EP1985793A2 - Device for drilling and/or rotary percussion drilling in stone material - Google Patents

Device for drilling and/or rotary percussion drilling in stone material Download PDF

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EP1985793A2
EP1985793A2 EP20080450057 EP08450057A EP1985793A2 EP 1985793 A2 EP1985793 A2 EP 1985793A2 EP 20080450057 EP20080450057 EP 20080450057 EP 08450057 A EP08450057 A EP 08450057A EP 1985793 A2 EP1985793 A2 EP 1985793A2
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EP
European Patent Office
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satellite tubes
satellite
tubes
central tube
diameter
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Withdrawn
Application number
EP20080450057
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German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Dipl.-Ing. Mocivnik
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Techmo Entwicklungs und Vertriebs GmbH
Original Assignee
Techmo Entwicklungs und Vertriebs GmbH
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02—Subsoil filtering
    • E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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

Definitions

  • the invention relates to a device for drilling or rotary impact drilling in rock material, arranged with a drill pipe on a hollow, composed of drill string sections and the diameter of the drill string with its diameter exceeding drill bit, wherein the drill string is surrounded by a composite of Hüllrohrabroughen cladding.
  • a device of this type is known, for example from the WO 00/11302 or from the AT 006969 U2 .
  • Devices of this type allow not only a pure drilling, but also a percussion or rotary impact drilling, as well as a drainage of boreholes and also the creation of anchors, in which case the drill bit is preferably designed as a disposable drill bit.
  • the drill bit is preferably designed as a disposable drill bit.
  • rinsing agent fed directly over the drill bit the front of the well, which promotes flushing mined material through the openings in the present between the drill string and the cladding cavity, through which cavity the drilling material discharged from the wellbore becomes.
  • a drainage or drainage of the borehole can take place.
  • the cladding which is to be as thin as possible for cost reasons, to protect against deformation and stress and still nach67 also with large borehole lengths reliably according to the drilling progress. Furthermore, the cladding should be particularly easy to produce despite high rigidity, with special cross-sectional shapes to be avoided.
  • this composite pipe results in a particularly rigid and stable construction, which - especially only made of pipes - of inexpensive available Pipe material can be formed. It follows that the wall thicknesses of the tubes of this composite tube can be kept very thin, so that a correspondingly large space for the supply of detergent and removal of cuttings or supply of filling material is available.
  • the diameter of the satellite tubes is smaller than the diameter of the central tube.
  • a preferred embodiment is characterized in that the satellite tubes are evenly distributed on the circumference of the central tube and between the satellite tubes interstices are present, preferably the interstices have an extension transverse to the longitudinal direction of the satellite tubes approximately in the extent of each of the diameter of a satellite tube.
  • the satellite tubes are advantageously provided with recesses passing through their wall, wherein preferably the recesses in the longitudinal direction of the satellite tubes are provided linearly one behind the other, and further expediently the satellite tube close recesses with a larger cross-section than those of the satellite tubes, which are located further from the drill bit.
  • the central tube has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the drill string, but a clearance is provided for enabling a smooth rotational movement of the drill string relative to the central tube.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the satellite tubes have a circular cross-section and are welded to the central tube along the generatrix touching the central tube.
  • the drill bit opposite end of the device is advantageous with a voltage applied to the ends of the satellite tubes and an axial power transmission during rotary impact drilling enabling sleeve ring of the Drill rod is interspersed, provided, wherein the sleeve ring preferably has an attenuator and is further expediently provided for fixing the position protruding into the satellite tubes extensions.
  • a good rinsing effect or supply of cemented milk can be achieved if the recesses are provided on the satellite tubes away from the envelope of the satellite tubes and directed against the spaces between the satellite tubes.
  • the cross section of the satellite tubes is deviating from a circular cross-section, preferably oval.
  • Fig. 1 and 2 show each Schrägrissdarwolfen the devices.
  • Fig. 3 shows a detail on an enlarged scale
  • Fig. 4 a collar ring, also in oblique view.
  • a hollow drill string 1, which is formed of individual successive can be arranged and screwed together parts, the front side with a drill bit 2, as used for example for impact or rotary impact drilling provided.
  • the drill pipe 1, which has a substantially smaller diameter than the drill bit 2, is surrounded by successively arranged Hüllrohrabêten 3, wherein the number of Hüllrohrabête 3 can be increased depending on the hole depth.
  • Hüllrohrabête 3 According to Fig. 1 are two Hüllrohrab mustarde 3, which are provided immediately one behind the other, shown.
  • Each Hüllrohrabites 3 has a central tube 4, which has a slightly larger inner diameter than the outer diameter of the drill string 1, so that a smooth rotational movement of the drill string 1 relative to the central tube 4 is possible.
  • satellite tubes 5 are provided, each having a circular cross section according to the illustrated embodiment. They extend parallel to the longitudinal axis of the drill string 1 and the central tube 4 and are rigidly connected to the central tube 4 with a generatrix applied to the central tube, for example by a welded connection.
  • the satellite tubes 5 are, as far as the cross section is concerned, designed to be identical to one another.
  • the length of the satellite tubes 5 is equal to the length of the central tube 4.
  • the satellite tubes 5 all have the same outer diameter and the envelope of the satellite tubes is less than or equal to the bore hole inside diameter. According to the illustrated embodiment, six satellite tubes 5 are distributed uniformly on the outer circumference of the central tube 4, wherein between the satellite tubes 5 each have a gap 6 is released, which gap has a minimum dimension which corresponds approximately to an outer diameter of a satellite tube 5.
  • sleeves 7 are used, which protrude beyond the ends of the satellite tubes 5 and serve for insertion into the satellite tubes 5 of the adjacent Hüllrohrabiteses. These sleeves allow a line connection of the successive satellite tubes. 5
  • the satellite tubes 5 have over the longitudinal extension of a plurality of recesses 8, which pass through their wall so that detergent and / or filling material, such as cement slurry, can penetrate through the satellite tubes 5 to the outside.
  • the recesses 8 of the near the drill bit 2 lying satellite tubes 5 preferably have a larger cross-section than the recesses 8 of the satellite tubes 5, which are further away from the drill bit 2 are. It is also possible that some Hüllrohrabête 3 are formed without recesses 8, so that they are only the forwarding of detergent and / or cement milk from a Hüllrohrabêt 3 to the next Hüllrohrabêt 3.
  • the satellite tubes 5 which preferably have a circular cross-section, could also have a restricted cross-section, for example an oval cross-section, even in confined spaces, ie with small borehole diameters.
  • Both the satellite tubes 5 and the central tube 4 are preferably formed of aluminum or an aluminum alloy.
  • they could also be made of plastic, which is particularly advantageous if already formed in the wellbore with the device according to the invention anchors are to be processed again, for example, to enlarge a tunnel cross-section, so that a cutting machine, etc. only with plastic and rock, not but comes in contact with a metal.
  • Fig. 3 is a recess 8 of a satellite tube 5 shown in detail, which is provided with a pivoting flap 9, so that only an outflow of the supplied agent is made possible by the recess 8, but no penetration of cuttings, etc.
  • a sleeve ring 10 For axial power transmission during rotary impact drilling is a sleeve ring 10 which is formed of two metal plates 11 and intervening of an elastic material 12 for the purpose of damping.
  • This sleeve ring 10 has for securing the position at one end in the satellite tubes 5 usable extensions 13 and thus can be connected to the last Hüllrohrabêt 3, i. At the averted from the drill bit 2 end of the device Hüllrohrab mustard 3, are plugged, whereby a gentle force application is given in drilling direction during impact drilling and rotary impact drilling and deformation of the last Hüllrohrabiteses 3 is prevented.

Abstract

The arrangement has a hollow drilling rod (1) of assembled rod sections and a larger diameter drilling crown (2), whereby the drilling rod is enveloped by a multi-section envelope pipe. The envelope pipe sections protruding into the rock material are formed by a central pipe (4) and satellite pipes (5), whereby the envelope end of the satellite pipe has a diameter less than or equal to the borehole diameter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bohren bzw. Drehschlagbohren in Gesteinsmaterial, mit einer an einem hohlen, aus Bohrgestängeabschnitten zusammengesetzten Bohrgestänge angeordneten und den Durchmesser des Bohrgestänges mit ihrem Durchmesser übersteigenden Bohrkrone, wobei das Bohrgestänge von einem aus Hüllrohrabschnitten zusammengesetzten Hüllrohr umgeben ist.The invention relates to a device for drilling or rotary impact drilling in rock material, arranged with a drill pipe on a hollow, composed of drill string sections and the diameter of the drill string with its diameter exceeding drill bit, wherein the drill string is surrounded by a composite of Hüllrohrabschnitten cladding.

Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise bekannt aus der WO 00/11302 oder aus der AT 006969 U2 . Vorrichtungen dieser Art ermöglichen nicht nur ein reines Bohren, sondern auch ein Schlag- oder Drehschlagbohren, sowie ein Drainagieren von Bohrlöchern und auch das Erstellen von Verankerungen, in welchem Fall die Bohrkrone vorzugsweise als Einwegbohrkrone ausgebildet ist. Hierbei wird über ein Bohrgestänge, welches die Bohrkrone trägt, Spülmittel unmittelbar über die Bohrkrone der Stirn des Bohrloches zugeleitet, welches Spülmittel abgebautes Bohrmaterial über die Durchtrittsöffnungen in den zwischen dem Bohrgestänge und dem Hüllrohr vorhandenen Hohlraum fördert, durch welchen Hohlraum das Bohrmaterial aus dem Bohrloch ausgefördert wird. Dabei kann auch eine Entwässerung bzw. Drainagierung des Bohrloches stattfinden.A device of this type is known, for example from the WO 00/11302 or from the AT 006969 U2 , Devices of this type allow not only a pure drilling, but also a percussion or rotary impact drilling, as well as a drainage of boreholes and also the creation of anchors, in which case the drill bit is preferably designed as a disposable drill bit. In this case, via a drill string, which carries the drill bit, rinsing agent fed directly over the drill bit the front of the well, which promotes flushing mined material through the openings in the present between the drill string and the cladding cavity, through which cavity the drilling material discharged from the wellbore becomes. In this case, a drainage or drainage of the borehole can take place.

Eine wesentliche Anforderung an eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist neben einer zuverlässigen Spülmittel- bzw. Wasserabfuhr sowie einer zuverlässigen Abfuhr des abgebauten Bohrmaterials, d.h. des Bohrkleins, darin zu sehen, das Hüllrohr, das aus Kostengründen möglichst dünnwandig sein soll, vor Verformungen und Belastungen zu schützen und trotzdem auch bei großen Bohrlochlängen zuverlässig entsprechend dem Bohrfortgang nachzusetzen. Weiters soll das Hüllrohr trotz hoher Steifigkeit besonders einfach herstellbar sein, wobei Sonderquerschnittsformen vermieden werden sollen.An essential requirement of a device of the type described above, in addition to a reliable Spülmittel- or water removal and a reliable removal of the mined drilling material, i. of the cuttings to see therein, the cladding, which is to be as thin as possible for cost reasons, to protect against deformation and stress and still nachsetzen also with large borehole lengths reliably according to the drilling progress. Furthermore, the cladding should be particularly easy to produce despite high rigidity, with special cross-sectional shapes to be avoided.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass die in das Gesteinsmaterial ragenden Hüllrohrabschnitte jeweils von einem Zentralrohr und an dessen Außenfläche angeordneten Satellitenrohren, die am Zentralrohr befestigt oder mit ihm integral ausgebildet sind, gebildet sind, wobei die Einhüllende der Satellitenrohre einen Durchmesser kleiner oder gleich dem Bohrlochdurchmesser aufweist.This object is achieved in a device of the type described above in that the projecting into the rock material Hüllrohrabschnitte each of a central tube and arranged on the outer surface of satellite tubes, which are attached to the central tube or integrally formed therewith formed, wherein the envelope of the satellite tubes has a diameter less than or equal to the borehole diameter.

Durch diesen Rohrverbund ergibt sich eine besonders steife und stabile Konstruktion, die - zumal nur aus Rohren hergestellt - von kostengünstig zur Verfügung stehendem Rohrmaterial gebildet werden kann. Daraus folgt, dass die Wandstärken der Rohre dieses Rohrverbundes sehr dünn gehalten werden können, sodass ein entsprechend großer Raum zur Zufuhr von Spülmittel und Abfuhr von Bohrklein bzw. Zufuhr von Füllmaterial zur Verfügung steht.By this composite pipe results in a particularly rigid and stable construction, which - especially only made of pipes - of inexpensive available Pipe material can be formed. It follows that the wall thicknesses of the tubes of this composite tube can be kept very thin, so that a correspondingly large space for the supply of detergent and removal of cuttings or supply of filling material is available.

Vorzugsweise ist der Durchmesser der Satellitenrohre kleiner als der Durchmesser des Zentralrohrs.Preferably, the diameter of the satellite tubes is smaller than the diameter of the central tube.

Besonders einfach gestaltet sich die Herstellung der Vorrichtung, wenn die Satellitenrohre mit ihrer Längserstreckung parallel zur Längserstreckung des Zentralrohres angeordnet sind.Particularly simple is the manufacture of the device when the satellite tubes are arranged with their longitudinal extent parallel to the longitudinal extent of the central tube.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre gleichmäßig am Umfang des Zentralrohrs verteilt vorgesehen sind und zwischen den Satellitenrohren Zwischenräume vorhanden sind, wobei vorzugsweise die Zwischenräume eine Ausdehnung quer zur Längsrichtung der Satellitenrohre etwa im Ausmaß jeweils des Durchmessers eines Satellitenrohres aufweisen.A preferred embodiment is characterized in that the satellite tubes are evenly distributed on the circumference of the central tube and between the satellite tubes interstices are present, preferably the interstices have an extension transverse to the longitudinal direction of the satellite tubes approximately in the extent of each of the diameter of a satellite tube.

Zur Zufuhr von Spülmittel bzw. zur Zufuhr von Füllmaterial in das Bohrloch sind vorteilhaft die Satellitenrohre mit ihre Wand durchsetzenden Ausnehmungen versehen, wobei vorzugsweise die Ausnehmungen in Längsrichtung der Satellitenrohre linear hintereinander vorgesehen sind, und wobei weiters zweckmäßig die der Bohrkrone nahe liegenden Satellitenrohre Ausnehmungen mit einem größeren Querschnitt aufweisen als jene der Satellitenrohre, die von der Bohrkrone weiter entfernt angeordnet sind.For supplying detergent or for the supply of filling material into the well, the satellite tubes are advantageously provided with recesses passing through their wall, wherein preferably the recesses in the longitudinal direction of the satellite tubes are provided linearly one behind the other, and further expediently the satellite tube close recesses with a larger cross-section than those of the satellite tubes, which are located further from the drill bit.

Für diese Bohrlöcher werden mehrere Hüllrohrabschnitte hintereinander angeordnet, wobei zweckmäßig die Satellitenrohre von Hülsen gebildete Steckverbindungen aufweisen, die jeweils an einem Ende der Satellitenrohre eingesetzt sind und zur Ermöglichung eines Durchflusses durch hintereinander liegende Satellitenrohre hohl ausgebildet sind.For these holes several Hüllrohrabschnitte are arranged one behind the other, wherein expediently the satellite tubes of sleeves formed plug-in connections, which are each inserted at one end of the satellite tubes and hollow to allow a flow through successive satellite tubes are formed.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Zentralrohr einen Innendurchmesser auf, der in etwa dem Außendurchmesser des Bohrgestänges entspricht, wobei jedoch ein Spiel zur Ermöglichung einer leichtgängigen Drehbewegung des Bohrgestänges gegenüber dem Zentralrohr vorgesehen ist.According to a preferred embodiment, the central tube has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the drill string, but a clearance is provided for enabling a smooth rotational movement of the drill string relative to the central tube.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre einen Kreisquerschnitt aufweisen und entlang der das Zentralrohr berührenden Erzeugenden mit dem Zentralrohr verschweißt sind.A further preferred embodiment is characterized in that the satellite tubes have a circular cross-section and are welded to the central tube along the generatrix touching the central tube.

Als Material sowohl für das Zentralrohr als auch für die Satellitenrohre hat sich Aluminium oder eine Aluminiumlegierung bewährt. Wenn es nach dem Versetzen der Vorrichtung in einem Bohrloch und Verankern in demselben zu einer Zerstörung der Vorrichtung bei weiterem Vortrieb eines Tunnels durch eine Schrämmaschine etc. kommen kann, so empfiehlt es sich, als Material für das Zentralrohr und auch für die Satellitenrohre Kunststoff einzusetzen.As a material for both the central tube and the satellite tubes aluminum or an aluminum alloy has been proven. If it can come after the displacement of the device in a borehole and anchoring in the same destruction of the device with further tunneling of a tunnel through a cutting machine, etc., it is recommended to use as a material for the central tube and for the satellite pipes plastic.

Um einen Vorschub der Hüllrohrabschnitte beim Vortrieb der Bohrkrone, also bei fortschreitender Bohrlochtiefe, zu sichern, insbesondere beim Drehschlagbohren, ist vorteilhaft das der Bohrkrone gegenüberliegende Ende der Vorrichtung mit einem an den Enden der Satellitenrohre anliegenden und eine axiale Kraftübertragung beim Drehschlagbohren ermöglichenden Manschettenring, der vom Bohrgestänge durchsetzt ist, versehen, wobei der Manschettenring vorzugsweise ein Dämpfungsglied aufweist und weiters zweckmäßig zur Lagefixierung mit in die Satellitenrohre ragenden Fortsätzen versehen ist.In order to ensure a feed of the Hüllrohrabschnitte in the propulsion of the drill bit, ie at progressing hole depth, especially in rotary impact drilling, the drill bit opposite end of the device is advantageous with a voltage applied to the ends of the satellite tubes and an axial power transmission during rotary impact drilling enabling sleeve ring of the Drill rod is interspersed, provided, wherein the sleeve ring preferably has an attenuator and is further expediently provided for fixing the position protruding into the satellite tubes extensions.

Es kann von Vorteil für das Ausfördern des Bohrkleins sein, wenn die Satellitenrohre sich über das Zentralrohr schraubenlinienförmig erstrecken.It may be advantageous for the outfeed of the cuttings if the satellite tubes extend helically over the central tube.

Eine gute Spülwirkung bzw. Zuführung von Zementmilch lässt sich erzielen, wenn die Ausnehmungen an den Satellitenrohren abseits der Einhüllenden der Satellitenrohre und gegen die Zwischenräume zwischen den Satellitenrohren gerichtet vorgesehen sind.A good rinsing effect or supply of cemented milk can be achieved if the recesses are provided on the satellite tubes away from the envelope of the satellite tubes and directed against the spaces between the satellite tubes.

Für besondere Einsatzzwecke, beispielsweise für Bohrlöcher mit geringem Durchmesser, ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt der Satellitenrohre abweichend von einem Kreisquerschnitt ausgebildet ist, vorzugsweise oval ist.For special applications, for example, for bores with a small diameter, it is advantageous if the cross section of the satellite tubes is deviating from a circular cross-section, preferably oval.

Um während des Spülvorganges ein Eindringen von Bohrklein in das Innere der Satellitenrohre zu verhindern, weisen diese vorteilhaft dieses Eindringen verhindernde Vorrichtungen, wie z.B. Schwenkklappen, auf.In order to prevent penetration of drill cuttings into the interior of the satellite tubes during the flushing process, these advantageously prevent these penetration-preventing devices, such as e.g. Swing flaps, open.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 jeweils Schrägrissdarstellungen der Vorrichtungen zeigen. Fig. 3 zeigt ein Detail in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 einen Manschettenring, ebenfalls in Schrägrissdarstellung.The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing, wherein the Fig. 1 and 2 show each Schrägrissdarstellungen the devices. Fig. 3 shows a detail on an enlarged scale, Fig. 4 a collar ring, also in oblique view.

Ein hohles Bohrgestänge 1, das aus einzelnen hintereinander anordenbaren und miteinander verschraubbaren Teilen gebildet ist, ist stirnseitig mit einer Bohrkrone 2, wie sie z.B. zum Schlag- oder Drehschlagbohren verwendet wird, versehen. Das Bohrgestänge 1, das einen wesentlich geringeren Durchmesser als die Bohrkrone 2 aufweist, ist von hintereinander angeordneten Hüllrohrabschnitten 3 umgeben, wobei die Anzahl der Hüllrohrabschnitte 3 je nach Bohrlochtiefe vergrößerbar ist. Gemäß Fig. 1 sind zwei Hüllrohrabschnitte 3, die unmittelbar hintereinander liegend vorgesehen sind, dargestellt.A hollow drill string 1, which is formed of individual successive can be arranged and screwed together parts, the front side with a drill bit 2, as used for example for impact or rotary impact drilling provided. The drill pipe 1, which has a substantially smaller diameter than the drill bit 2, is surrounded by successively arranged Hüllrohrabschnitten 3, wherein the number of Hüllrohrabschnitte 3 can be increased depending on the hole depth. According to Fig. 1 are two Hüllrohrabschnitte 3, which are provided immediately one behind the other, shown.

Jeder Hüllrohrabschnitt 3 weist ein Zentralrohr 4 auf, das einen geringfügig größeren Innendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Bohrgestänges 1 beträgt, sodass eine leichtgängige Drehbewegung des Bohrgestänges 1 gegenüber dem Zentralrohr 4 möglich ist. An der äußeren Oberfläche des Zentralrohres 4 sind Satellitenrohre 5 vorgesehen, die gemäß der dargestellten Ausführungsform jeweils einen Kreisquerschnitt aufweisen. Sie erstrecken sich parallel zur Längsachse des Bohrgestänges 1 bzw. des Zentralrohres 4 und sind mit einer am Zentralrohr anliegenden Erzeugenden mit dem Zentralrohr 4 starr verbunden, beispielsweise durch eine Schweißverbindung. Die Satellitenrohre 5 sind, was den Querschnitt betrifft, untereinander gleich gestaltet.Each Hüllrohrabschnitt 3 has a central tube 4, which has a slightly larger inner diameter than the outer diameter of the drill string 1, so that a smooth rotational movement of the drill string 1 relative to the central tube 4 is possible. On the outer surface of the central tube 4 satellite tubes 5 are provided, each having a circular cross section according to the illustrated embodiment. They extend parallel to the longitudinal axis of the drill string 1 and the central tube 4 and are rigidly connected to the central tube 4 with a generatrix applied to the central tube, for example by a welded connection. The satellite tubes 5 are, as far as the cross section is concerned, designed to be identical to one another.

Die Länge der Satellitenrohre 5 ist gleich der Länge des Zentralrohres 4. Die Satellitenrohre 5 weisen alle den gleichen Außendurchmesser auf und die Einhüllende der Satellitenrohre ist kleiner oder gleich dem Bohrlochinnendurchmesser. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Satellitenrohre 5 gleichmäßig am Außenumfang des Zentralrohres 4 verteilt angeordnet, wobei zwischen den Satellitenrohren 5 jeweils ein Zwischenraum 6 freigelassen ist, welcher Zwischenraum eine minimale Abmessung hat, die in etwa einem Außendurchmesser eines Satellitenrohres 5 entspricht.The length of the satellite tubes 5 is equal to the length of the central tube 4. The satellite tubes 5 all have the same outer diameter and the envelope of the satellite tubes is less than or equal to the bore hole inside diameter. According to the illustrated embodiment, six satellite tubes 5 are distributed uniformly on the outer circumference of the central tube 4, wherein between the satellite tubes 5 each have a gap 6 is released, which gap has a minimum dimension which corresponds approximately to an outer diameter of a satellite tube 5.

Zur drehfesten Verbindung zweier Hüllrohrabschnitte 3 miteinander sind in den Satellitenrohren 5, und zwar jeweils an einem Ende der Satellitenrohre 5, Hülsen 7 eingesetzt, die über die Enden der Satellitenrohre 5 vorragen und zum Einsetzen in die Satellitenrohre 5 des benachbarten Hüllrohrabschnittes dienen. Diese Hülsen ermöglichen eine leitungsmäßige Verbindung der hintereinander liegenden Satellitenrohre 5.For non-rotatable connection of two Hüllrohrabschnitte 3 with each other in the satellite tubes 5, respectively at one end of the satellite tubes 5, sleeves 7 are used, which protrude beyond the ends of the satellite tubes 5 and serve for insertion into the satellite tubes 5 of the adjacent Hüllrohrabschnittes. These sleeves allow a line connection of the successive satellite tubes. 5

Die Satellitenrohre 5 weisen über die Längserstreckung mehrere Ausnehmungen 8 auf, die ihre Wand durchsetzen, sodass Spülmittel und/oder Füllmaterial, wie Zementmilch, durch die Satellitenrohre 5 nach außen dringen kann. Die Ausnehmungen 8 der nahe der Bohrkrone 2 liegenden Satellitenrohre 5 weisen vorzugsweise einen größeren Querschnitt auf als die Ausnehmungen 8 der Satellitenrohre 5, die von der Bohrkrone 2 weiter entfernt angeordnet sind. Es ist auch möglich, dass einige Hüllrohrabschnitte 3 ohne Ausnehmungen 8 ausgebildet sind, sodass sie lediglich der Weiterleitung von Spülmittel und/oder Zementmilch von einem Hüllrohrabschnitt 3 zum nächsten Hüllrohrabschnitt 3 dienen.The satellite tubes 5 have over the longitudinal extension of a plurality of recesses 8, which pass through their wall so that detergent and / or filling material, such as cement slurry, can penetrate through the satellite tubes 5 to the outside. The recesses 8 of the near the drill bit 2 lying satellite tubes 5 preferably have a larger cross-section than the recesses 8 of the satellite tubes 5, which are further away from the drill bit 2 are. It is also possible that some Hüllrohrabschnitte 3 are formed without recesses 8, so that they are only the forwarding of detergent and / or cement milk from a Hüllrohrabschnitt 3 to the next Hüllrohrabschnitt 3.

Die Satellitenrohre 5, die vorzugsweise einen Kreisquerschnitt aufweisen, könnten jedoch auch bei beengten Platzverhältnissen, also bei geringen Bohrlochdurchmessern, einen anderen Querschnitt, beispielsweise einen ovalen Querschnitt, aufweisen. Sowohl die Satellitenrohre 5 als auch das Zentralrohr 4 sind vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Sie könnten jedoch auch aus Kunststoff gebildet sein, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn bereits im Bohrloch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebildete Verankerungen wiederum zu bearbeiten sind, beispielsweise um einen Tunnelquerschnitt zu vergrößern, sodass eine Schrämmaschine etc. lediglich mit Kunststoff und Gestein, nicht jedoch mit einem Metall in Kontakt gelangt.However, the satellite tubes 5, which preferably have a circular cross-section, could also have a restricted cross-section, for example an oval cross-section, even in confined spaces, ie with small borehole diameters. Both the satellite tubes 5 and the central tube 4 are preferably formed of aluminum or an aluminum alloy. However, they could also be made of plastic, which is particularly advantageous if already formed in the wellbore with the device according to the invention anchors are to be processed again, for example, to enlarge a tunnel cross-section, so that a cutting machine, etc. only with plastic and rock, not but comes in contact with a metal.

Gemäß der Fig. 3 ist eine Ausnehmung 8 eines Satellitenrohres 5 im Detail dargestellt, die mit einer Schwenkklappe 9 versehen ist, sodass lediglich ein Ausströmen des zugeführten Mittels durch die Ausnehmung 8 ermöglicht wird, jedoch kein Eindringen von Bohrklein etc.According to the Fig. 3 is a recess 8 of a satellite tube 5 shown in detail, which is provided with a pivoting flap 9, so that only an outflow of the supplied agent is made possible by the recess 8, but no penetration of cuttings, etc.

Zur axialen Kraftübertragung beim Drehschlagbohren dient ein Manschettenring 10, der von zwei Metallplatten 11 und dazwischenliegend von einem elastischen Material 12 zwecks Dämpfung gebildet ist. Dieser Manschettenring 10 weist zur Lagesicherung an einem Ende in die Satellitenrohre 5 einsetzbare Fortsätze 13 auf und kann somit an den letzten Hüllrohrabschnitt 3, d.h. an den am von der Bohrkrone 2 abgewendeten Ende der Vorrichtung liegenden Hüllrohrabschnitt 3, aufgesteckt werden, wodurch beim Schlagbohren und Drehschlagbohren ein schonendes Kraftaufbringen in Bohrrichtung gegeben ist und eine Verformung des letzten Hüllrohrabschnittes 3 verhindert wird.For axial power transmission during rotary impact drilling is a sleeve ring 10 which is formed of two metal plates 11 and intervening of an elastic material 12 for the purpose of damping. This sleeve ring 10 has for securing the position at one end in the satellite tubes 5 usable extensions 13 and thus can be connected to the last Hüllrohrabschnitt 3, i. At the averted from the drill bit 2 end of the device Hüllrohrabschnitt 3, are plugged, whereby a gentle force application is given in drilling direction during impact drilling and rotary impact drilling and deformation of the last Hüllrohrabschnittes 3 is prevented.

Claims (18)

Vorrichtung zum Bohren bzw. Drehschlagbohren in Gesteinsmaterial, mit einer an einem hohlen, aus Bohrgestängeabschnitten zusammengesetzten Bohrgestänge (1) angeordneten und den Durchmesser des Bohrgestänges mit ihrem Durchmesser übersteigenden Bohrkrone (2), wobei das Bohrgestänge (1) von einem aus Hüllrohrabschnitten (3) zusammengesetzten Hüllrohr umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Gesteinsmaterial ragenden Hüllrohrabschnitte (3) jeweils von einem Zentralrohr (4) und an dessen Außenfläche angeordneten Satellitenrohren (5), die am Zentralrohr (4) befestigt oder mit ihm integral ausgebildet sind, gebildet sind, wobei die Einhüllende der Satellitenrohre (5) einen Durchmesser kleiner oder gleich dem Bohrlochdurchmesser aufweist.A device for drilling or rotary impact drilling in rock material, comprising a drill bit (2) arranged on a hollow drill pipe section (1) and exceeding the diameter of the drill pipe with its diameter, the drill pipe (1) being guided by a sleeve pipe section (3). is surrounded by a composite tube, characterized in that the projecting into the rock material Hüllrohrabschnitte (3) each of a central tube (4) and arranged on the outer surface of satellite tubes (5) which are attached to the central tube (4) or integrally formed therewith formed are, wherein the envelope of the satellite tubes (5) has a diameter less than or equal to the borehole diameter. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Satellitenrohre (5) kleiner ist als der Durchmesser des Zentralrohrs (4).Apparatus according to claim 1, characterized in that the diameter of the satellite tubes (5) is smaller than the diameter of the central tube (4). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre (5) mit ihrer Längserstreckung parallel zur Längserstreckung des Zentralrohres (4) angeordnet sind.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the satellite tubes (5) are arranged with their longitudinal extent parallel to the longitudinal extent of the central tube (4). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre (5) gleichmäßig am Umfang des Zentralrohrs (4) verteilt vorgesehen sind und zwischen den Satellitenrohren (5) Zwischenräume (6) vorhanden sind, wobei vorzugsweise die Zwischenräume (6) eine Ausdehnung quer zur Längsrichtung der Satellitenrohre etwa im Ausmaß jeweils des Durchmessers eines Satellitenrohres (5) aufweisen.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the satellite tubes (5) are distributed uniformly on the circumference of the central tube (4) and between the satellite tubes (5) spaces (6) are present, preferably the intermediate spaces (6) an extent transverse to the longitudinal direction of the satellite tubes approximately in the extent of each of the diameter of a satellite tube (5). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre (5) mit ihre Wand durchsetzenden Ausnehmungen (8) versehen sind.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the satellite tubes (5) are provided with their wall passing through recesses (8). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (8) in Längsrichtung der Satellitenrohre (5) linear hintereinander vorgesehen sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the recesses (8) are provided in the longitudinal direction of the satellite tubes (5) linearly one behind the other. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der Bohrkrone (2) nahe liegenden Satellitenrohre (5) Ausnehmungen mit einem größeren Querschnitt aufweisen als jene der Satellitenrohre (5), die von der Bohrkrone (2) weiter entfernt angeordnet sind.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the drill bit (2) proximate satellite tubes (5) have recesses with a larger cross-section than those of the satellite tubes (5), which are arranged further from the drill bit (2). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre (5) von Hülsen (7) gebildete Steckverbindungen aufweisen, die jeweils an einem Ende der Satellitenrohre (5) eingesetzt sind und zur Ermöglichung eines Durchflusses durch hintereinander liegende Satellitenrohre (5) hohl ausgebildet sind.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the satellite tubes (5) of sleeves (7) have formed plug-in connections which are each inserted at one end of the satellite tubes (5) and to enable a flow through successive satellite tubes (5 ) are hollow. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrohr (4) einen Innendurchmesser aufweist, der in etwa dem Außendurchmesser des Bohrgestänges (1) entspricht, wobei jedoch ein Spiel zur Ermöglichung einer leichtgängigen Drehbewegung des Bohrgestänges (1) gegenüber dem Zentralrohr (4) vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the central tube (4) has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the drill string (1), but a game to allow a smooth rotational movement of the drill string (1) relative to the Central tube (4) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre (5) einen Kreisquerschnitt aufweisen und entlang der das Zentralrohr (4) berührenden Erzeugenden mit dem Zentralrohr (4) verschweißt sind.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the satellite tubes (5) have a circular cross-section and along the central tube (4) contacting generatrix with the central tube (4) are welded. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Zentralrohr (4) als auch die Satellitenrohre (5) aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder aus Kunststoff gebildet sind.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that both the central tube (4) and the satellite tubes (5) made of aluminum, an aluminum alloy or plastic are formed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das der Bohrkrone (2) gegenüberliegende Ende der Vorrichtung mit einem an den Enden der Satellitenrohre anliegenden und eine axiale Kraftübertragung beim Drehschlagbohren ermöglichenden Manschettenring (10), der vom Bohrgestänge (1) durchsetzt ist, versehen ist.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the drill bit (2) opposite the end of the device with a voltage applied to the ends of the satellite tubes and an axial force transmission during rotary impact drilling enabling sleeve ring (10) from the drill pipe (1) is, is provided. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Manschettenring (10) ein Dämpfungsglied (12) aufweist.Apparatus according to claim 12, characterized in that the sleeve ring (10) comprises an attenuator (12). Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Manschettenring (10) mit in die Satellitenrohre (5) ragenden Fortsätzen (13) versehen ist.Device according to claim 12 or 13, characterized in that the collar ring (10) is provided with extensions (13) projecting into the satellite tubes (5). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 und/oder 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenrohre (5) sich über das Zentralrohr (4) schraubenlinienförmig erstrecken.Device according to one of claims 1 or 2 and / or 4 to 14, characterized in that the satellite tubes (5) extend helically over the central tube (4). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (8) an den Satellitenrohren (5) abseits der Einhüllenden der Satellitenrohre (5) und gegen die Zwischenräume (6) zwischen den Satellitenrohren (5) gerichtet vorgesehen sind.Device according to one of claims 5 to 15, characterized in that the recesses (8) on the satellite tubes (5) away from the envelope of the satellite tubes (5) and directed against the spaces (6) between the satellite tubes (5) are provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Satellitenrohre (5) abweichend von einem Kreisquerschnitt ausgebildet ist, vorzugsweise oval ist.Device according to one of claims 1 to 10 and / or 12 to 16, characterized in that the cross section of the satellite tubes (5) deviating from a circular cross-section is formed, preferably oval. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (8) mit ein Einströmen in das Innere der Satellitenrohre (5) verhindernden Einrichtungen, wie Schwenkklappen (9), versehen sind.Device according to one of claims 5 to 17, characterized in that the recesses (8) are provided with an inflow into the interior of the satellite tubes (5) preventing means, such as pivoting flaps (9).
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