EP1124037A1 - Drilling device - Google Patents

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EP1124037A1
EP1124037A1 EP00124813A EP00124813A EP1124037A1 EP 1124037 A1 EP1124037 A1 EP 1124037A1 EP 00124813 A EP00124813 A EP 00124813A EP 00124813 A EP00124813 A EP 00124813A EP 1124037 A1 EP1124037 A1 EP 1124037A1
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EP
European Patent Office
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linkage
drilling device
drilling
drive wheel
rod
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Withdrawn
Application number
EP00124813A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Günter Prof. Dr.-Ing. Klemm
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Individual
Original Assignee
Individual
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    • 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
    • E21B4/20—Drives for drilling, used in the borehole combined with surface drive
    • 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
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/086—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with a fluid-actuated cylinder
    • 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
    • E21B3/00—Rotary drilling
    • E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
    • E21B3/022—Top drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B6/00—Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • E21B6/02—Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being continuous
    • 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 drilling device with a Inner frame and a hollow outer frame.
  • the outer rod and the Inner rods each with its own rotating device turned.
  • a striking device is also provided Hits the rear end of the inner rod.
  • Such an overlay drilling device is in DE 35 03 893 C1 described. Since the inner linkage and the outer linkage from can be driven by their own turning devices, both Linkage with different directions of rotation and / or different speeds are driven.
  • the punches, that are exerted on the inner rod come in particular at large borehole depths only dampened to the bottom of the borehole.
  • the inner linkage is subject to the high Heavy wear.
  • the drill is over of the two separate turning devices on a carriage must be movable relative to each other, expensive and of great weight.
  • EP 0 565 662 B1 describes a drilling device for Overlay drilling is described, in which the inner rod and the outer linkage at the rear end through a head piece are connected, which contains a damping device. At the A deep hole hammer is provided on the inner rods. Since both Linkages are rotationally connected to each other, they can only in the same direction and at the same speed operate.
  • the threaded rods are usually from Right hand thread on inner rods and those of External linkage with left-hand thread. If you want to prevent that one of the poles turns loose, the poles must also Threads with a uniform orientation. Leave it do not use the usual boring bars. Further is it is usually desirable to close the inner linkage more quickly turn as the outer linkage.
  • a drilling device in which an inner linkage and an outer linkage from a common one Rotating device are driven in opposite directions.
  • axial Relative displacement of the inner rod in relation to that External linkage can uncouple the rotation of the external linkage become.
  • inner rods and outer linkage permanently coupled together.
  • linkage relative to each other it is useful to linkage relative to each other to be able to move to the excess of the inner drill bit to be able to vary the outer linkage.
  • the invention has for its object a drilling device with inner rods and outer rods to create the is small in size and lightweight and at low cost can be executed.
  • the drilling device is also hydraulic Regarding simple and clear. Handling will also simplified. With a feed device that is Inner linkage relative to the outer linkage in the longitudinal direction slidable so that the overhang of the inner rod on the Borehole bottom can be varied. With every relative position of the inner linkage in the outer linkage remains the coupling of the get both drive wheels.
  • the rotating device drives the rotating device both drive wheels in opposite Directions of rotation.
  • the inner linkage for example, operated in clockwise rotation, which makes the Possibility to use a standard deep hole hammer Right-hand thread to use while pulling the inner rod
  • the outer linkage is designed as usual with a left-hand thread.
  • the rotating device both Driving drive wheels with different speeds.
  • a gear can be provided that is either designed as a manual transmission or as Change gear in which certain gears are replaced can be.
  • the speed of the inner boom should be at least twice the speed of the outer linkage be. This will ensure that the rods of the Do not loosen the inner rod. If in the course of A deep hole hammer is arranged on the inside of the rod Tendency that the blows of the deep hole hammer at too low Loosen the torsional load on the inner rod of the drill rods. This danger can occur with a sufficiently high speed be met.
  • Each of the drive wheels is preferably part of a Gearbox.
  • the two gears can in the longitudinal direction Linkages are moved relative to each other to the front End of the inner rod in the desired manner from the To let outer rods protrude. Through a targeted Moving the gearbox to each other can therefore be the measure of Protrusion of the drill bit attached to the inner rod over the Ring drill bit of the outer rod can be varied. You can also length tolerances of the inner and outer linkage be balanced.
  • the gear of the inner linkage is preferably in one Guide cage guided longitudinally.
  • the movement is from a controllable acting on the inner rod Feed device causes.
  • This feed device contains preferably a damping device to the by an im Existing deep hole hammer produced by the inner rod Intercept shocks of the inner rod. The damping device prevents these impacts on the guide cage and the this supporting structure will be transferred.
  • the drilling device has an inner rod 10 made of hollow Boring bars 11 on. At the front end of the inner rod 10 there is a drill bit 12 and near the drill bit is a Deep hole hammer 13 provided, the blows on the drill bit 12 exercises. The deep hole hammer 13 is operated with compressed air is fed through the hollow inner rod 10. This Compressed air emerges from the drill bit 12 and is used to the drilling material in the ring channel between the inner rods and Backwash outer linkage.
  • the inner linkage contains an adapter tube 14, the component is an ejection protection 15 with which the backwashed Drilling material is ejected.
  • the adapter tube 14 is with a Inner rod 10 belonging inner tube 16 connected.
  • the Inner tube 16 forms the rotary drive tube for the inner linkage and at the same time the compressed air supply.
  • the outer linkage 17 consists of screwed together Tubes 18 which surround the inner rod 10 at a distance. At the there is a front end of the outer linkage 17 Ring drill bit 19.
  • the ejection guard 15 is in the outer rod screwed in. This has an adapter tube 20 with a side ejection opening 21 and a circumferential Ejection bell 22 on. In the adapter tube 20 is the inner Adapter tube 14 rotatably mounted.
  • the outer linkage 17 is connected to an insertion end 23, on which the piston 24 of an outer hammer 25 strikes. By the insertion end 23 and the piston 24, the inner tube 16 through it.
  • the insertion end 23 is rotatory with one Drive wheel 26 coupled.
  • the drive wheel 26 sits on one Spline shaft 27 of the insertion end 23, so that the insertion end 23 can move axially in the drive wheel 26.
  • the drive wheel 26 is mounted in a gear 28. It is from one Rotating device 29 driven, here from two Hydraulic motors 30 and 31, which each have a the drive wheel 26 meshing pinion 32 the drive wheel drive.
  • a second gear 33 contains a drive wheel 34, which with the rear end of the inner tube 16 is firmly connected.
  • This drive wheel 34 is mounted in the gear 33 and it is driven via a connecting shaft 35.
  • the Connection shaft 35 has at one end a pinion 36, the meshes with the drive wheel 26, and at the other end a pinion 37, which meshes with an intermediate pinion 38, which in turn meshes with the drive wheel 34.
  • the intermediate pinion 38 serves the direction of rotation of the drive wheel 34 relative to that of the Reverse drive wheel 38.
  • the pinions 37 and 38 are in the Gearbox 33 housed.
  • the transmission shaft 35 is one telescopically extendable shaft, the two parts of which by a Spline section 39 are interconnected.
  • the pinions 36, 37, 38 form together with the drive wheels 26,34 a reduction gear, which causes the Drive wheel 34 rotates at a higher speed than that Drive wheel 26.
  • the drive wheel 34 contains a compressed air channel 40, which with a compressed air connection 41 of a bell 42 is connected.
  • the Bell 42 is stationary and the drive wheel rotates in it 34.
  • the compressed air connection 41 the compressed air supply connected to the deep hole hammer 13.
  • the gear 33 is in a guide cage in the direction of Arrow 45 guided longitudinally. It runs in Guide rails 47.
  • the gear 28, however, is fixed.
  • the Moving the gear 33 By Moving the gear 33, the entire inner linkage 10th shifted so that the degree of protrusion of the drill bit 12 can be changed via the ring core bit 19.
  • the Moving the inner rod is done with a Feed device 50, which on the rear wall 51 of the Guide cage 44 is attached and a hydraulic cylinder 52nd having.
  • the piston 53 movable in the hydraulic cylinder 52 is connected to the bell 42 and is thereby able to operate with to move the bell connected gear 33.
  • the Feed device is controlled by controlling the connections of the Hydraulic cylinder 52 actuated.
  • the feed device 50 also designed as a damping device. This points a gas pressure accumulator 54, which is connected to the cylinder space 55 connected is.
  • the gas pressure accumulator 54 contains one by one Membrane limited gas volume that is compressible. To this Shocks of the piston 53 are elastically intercepted and subdued.
  • the inner linkage does not necessarily have to be one Deep hole hammer 13 included and it does not need as hollow pipe string to be executed. Within the scope of the invention there is also the possibility of using the inner linkage To equip the auger.
  • the inner linkage can also be used serve to transport a liquid to the bottom of the borehole.

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Abstract

The device has an inner rod (10), a hollow outer rod (17) and a rotation device (29) to rotate both rods. The rotation device drives a drive wheel (26) of the outer rod and a drive wheel (34) of the inner rod. The drive wheels may be driven in opposite directions and at differing speeds. Preferably, each drive wheel forms part of a gear (28,33), where the gears can be displaced relative to each other in the rod directions and are connected by a connecting shaft (35).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einem Innengestänge und einem hohlen Außengestänge.The invention relates to a drilling device with a Inner frame and a hollow outer frame.

Beim Überlagerungsbohren werden das Außengestänge und das Innengestänge jeweils von einer eigenen Drehvorrichtung gedreht. Außerdem ist eine Schlageinrichtung vorgesehen, die Schläge auf das rückwärtige Ende des Innengestänges ausübt. Eine solche Überlagerungsbohrvorrichtung ist in DE 35 03 893 C1 beschrieben. Da das Innengestänge und das Außengestänge von eigenen Drehvorrichtungen angetrieben werden, können beide Gestänge mit unterschiedlichen Drehrichtungen und/oder unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden. Die Schläge, die auf das Innengestänge ausgeübt werden, kommen insbesondere bei großen Bohrlochtiefen nur gedämpft an der Bohrlochsohle an. Außerdem unterliegt das Innengestänge aufgrund der hohen Beanspruchung einem starken Verschleiß. Das Bohrgerät ist wegen der beiden separaten Drehvorrichtungen, die auf einer Lafette relativ zueinander verschiebbar sein müssen, aufwendig und von großem Gewicht.When overlay drilling, the outer rod and the Inner rods each with its own rotating device turned. A striking device is also provided Hits the rear end of the inner rod. Such an overlay drilling device is in DE 35 03 893 C1 described. Since the inner linkage and the outer linkage from can be driven by their own turning devices, both Linkage with different directions of rotation and / or different speeds are driven. The punches, that are exerted on the inner rod come in particular at large borehole depths only dampened to the bottom of the borehole. In addition, the inner linkage is subject to the high Heavy wear. The drill is over of the two separate turning devices on a carriage must be movable relative to each other, expensive and of great weight.

In EP 0 565 662 B1 ist eine Bohrvorrichtung zum Überlagerungsbohren beschrieben, bei der das Innengestänge und das Außengestänge am rückwärtigen Ende durch ein Kopfstück verbunden sind, welches eine Dämpfungseinrichtung enthält. Am Innengestänge ist ein Tieflochhammer vorgesehen. Da beide Gestänge rotatorisch miteinander verbunden sind, können sie jeweils nur in gleicher Richtung und mit gleicher Drehzahl betrieben werden. Üblicherweise sind die Gewindestangen von Innengestängen mit Rechtsgewinde versehen und diejenigen von Außengestängen mit Linksgewinde. Wenn verhindert werden soll, dass eines der Gestänge sich losdreht, müssen die Gestänge mit Gewinden einheitlicher Orientierung versehen werden. Es lassen sich also nicht die üblichen Bohrstangen verwenden. Ferner ist es in der Regel erwünscht, das Innengestänge schneller zu drehen als das Außengestänge. Dies liegt daran, dass das Außengestänge einer hohen Reibung an der Bohrlochwand unterliegt und mit hohem Drehmoment und entsprechend geringer Drehzahl gedreht werden soll. Das Innengestänge braucht dagegen nur den Drehwiderstand der Bohrkrone an der Bohrlochsohle zu überwinden und sollte zur Erzielung eines hohen Bohrvorschubes mit höherer Drehzahl angetrieben werden.EP 0 565 662 B1 describes a drilling device for Overlay drilling is described, in which the inner rod and the outer linkage at the rear end through a head piece are connected, which contains a damping device. At the A deep hole hammer is provided on the inner rods. Since both Linkages are rotationally connected to each other, they can only in the same direction and at the same speed operate. The threaded rods are usually from Right hand thread on inner rods and those of External linkage with left-hand thread. If you want to prevent that one of the poles turns loose, the poles must also Threads with a uniform orientation. Leave it do not use the usual boring bars. Further is it is usually desirable to close the inner linkage more quickly turn as the outer linkage. This is because that External rods of high friction on the borehole wall subject and with high torque and correspondingly lower Speed should be rotated. The inner linkage, however, needs only the rotational resistance of the drill bit on the bottom of the borehole overcome and should achieve a high drilling feed are driven at higher speeds.

Aus DE 190 74 263 C1 ist eine Bohrvorrichtung bekannt, bei der ein Innengestänge und ein Außengestänge von einer gemeinsamen Drehvorrichtung gegensinnig angetrieben werden. Durch axiale Relativverschiebung des Innengestänges in Bezug auf das Außengestänge kann die Drehung des Außengestänges abgekuppelt werden. Bei einer zweiten Ausführungsform sind Innengestänge und Außengestänge permanent miteinander gekuppelt. Hierbei ist eine Relativverschiebung der beiden Gestänge in Längsrichtung nicht möglich. Beim Bohren mit Innengestänge und Außengestänge ist es aber zweckmäßig die Gestänge relativ zueinander verschieben zu können, um den Überstand der Innenbohrkrone aus dem Außengestänge variieren zu können.From DE 190 74 263 C1 a drilling device is known in which an inner linkage and an outer linkage from a common one Rotating device are driven in opposite directions. By axial Relative displacement of the inner rod in relation to that External linkage can uncouple the rotation of the external linkage become. In a second embodiment are inner rods and outer linkage permanently coupled together. Here is a relative displacement of the two linkages in the longitudinal direction not possible. When drilling with inner rods and outer rods but it is useful to linkage relative to each other to be able to move to the excess of the inner drill bit to be able to vary the outer linkage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung mit Innengestänge und Außengestänge zu schaffen, die kleinformatig und leichtgewichtig ist und mit geringen Kosten ausgeführt werden kann.The invention has for its object a drilling device with inner rods and outer rods to create the is small in size and lightweight and at low cost can be executed.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach ist eine einzige Drehvorrichtung vorhanden, die sowohl das Antriebsrad des Innengestänges als auch dasjenige des Außengestänges antreibt. Beide Gestänge haben separate Antriebsräder, so dass sie nicht direkt und fest miteinander gekoppelt sind. Vielmehr erlauben die Antriebsräder es, beide Gestänge mit unterschiedlichen Drehzahlen anzutreiben. Andererseits ist nur eine einzige Drehvorrichtung vorhanden. Die Drehvorrichtung muß nicht notwendigerweise aus einem einzigen Drehmotor bestehen, sondern sie kann auch aus mehreren auf dasselbe Antriebsrad parallel einwirkenden Drehmotoren bestehen. Wichtig ist nur, dass dieselbe Drehvorrichtung primär auf das Antriebsrad des einen Gestänges einwirkt, während ein Teil der Drehkraft über eine Welle oder über eine andere Kraftübertragung auf das Antriebsrad des anderen Gestänges übertragen wird. Da nur ein einziger Drehantrieb benötigt wird, ist auch die Verschlauchung relativ einfach. Es werden wenig Druckschläuche und Ventile benötigt. Demnach ist die Bohrvorrichtung auch in hydraulischer Hinsicht einfach und übersichtlich. Auch die Handhabung wird vereinfacht. Durch eine Vorschubvorrichtung ist das Innengestänge relativ zu dem Außengestänge in Längsrichtung verschiebbar, so dass der Überstand des Innengestänges an der Bohrlochsohle variiert werden kann. Bei jeder Relativstellung des Innengestänges im Außengestänge bleibt die Kopplung der beiden Antriebesräder erhalten.This object is achieved with the im Claim 1 specified features. After that is one only rotating device available that both the drive wheel of the inner linkage as well as that of the outer linkage drives. Both linkages have separate drive wheels so that they are not directly and firmly coupled. Much more the drive wheels allow both rods to be used to drive different speeds. On the other hand, is only a single rotating device available. The turning device must do not necessarily consist of a single rotary motor, but it can also consist of several on the same drive wheel there are parallel acting rotary motors. The important thing is that the same rotating device is primarily on the drive wheel of the a linkage acts while some of the torque is over a shaft or other transmission to the Drive wheel of the other linkage is transmitted. Since only one The only rotary drive required is the tubing pretty easy. There are few pressure hoses and valves needed. Accordingly, the drilling device is also hydraulic Regarding simple and clear. Handling will also simplified. With a feed device that is Inner linkage relative to the outer linkage in the longitudinal direction slidable so that the overhang of the inner rod on the Borehole bottom can be varied. With every relative position of the inner linkage in the outer linkage remains the coupling of the get both drive wheels.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treibt die Drehvorrichtung beide Antriebsräder in entgegengesetzten Drehrichtungen an. Hierbei kann das Innengestänge beispielsweise in Rechtsdrehung betrieben werden, wodurch die Möglichkeit besteht, einen handelsüblichen Tieflochhammer mit Rechtsgewinde im Zuge des Innengestänges zu benutzen, während das Außengestänge wie üblich mit Linksgewinde ausgeführt ist.According to a preferred embodiment of the invention drives the rotating device both drive wheels in opposite Directions of rotation. Here, the inner linkage for example, operated in clockwise rotation, which makes the Possibility to use a standard deep hole hammer Right-hand thread to use while pulling the inner rod the outer linkage is designed as usual with a left-hand thread.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Drehvorrichtung beide Antriebsräder mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibt. Dies ist zweckmäßig, weil in der Regel der Außenstrang das höhere Drehmoment zu überwinden hat. Um unterschiedliche Drehzahlen anwählen zu können, kann ein Getriebe vorgesehen sein, das entweder als Schaltgetriebe ausgeführt ist oder als Wechselgetriebe, bei dem bestimmte Zahnräder ausgewechselt werden können. Generell sollte die Drehzahl des Innengestänges mindestes das Doppelte der Drehzahl des Außengestänges betragen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Stangen des Innengestänges sich nicht lösen. Wenn im Zuge des Innengestänges ein Tieflochhammer angeordnet ist, besteht die Tendenz, dass die Schläge des Tieflochhammers bei zu geringer Drehbelastung des Innengestänges dessen Bohrstangen lösen. Dieser Gefahr kann mit einer hinreichend hohen Drehzahl begegnet werden.It can further be provided that the rotating device both Driving drive wheels with different speeds. This is expedient because usually the outer strand is the higher one Torque has to be overcome. At different speeds To be able to select a gear can be provided that is either designed as a manual transmission or as Change gear in which certain gears are replaced can be. Generally, the speed of the inner boom should be at least twice the speed of the outer linkage be. This will ensure that the rods of the Do not loosen the inner rod. If in the course of A deep hole hammer is arranged on the inside of the rod Tendency that the blows of the deep hole hammer at too low Loosen the torsional load on the inner rod of the drill rods. This danger can occur with a sufficiently high speed be met.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, beide Gestänge in gleicher Richtung anzutreiben, wobei das Innengestänge schneller dreht. Dabei wird ein Lösen des Innengestänges aufgrund der schnelleren Drehung vermieden. It is also within the scope of the invention to have both linkages in drive in the same direction, the inner linkage turns faster. This will loosen the inner rod avoided due to the faster rotation.

Vorzugsweise ist jedes der Antriebsräder Bestandteil eines Getriebes. Die beiden Getriebe können in Längsrichtung der Gestänge relativ zueinander verschoben werden, um das vordere Ende des Innengestänges in gewünschter Weise aus dem Außengestänge vorstehen zu lassen. Durch ein gezieltes Verschieben der Getriebe zueinander kann also das Maß des Überstandes der am Innengestänge befestigten Bohrkrone über die Ringbohrkrone des Außengestänges variiert werden. Dabei können auch Längentoleranzen des Innen- und Außengestänges ausgeglichen werden.Each of the drive wheels is preferably part of a Gearbox. The two gears can in the longitudinal direction Linkages are moved relative to each other to the front End of the inner rod in the desired manner from the To let outer rods protrude. Through a targeted Moving the gearbox to each other can therefore be the measure of Protrusion of the drill bit attached to the inner rod over the Ring drill bit of the outer rod can be varied. You can also length tolerances of the inner and outer linkage be balanced.

Das Getriebe des Innengestänges ist vorzugsweise in einem Führungskäfig längsverschiebbar geführt. Die Bewegung wird von einer auf das Innengestänge einwirkenden steuerbaren Vorschubvorrichtung bewirkt. Diese Vorschubvorrichtung enthält vorzugsweise eine Dämpfungsvorrichtung, um die durch einen im Zuge des Innengestänges vorhandenen Tieflochhammer erzeugten Stöße des Innengestänges abzufangen. Die Dämpfungsvorrichtung verhindert, dass diese Stöße auf den Führungskäfig und die diesen tragende Stützstruktur übertragen werden.The gear of the inner linkage is preferably in one Guide cage guided longitudinally. The movement is from a controllable acting on the inner rod Feed device causes. This feed device contains preferably a damping device to the by an im Existing deep hole hammer produced by the inner rod Intercept shocks of the inner rod. The damping device prevents these impacts on the guide cage and the this supporting structure will be transferred.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.The following is a reference to the drawings Embodiment of the invention explained in more detail.

Es zeigen:

Fig. 1
einen schematischen Längsschnitt durch die Bohrvorrichtung,
Fig. 2
einen Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 und
Fig. 3
einen Querschnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1.
Show it:
Fig. 1
a schematic longitudinal section through the drilling device,
Fig. 2
a cross section along the line II-II of Fig. 1 and
Fig. 3
a cross section along the line III-III of Fig. 1st

Die Bohrvorrichtung weist ein Innengestänge 10 aus hohlen Bohrstangen 11 auf. Am vorderen Ende des Innengestänges 10 befindet sich eine Bohrkrone 12 und nahe der Bohrkrone ist ein Tieflochhammer 13 vorgesehen, der Schläge auf die Bohrkrone 12 ausübt. Der Tieflochhammer 13 wird mit Druckluft betrieben, die durch das hohle Innengestänge 10 zugeführt wird. Diese Druckluft tritt an der Bohrkrone 12 aus und wird dazu benutzt, das Bohrgut in dem Ringkanal zwischen Innengestänge und Außengestänge rückzuspülen.The drilling device has an inner rod 10 made of hollow Boring bars 11 on. At the front end of the inner rod 10 there is a drill bit 12 and near the drill bit is a Deep hole hammer 13 provided, the blows on the drill bit 12 exercises. The deep hole hammer 13 is operated with compressed air is fed through the hollow inner rod 10. This Compressed air emerges from the drill bit 12 and is used to the drilling material in the ring channel between the inner rods and Backwash outer linkage.

Das Innengestänge enthält ein Adapterrohr 14, das Bestandteil eines Auswurfschutzes 15 ist, mit welchem das rückgespülte Bohrgut ausgeworfen wird. Das Adapterrohr 14 ist mit einem zum Innengestänge 10 gehörenden Innenrohr 16 verbunden. Das Innenrohr 16 bildet das Drehantriebsrohr für das Innengestänge und zugleich die Druckluftzufuhr.The inner linkage contains an adapter tube 14, the component is an ejection protection 15 with which the backwashed Drilling material is ejected. The adapter tube 14 is with a Inner rod 10 belonging inner tube 16 connected. The Inner tube 16 forms the rotary drive tube for the inner linkage and at the same time the compressed air supply.

Das Außengestänge 17 besteht aus miteinander verschraubten Rohren 18, welche das Innengestänge 10 mit Abstand umgeben. Am vorderen Ende des Außengestänges 17 befindet sich eine Ringbohrkrone 19. In das Außengestänge ist der Auswurfschutz 15 eingeschraubt. Dieser weist ein Adapterrohr 20 mit einer seitlichen Auswurföffnung 21 und einer umlaufenden Auswurfglocke 22 auf. In dem Adapterrohr 20 ist das innere Adapterrohr 14 drehbar gelagert.The outer linkage 17 consists of screwed together Tubes 18 which surround the inner rod 10 at a distance. At the there is a front end of the outer linkage 17 Ring drill bit 19. The ejection guard 15 is in the outer rod screwed in. This has an adapter tube 20 with a side ejection opening 21 and a circumferential Ejection bell 22 on. In the adapter tube 20 is the inner Adapter tube 14 rotatably mounted.

Das Außengestänge 17 ist mit einem Einsteckende 23 verbunden, auf welches der Kolben 24 eines Außenhammers 25 schlägt. Durch das Einsteckende 23 und den Kolben 24 verläuft das Innenrohr 16 hindurch. Das Einsteckende 23 ist rotatorisch mit einem Antriebsrad 26 gekoppelt. Das Antriebsrad 26 sitzt auf einer Keilwelle 27 des Einsteckendes 23, so dass das Einsteckende 23 sich im Antriebsrad 26 axial verschieben kann. Das Antriebsrad 26 ist in einem Getriebe 28 gelagert. Es wird von einer Drehvorrichtung 29 angetrieben, die hier aus zwei Hydraulikmotoren 30 und 31 besteht, welche jeweils über ein mit dem Antriebsrad 26 kämmendes Ritzel 32 das Antriebsrad antreiben.The outer linkage 17 is connected to an insertion end 23, on which the piston 24 of an outer hammer 25 strikes. By the insertion end 23 and the piston 24, the inner tube 16 through it. The insertion end 23 is rotatory with one Drive wheel 26 coupled. The drive wheel 26 sits on one Spline shaft 27 of the insertion end 23, so that the insertion end 23 can move axially in the drive wheel 26. The drive wheel 26 is mounted in a gear 28. It is from one Rotating device 29 driven, here from two Hydraulic motors 30 and 31, which each have a the drive wheel 26 meshing pinion 32 the drive wheel drive.

Ein zweites Getriebe 33 enthält ein Antriebsrad 34, welches mit dem rückwärtigen Ende des Innenrohres 16 fest verbunden ist. Dieses Antriebsrad 34 ist in dem Getriebe 33 gelagert und es wird über eine Verbindungswelle 35 angetrieben. Die Verbindungswelle 35 weist an einem Ende ein Ritzel 36 auf, das mit dem Antriebsrad 26 kämmt, und am anderen Ende ein Ritzel 37, das mit einem Zwischenritzel 38 kämmt, welches seinerseits mit dem Antriebsrad 34 kämmt. Das Zwischenritzel 38 dient dazu, die Drehrichtung des Antriebsrades 34 gegenüber derjenigen des Antriebsrades 38 umzukehren. Die Ritzel 37 und 38 sind in dem Getriebe 33 untergebracht. Die Übertragungswelle 35 ist eine teleskopisch ausziehbare Welle, deren beide Teile durch einen Keilwellenabschnitt 39 miteinander verbunden sind.A second gear 33 contains a drive wheel 34, which with the rear end of the inner tube 16 is firmly connected. This drive wheel 34 is mounted in the gear 33 and it is driven via a connecting shaft 35. The Connection shaft 35 has at one end a pinion 36, the meshes with the drive wheel 26, and at the other end a pinion 37, which meshes with an intermediate pinion 38, which in turn meshes with the drive wheel 34. The intermediate pinion 38 serves the direction of rotation of the drive wheel 34 relative to that of the Reverse drive wheel 38. The pinions 37 and 38 are in the Gearbox 33 housed. The transmission shaft 35 is one telescopically extendable shaft, the two parts of which by a Spline section 39 are interconnected.

Die Ritzel 36,37,38 bilden zusammen mit den Antriebsrädern 26,34 ein Untersetzungsgetriebe, welches bewirkt, dass das Antriebsrad 34 mit einer höheren Drehzahl rotiert als das Antriebsrad 26.The pinions 36, 37, 38 form together with the drive wheels 26,34 a reduction gear, which causes the Drive wheel 34 rotates at a higher speed than that Drive wheel 26.

Das Antriebsrad 34 enthält einen Druckluftkanal 40, der mit einem Druckluftanschluß 41 einer Glocke 42 verbunden ist. Die Glocke 42 ist feststehend und in ihr dreht sich das Antriebsrad 34. An den Druckluftanschluß 41 wird die Druckluftversorgung für den Tieflochhammer 13 angeschlossen. The drive wheel 34 contains a compressed air channel 40, which with a compressed air connection 41 of a bell 42 is connected. The Bell 42 is stationary and the drive wheel rotates in it 34. At the compressed air connection 41, the compressed air supply connected to the deep hole hammer 13.

Das Getriebe 33 ist in einem Führungskäfig in Richtung des Pfeiles 45 längsverschiebbar geführt. Es läuft in Führungsleisten 47. Das Getriebe 28 ist dagegen fest. Durch Verschieben des Getriebes 33 wird das gesamte Innengestänge 10 verschoben, so dass das Maß des Vorstehens der Bohrkrone 12 über die Ringbohrkrone 19 verändert werden kann. Das Verschieben des Innengestänges erfolgt mit einer Vorschubvorrichtung 50, welche an der Rückwand 51 des Führungskäfigs 44 angebracht ist und einen Hydraulikzylinder 52 aufweist. Der in dem Hydraulikzylinder 52 bewegbare Kolben 53 ist mit der Glocke 42 verbunden und dadurch imstande, das mit der Glocke verbundene Getriebe 33 zu verschieben. Die Vorschubvorrichtung wird durch Steuerung der Anschlüsse des Hydraulikzylinders 52 betätigt.The gear 33 is in a guide cage in the direction of Arrow 45 guided longitudinally. It runs in Guide rails 47. The gear 28, however, is fixed. By Moving the gear 33, the entire inner linkage 10th shifted so that the degree of protrusion of the drill bit 12 can be changed via the ring core bit 19. The Moving the inner rod is done with a Feed device 50, which on the rear wall 51 of the Guide cage 44 is attached and a hydraulic cylinder 52nd having. The piston 53 movable in the hydraulic cylinder 52 is connected to the bell 42 and is thereby able to operate with to move the bell connected gear 33. The Feed device is controlled by controlling the connections of the Hydraulic cylinder 52 actuated.

Um zu verhindern, dass die durch den Tieflochhammer 13 auf das Innengestänge 10 ausgeübten Schläge bzw. Rückschläge auf den Führungskäfig 44 übertragen werden, ist die Vorschubvorrichtung 50 zugleich als Dämpfungsvorrichtung ausgebildet. Hierzu weist sie einen Gasdruckspeicher 54 auf, der mit dem Zylinderraum 55 verbunden ist. Der Gasdruckspeicher 54 enthält ein durch eine Membran begrenztes Gasvolumen, das kompressibel ist. Auf diese Weise werden Stöße des Kolbens 53 elastisch abgefangen und gedämpft.To prevent that by the deep hole hammer 13 on the Inner rods 10 strikes or setbacks on the Guide cage 44 are transmitted, the feed device 50 also designed as a damping device. This points a gas pressure accumulator 54, which is connected to the cylinder space 55 connected is. The gas pressure accumulator 54 contains one by one Membrane limited gas volume that is compressible. To this Shocks of the piston 53 are elastically intercepted and subdued.

Das Innengestänge muß nicht notwendigerweise einen Tieflochhammer 13 enthalten und es braucht auch nicht als hohles Rohrgestänge ausgeführt zu sein. Im Rahmen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, das Innengestänge mit einer Bohrschnecke auszustatten. Ferner kann das Innengestänge dazu dienen, eine Flüssigkeit zur Bohrlochsohle zu transportieren.The inner linkage does not necessarily have to be one Deep hole hammer 13 included and it does not need as hollow pipe string to be executed. Within the scope of the invention there is also the possibility of using the inner linkage To equip the auger. The inner linkage can also be used serve to transport a liquid to the bottom of the borehole.

Claims (11)

Bohrvorrichtung mit einem Innengestänge (10), einem hohlen Außengestänge (17) und einer einzigen Drehvorrichtung (29) zum Drehen beider Gestänge,
wobei dieselbe Drehvorrichtung (29) sowohl ein Antriebsrad (26) des Außengestänges (17) als auch ein Antriebsrad (34) des Innengestänges (10) antreibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Vorschubvorrichtung (50) zur Relativbewegung von Innengestänge (10) und Außengestänge (17) vorgesehen ist, und dass beide Antriebsräder (26, 34) derart miteinander gekoppelt sind, dass die Kopplung bei einer Änderung des gegenseitigen Abstands aufrechterhalten bleibt.Drilling device with an inner rod (10), a hollow outer rod (17) and a single turning device (29) for turning both rods,
the same rotating device (29) driving both a drive wheel (26) of the outer linkage (17) and a drive wheel (34) of the inner linkage (10),
characterized,
that a feed device (50) for the relative movement of inner linkage (10) and outer linkage (17) is provided, and that both drive wheels (26, 34) are coupled to one another in such a way that the coupling is maintained when the mutual distance changes. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehvorrichtung (29) beide Antriebsräder (26,34) in entgegengesetzten Drehrichtungen antreibt.Drilling device according to claim 1, characterized in that the rotating device (29) both drive wheels (26,34) drives in opposite directions. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehvorrichtung (29) beide Antriebsräder (26,34) mit unterschiedlichen Drehzahlen antreibt.Drilling device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the rotating device (29) both Drive wheels (26,34) with different speeds drives. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Antriebsräder (26,34) Bestandteil eines Getriebes (28,33) ist und dass beide Getriebe in Längsrichtung der Gestänge (10,17) relativ zueinander verschiebbar sind und durch eine Verbindungswelle (35) verbunden sind. Drilling device according to one of claims 1-3, characterized characterized in that each of the drive wheels (26,34) Part of a gearbox (28,33) is that both Gear in the longitudinal direction of the linkage (10,17) relative are movable towards each other and by a Connection shaft (35) are connected. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengestänge (17) ein Einsteckende (23) aufweist und dass ein Außenhammer (25) vorgesehen ist, der Schläge auf das Einsteckende (23) ausführt.Drilling device according to one of claims 1-4, characterized characterized in that the outer linkage (17) Has insertion end (23) and that an outer hammer (25) is provided, the blows on the insertion end (23) executes. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengestänge (10) einen Tieflochhammer (13) enthält.Drilling device according to one of claims 1-5, characterized characterized in that the inner linkage (10) a Includes deep hole hammer (13). Bohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (28) des Innengestänges (10) an einem Führungskäfig (44) längsverschiebbar geführt ist.Drilling device according to claim 4, characterized in that the gear (28) of the inner linkage (10) on one Guide cage (44) is guided to be longitudinally displaceable. Bohrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Führungskäfig (44) die auf das Innengestänge (10) wirkende steuerbare Vorschubvorrichtung (50) abgestützt ist.Drilling device according to claim 7, characterized in that on the guide cage (44) on the inner linkage (10) acting controllable feed device (50) is supported. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass eine nur auf das Innengestänge (10) wirkende steuerbare Vorschubvorrichtung (50) als Schlagdämpfungsvorrichung ausgebildet ist.Drilling device according to one of claims 1-8, characterized characterized that one only on the inner rod (10) acting controllable feed device (50) as Impact damping device is formed. Bohrvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubvorrichtung (50) einen Hydraulikzylinder (52) aufweist, dessen Zylinderraum (55) mit einem Gasdruckspeicher (54) verbunden ist.Drilling device according to claim 9, characterized in that the feed device (50) has a hydraulic cylinder (52), the cylinder space (55) with a Gas pressure accumulator (54) is connected. Bohrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehvorrichtung (29) das Innengestänge (10) mit höherer Drehzahl antreibt als das Außengestänge (17).Drilling device according to claim 3, characterized in that the rotating device (29) with the inner linkage (10) drives higher speed than the outer linkage (17).
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