EP0380910B1 - Verfahren und Bohrgerät zum Horizontalbohren - Google Patents

Verfahren und Bohrgerät zum Horizontalbohren Download PDF

Info

Publication number
EP0380910B1
EP0380910B1 EP90100112A EP90100112A EP0380910B1 EP 0380910 B1 EP0380910 B1 EP 0380910B1 EP 90100112 A EP90100112 A EP 90100112A EP 90100112 A EP90100112 A EP 90100112A EP 0380910 B1 EP0380910 B1 EP 0380910B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drilling tool
tube casing
directional drilling
tube
outer housing
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP90100112A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0380910A2 (de
EP0380910A3 (de
Inventor
Rolf Dipl.-Ing. Panzke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MICON Mining and Construction Products GmbH and Co KG
Baker Hughes Oilfield Operations LLC
Original Assignee
Eastman Teleco Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Teleco Co filed Critical Eastman Teleco Co
Publication of EP0380910A2 publication Critical patent/EP0380910A2/de
Publication of EP0380910A3 publication Critical patent/EP0380910A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0380910B1 publication Critical patent/EP0380910B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • 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
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives

Definitions

  • the invention relates to a method and a drilling device for creating a circumferentially stiffened, predominantly horizontally oriented borehole in soil formations according to the preamble of claim 1 and claim 6.
  • the borehole is driven over a length section by means of a directional drilling tool connected to a drill pipe string. Then a casing pipe is tracked along the drill pipe string and the drill hole drilled by the rotary drill bit of the directional drilling tool is drilled over. As soon as the front end of the casing pipe has found a connection to the directional drilling tool, a subsequent length section of the borehole is now pre-drilled by means of the directional drilling tool and then the casing pipe is again fed.
  • both the drill pipe string with directional drilling tool and the casing string alternately advance along a predetermined line intended as a borehole axis.
  • Such a method with intermittent tracking of the casing tube requires a considerable drilling effort due to over-drilling and produces boreholes with a diameter that significantly exceeds the nominal diameter of the rotary drill bit.
  • the accuracy of the borehole course also leaves something to be desired, since a directional drilling tool with an unstabilized, bent housing that accommodates the deep hole motor and is supported directly on the borehole wall is used.
  • the directional specification is quite imprecise, and directional corrections are frequently required in order to make the course of the borehole approximately follow the desired predetermined line.
  • the removal of cuttings with increasing distance from the rotary drill bit to the front end of the casing tube encounters increasing difficulties, which are aggravated in soft formations as well as in formations with a high level of groundwater.
  • the invention has for its object to provide a method and a drilling device of the type mentioned, through which stiffened boreholes with a smaller diameter and a more precise course can be created with reduced workload and associated costs.
  • the method according to the invention achieves this object with the features of claim 1.
  • the drilling device according to the invention achieves the object with the features of claim 6.
  • the rotary drill bit alone determines the borehole diameter.
  • the casing tube immediately following the rotary drill bit within the contour of the rotary drill bit in the rotary drill bit also forms a wall surface on which the outer housing of the directional drilling tool can be supported precisely.
  • the directional drilling tool is completely removed from formation loads except for its rotary drill bit and the drill pipe string.
  • the directional drilling tool and its drill pipe string as well as the casing pipe form a unit which at the same time moves through the formation, in which the directional drilling tool steers the front end of the casing tube, which in turn forms a precise guide for the directional drilling tool and encapsulates it down to its rotary drill bit.
  • the jacket pipe forms a continuous guide surface on the outside for the removal of cuttings.
  • the drill is structurally extremely simple and enables the creation of boreholes of an extraordinarily precise course, since the directional drilling tool is no longer supported on a borehole wall which may be flexible or which changes due to leaching.
  • a navigation drilling tool can be used with particular advantage as a directional drilling tool, which provides additional accuracy advantages due to the guidance of its outer housing via stabilizers.
  • the drilling device comprises in particular a directional drilling tool 1, designed as a navigation drilling tool in the illustrated embodiment, with a tubular outer housing 2, in which a deep-hole motor 3, not illustrated in more detail, is accommodated, preferably in the form of a turbine which can be driven by the drilling fluid or a Moineau motor which can be driven by the drilling fluid .
  • the deep hole motor 3 drives a chisel shaft 4 emerging from the front end of the outer housing 2, which is mounted in the front part of the outer housing 2 located at the level of a front stabilizer 5 and with its axis at an angle 6 to the central axis 7 of the rear main part of the outer housing 2 of the directional drilling tool 1 is aligned.
  • the outer housing 2 is provided in its rear main part with a rear stabilizer 8, and the stabilizers 5, 8 formed by stabilizer wings or ribs support the outer housing 2 of the directional drilling tool 1 on the inside of a casing tube 9.
  • the outer housing 2 of the directional drilling tool 1 is connected to a drill pipe string 11 by means of a transition piece 10, which at its above-ground end, which is also not shown, can be driven by drive and feed means, also not shown, and can be set in its own rotation and can be supported in a non-rotatable manner in aligned positions.
  • Drive and feed means of a suitable type are known to the person skilled in the art and do not require any further explanation here.
  • the front end of the casing tube is designed as a part 12 which can be displaced with respect to the main part of the casing tube 9 and which is in guide engagement with a guide part 13 of a rotary drill bit 14 in the region of its front edge.
  • This guide part 13 of the rotary drill bit 14 is formed by a cylindrical sealing and guide surface on which the front edge area of the front end 12 of the casing tube 9 is preferably mounted with a seal.
  • the rotary drill bit 14 is fixed on the front end of the chisel shaft 4 by means of a coupling 15, which comprises notchable locking members, not shown, and can be temporarily uncoupled from the chisel shaft.
  • the rotary drill bit 14 or its cutting part 16 has a nominal diameter 17 which is the same or slightly larger than the outer diameter of the tubular casing 9.
  • the front end 12 of the casing tube 9, which is designed as a separately displaceable part, is connected via a pipe joint to the adjoining main part of the casing tube 9, which in the exemplary embodiment shown and is preferably designed as a cut joint 18.
  • the separating cut joint is sealed by an outer circumferential seal 19.
  • the tubular joint can also be formed by a flexible transition region of the casing tube 9, and the flexible transition region can in turn be a corrugated pipe section, a section made of a material with increased bending elasticity or also a section of the casing pipe 9 with an opposite one Areas of the casing tube 9 reduced section modulus.
  • the angle 6 between the axis of the chisel shaft 4 and the central axis 7 of the outer tube 2 of the directional drilling tool 1 is formed by kinking the front part of the outer housing 2 located in the region of the front stabilizer 5, the kink 20 of the outer housing 2 being opposite to the drilling direction the stabilizer 5 and at the same time is arranged in or near the joint plane of the tubular joint 18 of the tubular casing 8.
  • the kink angle corresponding to the angle 6 lies in the illustrated example in an imaginary plane running perpendicular to the plane of the drawing through the central axis 7 of the casing tube 9.
  • the front end 12 of the casing tube 9 can with relative rotary movements between the front parts 5, 13 of the directional drilling tool 1 and the Jacket tube 9 follow the movements of the front part of directional drilling tool 1 and how this describes with its axis the surface line of a circular cone, the tip of which coincides with the kink 20 of the outer housing 2 of directional drilling tool 1.
  • a part of the drilling fluid can be provided via a volume flow dependent bypass valve 24 provided in the outer housing 2 downstream of the deep hole motor 3 are derived in the annular space 25 between the outer housing 2 and the casing tube 9, so that only a correspondingly reduced part of the drilling fluid delivered per unit of time passes the rotary drill bit 14 and passes into the borehole.
  • the directional drilling tool 1 and the casing tube 9 are set in rotation, the direction of rotation of the casing tube 9 and the directional drilling tool 1 being the same, but preferably being opposite.
  • the slow self-rotation of the directional drilling tool 1 ensures the straight-ahead drilling process in spite of the kinking of the outer housing 2, an additional broaching effect being created by the eccentricity 23.
  • the rotary movement of the casing tube 9, serves to reduce the resistance to the advancing movement of the casing tube 9 in the formation. Accordingly, the rotational speed of the rotary movement of the casing tube 9 can easily deviate from that of the directional drilling tool 1 and can be determined from the point of view of minimizing resistance.
  • the directional drilling tool 1 is stopped in the orientation of the outer housing 2 via the drive and feed means and the drill pipe string, which corresponds to the further directional direction of the borehole.
  • the respective position of the rotary drill bit 14 or of the directional drilling tool 1 in the borehole can be determined continuously or at intervals by suitable sensors, so that the desired course of the borehole can be precisely specified by alternately stopping or rotating the directional drilling tool 1.
  • the coupling 15 between the chisel shaft 4 and the rotary drill bit 14 makes it possible to move the directional drilling tool 1 out of the borehole with the casing tube 9 remaining therein, e.g. for inspection and maintenance purposes. It is also possible to replace the directional drilling tool 1 with one without a kink in the outer housing and a correspondingly angled profile of the axis of the chisel shaft 4 to the central axis 7 of the outer housing 2, through which a longer distance can be drilled straight ahead and a borehole section can be created, the Diameter depends only on the nominal diameter of the rotary drill bit 14.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (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)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie ein Bohrgerät zum Erstellen eines am Umfang ausgesteiften, überwiegend horizontal ausgerichteten Bohrlochs in Bodenformationen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6.
  • Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (Zeitschrift "Erdöl, Erdgas, Kohle", 103. Jahrgang, Heft 12, S. 531-534) wird das Bohrloch mittels eines an einen Bohrrohrstrang angeschlossenen Richtbohrwerkzeugs über einen Längenabschnitt vorgetrieben. Danach wird entlang dem Bohrrohrstrang ein Mantelrohr nachgeführt und dabei das vom Drehbohrmeißel des Richtbohrwerkzeugs gebohrte Bohrloch überbohrt. Sobald das vordere Ende des Mantelrohrs Anschluß an das Richtbohrwerkzeug gefunden hat, wird nun mittels des Richtbohrwerkzeugs ein anschließender Längenabschnitt des Bohrlochs vorgebohrt und dann wieder das Mantelrohr nachgeführt. Auf diese Weise schieben sich sowohl der Bohrrohrstrang mit Richtbohrwerkzeug als auch das Mantelgestänge abwechselnd entlang einer als Bohrlochachse gedachten, vorbestimmten Linie vor. Ein derartiges Verfahren mit intervallweisem Nachführen des Mantelrohrs erfordert durch das Überbohren einen erheblichen Bohraufwand und erzeugt Bohrlöcher mit einem den Nennendurchmessers des Drehbohrmeißels erheblich übersteigenden Durchmesser. Auch läßt die Genauigkeit des Bohrlochverlaufs zu wünschen übrig, da ein Richtbohrwerkzeug mit einem unstabilisierten, den Tieflochmotor aufnehmenden, abgewinkelten Außengehäuse (bent housing), das sich direkt an der Bohrlochwand abstützt, Anwendung findet. Insbesondere in weichen Formationen, z.B. sandigen Böden, ist die Richtungsvorgabe recht unpräzise, und es bedarf häufiger Richtungskorrekturen, um den Verlauf des Bohrloches annähernd der gewünschten vorgegebenen Linie folgen zu lassen. Ferner stößt die Abfuhr von Bohrklein mit wachsendem Abstand des Drehbohrmeißels zum vorderen Ende des Mantelrohrs auf zunehmende Schwierigkeiten, die sich in weichen Formationen sowie in Formationen mit starkem Grundwasseraufkommen verstärken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Bohrgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die bei verringertem Arbeitsaufwand und damit einhergehenden Kosten ausgesteifte Bohrlöcher mit geringerem Durchmesser und präziserem Verlauf erstellt werden können.
  • Das Verfahren nach der Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen des Verfahrens wird auf die Ansprüche 2 bis 5 verwiesen. Das Bohrgerät nach der Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen des Bohrgerätes wird auf die Ansprüche 7 bis 20 verwiesen.
  • Bei dem Verfahren nach der Erfindung bestimmt allein der Drehbohrmeißel den Bohrlochdurchmesser. Das im vom Drehbohrmeißel gebohrte Bohrloch dem Drehbohrmeißel innerhalb dessen Kontur unmittelbar nachfolgende Mantelrohr bildet ferner eine Wandfläche, auf der sich das Außengehäuse des Richtbohrwerkzeugs präzise abstützen kann. Dabei sind das Richtbohrwerkzeug bis auf seinen Drehbohrmeißel und der Bohrrohrstrang Formationsbelastungen vollständig entzogen sind.
  • Das Richtbohrwerkzeug und sein Bohrrohrstrang sowie das Mantelrohr bilden eine sich zugleich durch die Formation hindurch bewegende Einheit, bei der das Richtbohrwerkzeug das vordere Ende des Mantelrohrs lenkt, das seinerseits eine präzise Führung für das Richtbohrwerkzeug bildet und dieses bis auf seinen Drehbohrmeißel kapselt. Für die Abförderung von Bohrklein bildet dabei das Mantelrohr an seiner Außenseite eine durchgehende Führungsfläche. Das Bohrgerät ist dabei baulich außerordentlich einfach und ermöglicht das Erstellen von Bohrlöchern eines außerordentlich präzisen Verlaufs, da sich das Richtbohrwerkzeug am nicht länger an einer gegebenenfalls nachgiebigen oder sich durch Auswaschungen verändernden Bohrlochwand abstützt. Mit besonderem Vorteil kann ein Navigationsbohrwerkzeug als Richtbohrwerkzeug eingesetzt werden, das aufgrund der Führung seines Außengehäuses über Stabilisatoren zusätzliche Genauigkeitsvorteile erbringt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, die in einer schematischen, abgebrochenen, teilweise geschnittenen Seitenansicht den vorderen Endbereich des Bohrgerätes nach der Erfindung näher veranschaulicht.
  • Das erfindungsgemäße Bohrgerät umfaßt im einzelnen ein bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Navigationsbohrwerkzeug ausgebildetes Richtbohrwerkzeug 1 mit einem rohrförmigen Außengehäuse 2, in dem ein nicht näher veranschaulichter Tieflochmotor 3 vorzugsweise in Gestalt einer von der Bohrspülung antreibbaren Turbine oder eines von der Bohrspülung antreibbaren Moineau-Motors untergebracht ist. Der Tieflochmotor 3 treibt eine aus dem vorderen Ende des Außengehäuses 2 austretende Meißelwelle 4 an, die im vorderen, in Höhe eines vorderen Stabilisators 5 befindlichen Teil des Außengehäuses 2 gelagert ist und mit ihrer Achse unter einem Winkel 6 zur Mittelachse 7 des rückwärtigen Hauptteils des Außengehäuses 2 des Richtbohrwerkzeugs 1 ausgerichtet ist.
  • Das Außengehäuse 2 ist in seinem rückwärtigen Hauptteil mit einem rückwärtigen Stabilisator 8 versehen, und die von Stabilisatorflügeln oder -rippen gebildeten Stabilisatoren 5,8 stützen das Außengehäuse 2 des Richtbohrwerkzeugs 1 an der Innenseite eines Mantelrohres 9 ab. An seinem rückwärtigen Ende ist mittels eines Übergangsstücks 10 das Außengehäuse 2 des Richtbohrwerkzeugs 1 mit einem Bohrrohrstrang 11 verbunden, der an seinem nicht dargestellten obertägigen Ende durch ebenfalls nicht dargestellte Antriebs- und Vorschubmittel vortreibbar und in Eigendrehung versetzbar sowie in ausgerichteten Stellungen verdrehfest abstützbar ist. Antriebs- und Vorschubmittel geeigneter Art sind dem Fachmann bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung.
  • Das vordere Ende des Mantelrohrs ist als ein gegenüber dem Hauptteil des Mantelrohrs 9 verlagerbares Teil 12 ausgebildet, das im Bereich seines vorderen Randes mit einen Führungsteil 13 eines Drehbohrmeißels 14 in Führungseingriff steht. Dieser Führungsteil 13 des Drehbohrmeißels 14 ist von einer zylindrischen Dichtungs- und Führungsfläche gebildet, auf der der vordere Randbereich des vorderen Endes 12 des Mantelrohrs 9 vorzugsweise unter Abdichtung gelagert ist. Der Drehbohrmeißel 14 ist mittels einer Kupplung 15, die nicht näher dargestellte ausklinkbare Reigelglieder umfaßt, auf dem vorderen Ende der Meißelwelle 4 festgelegt und von der Meißelwelle vorübergehend abkuppelbar. Dabei hat der Drehbohrmeißel 14 bzw. dessen Schneidteil 16 einen Nenndurchmesser 17, der gleich oder geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Mantelrohrs 9.
  • Das als gesondert verlagerbares Teil ausgebildete vordere Ende 12 des Mantelrohrs 9 ist über ein Rohrgelenk mit dem sich anschließenden Hauptteil des Mantelrohres 9 verbunden, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel und bevorzugt als Trennschnitt-Gelenk 18 ausgebildet ist. Dabei ist das Trennschnitt-Gelenk durch eine außen umlaufende Dichtung 19 abgedichtet. Anstelle eines solchen Trennschnitt-Gelenkes 18 kann das Rohrgelenk auch von einem flexiblen Übergangsbereich des Mantelrohrs 9 gebildet sein, und der flexible Übergangsbereich kann seinerseits von einem Wellrohrabschnitt, einem Abschnitt aus einem Material erhöhter Biegeelastizität oder auch von einem Abschnitt des Mantelrohrs 9 mit einem gegenüber benachbarten Bereiche des Mantelrohrs 9 herabgesetzten Widerstandsmoment gebildet sein.
  • Der Winkel 6 zwischen der Achse der Meißelwelle 4 und der Mittelachse 7 des Außenrohrs 2 des Richtbohrwerkzeugs 1 ist durch eine Abknickung des vorderen, im Bereich des vorderen Stabilisators 5 gelegenen Teils des Außengehäuses 2 gebildet, wobei die Knickstelle 20 des Außengehäuses 2 entgegen der Bohrrichtung hinter dem Stabilisator 5 und dabei zugleich in oder nahe der Gelenkebene des Rohrgelenks 18 des Mantelrohrs 8 angeordnet ist. Der Knickwinkel entsprechend dem Winkel 6 liegt bei dem dargestellten Beispiel in einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden gedachten Ebene durch die Mittelachse 7 des Mantelrohrs 9. Dementsprechend kann das vordere Ende 12 des Mantelrohrs 9 bei relativen Drehbewegungen zwischen vorderen Teilen 5,13 des Richtbohrwerkzeugs 1 und dem Mantelrohr 9 den Bewegungen des vorderen Teils des Richtbohrwerkzeugs 1 folgen und wie dieses mit seiner Achse die Mantellinie eines Kreiskegels beschreiben, dessen Spitze mit der Knickstelle 20 des Außengehäuses 2 des Richtbohrwerkzeugs 1 zusammenfällt. Dies veranschaulicht die gestrichelte Umrißlinie 21 des vorderen Endes 12 des Mantelrohrs 9, und das Versatzmaß oder die Exzentrizität der Bewegung des Drehbohrmeißels 14 in dessen Schneidebene ist bei 23 angedeutet.
  • Um in weichen Formationen ein Auswaschen des Bohrlochs durch einen zu starken Bohrspülungsstrom, wie er für das Antreiben eines hydraulischen Tieflochmotors 3 notwendig ist, zu vermeiden, kann ein Teil der Bohrspülung über ein im Außengehäuse 2 stromab des Tieflochmotors 3 vorgesehenes, volumenstromabhängiges Bypass-Ventil 24 in den Ringraum 25 zwischen Außengehäuse 2 und Mantelrohr 9 abgeleitet werden, so daß nur ein entsprechend verringerter Teil der pro Zeiteinheit geförderten Bohrspülungsmenge den Drehbohrmeißel 14 passiert und in das Bohrloch übertritt.
  • Zum Erstellen der durch das Mantelrohr 9 am Umfang ausgesteiften, überwiegend horizontal ausgerichteten Bohrlochs, das ohne weiteres auch zumindest streckenweise unter einem namhaften Winkel abwärts und/oder aufwärts verlaufen kann, werden für ein Geradeausbohren das Richtbohrwerkzeug 1 und das Mantelrohr 9 in Umdrehung versetzt, wobei die Drehrichtung von Mantelrohr 9 und Richtbohrwerkzeug 1 gleich sein kann, bevorzugt aber entgegengesetzt ist. Die langsame Eigenumdrehung des Richtbohrwerkzeugs 1 stellt trotz der Abknickung des Außengehäuses 2 den Geradeausbohrvorgang sicher, wobei durch die Exzentrizität 23 ein zusätzlicher Räumeffekt entsteht. Die Drehbewegung des Mantelrohrs 9 dient hingegen dazu, den Widerstand der Vortriebsbewegung des Mantelrohrs 9 in der Formation herabzusetzen. Dementsprechend kann die Drehzahl der Drehbewegung des Mantelrohres 9 ohne weiteres von der des Richtbohrwerkzeugs 1 abweichen und unter dem Gesichtspunkt der Widerstandsminimierung festgelegt werden.
  • Bedarf der gewünschte weitere Verlauf eines Bohrlochs eines abgewinkelten Bohrvorganges, wird über die Antriebs- und Vorschubmittel und den Bohrrohrstrang das Richtbohrwerkzeug 1 in eine Orientierung des Außengehäuses 2 stillgesetzt, die dem weiterführenden Richtungsverlauf des Bohrlochs entspricht. Die jeweilige Position des Drehbohrmeißels 14 bzw. des Richtbohrwerkzeugs 1 im Bohrloch kann durch geeignete Sensoren fortlaufend oder intervallweise ermittelt werden, so daß durch abwechselndes Stillsetzen oder in Umdrehungversetzen des Richtbohrwerkzeugs 1 ein jeweils gewünschter Bohrlochverlauf präzise vorgegeben werden kann.
  • Die Kupplung 15 zwischen Meißelwelle 4 und Drehbohrmeißel 14 ermöglicht es, das Richtbohrwerkzeug 1 aus dem Bohrloch bei in diesem verbleibenden Mantelrohr 9 herauszubewegen, z.B. zu Inspektions- und Instandhaltungszwecken. Dabei besteht auch die Möglichkeit, das Richtbohrwerkzeug 1 durch ein solches ohne Knick im Außengehäuse und entsprechend abgewinkeltem Verlauf der Achse der Meißelwelle 4 zur Mittelachse 7 des Außengehäuses 2 zu ersetzen, durch das eine längere Strecke geradeaus gebohrt und dabei ein Bohrlochabschnitt erstellt werden kannn, dessen Durchmesser sich lediglich nach dem Nenndurchmesser des Drehbohrmeißels 14 richtet.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Erstellen eines am Umfang ausgesteiften, überwiegend horizontal ausgerichteten Bohrlochs in Bodenformationen, bei dem das Bohrloch mittels eines Richtbohrwerkzeugs (1) vorgetrieben wird, das an einen obertägig durch Antriebs- und Vorschubmittel vortreibbaren, in Eigenumdrehung versetzbaren und in ausgerichteter Stellung verdrehfest abstützbaren Bohrohrstrang (11) anschließbar ist und einen in einem rohrförmigen Außengehäuse angeordneten Tieflochmotor (3) für den Antrieb eines Drehbohrmeißels (14) umfaßt, und bei dem dem Richtbohrwerkzeug mittels eines obertägigen Antriebs- und Vorschubmittels ein Mantelrohr (9) nachgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtbohrwerkzeug und das Mantelrohr von den Antriebs- und Vorschubmitteln synchron vorgeschoben werden, und das vordere Ende (12) des Mantelrohrs durch einen vorderen Führungsteil des im Mantelrohr angeordneten und abgestützten Richtbohrwerkzeugs ausgerichtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr unter Führung durch und Überlappung mit einem rückwärtigen Führungsteil des Drehbohrmeißels dessen Schneidteil im Bohrloch nachgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr bei seiner Vortriebsbewegung in Eigenumdrehung versetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtbohrwerkzeug ein Navigationsbohrwerkzeug verwendet und für Geradeausbohrarbeiten in Eigenumdrehung versetzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Geradeausbohrarbeiten das Richtbohrwerkzeug im Mantelrohr in einer zur Drehrichtung des Mantelrohrs entgegengesetzten Drehrichtung in Umlauf versetzt wird.
  6. Bohrgerät zum Erstellen eines am Umfang ausgesteiften, überwiegend horizontal ausgerichteten Bohrlochs in Bodenformationen, mit einem Richtbohrwerkzeug (1), das an einen obertägig durch Antriebs- und Vorschubmittel vortreibbaren, in Eigendrehung versetzbaren und in ausgerichteter Stellung verdrehbar abstützbaren Bohrrohrstrang (11) anschließbar ist und einen in einem rohrförmigen Außengehäuse (2) angeordneten Tieflochmotor (3) für den Antrieb eines Drehbohrmeißels (14) umfaßt, und mit einem durch obertägige Antriebs- und Vorschubmittel dem Richtbohrwerkzeug (1) nachführbaren Mantelrohr (9), dadurch gekennzeichnet, daß das Richtbohrwerkzeug (1) und das Mantelrohr (9) durch die Antriebs- und Vorschubmittel synchron vorschiebbar sind, und das Richtbohrwerkzeug (1) im Mantelrohr (9) angeordnet und abgestützt ist und einen vorderen Führungsteil für eine Ausrichtung des vorderen Endes (12) des Mantelrohrs (9) aufweist.
  7. Bohrgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Mantelrohrs (9) als ein gegenüber dem Hauptteil des Mantelrohrs (9) verlagerbares Teil (12) ausgebildet ist.
  8. Bohrgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (12) des Mantelrohrs (9) mit dem vorderen Bereich des Außengehäuses (2) und einem Führungsteil (13) des Drehbohrmeißels (14) in Führungseingriff steht.
  9. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (12) des Mantelrohrs (9) über ein Rohrgelenk mit dem sich anschließenden Hauptteil des Mantelrohrs (9) verbunden ist.
  10. Bohrgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrgelenk als Trennschnitt-Gelenk (18) ausgebildet ist.
  11. Bohrgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennschnitt-Gelenk (18) durch eine außen umlaufende Dichtung (19) abgedichtet ist.
  12. Bohrgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrgelenk von einem flexiblen Übergangsbereich der Wandung des Mantelrohrs (9) gebildet ist.
  13. Bohrgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich von einem Wellrohrabschnitt gebildet ist.
  14. Bohrgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich aus einem Material erhöhter Biegeelastizität gebildet ist.
  15. Bohrgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich ein gegenüber benachbarten Bereichen des Mantelrohrs (9) herabgesetztes Widerstandsmoment aufweist.
  16. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Mantelrohrs (9) gleich oder kleiner ist als der Nenndurchmesser (17) des Schneidteils (16) des Drehbohrmeißels (14).
  17. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtbohrwerkzeug (1) aus Navigationsbohrwerkzeug mit einer Knickstelle (20) im Außengehäuse (2) ausgebildet ist, die hinter dem eine vordere Führung für das Außengehäuse (2) bildenden vorderen Stabilisator (5) angeordnet ist und in oder nahe der Gelenkebene des Rohrgelenks (18) des Mantelrohrs (9) angeordnet ist.
  18. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (13) des Drehbohrmeißels (14) von einer zylindrischen Dichtungs- und Führungsfläche gebildet ist und auf dieser der vordere Randbereich des vorderen Endes (12) des Mantelrohrs (9) gelagert ist.
  19. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbohrmeißel (14) mittels einer ausklinkbare Riegelglieder umfassenden Kupplung auf dem vorderen Ende der aus dem Außengehäuse (2) des Richtbohrwerkzeugs (1) vorstehenden Meißelwelle (4) festgelegt ist.
  20. Bohrgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Tieflochmotor (3) als bohrspülungsbetätigter Motor ausgebildet und das Außengehäuse (2) des Richtbohrwerkzeugs (1) mit einem volummenstromabhängigen Bypass-Ventil (24) für die Bohrspülung versehen ist.
EP90100112A 1989-02-01 1990-01-04 Verfahren und Bohrgerät zum Horizontalbohren Expired - Lifetime EP0380910B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3902868A DE3902868C1 (de) 1989-02-01 1989-02-01
DE3902868 1989-02-01

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0380910A2 EP0380910A2 (de) 1990-08-08
EP0380910A3 EP0380910A3 (de) 1992-05-27
EP0380910B1 true EP0380910B1 (de) 1995-03-08

Family

ID=6373168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90100112A Expired - Lifetime EP0380910B1 (de) 1989-02-01 1990-01-04 Verfahren und Bohrgerät zum Horizontalbohren

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5033556A (de)
EP (1) EP0380910B1 (de)
CA (1) CA2008977A1 (de)
DE (1) DE3902868C1 (de)
NO (1) NO900457L (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5074366A (en) * 1990-06-21 1991-12-24 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for horizontal drilling
US5148875A (en) * 1990-06-21 1992-09-22 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for horizontal drilling
US5311953A (en) * 1992-08-07 1994-05-17 Baroid Technology, Inc. Drill bit steering
US5386878A (en) * 1994-04-29 1995-02-07 Uti Energy Corp. Rock boring process and apparatus
US5425429A (en) * 1994-06-16 1995-06-20 Thompson; Michael C. Method and apparatus for forming lateral boreholes
EP0768446B1 (de) * 1995-10-09 2000-07-12 Baker Hughes Incorporated Verfahren und Bohrgerät zum Abteufen von Bohrungen in unterirdische Formationen
CA2235196C (en) 1998-04-20 2003-03-25 Erez Nissim Allouche Method for taking a soil sample from a horizontal borehole
CA2271401C (en) * 1999-02-23 2008-07-29 Tesco Corporation Drilling with casing
SK286787B6 (sk) * 2000-02-24 2009-05-07 "Alwag" Tunnelausbau Gessellschaft M.B.H. Zariadenie na vŕtanie, predovšetkým nárazové alebo rotačne nárazové vŕtanie
US20090236146A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Caterpillar Inc. Machine and method for trenchless conduit installation
FI20096109A (fi) * 2009-10-28 2011-04-29 Sandvik Mining & Constr Oy Menetelmä suojarakenteen liittämiseksi syöttöpalkkiin ja kaivostoimilaitteen suojarakenne
DE102012217822A1 (de) * 2012-09-28 2014-04-03 Bohlen & Doyen Bauunternehmung Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Verlegung einer Rohrleitung in einem Bohrloch
CN106014258B (zh) * 2016-05-18 2019-03-15 中煤科工集团西安研究院有限公司 煤矿井下同心跟管定向钻进装置及其施工方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3839760C1 (en) * 1988-11-25 1990-01-18 Gewerkschaft Walter Ag Double rotary drilling apparatus for making directionally accurate bores, in particular horizontal bores

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4176985A (en) * 1975-07-14 1979-12-04 Reading And Bates Construction Co. System and method for installing production casings
US4121673A (en) * 1976-11-10 1978-10-24 Martin Dee Cherrington Drilling and installation system
US4492276A (en) * 1982-11-17 1985-01-08 Shell Oil Company Down-hole drilling motor and method for directional drilling of boreholes
DE3423465C1 (de) * 1984-06-26 1985-05-02 Norton Christensen, Inc., Salt Lake City, Utah Vorrichtungen zum wahlweisen Geradeaus- oder Richtungsbohren in unterirdische Gesteinsformationen
US4629012A (en) * 1985-07-08 1986-12-16 Atlantic Richfield Company Drainhole drilling assembly
DE3534662A1 (de) * 1985-09-28 1987-04-09 Huneke Karl Lenkbarer vortriebskopf einer vorrichtung zum herstellen einer durchdringung im erdboden
US4667751A (en) * 1985-10-11 1987-05-26 Smith International, Inc. System and method for controlled directional drilling

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3839760C1 (en) * 1988-11-25 1990-01-18 Gewerkschaft Walter Ag Double rotary drilling apparatus for making directionally accurate bores, in particular horizontal bores

Also Published As

Publication number Publication date
US5033556A (en) 1991-07-23
EP0380910A2 (de) 1990-08-08
DE3902868C1 (de) 1990-06-07
CA2008977A1 (en) 1990-08-01
NO900457D0 (no) 1990-01-31
NO900457L (no) 1990-08-02
EP0380910A3 (de) 1992-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19612902C2 (de) Verfahren zum Richtungsbohren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP0380910B1 (de) Verfahren und Bohrgerät zum Horizontalbohren
DE3942438C2 (de)
DE2540590C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer bogenförmigen Bohrung unterhalb eines Hindernisses
EP0768446B1 (de) Verfahren und Bohrgerät zum Abteufen von Bohrungen in unterirdische Formationen
DE3035876C2 (de)
DE60218282T2 (de) Aufweitvorrichtung
EP2505762B1 (de) Bohrvorrichtung und Verfahren zum Horizontalbohren
DE3902869C1 (de)
DE19860686A1 (de) System zum Abdichten der Schnittstelle zwischen einem Haupt- und einem Zweigbohrloch
DE2534984A1 (de) Tunnelvortriebsmaschine und tunnelvortriebsverfahren
DE2162314A1 (de) Erdbohrverfahren und Erdbohrmaschine
EP0578034B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Erdbohrung
EP1491716B1 (de) Verfahren zum Niederbringen einer Bohrung im Boden und Nassbohrwerkzeug
EP0293584B1 (de) Bohrvorrichtung für ein Hochdruck-Injektions-Bohrverfahren
EP0744526B1 (de) Verfahren zum Steuern eines Bohrwerkzeugs
EP0886714B1 (de) Vorrichtung zur herstellung eines erdlochs
DE2824441C2 (de) Erdbohrer
DE3220382C2 (de) Materialfördereinrichtung für eine Schildvortriebsmaschine
DE19620401C2 (de) Lenkbare Bohrvorrichtung
DE3839760C1 (en) Double rotary drilling apparatus for making directionally accurate bores, in particular horizontal bores
DE2642014A1 (de) Anschlusstueck fuer bohrmeissel
EP0837190A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kontrollierten Herstellung von Pfählen und Pfahlwänden im Boden
EP0893571B1 (de) Vorrichtung zur Steuerung eines Bohrgestänges
DE3101052C2 (de)

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: 19931014

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE FR GB NL

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): FR GB NL

ET Fr: translation filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19950324

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19951213

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19951228

Year of fee payment: 7

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19970104

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19970104

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19970930

NLS Nl: assignments of ep-patents

Owner name: MICON MINING AND CONSTRUCTION PRODUCTS,GMBH & CO.K

NLT1 Nl: modifications of names registered in virtue of documents presented to the patent office pursuant to art. 16 a, paragraph 1

Owner name: BAKER HUGHES OILFIELD OPERATIONS, INC.;BAKER HUGHE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19980130

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990801