DE957742C

DE957742C - Tiefbohrgerat

Info

Publication number: DE957742C
Application number: DENDAT957742D
Authority: DE
Inventors: zugl
Original assignee: Philipp Spiegel, Kaiserslautern
Publication date: 1957-01-17

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

S 46054 VI / 5 a

Tiefbohrgerät

Zum Tiefbohren sind neben anderen Geräten auch Bohrvorrichtungen bekannt, bei denen der Antriebsmotor für die Bohrwerkzeuge, von einem Gehäuse eingeschlossen, zusammen mit den Bohrwerkzeugen und dem unter Umständen nötigen Getriebe in das Bohrloch eingeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine derartige Bohrvorrichtung mit direktem Antrieb der Bohrwerkzeuge.

Die genannten Tiefbohrgeräte mit direktem Antrieb weisen gegenüber anderen Anordnungen eine Reihe von Vorteilen auf. So ersparen sie z. B. die Einführung einer Antriebswelle in das Bohrloch, die in ihrer Länge der Tiefe des Bohrloches entsprechen muß und deren Handhabung gerade bei. Tiefbohrungen mit wachsender Tiefe des Bohrloches immer schwieriger wird.. Andererseits erscheinen jedoch eine ganze Reihe von Einzelheiten dieser Tiefbohrgeräte noch nicht zufriedenstellend durchgebildet. So muß ζ. B. bei den bekannten Geräten dieses jeweils nach einer gewissen Bohrdauer aus dem Bohrloch genommen werden, um das beim Bohren angefallene Bohrklein entfernen zu können. Weiterhin, hat der Antriebsmotor beim direkten Antrieb das Bestreben, nicht nur die Bohrwerkzeuge, sondern auch das Gehäuse, in dem die ganze Bohrvorrichtung untergebracht ist, in Drehung zu versetzen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, durch eine neuartige Gestaltung des Tiefbohrgerätes insonderheit die Förderung des anfallenden Bohrkleins während des Bohrvorganges zu ermöglichen. Weiterhin war eine Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, die das Gehäuse, das den An-

triebsmotor, das Getriebe und die Bohrwerkzeuge aufnimmt, im Bohrloch während des Bohrvorganges festlegt. Daneben ist es von Bedeutung, durch entsprechende Ausbildung und Anordnung der Bohrwerkzeuge dafür Sorge zu tragen, daß ein sauberes Bohrloch erstellt wird, das den Nachschub der Verrohrung und des Gehäuses der Bohrvorrichtung ohne Schwierigkeiten erlaubt.

Die Erfindung löst die gekennzeichneten Aufgaben durch ein Tiefbohrgerät, mit dem in an sich bekannter Weise der Antriebsmotor für die Bohrwerkzeuge in einem Gehäuse direkt über die Bohrlochsohle gebracht wird. Zusätzlich zu Antriebsmotor, Getriebe und Bohrwerkzeugen ist im Gehäuse jedoch eine Fördereinrichtung für das beim Bohrvorgang anfallende Bohrklein vorgesehen; mit deren Hilfe· das Bohrklein, und zwar während des Bohrvorganges, also, ohne daß der Bohrvorgang unterbrochen werden muß, in den Raum über der gesamten Vorrichtung gefördert werden kann. Hier kann das Bohrklein durch Schlammlöffel bekannter Bauart abgefaßt werden.

Die Fördervorrichtung ist als in Schraubenwindungen gelegtes Rohr ausgebildet, dessen Windungen um den Antriebsmotor verlaufen und das unten durch das Getriebegehäuse, oben durch das Schleifringgehäuse geführt ist. In unmittelbarer Nähe der Bohrwerkzeuge, in Drehrichtung hinter diesen, sind Bohrkleinzubringer angeordnet, die das Bohrklein aufnehmen und dem Förderrohr zuführen. Das Förderrohr mündet über dem Motor in einen wannenförmig ausgebildeten Behälter, der vorzugsweise von der oberen Abdeckung des Gehäuses des Tiefbohrgerätes gebildet ist. Die Bohrschraube kann ,ein- oder mehrgängig ausgebildet ' sein. Es müssen also je nachdem auch ein oder mehrere Durchtrittsmöglichkeiten für. das Bohrklein durch das Getriebegehäuse und das Schleifringgehäuse vorgesehen sein.

Die zur Verhinderung einer Drehung des Gehäuses des Tiefbohrgerätes vorgesehene Verriegelung besteht in einer Anordnung eines Kranzes von einzelnen Zähnen entlang der Peripherie des Gerätegehäuses. Dabei können die einzelnen Zähne durch Durchbrüche der Wandung nach außen reichen. Mit einem abgebogenen Schenkel sind sie um senkrecht angeordnete Bolzen drehbar gelagert. Eine Reihe von Zahnritzeln, die vom Antriebsmotor über ein Getriebe angetrieben, im Gehäuse in der bzw. den Ebenen der Zähne umlaufen, drükken jeweils auf die abgebogenen Schenkel eines Teiles der Zähne,, die dadurch durch die Durchbrüche im Gehäuse nach außen gepreßt werden und sich in das Gebirge, in dem gebohrt wird, eindrükken und so eine Drehung des Gehäuses verhindern. Zur sauberen Ausbildung des Bohrloches sind als Bohrwerkzeuge neben den' üblichen, an sich bekannten rotierenden Fräsern schräg nach, unten außen gerichtete Stoß meißel vorgesehen, die ztisammen mit den, rotierenden Fräsern in an sich bekannter Weise z. B. über Nockenwellen gegen die Kraft einer Feder von dem einzigen Antriebsmotor angetrieben werden.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in den Zeichnungen beispielsweise dargestellten Ausführungsform des Erfmdungsgegenstandes.

Fig. ι zeigt das Gesamtgerät, teilweise im Schnitt; in

Fig. 2 sind Einzelheiten der Verriegelungsvorrichtung des Gerätes dargestellt.

Die gesamte ' Bohrvorrichtung 1 ist in einem zylinderförmigen Gehäuse 2 untergebracht. Dieses Gehäuse 2 ist z.B. an drei Tragseilen, von denen bei 3 und 4 zwei angedeutet sind, im Bohrturm drehbar aufgehängt. Durch die gezeigte Anordnung der Tragseile bleibt die Mitte des Bohrloches frei, so daß die Schlammlöffel 5 ungehindert bis zur Bohrvorrichtung 1 passieren können.

Das Herzstück des in dem zylinderförmigen Gehäuse 2 untergebrachten Bohrgerätes ist der Antriebsmotor 6, der vorzugsweise als elektrischer Unterwassermotor ausgebildet ist. An der der Bohrlochsohle zugerichteten Seite des Motors 6 ist ein Getriebegehäuse 7 angeordnet, in dem die Getriebe untergebracht sind, über die die umlaufenden Bohrfräser 8 und die schräg nach außen unten ausgerichteten Stoßmeißel angetrieben werden. Selbstverständlich ist an den Durchtrittsstellen der einzelnen Bohrwerkzeuge das Getriebegehäuse ,so abgedichtet, daß keine Fremdkörper eindringen können.

Die Bohrwerkzeuge sind auswechselbar. Die. Benutzung der verschiedenen Werkzeuge richtet sich nach der Struktur des Gebirges, in welchem die Bohrung vorgenommen wird. Diese Gebirgsstruktur ist durch die ermöglichte dauernde Aufnahme des Bohrkleins während des Bohrvorgangeslaufend überwachbar. .

Das Getriebegehäuse 7 ist' mit einer. Rundführung 10 versehen, die in dem an der Stellen entsprechend ausgebildeten Gehäuse 2 geführt ist. Eine ebensolche Rundführung 12 ist an der Oberseite der ganzen Vorrichtung am Schleifringgehäuse 13 des Motors 6 vorgesehen, die hier an der Stelle 14 im Gehäuse 2 gelagert ist. Mit den Rundführungen 10 und 12 wird eine gewisse Abdichtung gegen das Eindringen von Bohrklein in das Innere des Gehäuses 2 erzielt.

Um den Antriebsmotor 6 ist ein Rohr 15 schraubenförmig angeordnet, das zur Bohrkleinförderung von der Bohrsohle 16 des Bohrloches 17 durch die Bohrvorrichtung bis zur Oberseite desselben in einen wannenförmig ausgebildeten Behälter 18 dient. Das Bohrklein wird unmittelbar hinter den einzelnen Bohrfräsern durch Bohrkleinzubringer 19 aufgenommen und wird von dort durch das Rohr 15 in die Wanne 18 gedrückt. Hier kann es, und zwar ohne Unterbrechung des Bohrbetriebes, laufend durch Schlammlöffel 5, die an einem Seil 19 in das Bohrloch gelassen werden, abgefaßt werden.

Die zusätzlich zu den umlaufenden Bohrfräsern angeordneten, nach unten außen gerichteten Stoßmeißel 9 treten tangential aus dem Getriebegehäuse 7 aus und sind in die Bohrsohlecke gerichtet.

Durch diese Stoßmeißel 9 wird die Bohrleistung erhöht. Weiterhin unterstützen sie durch ihre Rückstoßwirkung die Rotation des Gerätes.

Die erwähnte Rotation der Vorrichtung wird weiterhin zur einwandfreien Verriegelung des Gehäuses 2 im Bohrloch 17 herangezogen. Das Gehäuse 2 hat, bedingt durch den direkten Antrieb, das Bestreben, sich ebenfalls im Bohrloch zu drehen, was verhindert werden muß. Dazu sind mehrere, beispielsweise, wie in der Abbildung dargestellt, drei Zahnritzel 20 vorgesehen, die an der Oberseite des Getriebegehäuses 7 angeordnet sind und mit diesem umlaufend und über das Getriebe vom Antriebsmotor in Drehung versetzt nacheinander auf abgebogene Schenkel 21 von Zähnen 22 drücken, die sodann mit ihren Enden durch Durchbrüche 23 im Gehäuse 2 in das Gebirge der Bohrlochwandung gedrückt werden und so eine Drehung des Gehäuses 2 verhindern. Die Zähne 22 sind mit ihren Schenkeln 21 um senkrecht angeordnete Bolzen 24 drehbar gelagert. Diese Bolzen sind zwischen. zwei im Gehäuse 2 verlaufenden Ringen 25 eingezogen. Der Drehbereich der Zähne ist einerseits durch die Wandung des Gehäuses 2, andererseits durch den Bolzen des nächstfolgenden Zahnes begrenzt. Die zur Betätigung der Zähne 22 notwendigen, vom Antriebsmotor über das Getriebe angetriebenen Zahnritzel 20 können .in einfacher Weise auf aus dem Getriebegehäuse 7 austretende Achsen 26 aufgeschoben und auf diesen durch Keile 27 gegen Verdrehung gesichert werden. Die Schenkel 21 der Zähne 22 sind federnd ausgebildet, so daß bei unregelmäßiger Struktur des Gebirges diese mehr oder weniger in dieses ein ■ dringen können. Durch die drei in einer Ebene umlaufenden Zahnritzel 20 sind immer mehrere der Zähne in das Gebirge gedrückt, so daß das Gehäuse 2 sicher gegen Drehung verriegelt ist. Die Zahne 22 sind an ihren in das Gebirge gedrückten Enden oben und unten abgeschrägt oder abgerundet, so daß sie die senkrechte Bewegung dei Gehäuses im Bohrschacht nicht behindern.

Durch die erfindungsgemäße Verriegelung, wird die Drehung der Bohrvorrichtung im Gehäuse unterstützt, was die Bohrwirkung der ebenfalls, jedoch in entgegengesetzter Richtung kreisenden Bohrfräser erhöht.

Die Versorgung des Elektromotors 6 erfolgt über ein Kabel 28, das vorteilhafterweise an einem der Tragseile der Bohrvorrichtung befestigt ist.

Zur Absicherung des Bohrloches gegen das Gebirge wird in bekannter Weise eine Verrohrung nachgeschoben, die bei 29 angedeutet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Tiefbohrgerät mit direktem Antrieb der Bohrwerkzeuge, gekennzeichnet durch eine als um den Antriebsmotor angeordnete und gegebenenfalls. Getriebegehäuse und Schleifringgehäuse durchsetzende Rohrschraube ausgebildete Fördervorrichtung zur Förderung des Bohrkleins in den Raum über dem Bohrgerät und unmittelbar hinter jedem einzelnen umlaufenden Bohrer und unmittelbar über der Bohrlochsohle angeordnete Bohrkleinzubringer für diese Fördervorrichtung sowie eine- vom Antriebsmotor über umlaufende Zwischenglieder betätigte Verriegelungsvorrichtung zur Festlegung des Vorrichtungsgehäuses im Bohrloch.
2. Tiefbohrgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die'Oberseite, des Gerätes als wannenförmiger Behälter zur Aufnahme des geförderten Bohrkleins und zum Abschöpfen desselben durch Schlammlöfjfel üblicher Bauart ausgebildet ist.
3. Tief bohrgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung des Gehäuses entlang der senkrechten Wandung desselben in waagerechter Ebene um senkrecht angeordnete Bolzen drehbar gelagerte, mit einer Abbiegung durch Durchbrüche der Wandung nach außen greifende Zähne vorgesehen sind, die im Ruhezustand nicht über die Peripherie des Gehäuses hinausragen, unter Einwirkung von vom Antriebsmotor des Gerätes angetriebenen, umlaufenden, zahnritzelartig ausgebildeten Gliedern jedoch durch die einzelnen Durchbrüche 'austreten.
4. Tiefbohrgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zähne nach außen drückenden Zahnritzel über dem Getriebegehäuse im Raum zwischen Antriebsmotor und Gehäusewandung angeordnet Sind.
5. Tief bohrgerät nach Anspruch Ί bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von den senkrechten Bolzen ausgehenden Schenkel der Zähne federnd ausgebildet sind.
6. Tiefbohrgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen durchtretenden Zahnenden nach oben und unten abgeschrägt bzw. abgerundet sind.
7. Tiefbohrgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den üblichen rotierenden Bohrfräsern schräg nach unten außen gerichtete Stoßmeißel vorgesehen sind.
8. Tiefbohrgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrvorrichtung mit in Führungen des Gehäuses angeordneten Rundführungen nach oben und unten abgeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 451 561.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 548/278 6. (609 782 1.57)