EP0380909A2 - Method and coring apparatus for subterranean rock drilling - Google Patents
Method and coring apparatus for subterranean rock drilling Download PDFInfo
- Publication number
- EP0380909A2 EP0380909A2 EP90100111A EP90100111A EP0380909A2 EP 0380909 A2 EP0380909 A2 EP 0380909A2 EP 90100111 A EP90100111 A EP 90100111A EP 90100111 A EP90100111 A EP 90100111A EP 0380909 A2 EP0380909 A2 EP 0380909A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- core
- drilling tool
- outer housing
- main
- guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 120
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/16—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors for obtaining oriented cores
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/02—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver being insertable into, or removable from, the borehole without withdrawing the drilling pipe
- E21B25/04—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors the core receiver being insertable into, or removable from, the borehole without withdrawing the drilling pipe the core receiver having a core forming cutting edge or element, e.g. punch type core barrels
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/02—Fluid rotary type drives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/061—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/068—Deflecting the direction of boreholes drilled by a down-hole drilling motor
Definitions
- the invention relates to a method and a core drilling tool for sinking bores in underground rock formations while extracting drilling cores as rock samples according to the preamble of claim 1 and claim 8.
- the core drilling unit is guided coaxially in the outer housing of the core drilling tool by means of an anti-rotation and guiding device, with the result that when drilling a core the core tube of the core drilling unit coaxially emerges from the outer housing.
- the outer housing of the core drilling tool accordingly specifies the feed direction for the core tube.
- the invention has for its object to provide a method and a core drilling tool of the type mentioned, through which an expanded digestion of soil formations by extracting drill cores as rock samples is possible.
- the invention achieves this object by means of a method according to claim 1 and by means of a core drilling tool according to claim 8.
- a core drilling tool according to claim 8 With regard to essential further configurations of the method according to the invention, reference is made to claims 2 to 7 and of the core drilling tool according to the invention to claims 9 to 20.
- the invention provides a directional core drilling method and a directional core drilling tool, by means of which a predetermined directional course can be predetermined for a core hole, which specifically deviates from a generally approximately perpendicular course of conventional core holes.
- a predetermined directional course can be predetermined for a core hole, which specifically deviates from a generally approximately perpendicular course of conventional core holes.
- the core drilling tool illustrated in simplified form in FIGS. 1 and 2 comprises in particular an outer housing 1 which can be connected to a drill pipe string with its not shown upper end and carries a drill bit 2 as the main drilling tool at its lower end. Furthermore, the core drilling tool comprises a core drilling unit 4, which is supported in the outer housing 1 and is provided with a deep hole motor 3, which can be pulled up and retracted as a whole by means of a rope 5 and has an upper part 6 which is in the outer housing 1 by means of an anti-rotation and guiding device formed by an axial multi-spline profile part 7 axially displaceably guided and secured against rotation. The upper part 6 of the core drilling unit is provided with reaction surfaces 8 for generating an axially downward feed force.
- DE-C-37 01 914 For a more detailed configuration of such a core drilling tool, reference can be made to DE-C-37 01 914.
- the core drilling unit 4 comprises a lower part, which has a core tube 10 driven by the deep hole motor 3 with a core drill bit 11 arranged at its lower end as a core drilling tool, and an inner tube 13, which is freely rotatable in the core tube 10 by means of a bearing device 12, for receiving a drilled core.
- the core tube 10 With the output shaft 14 of the deep hole motor 3, the core tube 10 is connected at its upper end via a tubular flexible connecting part 15, in its place also a propeller shaft or the like. Connection device can be provided.
- a guide body 16 is provided with a guide surface 17 for the core tube 10, which defines a guide axis 18 which forms an acute angle 20 with the main axis 19 of the outer housing 1.
- the guide body 16 in the embodiment according to FIGS. 1 to 3 is designed as an externally cylindrical tubular body and is arranged in a rotationally fixed manner as an installation part in the outer housing 1, for example secured by a feather key, not shown.
- the guide body as is the case with the guide body 22 of the embodiment according to FIGS. 4 and 5, can be designed as an outside cylindrical tube section and form part of the wall of the outer housing 1.
- the guide body 16 can be designed as a built-in and retractable into the outer housing 1, only secured in the operating position against rotation in the outer housing 1, so that the possibility of different orientation relative to the outer housing 1 and the exchange of one guide body for another with different angular orientation the guide axis 18, which in a limit case can also run parallel to the main axis 19 of the outer housing 1.
- the guide body 16 and the guide and anti-rotation device 7 for the upper part 6 of the core drilling unit 4 can be combined to form an assembly which can be pulled open and retracted into the operating position in the outer housing 1, for example via axial spacers (not shown).
- an as Installation part formed guide body 16 in the outer housing 1 form a part not only secured against twisting, but also against vertical displacement.
- the guide body 16 or 22 has an inclined cylindrical guide surface 17 formed by a continuous, inclined arranged guide bore and can be provided with an upper funnel-shaped inlet 23 to the guide surface 17.
- the core drilling unit 4 assumes a position in which the core tube 10 extends into the guide bore of the guide body 16 and receives a corresponding inclination.
- the core drilling unit 4 is now lowered under guidance along the anti-rotation and guiding device 7 in the outer housing 1 and a core borehole section 26 starting from the sole 24 of a main borehole section is drilled, which has a directional specification corresponding to the angle 20 with respect to the Alignment of the outer housing 1 of the core drilling tool. If the outer casing 1 in the main borehole section 25 is only rotated to change the orientation, several core borehole sections 26 running in different directions can be drilled from one and the same borehole bottom 24 in order to explore the formation environment.
- a guide mandrel 28 which in turn can be pulled up into an operating position in the outer housing 1 and set down in the outer housing 1 and can be placed in the outer housing 1 by an upper support part 29 which can be inserted into the anti-rotation and guiding device 7 of the outer housing 1 and a mandrel part 30 with a pilot tip 31 projecting downward through the guide body 16.
- Both Parts 29, 30 are connected by a flexible intermediate connecting part 32, which enables the mandrel part 30 to enter the guide body 16 and to be inclined therein.
- the outer housing 1 with the main drilling tool 2 is set in rotation from above via the drill pipe string and a main borehole section 25 is drilled along the predrilled core borehole section 26, whereby the core borehole section 26 merges into the subsequent main borehole section 25.
- the guide mandrel 28 is pulled back and the core drilling unit 4 is deposited in the outer housing 1, after which a new core drilling section 26 can be drilled.
- a full drilling tool 33 which can be opened and retracted into an operating position in the outer housing 1, can also be placed in the outer housing 1 for the re-drilling of a main borehole section 25, which has an upper, in the operating position with the anti-rotation and guide device 7 of the outer housing 1 in Engaged, tubular support housing part 34 with a deep-hole motor arranged therein and a lower, engaging in the guide body 16 bearing housing part 35, in which a chisel shaft 37 is mounted, which protrudes from the bearing housing part 35 and protrudes from the guide body 16 and the outer housing 1 end a full rotary drilling tool 36 carries.
- a flexible intermediate housing part 38 is provided between the support housing part 34 and the bearing housing part 35, which enables the bearing housing part 35 to have the inclined orientation shown by the guide body 16.
- the solid drilling tool 36 can be handled via a safety device 39 at the upper end of the support part 34 and can have any suitable solid rotary drill bit 36 which is used for one receives lateral guidance in the predrilled core borehole section 26, but on the other hand also enables the core borehole section 26 to be re-drilled.
- the guide body 22 is designed as a tubular component of the wall of the outer housing 1.
- the outer housing 1 comprises an anti-rotation section 40 and a guide section 41.
- the upper part 6 of the core drilling unit 4 comprises a tubular housing 42, which is open at the top and is made of antimagnetic material Operational position with the rotation lock section 40 of the two-part rotation lock and guide device 40, 41 is engaged and is designed as a receptacle for a removable orientation control device 43.
- the orientation control device 43 can be pulled up and retracted separately by means of a cable 44.
- the outer casing 1 In its operating position, it assumes an orientation which is secured against rotation, for example by a feather key, which can be queried from above and which provides information about the orientation of the guide axis 18 of the guide body 22 of the outer housing 1.
- the outer casing 1 can be rotated from above via the drill pipe string so that the orientation of the guide axis 18 specifies the desired direction for the core drilling unit 4.
- the housing 42 of the upper part 6 of the core drilling unit 4 continues downwards in a support section, which consists of a bearing part 45, an internal stator 46 of the deep hole motor 3 and a flexible connecting part 47, on the lower pin part 48 of which the inner tube 13 of the core drilling unit 4 is set.
- the core tube 10 is connected via a tubular flexible intermediate part 49 to the rotor 50 of the deep-hole motor 3, which is freely rotatably supported by a tubular upper extension 51 via a bearing device 52 on the bearing part 45.
- the directional drilling method which can be carried out with the core drilling tool according to FIGS. 4 and 5 corresponds to that described in connection with the core drilling tool according to FIGS. 1 to 3.
- the orientation control device 43 is pulled up and the core drilling process is carried out.
- the outer casing 1 with its main drilling tool 2 is then driven downward along the core drilling unit 4 serving as a guide means, driven by the drill pipe string.
- a separately retractable valve body 53 which can be put into an operating position can be provided in the outer housing 1, which, with relative downward movement of the outer housing 1 to the housing 42 of the upper part 6 of the core drilling unit 4, has the same comes into sealing engagement and blocks the drilling fluid flow through the housing 42. This results in an increase in pressure, which can be measured on the surface and used as an indication that the main drilling tool 2 has reached a predetermined distance from the core drilling tool 11.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein kernbohrwerkzeug zum Abteufen von Bohrungen in unterirdische Gesteinsformationen unter Gewinnung von Bohrkernen als Gesteinsproben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8.The invention relates to a method and a core drilling tool for sinking bores in underground rock formations while extracting drilling cores as rock samples according to the preamble of
Bei bekannten Verfahren dieser Art (US-A-4 518 050, DE-C-37 01 914), die auf einen optimalen Kerngewinn ausgerichtet sind, folgen die Hauptbohrlochabschnitte in ihrem Verlauf den als Pilotbohrung vorausgebohrten Kernbohrlochabschnitten, wobei der jeweilige Kernbohrlochabschnitt durch das als Drehbohrkrone ausgebildete Hauptbohrwerkzeug auf den Nenndurchmesser des Hauptbohrwerkzeugs aufgebohrt wird. Hat das Hauptbohrwerkzeug im Zuge dieses Aufbohrens die Sohle des Kernbohrlochabschnitts erreicht, wird das Hauptbohrwerkzeug stillgesetzt und ein nächster Kernbohrlochabschnitt unter Kerngewinnung erbohrt, wobei sich die Länge des Kernbohrlochabschnitts nach den Möglichkeiten der jeweils zum Einsatz kommenden Werkzeugkonstruktion richtet und bei einer Ausbildung nach der DE-U-88 10 844 sehr beträchtlich sein kann.In known methods of this type (US-A-4 518 050, DE-C-37 01 914), which are aimed at an optimal core gain, the main borehole sections follow in their course the core borehole sections predrilled as pilot holes, the respective core borehole section being marked by the as Rotary drill bit trained main drilling tool is drilled to the nominal diameter of the main drilling tool. If the main drilling tool has reached the bottom of the core borehole section in the course of this boring, the main drilling tool is shut down and a next core borehole section is drilled with core extraction, the length of the core borehole section being based on the possibilities of the tool construction used in each case and, in the case of training, in accordance with DE-U -88 10 844 can be very substantial.
Die Kernbohreinheit ist im Außengehäuse des Kernbohrwerkzeugs mittels einer Drehsicherungs- und Führungsvorrichtung koaxial geführt mit der Folge, daß beim Bohren eines Kern bohrlochabschnitts das Kernrohr der Kernbohreinheit koaxial aus dem Außengehäuse austritt. Das Außengehäuse des Kernbohrwerkzeugs gibt dementsprechend die Vorschubrichtung für das Kernrohr vor.The core drilling unit is guided coaxially in the outer housing of the core drilling tool by means of an anti-rotation and guiding device, with the result that when drilling a core the core tube of the core drilling unit coaxially emerges from the outer housing. The outer housing of the core drilling tool accordingly specifies the feed direction for the core tube.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Kernbohrwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die ein erweiterter Aufschluß über Bodenformationen durch Gewinnung von Bohrkernen als Gesteinsproben möglich ist.The invention has for its object to provide a method and a core drilling tool of the type mentioned, through which an expanded digestion of soil formations by extracting drill cores as rock samples is possible.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Kernbohrwerkzeug gemäß Anspruch 8. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Ansprüche 2 bis 7 und des erfindungsgemäßen Kernbohrwerkzeugs auf die Ansprüche 9 bis 20 verwiesen.The invention achieves this object by means of a method according to
Die Erfindung schafft ein Richtkernbohrverfahren und ein Richtkernbohrwerkzeug, durch die einer Kernbohrung ein vorbestimmter Richtungsverlauf vorgegeben werden kann, der gezielt von einem in der Regel annähernd senkrechten Verlauf herkömmlicher Kernbohrungen abweicht. Außer der Vorgabe eines durch Ablenkungen vorbestimmten Verlaufs einer Kernbohrung ist es erfindungsgemäß auch möglich, von einer Sohle eines Hauptbohrlochabschnitts in verschiedene Richtungen ausgehende Kernbohrlochabschnitte zu erbohren und dementsprechend eine Mehrzahl von Kernen zu gewinnen.The invention provides a directional core drilling method and a directional core drilling tool, by means of which a predetermined directional course can be predetermined for a core hole, which specifically deviates from a generally approximately perpendicular course of conventional core holes. In addition to specifying a course of a core hole predefined by deflections, it is also possible according to the invention to drill core hole sections starting from the bottom of a main borehole section in different directions and accordingly to obtain a plurality of cores.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kernbohrwerkzeugs, das in mehreren Ausführungen beispielsweise in der Zeichnung schematisch näher veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1 einen abgebrochenen Vertikalschnitt durch das Außengehäuse eines auf der Sohle eines Hauptbohrlochabschnitts angeordneten Kernbohrwerkzeugs mit in Ausgangsstellung für einen Kernbohrvorgang befindlicher Kernbohreinheit,
- Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 zur Veranschaulichung des Kernbohrwerkzeugs mit einem in diesem anstelle der Kernbohreinheit angeordneten Führungsdorn,
- Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 zur Veranschaulichung des Kernbohrwerkzeugs mit einem in diesem anstelle der Kernbohreinheit angeordneten Volldrehbohrwerkzeug,
- Fig. 4 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 1 zur Veranschaulichung einer abgewandelten Ausführung eines Kernbohrwerkzeugs nach der Erfindung, und
- Fig. 5 eine Darstellung des Kernbohrwerkzeugs nach Fig. 4 beim Nachbohren eines Hauptbohrlochabschnitts unter Führung durch das in einem vorausgebohrten Kernbohrlochabschnitt befindliche Kernrohr der Kernbohreinheit.
- Fig. 1 shows a broken vertical section through the outer housing of a core drilling tool arranged on the sole of a main borehole section with the core drilling unit in the starting position for a core drilling process,
- 2 shows a representation similar to FIG. 1 to illustrate the core drilling tool with a guide mandrel arranged in it instead of the core drilling unit,
- 3 shows a representation similar to FIG. 2 to illustrate the core drilling tool with a full rotary drilling tool arranged in this instead of the core drilling unit,
- Fig. 4 is a sectional view similar to FIG. 1 to illustrate a modified embodiment of a core drilling tool according to the invention, and
- 5 shows an illustration of the core drilling tool according to FIG. 4 when re-drilling a main borehole section under guidance through the core tube of the core drilling unit located in a predrilled core borehole section.
Das in Fig. 1 und 2 in vereinfachter Ausführung veranschaulichte Kernbohrwerkzeug umfaßt im einzelnen ein Außengehäuse 1, das mit seinem nicht näher veranschaulichten oberen Ende mit einem Bohrrohrstrang verbindbar ist und an seinem unteren Ende eine Bohrkrone 2 als Hauptbohrwerkzeug trägt. Ferner umfaßt das Kernbohrwerkzeug eine im Außengehäuse 1 abgestützte, mit einem Tieflochmotor 3 versehene Kernbohreinheit 4, die als Ganzes mittels eines Seils 5 aufziehund einfahrbar ist und einen oberen Teil 6 aufweist, der im Außengehäuse 1 mittels einer von einem axialen Vielkeilprofilteil gebildeten Drehsicherungs- und Führungsvorrichtung 7 axial verschiebbar geführt und gegen Verdrehen gesichert ist. Dabei ist der obere Teil 6 der Kernbohreinheit mit Reaktionsflächen 8 zur Erzeugung einer axial abwärts gerichteten Vorschubkraft versehen. Für die nähere Ausgestaltung eines derartigen Kernbohrwerkzeugs kann auf die DE-C-37 01 914 verwiesen werden.The core drilling tool illustrated in simplified form in FIGS. 1 and 2 comprises in particular an
Die Kernbohreinheit 4 umfaßt einen unteren Teil, der ein vom Tieflochmotor 3 angetriebenes Kernrohr 10 mit einer an dessen unteren Ende angeordneten Kernbohrkrone 11 als Kernbohrwerkzeug sowie ein im Kernrohr 10 mittels einer Lagervorrichtung 12 frei drehbar angeordnetes Innenrohr 13 zur Aufnahme eines erbohrten Kerns aufweist. Mit der Abtriebswelle 14 des Tieflochmotors 3 ist das Kernrohr 10 an seinem oberen Ende über ein rohrförmiges flexibles Verbindungsteil 15 verbunden, an dessen Stelle auch eine Gelenkwelle od.dgl. Verbindungsvorrichtung vorgesehen werden kann.The
Im unteren Bereich des Außengehäuses 1 ist ein Führungskörper 16 mit einer Führungsfläche 17 für das Kernrohr 10 vorgesehen, die eine Führungsachse 18 definiert, die mit der Hauptachse 19 des Außengehäuses 1 einen spitzen Winkel 20 einschließt. Der Führungskörper 16 ist bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 als außenseitigzylindrischer Rohrkörper ausgebildet und als Einbauteil im Außengehäuse 1 verdrehfest angeordnet, z.B. mittels einer nicht dargestellten Paßfeder gesichert. Statt dessen kann der Führungskörper, wie das bei dem Führungskörper 22 der Ausführung nach Fig. 4 und 5 der Fall ist, als außenseitigzylindrischer Rohrabschnitt ausgeführt sein und Bestandteil der Wandung des Außengehäuses 1 bilden. Der Führungskörper 16 kann als aufzieh- und in das Außengehäuse 1 einfahrbarer, lediglich in Betriebsstellung gegen Verdrehen im Außengehäuse 1 gesicherter Einbauteil ausgebildet sein, so daß die Möglichkeit zu einer unterschiedlichen Orientierung relativ zum Außengehäuse 1 und zum Austausch eines Führungskörpers gegen einen anderen mit unterschiedlicher Winkelausrichtung der Führungsachse 18, die in Grenzfall auch parallel zur Hauptachse 19 des Außengehäuses 1 verlaufen kann, gegeben ist. Dabei können der Führungskörper 16 und die Führungsund Drehsicherungsvorrichtung 7 für den oberen Teil 6 der Kernbohreinheit 4 zu einer aufzieh- und in die Betriebsstellung im Außengehäuse 1 einfahrbaren Baueinheit zusammengefaßt sein, z.B. über nicht näher veranschaulichte axiale Distanzstücke. In der Regel wird jedoch ein als Einbauteil ausgebildeter Führungskörper 16 im Außengehäuse 1 ein nicht nur gegen Verdrehen, sondern auch gegen vertikale Verlagerungen gesichertes Teil bilden.In the lower region of the
Der Führungskörper 16 bzw. 22 weist eine geneigt zylindrische, von einer durchgehenden, geneigt angeordneten Führungsbohrung gebildete Führungsfläche 17 auf und kann mit einem oberen trichterförmigen Einlauf 23 zur Führungsfläche 17 versehen sein.The
Die Kernbohreinheit 4 nimmt, wie das Fig. 1 veranschaulicht, in ihrer Ausgangsstellung eine Lage ein, in der sich das Kernrohr 10 in die Führungsbohrung des Führungskörpers 16 hineinerstreckt und eine entsprechende Schrägneigung erhält. Zum Bohren eines Kernbohrlochabschnitts wird ausgehend von der Stellung nach Fig. 1 nunmehr die Kernbohreinheit 4 unter Führung entlang der Drehsicherungsund Führungsvorrichtung 7 im Außengehäuse 1 abgesenkt und ein von der Sohle 24 eines Hauptbohrlochabschnitts ausgehender Kernbohrlochabschnitt 26 erbohrt, der eine dem Winkel 20 entsprechende Richtungsvorgabe gegenüber der Ausrichtung des Außengehäuses 1 des Kernbohrwerkzeugs hat. Bei lediglich zur Orientationsänderung verdrehter Stellung des Außengehäuses 1 im Hauptbohrlochabschnitt 25 können von ein und derselben Bohrlochsohle 24 aus mehrere, in unterschiedliche Richtungen verlaufende Kernbohrlochabschnitte 26 erbohrt werden, um das Formationsumfeld zu erkunden.As illustrated in FIG. 1, the
Im Anschluß an das Bohren eines Kernbohrlochabschnitts 26 unter Gewinnung eines Kerns im Innenrohr 13 wird die Kernbohreinheit 4 am Seil 5 aufgezogen und der Kern obertägig entnommen. Zum Nachbohren des Hauptbohrlochabschnitts 25 entlang dem vorausgebohrten Kernbohrlochabschnitt 26 kann nun ein seinerseits mittels eines Seils 27 aufziehund in eine Betriebsstellung im Außengehäuse 1 einfahrbarer Führungsdorn 28 im Außengehäuse 1 abgesetzt werden, der einen oberen, in die Drehsicherungs und Führungsvorrichtung 7 des Außengehäuses 1 einsetzbaren Stützteil 29 sowie einen durch den Führungskörper 16 hindurch abwärts vorstehenden Dornteil 30 mit Pilotspitze 31 aufweist. Beide Teile 29,30 sind dabei durch einen flexiblen Zwischenverbindungsteil 32 verbunden, der dem Dornteil 30 den Eintritt in den Führungskörper 16 und die schräg geneigte Ausrichtung in diesem ermöglicht. Nach Einführen des Führungsdorns 28 in seine in Fig. 2 veranschaulichte Betriebsstellung, in der er gegen Verdrehen gesichert ist, wird das Außengehäuse 1 mit Hauptbohrwerkzeug 2 über den Bohrrohrstrang von Übertage her in Umdrehung versetzt und ein Hauptbohrlochabschnitt 25 entlang dem vorausgebohrten Kernbohrlochabschnitt 26 gebohrt, wobei der Kernbohrlochabschnitt 26 in dem nachfolgenden Hauptbohrlochabschnitt 25 aufgeht. Sobald der Hauptbohrlochabschnitt 25 fertiggebohrt ist, wird der Führungsdorn 28 wieder aufgezogen und im Außengehäuse 1 die Kernbohreinheit 4 abgesetzt, wonach ein erneuter Kernbohrabschnitt 26 erbohrt werden kann. Durch Verdrehen des Außengehäuses 1 bei Vorliegen einer gewünschten Ausrichtung der Achse 18 des Führungskörpers 16 bzw. 22 wird die Richtung des nachfolgend zu erbohrenden Kernbohrlochabschnitts vorgegeben.Following the drilling of a
Anstelle der Verwendung eines Führungsdorns 28 kann für das Nachbohren eines Hauptbohrlochabschnitts 25 auch ein aufzieh- und in eine Betriebstellung im Außengehäuse 1 einfahrbares Vollbohrwerkzeug 33 im Außengehäuse 1 abgesetzt werden, das einen oberen, in Betriebsstellung mit der Drehsicherungs- und Führungsvorrichtung 7 des Außengehäuses 1 in Eingriff stehenden, rohrförmigen Stützgehäuseteil 34 mit darin angeordnetem Tieflochmotor sowie einen unteren, in den Führungskörper 16 eingreifenden Lagergehäuseteil 35 umfaßt, in dem eine Meißelwelle 37 gelagert ist, die auf ihrem aus dem Lagergehäuseteil 35 vorstehenden und aus dem Führungskörper 16 sowie dem Außengehäuse 1 vorspringenden Ende ein Volldrehbohrwerkzeug 36 trägt. Dabei ist zwischen dem Stützgehäuseteil 34 und dem Lagergehäuseteil 35 ein flexibler Zwischengehäuseteil 38 vorgesehen, der dem Lagergehäuseteil 35 die dargestellte schräggeneigte Ausrichtung durch den Führungskörper 16 ermöglicht. Das Vollbohrwerkzeug 36 ist über eine Fangvorrichtung 39 am oberen Ende des Stützteils 34 handhabbar und kann irgendeinen geeigneten Volldrehbohrmeißel 36 aufweisen, der zum einen eine seitliche Führung im vorgebohrten Kernbohrlochabschnitt 26 erhält, zum anderen jedoch auch ein Nachbohren des Kernbohrlochabschnitts 26 ermöglicht.Instead of using a
Die Ausführung nach Fig. 4 und 5 entspricht prinzipiell der nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß der Führungskörper 22 als rohrförmiger Bestandteil der Wandung des Außengehäuses 1 ausgebildet ist. Anstelle einer einheitlichen Drehsicherungs- und Führungsvorrichtung 7 ist eine zweigeteilte Ausführung vorgesehen, und das Außengehäuse 1 umfaßt einen Drehsicherungsabschnitt 40 und einen Führungsabschnitt 41. Der obere Teil 6 der Kernbohreinheit 4 umfaßt ein oben offenes, aus antimagnetischem Material bestehendes rohrförmiges Gehäuse 42, das in seiner Betriebsstellung mit dem Drehsicherungsabschnitt 40 der zweigeteilten Drehsicherungs und Führungsvorrichtung 40,41 in Eingriff steht und als Aufnahme für ein absetzbares Orientierungssteuergerät 43 ausgebildet ist. Das Orientierungssteuergerät 43 ist dabei mittels eines Seils 44 gesondert aufzieh- und einfahrbar. In seiner Betriebsstellung nimmt es innerhalb des Gehäuses 42 eine beispielsweise durch eine Paßfeder verdrehgesicherte Ausrichtung ein, die von übertage her abgefragt werden kann und Aufschluß über die Ausrichtung der Führungsachse 18 des Führungskörpers 22 des Außengehäuses 1 vermittelt. Auf diese Weise kann von übertage her über den Bohrrohrstrang das Außengehäuse 1 so verdreht werden, daß die Ausrichtung der Führungsachse 18 die gewünschte Richtung für das Kernbohreinheit 4 vorgibt. Das Gehäuse 42 des oberen Teils 6 der Kernbohreinheit 4 setzt sich nach unten hin in einem Trägerabschnitt fort, der aus einem Lagerteil 45, einem innenliegenden Stator 46 des Tieflochmotors 3 und einem flexiblen Verbindungsteil 47 besteht, auf dessen unteren Zapfenteil 48 das Innenrohr 13 der Kernbohreinheit 4 festgelegt ist. Das Kernrohr 10 ist über einen rohrförmigen flexiblen Zwischenteil 49 mit dem Rotor 50 des Tieflochmotors 3 verbunden, der mit einer rohrförmigen oberen Verlängerung 51 über eine Lagervorrichtung 52 auf dem Lagerteil 45 frei drehbar gelagert ist.4 and 5 corresponds in principle to that of FIG. 1, but with the difference that the
Das mit dem Kernbohrwerkzeug nach Fig. 4 und 5 durchführbare Richtbohrverfahren entspricht dem, wie es in Verbindung mit dem Kernbohrwerkzeug nach Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Nachdem durch Verdrehen und Festsetzen von Übertage her dem Außengehäuse 1 eine für die Richtung des zu bohrenden Kernbohrlochabschnitts 26 entsprechende Ausrichtung erteilt wurde, wird das Orientierungssteuergerät 43 aufgezogen und der Kernbohrvorgang durchgeführt. Zum Nachbohren eines Hauptbohrlochabschnitts 25 wird dann entlang der als Führungsmittel dienenden Kernbohreinheit 4 das Außengehäuse 1 mit seinem Hauptbohrwerkzeug 2 unter Antrieb durch den Bohrrohrstrang abwärts vorgetrieben. Damit das Kernbohrwerkzeug 11 durch das Hauptbohrwerkzeug 2 nicht versehentlich überbohrt wird, kann im Außengehäuse 1 ein gesondert aufzieh- und in eine Betriebsstellung absetzbarer Ventilkörper 53 vorgesehen sein, der bei relativer Abwärtsbewegung des Außengehäuses 1 zum Gehäuse 42 des oberen Teils 6 der Kernbohreinheit 4 mit diesem in Dichtungseingriff gelangt und den Bohrspülungsstrom durch das Gehäuse 42 sperrt. Dadurch tritt eine Druckerhöhung ein, die obertägig gemessen und als Anzeichen dafür verwendet werden kann, daß das Hauptbohrwerkzeug 2 einen vorgegebenen Abstand zum Kernbohrwerkzeug 11 erreicht hat.The directional drilling method which can be carried out with the core drilling tool according to FIGS. 4 and 5 corresponds to that described in connection with the core drilling tool according to FIGS. 1 to 3. After the
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3902869 | 1989-02-01 | ||
DE3902869A DE3902869C1 (en) | 1989-02-01 | 1989-02-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0380909A2 true EP0380909A2 (en) | 1990-08-08 |
EP0380909A3 EP0380909A3 (en) | 1992-03-11 |
Family
ID=6373169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP19900100111 Withdrawn EP0380909A3 (en) | 1989-02-01 | 1990-01-04 | Method and coring apparatus for subterranean rock drilling |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5029653A (en) |
EP (1) | EP0380909A3 (en) |
CA (1) | CA2008975A1 (en) |
DE (1) | DE3902869C1 (en) |
NO (1) | NO900458L (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103277062A (en) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 吉林大学 | Core drill bit anti-torque device for bed rock under deep ice |
RU2718666C1 (en) * | 2019-08-14 | 2020-04-13 | Дмитрий Семенович Тен | Deflector for directed drilling of wells with core sampling at intervals of artificial deviation |
AT526723A1 (en) * | 2022-11-29 | 2024-06-15 | Franz Friesenbichler Dipl Ing | Process for the systematic selective extraction of solid mineral raw materials |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5148875A (en) * | 1990-06-21 | 1992-09-22 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for horizontal drilling |
US5168942A (en) * | 1991-10-21 | 1992-12-08 | Atlantic Richfield Company | Resistivity measurement system for drilling with casing |
US5322135A (en) * | 1993-07-23 | 1994-06-21 | Meridian Oil, Inc. | Open hole coring method |
US5361833A (en) * | 1993-11-18 | 1994-11-08 | Triumph*Lor, Inc. | Bottom set, non-retrievable whipstock assembly |
US5435400B1 (en) * | 1994-05-25 | 1999-06-01 | Atlantic Richfield Co | Lateral well drilling |
US5431219A (en) * | 1994-06-27 | 1995-07-11 | Dowell, A Division Of Schlumberger Technology Corp. | Forming casing window off whipstock set in cement plug |
US5423388A (en) * | 1994-08-08 | 1995-06-13 | Hale; Robert G. | Direction controllable subsurface borehole tool |
US5535822A (en) * | 1994-09-08 | 1996-07-16 | Enterra Corporation | Apparatus for retrieving whipstock |
US5568838A (en) * | 1994-09-23 | 1996-10-29 | Baker Hughes Incorporated | Bit-stabilized combination coring and drilling system |
US5950742A (en) * | 1997-04-15 | 1999-09-14 | Camco International Inc. | Methods and related equipment for rotary drilling |
GB0009008D0 (en) * | 2000-04-13 | 2000-05-31 | Edscer William G | Apparatus and method for directional of holes |
NL1016545C2 (en) * | 2000-11-03 | 2002-05-07 | Fugro Eng Bv | A rotatable core drilling device and a rotatable core drilling system equipped with such a rotatable core drilling device. |
US6729416B2 (en) | 2001-04-11 | 2004-05-04 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for retaining a core sample within a coring tool |
BE1014730A3 (en) * | 2002-03-27 | 2004-03-02 | Halliburton Energy Serv Inc | Method and device for core and / or drilling devie. |
US7431107B2 (en) * | 2003-01-22 | 2008-10-07 | Schlumberger Technology Corporation | Coring bit with uncoupled sleeve |
US20050133267A1 (en) * | 2003-12-18 | 2005-06-23 | Schlumberger Technology Corporation | [coring tool with retention device] |
WO2005061845A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Zeer Robert L | Window reaming and coring apparatus and method of use |
BRPI0515621A (en) * | 2004-09-03 | 2008-07-29 | Australian Mud Company Ltd | Method of guiding core samples |
GB0505788D0 (en) * | 2005-03-22 | 2005-04-27 | Roxbury Ltd | Method and apparatus for introducing elongate members into the ground |
US7381010B2 (en) * | 2005-08-29 | 2008-06-03 | Worth Wind, Inc. (Assignee Of The Interest Of Grams, Crass, And Riess) | System and method for removal of buried objects |
US8613330B2 (en) | 2011-07-05 | 2013-12-24 | Schlumberger Technology Corporation | Coring tools and related methods |
CN114658379B (en) * | 2022-05-09 | 2024-03-12 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | Directional core drill and use method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE568941C (en) * | 1930-07-26 | 1933-01-26 | Bataafsche Petroleum | Method for vertical alignment of a deviating borehole using a whipstock and clinometer |
US2571644A (en) * | 1948-08-23 | 1951-10-16 | John A Zublin | Apparatus for drilling and recovering side wall cores |
DE1094687B (en) * | 1957-10-12 | 1960-12-15 | Tiefbohr Mess Dienst Leutert U | Core drills for pulling oriented drill cores in which several sections are oriented independently of one another |
DE1181149B (en) * | 1962-02-12 | 1964-11-12 | Svenska Diamantbergborrnings A | Anchoring device for a deflector when diamond drilling |
EP0276724A2 (en) * | 1987-01-23 | 1988-08-03 | Eastman Teleco Company | Core drilling tool with a direct drive |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2852230A (en) * | 1954-03-11 | 1958-09-16 | Empire Oil Tool Co | Side wall coring and bottom hole drilling tool |
US3169589A (en) * | 1958-08-21 | 1965-02-16 | Jr Albert G Bodine | Sonic method and apparatus for extruding flowable materials |
US3353612A (en) * | 1964-06-01 | 1967-11-21 | Clyde E Bannister | Method and apparatus for exploration of the water bottom regions |
US4248313A (en) * | 1979-08-02 | 1981-02-03 | Aaron Bonca | Earth boring auger |
US4518050A (en) * | 1983-06-30 | 1985-05-21 | Chevron Research Company | Rotating double barrel core sampler |
US4679636A (en) * | 1986-10-16 | 1987-07-14 | Ruhle James L | Method and apparatus for coring rock |
DE3825225A1 (en) * | 1988-07-25 | 1990-02-01 | Eastman Christensen Co | DRILLING TOOL |
DE8810844U1 (en) * | 1988-07-25 | 1988-12-15 | Eastman Christensen Co., Salt Lake City, Utah | Drilling tool |
-
1989
- 1989-02-01 DE DE3902869A patent/DE3902869C1/de not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-01-04 EP EP19900100111 patent/EP0380909A3/en not_active Withdrawn
- 1990-01-31 US US07/472,885 patent/US5029653A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-31 CA CA002008975A patent/CA2008975A1/en not_active Abandoned
- 1990-01-31 NO NO90900458A patent/NO900458L/en unknown
-
1991
- 1991-02-25 US US07/660,490 patent/US5052502A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE568941C (en) * | 1930-07-26 | 1933-01-26 | Bataafsche Petroleum | Method for vertical alignment of a deviating borehole using a whipstock and clinometer |
US2571644A (en) * | 1948-08-23 | 1951-10-16 | John A Zublin | Apparatus for drilling and recovering side wall cores |
DE1094687B (en) * | 1957-10-12 | 1960-12-15 | Tiefbohr Mess Dienst Leutert U | Core drills for pulling oriented drill cores in which several sections are oriented independently of one another |
DE1181149B (en) * | 1962-02-12 | 1964-11-12 | Svenska Diamantbergborrnings A | Anchoring device for a deflector when diamond drilling |
EP0276724A2 (en) * | 1987-01-23 | 1988-08-03 | Eastman Teleco Company | Core drilling tool with a direct drive |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103277062A (en) * | 2013-05-29 | 2013-09-04 | 吉林大学 | Core drill bit anti-torque device for bed rock under deep ice |
CN103277062B (en) * | 2013-05-29 | 2015-08-26 | 吉林大学 | The anti-twisted device of dark subglacial basement rock core bit |
RU2718666C1 (en) * | 2019-08-14 | 2020-04-13 | Дмитрий Семенович Тен | Deflector for directed drilling of wells with core sampling at intervals of artificial deviation |
AT526723A1 (en) * | 2022-11-29 | 2024-06-15 | Franz Friesenbichler Dipl Ing | Process for the systematic selective extraction of solid mineral raw materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2008975A1 (en) | 1990-08-01 |
NO900458L (en) | 1990-08-02 |
US5029653A (en) | 1991-07-09 |
US5052502A (en) | 1991-10-01 |
EP0380909A3 (en) | 1992-03-11 |
DE3902869C1 (en) | 1990-04-12 |
NO900458D0 (en) | 1990-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3902869C1 (en) | ||
EP0768446B1 (en) | Method and boring tool for drilling into subterranean formations | |
EP0392544B1 (en) | Drilling tool | |
DE69603833T2 (en) | DRILLING AND CONVEYING DEVICE FOR MULTIPLE CONVEYOR HOLES | |
DE60117372T2 (en) | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING LATERAL DRILLING | |
DE69505523T2 (en) | METHOD FOR DRILLING A SIDE HOLE | |
DE60305733T2 (en) | DRILLING A DRILL | |
DE69330033T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SETTING A DEFLECTING WEDGE | |
DE60116755T2 (en) | METHOD FOR DRILLING WITH A FEED TUBE | |
DE69721652T2 (en) | Device for completing an underground well and method of using it | |
DE69721665T2 (en) | Device for completing an underground well and method of using it | |
DE602004001328T2 (en) | Underground drilling of a lateral bore | |
DE69421628T2 (en) | MILLING TOOL | |
DE60124100T2 (en) | MILLING A DRILLING PIPING USING A WRAPPED PIPING STRIP | |
DE3208468C2 (en) | ||
DE69916556T2 (en) | Bohrhülsensysteme | |
DE69721651T2 (en) | Device for completing an underground well and method of using it | |
DE69613606T2 (en) | Straightening device with drill motor | |
DE69715745T2 (en) | Device for completing an underground well and method of using it | |
EP0397870A1 (en) | Method of casing the production seam in a well | |
DE3103762A1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF A DEVICE MOVEMENT IN THE PIPING OF A DRILL HOLE | |
DE102004056545A1 (en) | Apparatus and method for obtaining information from a subterranean formation | |
DE2540590A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MAKING A BORE UNDER AN OBSTACLE ALONG AN ARC-SHAPED TRACK | |
EP0242728A2 (en) | Coring tool for rock drilling | |
DE60006276T2 (en) | DRILL HEAD WITH Eccentric Body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): BE FR GB NL |
|
PUAL | Search report despatched |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A3 Designated state(s): BE FR GB NL |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19920827 |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: EASTMAN TELECO COMPANY |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19930723 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN |
|
18W | Application withdrawn |
Withdrawal date: 19941214 |