelnen dargestellt. Sie weist einen langgestreckten Balken 2 6 auf, der an einer Tragvorrichtung 27 aufgehängt ist. Die Tragvorrichtung 27 besteht hier aus zwei Seilen, die an einen Kran angehängt sind. Das eine Seil ist in eines von zahlreichen Löchern 28 des Balkens 2 6 eingehängt, um den Neigungswinkel des Balkens 26 verändern zu können. In dem in Fig. 2 dargestellten Zustand verläuft der Balken 26 horizontal. Die Lafette 10 ist normalerweise schwenkbar an einem Raupenfahrzeug angebracht. Durch Verstellen des Neigungswinkels des Balkens 2 6 kann der Neigungswinkel der Einbauvorrichtung an denjenigen der Bohrlafette 10 angepaßt werden.The installation device 23 is shown in detail in Figs. 2 to 4. It has an elongated beam 26 which is suspended from a support device 27. The support device 27 here consists of two cables which are suspended from a crane. One cable is hooked into one of numerous holes 28 in the beam 26 in order to be able to change the angle of inclination of the beam 26. In the state shown in Fig. 2, the beam 26 runs horizontally. The carriage 10 is normally pivotably attached to a crawler vehicle. By adjusting the angle of inclination of the beam 26, the angle of inclination of the installation device can be adapted to that of the drilling carriage 10.
S-S-
An dem rückwärtigen Ende des Balkens 2 6 befindet sich eine erste Zentriervorrichtung 30. Diese weist zwei Klemmbacken 31,32 auf, die über Gelenke 33 an dem Balken 2 6 schwenkbar angebracht sind. Die Klemmbacken 31,32 sind zweiarmige Hebel, deren äußere Hebelarme durch eine Kolbenzylindereinheit 34 verbunden sind. Wird die Kolbenzylindereinheit 34 ausgefahren, dann werden die Klemmbacken 31,32 gegeneinandergedrückt. Die Klemmbacken 31,32 weisen jeweils einen Rohrabschnitt 35 auf, der das Ende des Außenrohres 24 umgreift, und eine Zentrierschulter 36, die das rückwärtige Ende der aus dem Außenrohr 24 vorstehenden Innenstange 25 umgreift und festspannt um ein axiales Verschieben der Innenstange 25 zu verhindern.At the rear end of the beam 26 there is a first centering device 30. This has two clamping jaws 31, 32 which are pivotably attached to the beam 26 via joints 33. The clamping jaws 31, 32 are two-armed levers whose outer lever arms are connected by a piston-cylinder unit 34. If the piston-cylinder unit 34 is extended, the clamping jaws 31, 32 are pressed against each other. The clamping jaws 31, 32 each have a tube section 35 which surrounds the end of the outer tube 24 and a centering shoulder 36 which surrounds the rear end of the inner rod 25 protruding from the outer tube 24 and clamps it in place to prevent axial displacement of the inner rod 25.
An dem vorderen Ende des Balkens 26 befindet sich die zweite Zentriervorrichtung 37, die ebenfalls zwei auseinanderschwenkbare Klemmbacken 3 8,39 aufweist, welche gemeinsam das vordere Ende des Außenrohres 24 umschließen und zentrieren. Die Klemmbacken 3 8,39 sind um Gelenke 4 0 herum schwenkbar. Sie sind als zweiarmige Hebel ausgebildet und an ihren rückwärtigen Hebelarmen greift eine Kolbenzylindereinheit 41 an, um die Klemmbacken 38,39 entweder gegeneinander zu drücken, oder zu öffnen.At the front end of the beam 26 is the second centering device 37, which also has two clamping jaws 38,39 that can be pivoted apart and which together enclose and center the front end of the outer tube 24. The clamping jaws 38,39 can be pivoted around joints 40. They are designed as two-armed levers and a piston-cylinder unit 41 engages their rear lever arms in order to either press the clamping jaws 38,39 against each other or to open them.
Die Klemmbacken 38,3 9 weisen jeweils einen rohrförmigen Zentrierabschnitt 42 für das Außenrohr 24 auf. In Verlängerung des Zentrierabschnitts 42 ist ein konischer Bereich vorgesehen, der die Anlaufschräge 43 bildet. Diese Anlaufschräge 43 mündet in den Zentrierbereich 44 für die Innenstange 25.The clamping jaws 38,39 each have a tubular centering section 42 for the outer tube 24. In the extension of the centering section 42, a conical area is provided which forms the starting bevel 43. This starting bevel 43 opens into the centering area 44 for the inner rod 25.
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Nachfolgend wird die Benutzung der Einbauvorrichtung 23 beschrieben.The use of the installation device 23 is described below.
Das Doppel-Bohrrohr 22 wird an der Einbauvorrichtung 23 in der in Fig. 2 dargestellten Weise befestigt, indem die Enden des Außenrohres 24 in die Zentriervorrichtungen 3 0 und 37 eingesetzt werden, deren Klemmbacken daraufhin geschlossen werden. Die Innenstange 2 5 ist dabei in Bezug auf das Außenrohr 24 in Längsrichtung versetzt, in dem ihr rückwärtiges Ende aus dem Außenrohr 24 herausragt, während das vordere Ende lose und exzentrisch im Außenrohr liegt. Hierbei ist der Winkel a, den die Achsen von Außenrohr und Innenstange bilden, wegen der großen Länge der Rohre so klein, daß an das Gewinde 50 des Innenrohres das Kupplungsrohr 15 angeschraubt werden kann, obwohl diese Rohre nicht ganz exakt zueinander ausgerichtet sind. Der Drehantrieb 14 wird also gemäß Fig. 1 zusammen mit dem Kupplungsrohr 15 auf dem Schlitten 11 vorgeschoben und das vordere Ende des Kupp lungs rohre s 15 wird an das rückwärtige Ende der Innenstange 25 angeschraubt, indem der Drehantrieb 14 das Kupplungsrohr 15 dreht. Wenn dieser Verschraubungsvorgang dadurch beendet ist, daß die Gewinde von Kupplungsrohr 15 und Innenstange 25 sich gegen einen Anschlag festgezogen haben, wird das Vorschieben des Drehantriebs 14 auf dem Schlitten 11 fortgesetzt, wodurch die Innenstange 25 relativ zum Außenrohr 24 vorgeschoben wird. Dabei läuft das vordere Ende der Innenstange 25 auf die Anlaufschräge 43 der zweiten Zentriervorrichtung 37 auf, und das Innenrohr 25 gelangt in die in Fig. 2 dargestellte Zentrierposition 2 5a, wobei nunmehr das vordere Ende der Innenstange 25 aus dem vorderen Ende des Außenrohres 24 herausragt. Mit dem Drehantrieb 14 wird dann die Innenstange 25 anThe double drill pipe 22 is attached to the installation device 23 in the manner shown in Fig. 2 by inserting the ends of the outer pipe 24 into the centering devices 30 and 37, the clamping jaws of which are then closed. The inner rod 25 is offset longitudinally in relation to the outer pipe 24 in that its rear end protrudes from the outer pipe 24, while the front end lies loosely and eccentrically in the outer pipe. The angle a formed by the axes of the outer pipe and inner rod is so small due to the great length of the pipes that the coupling pipe 15 can be screwed onto the thread 50 of the inner pipe, even though these pipes are not quite exactly aligned with one another. The rotary drive 14 is therefore advanced along the carriage 11 together with the coupling tube 15 as shown in Fig. 1, and the front end of the coupling tube 15 is screwed onto the rear end of the inner rod 25 by the rotary drive 14 rotating the coupling tube 15. When this screwing process is completed by the threads of the coupling tube 15 and inner rod 25 having tightened against a stop, the advancement of the rotary drive 14 on the carriage 11 is continued, whereby the inner rod 25 is advanced relative to the outer tube 24. The front end of the inner rod 25 runs onto the run-on slope 43 of the second centering device 37, and the inner tube 25 reaches the centering position 25a shown in Fig. 2, whereby the front end of the inner rod 25 now protrudes from the front end of the outer tube 24. The inner rod 25 is then attached to the
das rückwärtige Ende der Innenstange 21 des Doppelrohrgestänges 19 angeschraubt.the rear end of the inner rod 21 of the double tube rod 19 is screwed on.
Auf der Lafette 10 befinden sich gemäß Fig. 1 verschwenkbare Tragvorrichtungen 46, die in eine Arbeitsposition gebracht werden können, um das Außenrohr 24 von unten her abzustützen. Während das Außenrohr 24 auf den Stützvorrichtungen 46 ruht, werden die Zentriervorrichtungen 3 0 und 37 geöffnet und die Einbauvorrichtung wird von dem Doppel-Bohrrohr 22 entfernt. Nun wird der Schlitten 11 vorgeschoben bis die Kupplungsvorrichtung 13, die von dem Drehantrieb 12 gedreht wird, mit dem Gewinde am rückwärtigen Ende des Außenrohres 24 in Eingriff kommt und das Außenrohr unter weiterem Vorschub dreht. Dabei wird das Außenrohr 24 an das Außenrohr 20 des Doppelrohrgestänges 19 angeschraubt. Das Doppel-Bohrrohr 22 ist nunmehr Bestandteil des Doppelrohrgestänges 19 und dieses wird durch die Drehantriebe 12 und 14 angetrieben, während der Schlitten 11 entlang der Bohrlafette 10 vorgeschoben wird, um den weiteren Bohrvortrieb zu bewirken.According to Fig. 1, pivotable support devices 46 are located on the carriage 10, which can be brought into a working position in order to support the outer tube 24 from below. While the outer tube 24 rests on the support devices 46, the centering devices 30 and 37 are opened and the installation device is removed from the double drill pipe 22. The carriage 11 is now advanced until the coupling device 13, which is rotated by the rotary drive 12, engages with the thread at the rear end of the outer tube 24 and rotates the outer tube with further advance. The outer tube 24 is thereby screwed onto the outer tube 20 of the double tube rod 19. The double drill pipe 22 is now part of the double pipe rod assembly 19 and this is driven by the rotary drives 12 and 14, while the carriage 11 is advanced along the drill carriage 10 in order to effect further drilling advance.
Die Länge des Balkens 26 entspricht im wesentlichen der Länge des Doppel-Bohrrohrs 22. Die Zentriervorrichtungen 30 und 37, die jeweils auf eine bestimmte Kombination von Außenrohr 24 und Innenstange 25 abgestellt sind, können entsprechend dem Durchmesser der Bohrrohre ausgewechselt werden.The length of the beam 26 corresponds essentially to the length of the double drill pipe 22. The centering devices 30 and 37, each of which is adjusted to a specific combination of outer pipe 24 and inner rod 25, can be exchanged according to the diameter of the drill pipes.
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| CN111663909A (en) * | 2020-06-30 | 2020-09-15 | 浙江海聚科技有限公司 | Drill rod ware is held up to multi-functional water hammer drilling rod |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0685630A2 (en) | 1995-12-06 |
| EP0685630A3 (en) | 1997-04-02 |
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