EP2299049B1 - Coupling for drilling rods - Google Patents

Coupling for drilling rods Download PDF

Info

Publication number
EP2299049B1
EP2299049B1 EP10008881.4A EP10008881A EP2299049B1 EP 2299049 B1 EP2299049 B1 EP 2299049B1 EP 10008881 A EP10008881 A EP 10008881A EP 2299049 B1 EP2299049 B1 EP 2299049B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connection
plug
coupling
drill pipe
elements
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.)
Active
Application number
EP10008881.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2299049A3 (en
EP2299049A2 (en
Inventor
Josef Püttmann
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.)
Tracto Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Tracto Technik GmbH and Co KG
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 Tracto Technik GmbH and Co KG filed Critical Tracto Technik GmbH and Co KG
Publication of EP2299049A2 publication Critical patent/EP2299049A2/en
Publication of EP2299049A3 publication Critical patent/EP2299049A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2299049B1 publication Critical patent/EP2299049B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/046Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches

Definitions

  • the invention relates to a plug-in coupling for a drill pipe, as well as a one or more such plug-in couplings exhibiting drill pipe.
  • Horizontal drilling devices are known from the prior art in which a drill pipe with a drilling head fastened to its front end is introduced into the soil via a drive device arranged in a starting excavation pit or on the earth's surface.
  • a thrust and torque are transmitted to the drill head in order to drive this within the soil.
  • this drive device additionally with a percussion drive, which can be activated if necessary, when the drill head in the ground encounters an obstacle, such as a boulder.
  • the generation of impact pulses and their transmission via the drill pipe to the drill head, the obstacle should be destroyed, so that subsequently can be used again in the normal, ie pushing and rotating drilling operation.
  • CH 223 733 A discloses a rock drill with replaceable rock drill head.
  • the rock drill head is provided with a conical approach.
  • an extension drill pipe is described, which is open on both sides and whose bore merges at the ends in conical extensions, which serve for receiving detachable associated components, in particular for inserting the conical approach of the rock drill head.
  • the rock drill thus has a plug-in coupling with at least two coupling elements, wherein the coupling elements have a first corresponding coupling surface pair, namely the conical projection and the conical expansion, wherein the coupling surface pair is designed to be tapered, ie conical here.
  • the present invention seeks to provide an existing of a variety of rod sections drill pipe in which the rod sections can be easily connected to each other and ensures a secure transmission of torque and high pressure forces.
  • An inventive drill string consists of a plurality of rod sections, wherein the individual rod sections are at least partially connected to each other via a plug-in coupling designed according to the invention.
  • An inventive plug-in coupling for such a drill string has at least two coupling elements, wherein the coupling elements form at least a first corresponding pair of coupling surfaces, which is tapered, so that when a loading of the plug-in coupling with pressure forces a (possible) clearance-free clamping is generated.
  • the clamp generated according to the invention between the two coupling elements of the plug-in coupling ensures a direct and loss-free as possible transmission of compressive forces and impact pulses over the existing drill string consisting of several rod sections.
  • the plug-in coupling of the invention has a relatively small taper angle (i.e., the angle that the tapered surface makes with the longitudinal axis of the respective coupling element). This is preferably not more than 10 ° and more preferably not more than 5 ° (based on the longitudinal axes of the coupling elements).
  • the two coupling elements of the plug-in coupling can be provided with corresponding conical sections.
  • the coupling elements have at least a second corresponding pair of coupling surfaces via which a torque can be transmitted in the engaged state of the plug-in coupling.
  • the drill pipe can be provided at its front end with an oblique control surface are generated by the transverse (to the longitudinal axis of the drill string) directed forces that lead to a lateral deflection of the front end of the drill string.
  • a reversal can be achieved by rotating the drill string manually or by means of a corresponding (rotary) drive by a defined angle about its longitudinal axis, so that the oblique control surface is realigned.
  • a quasi-straight bore course can in principle be achieved by continuously rotating the drill string so that the transversely directed (deflection) forces are compensated in the course of one revolution of the front end of the drill string.
  • a drilling device e.g. can be controlled by an inclined control surface at the front end of the drill string
  • To transmit a torque or to form the second corresponding coupling surface pair is provided to provide one of the coupling elements with a mandrel which is flattened at least on one side to form a coupling surface and in the engaged state of the plug-in coupling in a recess of second coupling element in which in turn a corresponding coupling surface is formed, engages.
  • the coupling elements have at least a third corresponding pair of coupling surfaces via which tensile forces can be transmitted in the engaged state of the plug-in coupling.
  • Tensile forces can be exerted on the drill pipe, for example, to retract it after the creation of a hole. If the tensile forces are so great that thereby the frictional connection of the first corresponding pair of coupling surfaces of the or the plug-in couplings is released, a complete release of the individual plug-in coupling (s) is prevented by the third coupling surface pair. A complete release of one of the plug-in couplings of the drill string could cause the separated part of the drill pipe would have to be recovered by excavation.
  • plug-in coupling according to the invention can be provided that between two relative positions of the coupling elements, in which either the first coupling surface pair or the third pair of coupling surfaces abutting each other, a displacement is provided. This displacement can be provided to make the plug-in detachable.
  • the plug-in coupling according to the invention can also be provided that in the two relative positions of the two coupling elements to each other, the second pair of coupling surfaces abutting each other, so that both during the propulsion and during the retraction of the drill string (ie, if tensile forces are applied thereto) a transmission a torque on the plug-in coupling is possible.
  • the plug-in coupling can be designed so that it is detachable by the two coupling elements are first pivoted to each other and then one of the coupling elements is rotated by a defined angle about its own longitudinal axis.
  • a transverse opening can be provided in one of the coupling elements, into which e.g. a wedge can be driven, by which a force for releasing the clamping is exerted on the corresponding other coupling element.
  • a further preferred embodiment of the drill pipe according to the invention provides that the rod sections are at least partially tubular.
  • the weight of the individual rod sections of the drill string can be reduced.
  • a drill pipe to be generated which can transmit high impact pulses, tensile forces and torques, but at the same time is so flexible that reaches a good steerability in the ground can be.
  • the rod sections of the drill string may further include a marker, e.g. a one-sided flattening in a drill pipe with round cross-section, have, by means of which the roll angle can be determined visually or automatically within the soil.
  • a marker e.g. a one-sided flattening in a drill pipe with round cross-section
  • the Fig. 1 shows two rod sections 1 of a drill string according to the invention, which are tubular with a circular cross-section.
  • the rod sections 1 each have two coupling elements on the end, which form a plug-in coupling according to the invention.
  • the two rod sections 1 can be connected to each other, the transmission of tensile and compressive forces and a torque in both directions is possible.
  • One of the coupling elements on each rod section 1 is formed as a plug-in part 2, which is inserted into the other coupling element of the adjacent rod section 1 formed as a receiving part 3.
  • the coupling element designed as a plug-in part 2 has a shaft 4 which has a circular cross-section.
  • This shaft 4 merges into a locking shoulder 5, which is likewise produced starting from a circular cross-section, which projects beyond the diameter of the shaft 4, but which has been flattened on two opposite sides by the milling of plane surfaces 6.
  • the locking shoulder 5 is tapered in conical shape with a small taper angle of about 5 ° (see. Fig. 2 ).
  • the male part merges into a mandrel 7 which, like the locking shoulder 5, has been produced starting from a circular cross-section with a diameter smaller than that of the shaft 4 by milling plane surfaces 8 on two opposite sides ,
  • the plane surfaces 6 of the locking portion 5 are rotated by 90 ° (with respect to the longitudinal axis of the respective rod assembly) to the flat surfaces 8 of the mandrel 7.
  • the central bore 9 merges on the front side into a mandrel opening 10 whose width is slightly greater than the distance between the two plane surfaces 8 of the mandrel 7;
  • the mandrel 7 extends in the engaged state of the plug-in coupling with its front portion in this mandrel opening 10 (see. Fig. 2 ).
  • the mandrel opening 10 runs on one side (in the Fig. 2 down), so that a corresponding opening is formed in the surface of the rod section (first side opening 11).
  • the flat surfaces 8 of the mandrel 7 and the large side surfaces of the mandrel opening 10 thereby form a (second) Coupling surface pair out, which allows the transmission of torque in both directions.
  • the mandrel opening 10 merges into a section of a transverse bore 12.
  • a further, short (extending in the longitudinal direction of the rod assembly) bore 14 is introduced, whose diameter is smaller than that of the central bore 9 and also to one side (in the Fig. 1 to the top) runs out; There she goes into a (second) side opening 15, which extends into the conical section of the central bore.
  • the laterally extending rear bore 14 and the (second) side opening 15 together form an L-shaped opening.
  • the width of the L-shaped opening is only slightly above the distance between the two planar surfaces 6 of the locking shoulder 5 and is smaller than the (larger) diameter of the conical locking paragraph fifth
  • the (second) side opening 15 opposite a (third) side opening 16 is provided, which has a circular cross-section.
  • the third side opening 16 merges into the (second) side opening 11 formed by the mandrel opening 10.
  • the two rod sections 1 are then pivoted by about 90 ° into the coaxial position, as in the Fig. 2 is shown.
  • the rear locking surface 17 of the locking shoulder 5 is located at the by the diameter jump formed between the rear bore 14 and the central bore 9 paragraph.
  • the paragraph trained shoulder surface 18 and the rear locking surface 17 form a (third) coupling surface pair, can be transmitted via the tensile forces between the rod sections 1 (train position of the plug-in coupling).
  • the plug-in coupling of the mandrel 7 already protrudes with its front portion already in the mandrel opening 10. This ensures that even in the train position of the plug-in torque in both directions can be transmitted.
  • a pivoting of the mandrel 7 from the third side opening 16 into the mandrel opening 10 is made possible by the second side opening 11.
  • the two coupling elements When exerting compressive forces, the two coupling elements are displaced relative to each other until it comes to the clamping of the first coupling surface pair (pressure position of the plug-in coupling - see. Fig. 2 ). In this position, the mandrel 7 projects a little way into the transverse opening 12; At the same time, it projects beyond a shoulder 19 formed between the transverse opening 12 and the second side opening 11. This prevents unintentional pivoting of the two rod sections 1 in the pressure position of the plug-in coupling. It is thus possible to transmit compressive forces without it being possible for an unintentional angling of the rod sections to one another and a consequent unwanted loosening of the plug-in coupling. A pivoting of the rod sections 1 is therefore possible only starting from the train position.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckkupplung für ein Bohrgestänge, sowie ein eine oder mehrerer solcher Steckkupplungen aufweisendes Bohrgestänge.The invention relates to a plug-in coupling for a drill pipe, as well as a one or more such plug-in couplings exhibiting drill pipe.

Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden, um Horizontalbohrungen in das Erdreich einzubringen. In diese Bohrungen können dann gleichzeitig oder nachträglich neue Rohre oder Leitungen für beispielsweise die Wasser- oder Elektrizitätsversorgung eingezogen werden.A variety of methods and apparatus have been developed in the art for introducing horizontal wells into the soil. In these holes can then be withdrawn simultaneously or subsequently new pipes or pipes for example, the water or electricity supply.

Aus dem Stand der Technik sind Horizontalbohrvorrichtungen bekannt, bei denen über eine in einer Startbaugrube oder an der Erdoberfläche angeordnete Antriebsvorrichtung ein Bohrgestänge mit einem an dessen vorderem Ende befestigten Bohrkopf eine Bohrung in das Erdreich eingebracht wird. Mittels der Antriebsvorrichtung werden hierbei eine Schubkraft sowie ein Drehmoment auf den Bohrkopf übertragen, um diesen innerhalb des Erdreichs vorzutreiben. Es ist zudem bekannt, diese Antriebsvorrichtung zusätzlich mit einem Schlagantrieb zu versehen, der bedarfsweise aktiviert werden kann, wenn der Bohrkopf im Erdreich auf ein Hindernis, wie beispielsweise einen Felsbrocken auftrifft. Durch die Erzeugung von Schlagimpulsen und deren Übertragung über das Bohrgestänge auf den Bohrkopf soll das Hindernis zerstört werden, so dass nachfolgend wieder im normalen, d.h. schiebenden und rotierenden Bohrbetrieb gearbeitet werden kann. Bei diesen Horizontalbohrvorrichtungen kommen regelmäßig Bohrgestänge zum Einsatz, deren Abschnitte (Gestängeschüsse) über Schraubverbindungen miteinander verbunden werden. Das Verschrauben der einzelnen Gestängeschüsse kann dabei bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung automatisiert erfolgen. Vorteile, die mit der Verwendung von Schraubverbindungen bei Bohrgestängen für die beschriebenen Horizontalbohrvorrichtungen verbunden sind, sind die relativ kostengünstige Fertigung, die spielfreie Übertragung von sowohl Druckkräften (insbesondere auch Schlagimpulsen) und Zugkräften als auch von Drehmomenten in zumindest einer Drehrichtung. Der wesentliche Nachteil dagegen liegt darin, dass eine Übertragung von (hohen) Drehmomenten in der Lösedrehrichtung der Schraubverbindungen nicht möglich ist. Zudem ist mit dem Verschrauben der einzelnen Gestängeschüsse auch bei einer automatisierten Durchführung ein nicht unerheblicher zeitlicher Aufwand verbunden.Horizontal drilling devices are known from the prior art in which a drill pipe with a drilling head fastened to its front end is introduced into the soil via a drive device arranged in a starting excavation pit or on the earth's surface. By means of the drive device in this case a thrust and torque are transmitted to the drill head in order to drive this within the soil. It is also known to provide this drive device additionally with a percussion drive, which can be activated if necessary, when the drill head in the ground encounters an obstacle, such as a boulder. The generation of impact pulses and their transmission via the drill pipe to the drill head, the obstacle should be destroyed, so that subsequently can be used again in the normal, ie pushing and rotating drilling operation. In these horizontal drilling rigs are used regularly drill pipe whose sections (rod sections) are connected to each other via screw. The screwing of the individual rod sections can be done automatically in a corresponding embodiment of the drive device. Advantages associated with the use of threaded drill pipe connections for the described horizontal boring devices are the relatively inexpensive manufacture, the play-free transmission of both compressive forces (In particular, impact pulses) and tensile forces as well as torques in at least one direction of rotation. The main disadvantage, however, is that a transmission of (high) torques in the direction of release of the screw is not possible. In addition, a considerable amount of time is associated with the screwing of the individual rod sections even in an automated implementation.

Aus dem Bereich der grabenlosen Rohrverlegung sind Gestänge bekannt, deren Gestängeschüsse mittels Steckkupplungen miteinander verbunden werden. Diese Gestänge werden dabei ausgehend von einem Zielschacht (für ein zu verlegendes Rohr) mittels einer Zugvorrichtung, die auch schiebend arbeiten kann, durch eine bereits erstellte Bohrung oder ein zu sanierendes Kanalrohr geschoben und nach dem Erreichen eines Startschachts über einen Adapter mit dem zu verlegenden Rohr verbunden. Mittels der Zugvorrichtung wird dann das Rohr in die Bohrung oder das Kanalrohr eingezogen. Solche Gestänge müssen zwar hohe Zugkräfte, jedoch nur geringe Druckkräfte (beim anfänglichen Schieben vom Ziel- in den Startschacht) und keine Schlagimpulse und Drehmomente übertragen. Aus diesem Grund werden für die eingangs beschriebenen Horizontalbohrvorrichtungen, bei denen das Bohrgestänge von einer an der Erdoberfläche angeordneten Antriebseinheit sowohl schiebend als auch rotierend und teilweise unter Ausübung von Schlagimpulsen durch das Erdreich getrieben wird, bislang keine Bohrgestänge verwendet, die über Steckkupplungen miteinander verbunden sind.From the field of trenchless pipe laying rods are known whose rod bosses are connected to each other by means of plug-in couplings. These rods are thereby starting from a target shaft (for a pipe to be laid) by means of a pulling device, which can also work pushing through an already created hole or to be rehabilitated sewer pipe and after reaching a start shaft via an adapter with the pipe to be laid connected. By means of the pulling device, the pipe is then drawn into the bore or the sewer pipe. Although such linkage must transmit high tensile forces, but only low compressive forces (the initial sliding from the target into the starting shaft) and no impact pulses and torques. For this reason, for the horizontal drilling devices described in the introduction, in which the drill string is driven by a arranged on the surface of the drive unit both sliding and rotating and partially under the action of shock pulses through the soil, so far no drill pipe used, which are connected via plug-in couplings.

CH 223 733 A offenbart einen Gesteinsschlagbohrer mit auswechselbarem Gesteinsbohrkopf. Der Gesteinsbohrkopf ist mit einem konischen Ansatz versehen. Zudem wird ein Verlängerungsbohrrohr beschrieben, das an beiden Seiten offen ist und dessen Bohrung an dessen Enden in konische Ausweitungen übergeht, welche zur Aufnahme von lösbaren zugehörigen Bauteilen dienen, insbesondere zum Einsetzen des konischen Ansatzes des Gesteinsbohrkopfs. Der Gesteinsschlagbohrer weist damit eine Steckkupplung mit mindestens zwei Kupplungselementen auf, wobei die Kupplungselemente ein erstes korrespondierendes Kupplungsflächenpaar, nämlich den konischen Ansatz und die konische Ausweitung, aufweisen, wobei das Kupplungsflächenpaar verjüngend ausgestaltet ist, d.h. hier konisch. Bei einer Beaufschlagung der Steckkupplung mit Druckkräften wird eine spielfreie Klemmung erzeugt. CH 223 733 A discloses a rock drill with replaceable rock drill head. The rock drill head is provided with a conical approach. In addition, an extension drill pipe is described, which is open on both sides and whose bore merges at the ends in conical extensions, which serve for receiving detachable associated components, in particular for inserting the conical approach of the rock drill head. The rock drill thus has a plug-in coupling with at least two coupling elements, wherein the coupling elements have a first corresponding coupling surface pair, namely the conical projection and the conical expansion, wherein the coupling surface pair is designed to be tapered, ie conical here. When a loading of the plug-in coupling with compressive forces a backlash-free clamping is generated.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein aus einer Vielzahl von Gestängeschüssen bestehendes Bohrgestänge anzugeben, bei dem die Gestängeschüsse auf einfache Weise miteinander verbunden werden können und das eine sichere Übertragung eines Drehmoments und auch von hohen Druckkräften gewährleistet.Based on this prior art, the present invention seeks to provide an existing of a variety of rod sections drill pipe in which the rod sections can be easily connected to each other and ensures a secure transmission of torque and high pressure forces.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the respective dependent claims and will become apparent from the following description of the invention.

Ein erfindungsgemäßes Bohrgestänge besteht aus einer Mehrzahl von Gestängeschüssen, wobei die einzelnen Gestängeschüsse zumindest teilweise miteinander über eine erfindungsgemäß ausgebildete Steckkupplung verbunden sind.An inventive drill string consists of a plurality of rod sections, wherein the individual rod sections are at least partially connected to each other via a plug-in coupling designed according to the invention.

Eine erfindungsgemäße Steckkupplung für ein solches Bohrgestänge weist zumindest zwei Kupplungselemente auf, wobei die Kupplungselemente mindestens ein erstes korrespondierendes Kupplungsflächenpaar ausbilden, das sich verjüngend ausgebildet ist, so dass bei einer Beaufschlagung der Steckkupplung mit Druckkräften eine (möglichst) spielfreie Klemmung erzeugt wird. Die erfindungsgemäß erzeugte Klemmung zwischen den zwei Kupplungselementen der Steckkupplung sorgt für eine direkte und möglichst verlustfreie Übertragung von Druckkräften und Schlagimpulsen über das aus mehreren Gestängeschüssen bestehende Bohrgestänge.An inventive plug-in coupling for such a drill string has at least two coupling elements, wherein the coupling elements form at least a first corresponding pair of coupling surfaces, which is tapered, so that when a loading of the plug-in coupling with pressure forces a (possible) clearance-free clamping is generated. The clamp generated according to the invention between the two coupling elements of the plug-in coupling ensures a direct and loss-free as possible transmission of compressive forces and impact pulses over the existing drill string consisting of several rod sections.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Steckkupplung einen relativ kleinen Verjüngungswinkel (d.h. derjenige Winkel, den die sich verjüngende Fläche mit der Längsachse des jeweiligen Kupplungselements ausbildet) auf. Dieser beträgt vorzugsweise nicht mehr als 10° und besonders bevorzugt nicht mehr als 5° (bezogen auf die Längsachsen der Kupplungselemente). Besonders bevorzugt können die beiden Kupplungselemente der Steckkupplung mit korrespondierenden konischen Abschnitten versehen sein.Preferably, the plug-in coupling of the invention has a relatively small taper angle (i.e., the angle that the tapered surface makes with the longitudinal axis of the respective coupling element). This is preferably not more than 10 ° and more preferably not more than 5 ° (based on the longitudinal axes of the coupling elements). Particularly preferably, the two coupling elements of the plug-in coupling can be provided with corresponding conical sections.

Bei der erfindungsgemäßen Steckkupplung weisen die Kupplungselemente mindestens ein zweites korrespondierendes Kupplungsflächenpaar auf, über das im eingekuppelten Zustand der Steckkupplung ein Drehmoment übertragen werden kann. Dies ermöglicht die Verwendung eines erfindungsgemäßen Bohrgestänges für Bohrverfahren, bei denen ein Drehmoment von einer Antriebsvorrichtung auf einen Bohrkopf am vorderen Ende des Bohrgestänges übertragen werden soll, wie dies beispielsweise erforderlich sein kann, um eine Steuerungsfunktion der Bohrvorrichtung zu verwirklichen.In the plug-in coupling according to the invention, the coupling elements have at least a second corresponding pair of coupling surfaces via which a torque can be transmitted in the engaged state of the plug-in coupling. This allows the use of a drill pipe according to the invention for drilling methods in which a torque is to be transmitted from a drive device to a drill head at the front end of the drill pipe, as may be required, for example, to realize a control function of the drilling device.

Hierzu kann das Bohrgestänge an seinem vorderen Ende mit einer schrägen Steuerfläche versehen sein, durch die quer (zur Längsachse des Bohrgestänges) gerichtete Kräfte erzeugt werden, die zu einer seitlichen Ablenkung des vorderen Endes des Bohrgestänges führen. Hierdurch ergibt sich bei einem stillstehenden, d.h. nicht rotierend angetriebenen Bohrgestänge ein bogenförmiger Verlauf der Bohrung. Ein Umsteuern kann dadurch erzielt werden, dass das Bohrgestänge manuell oder auch über einen entsprechenden (Dreh )Antrieb um einen definierten Winkel um seine Längsachse gedreht wird, so dass die schräge Steuerfläche neu ausgerichtet wird. Ein quasi-gerader Bohrverlauf kann hierbei prinzipiell dadurch erzielt werden, dass das Bohrgestänge kontinuierlich rotierend angetrieben wird, so dass sich die quer gerichteten (Ablenkungs-)Kräfte im Verlauf einer Umdrehung des vorderen Endes des Bohrgestänges ausgleichen.For this purpose, the drill pipe can be provided at its front end with an oblique control surface are generated by the transverse (to the longitudinal axis of the drill string) directed forces that lead to a lateral deflection of the front end of the drill string. This results in a stationary, i. non-rotating driven drill pipe an arcuate course of the bore. A reversal can be achieved by rotating the drill string manually or by means of a corresponding (rotary) drive by a defined angle about its longitudinal axis, so that the oblique control surface is realigned. A quasi-straight bore course can in principle be achieved by continuously rotating the drill string so that the transversely directed (deflection) forces are compensated in the course of one revolution of the front end of the drill string.

Insbesondere wenn eine Bohrvorrichtung z.B. durch eine schräge Steuerfläche an dem vorderen Ende des Bohrgestänges steuerbar ausgebildet ist, kann es vorteilhaft sein, einen der vorderen Gestängeschüsse und insbesondere den vordersten Gestängeschuss des erfindungsgemäßen Bohrgestänges mit einem Ortungssensor zu versehen, wodurch die Position des entsprechenden Gestängeschusses ermitteln werden kann. Dies ermöglicht die Bestimmung und Steuerung des exakten Verlaufs der Bohrung.In particular, if a drilling device e.g. can be controlled by an inclined control surface at the front end of the drill string, it may be advantageous to provide one of the front rod sections and in particular the foremost rod section of the drill pipe according to the invention with a position sensor, whereby the position of the corresponding rod assembly can be determined. This allows the determination and control of the exact course of the bore.

Zur Übertragung eines Drehmoments bzw. zur Ausbildung des zweiten korrespondierenden Kupplungsflächenpaars ist vorgesehen, eines der Kupplungselemente mit einem Dorn zu versehen, der zur Ausbildung einer Kupplungsfläche zumindest einseitig abgeflacht ausgebildet ist und der im eingekuppelten Zustand der Steckkupplung in eine Ausnehmung des zweiten Kupplungselements, in der wiederum eine korrespondierende Kupplungsfläche ausgebildet ist, eingreift.To transmit a torque or to form the second corresponding coupling surface pair is provided to provide one of the coupling elements with a mandrel which is flattened at least on one side to form a coupling surface and in the engaged state of the plug-in coupling in a recess of second coupling element in which in turn a corresponding coupling surface is formed, engages.

In einer weiterhin bevorzugen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckkupplung weisen die Kupplungselemente mindestens ein drittes korrespondierendes Kupplungsflächenpaar auf, über das im eingekuppelten Zustand der Steckkupplung Zugkräfte übertragen werden können. Zugkräfte können auf das Bohrgestänge beispielsweise ausgeübt werden, um dieses nach der Erstellung einer Bohrung wieder zurückzuziehen. Sofern die Zugkräfte so groß sind, dass hierdurch die kraftschlüssige Verbindung des ersten korrespondierenden Kupplungsflächenpaars des bzw. der Steckkupplungen gelöst wird, wird durch das dritte Kupplungsflächenpaar ein vollständiges Lösen der einzelnen Steckkupplung(en) verhindert. Ein vollständiges Lösen einer der Steckkupplungen des Bohrgestänges könnte dazu führen, dass der abgetrennte Teil des Bohrgestänges durch Ausgraben geborgen werden müsste.In a further preferred embodiment of the plug-in coupling according to the invention, the coupling elements have at least a third corresponding pair of coupling surfaces via which tensile forces can be transmitted in the engaged state of the plug-in coupling. Tensile forces can be exerted on the drill pipe, for example, to retract it after the creation of a hole. If the tensile forces are so great that thereby the frictional connection of the first corresponding pair of coupling surfaces of the or the plug-in couplings is released, a complete release of the individual plug-in coupling (s) is prevented by the third coupling surface pair. A complete release of one of the plug-in couplings of the drill string could cause the separated part of the drill pipe would have to be recovered by excavation.

In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckkupplung kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei Relativpositionen der Kupplungselemente, bei denen entweder das erste Kupplungsflächenpaar oder das dritte Kupplungsflächenpaar aneinander anliegt, ein Verschiebeweg vorgesehen ist. Dieser Verschiebeweg kann dafür vorgesehen sein, die Steckkupplung lösbar auszugestalten.In a further preferred embodiment of the plug-in coupling according to the invention can be provided that between two relative positions of the coupling elements, in which either the first coupling surface pair or the third pair of coupling surfaces abutting each other, a displacement is provided. This displacement can be provided to make the plug-in detachable.

Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckkupplung kann zudem vorgesehen sein, dass in den beiden Relativpositionen der zwei Kupplungselemente zueinander das zweite Kupplungsflächenpaar jeweils aneinander anliegt, so dass sowohl während des Vortreibens als auch während des Zurückziehens des Bohrgestänges (d.h. wenn hierauf Zugkräfte ausgeübt werden) eine Übertragung eines Drehmoments über die Steckkupplung möglich ist.In this embodiment of the plug-in coupling according to the invention can also be provided that in the two relative positions of the two coupling elements to each other, the second pair of coupling surfaces abutting each other, so that both during the propulsion and during the retraction of the drill string (ie, if tensile forces are applied thereto) a transmission a torque on the plug-in coupling is possible.

Weiterhin bevorzugt kann die Steckkupplung so ausgestaltet sein, dass diese lösbar ist, indem die zwei Kupplungselemente zunächst zueinander verschwenkt werden und dann eines der Kupplungselemente um einen definierten Winkel um die eigene Längsachse gedreht wird. Durch diese Abfolge von Relativbewegungen der zwei Kupplungselemente zueinander kann ausgeschlossen werden, dass sich die erfindungsgemäße Steckkupplung während des normalen Bohrbetriebs unbeabsichtigt löst.Further preferably, the plug-in coupling can be designed so that it is detachable by the two coupling elements are first pivoted to each other and then one of the coupling elements is rotated by a defined angle about its own longitudinal axis. By this sequence of relative movements of the two coupling elements to each other can be ruled out that the plug-in coupling according to the invention dissolves during normal drilling operation unintentionally.

Um die erfindungsgemäße Stuckkupplung auch manuell lösen zu können, beispielsweise dann, wenn ein Gestängeschuss des Bohrgestänges nach dem Erstellen der Bohrung an einem Zielort (z.B. einer Zielbaugrube) angekommen ist, können vorzugsweise Mittel vorgesehen sein, mit denen die Klemmung des ersten Kupplungsflächenpaars wieder gelöst werden kann. Hierfür kann in einem der Kupplungselemente eine Queröffnung vorgesehen sein, in die z.B. ein Keil eingetrieben werden kann, durch den eine Kraft zum Lösen der Klemmung auf das entsprechende andere Kupplungselement ausgeübt wird.In order to solve the stucco coupling according to the invention also manually, for example, when a rod section of the drill string after creating the hole at a destination (eg a target excavation) has arrived, preferably means may be provided with which the clamping of the first coupling surface pair are released again can. For this purpose, a transverse opening can be provided in one of the coupling elements, into which e.g. a wedge can be driven, by which a force for releasing the clamping is exerted on the corresponding other coupling element.

Eine weiterhin bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrgestänges sieht vor, dass die Gestängeschüsse zumindest abschnittweise rohrförmig ausgebildet sind. Dadurch kann zum einen das Gewicht der einzelnen Gestängeschüsse des Bohrgestänges reduziert werden. Zudem kann bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Gestängeschüsse, insbesondere hinsichtlich des Außendurchmessers sowie der Wandstärke der rohrförmigen Abschnitte, ein Bohrgestänge erzeugt werden, das zum einen hohe Schlagimpulse, Zugkräfte und Drehmomente übertragen kann, gleichzeitig jedoch so biegeweich ist, dass eine gute Lenkbarkeit im Erdreich erreicht werden kann.A further preferred embodiment of the drill pipe according to the invention provides that the rod sections are at least partially tubular. As a result, on the one hand, the weight of the individual rod sections of the drill string can be reduced. In addition, in a corresponding embodiment of the rod sections, in particular with respect to the outer diameter and the wall thickness of the tubular sections, a drill pipe to be generated, which can transmit high impact pulses, tensile forces and torques, but at the same time is so flexible that reaches a good steerability in the ground can be.

Die Gestängeschüsse des Bohrgestänges können weiterhin eine Markierung, z.B. eine einseitige Abflachung bei einem Bohrgestänge mit rundem Querschnitt, aufweisen, anhand derer der Rollwinkel innerhalb des Erdreichs optisch oder auch automatisch bestimmt werden kann.The rod sections of the drill string may further include a marker, e.g. a one-sided flattening in a drill pipe with round cross-section, have, by means of which the roll angle can be determined visually or automatically within the soil.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1:
eine erfindungsgemäßes Bohrgestänge in einer ersten Kupplungsstellung in einer geschnitten Seitenansicht; und
Fig. 2:
die Steckkupplung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Kupplungsstellung in einer geschnitten Draufsicht.
In the drawings shows:
Fig. 1:
an inventive drill string in a first coupling position in a sectional side view; and
Fig. 2:
the plug-in coupling according to Fig. 1 in a second coupling position in a cut plan view.

Die Fig. 1 zeigt zwei Gestängeschüsse 1 eines erfindungsgemäßen Bohrgestänges, die rohrförmig mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sind. Die Gestängeschüsse 1 weisen jeweils endseitig zwei Kupplungselemente auf, die eine erfindungsgemäße Steckkupplung ausbilden. Über diese Steckkupplung können die zwei Gestängeschüsse 1 miteinander verbunden werden, wobei die Übertragung von Zug- und Druckkräften sowie eines Drehmoments in beide Drehrichtungen möglich ist.The Fig. 1 shows two rod sections 1 of a drill string according to the invention, which are tubular with a circular cross-section. The rod sections 1 each have two coupling elements on the end, which form a plug-in coupling according to the invention. About this plug-in coupling the two rod sections 1 can be connected to each other, the transmission of tensile and compressive forces and a torque in both directions is possible.

Jeweils eines der Kupplungselemente an jedem Gestängeschuss 1 ist als Steckteil 2 ausgebildet, das in das als Aufnahmeteil 3 ausgebildete andere Kupplungselement des benachbarten Gestängeschusses 1 eingesteckt wird.One of the coupling elements on each rod section 1 is formed as a plug-in part 2, which is inserted into the other coupling element of the adjacent rod section 1 formed as a receiving part 3.

Das als Steckteil 2 ausgebildete Kupplungselement weist einen Schaft 4 auf, der einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Dieser Schaft 4 geht in einen Verriegelungsabsatz 5 über, der ebenfalls ausgehend von einem kreisförmigen, den Durchmesser des Schafts 4 überragenden Querschnitt erzeugt wird, der jedoch an zwei gegenüberliegenden Seiten durch das Fräsen von Planflächen 6 abgeflacht wurde. Weiterhin ist der Verriegelungsabsatz 5 sich verjüngend ausgebildet und zwar in konischer Form mit einem geringen Verjüngungswinkel von ca. 5° (vgl. Fig. 2). Ausgehend von dem Verriegelungsabsatz 5 geht das Steckteil in einen Dorn 7 über, der wie der Verriegelungsabsatz 5 ausgehend von einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser, der kleiner als derjenigen des Schafts 4 ist, durch das Fräsen von Planflächen 8 auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten erzeugt wurde. Die Planflächen 6 des Verriegelungsabschnitts 5 sind um 90° (bezüglich der Längsachse des jeweiligen Gestängeschusses) zu den Planflächen 8 des Dorns 7 verdreht.The coupling element designed as a plug-in part 2 has a shaft 4 which has a circular cross-section. This shaft 4 merges into a locking shoulder 5, which is likewise produced starting from a circular cross-section, which projects beyond the diameter of the shaft 4, but which has been flattened on two opposite sides by the milling of plane surfaces 6. Furthermore, the locking shoulder 5 is tapered in conical shape with a small taper angle of about 5 ° (see. Fig. 2 ). Starting from the locking shoulder 5, the male part merges into a mandrel 7 which, like the locking shoulder 5, has been produced starting from a circular cross-section with a diameter smaller than that of the shaft 4 by milling plane surfaces 8 on two opposite sides , The plane surfaces 6 of the locking portion 5 are rotated by 90 ° (with respect to the longitudinal axis of the respective rod assembly) to the flat surfaces 8 of the mandrel 7.

Das als Aufnahmeteil 3 ausgebildete Kupplungselement wird durch ein Einbringen von mehreren definierten Bohrungen in den jeweiligen Gestängeschuss 1 erzeugt. Dadurch werden Öffnungen ausgebildet, deren Wände mit korrespondierenden Wirkflächen des entsprechenden Steckteils 2 zusammenwirken, um Kräfte und Momente zu übertragen. Zur Ausbildung des Aufnahmeteils 3 weist jeder Gestängeschuss 1 an einem Ende folgende Öffnungen auf:

  • Eine zentrale, im Querschnitt kreisförmige Bohrung 9 dient im eingekuppelten Zustand des Steckkupplung der Aufnahme des Verriegelungsabsatzes 5 sowie jeweils eines Abschnitts des Schafts 4 und des Dorns 7 des Steckteils 2 (vgl. Fig. 2). Ein Abschnitt dieser zentralen Bohrung 9 ist - wie der Verriegelungsabschnitt 5 des Steckteils 2 - sich konisch verjüngend ausgebildet. Die konischen Flächen des Verriegefungsabsatzes 5 des Steckteils 2 sowie der zentralen Bohrung 9 des Aufnahmeteils 3 bilden zusammen ein (erstes) Kupplungsflächenpaar aus, das bei einer Beaufschlagung der Steckkupplung mit Druckkräften zu einer spielfreien Klemmung führt.
The trained as a receiving part 3 coupling element is generated by introducing a plurality of defined holes in the respective rod section 1. As a result, openings are formed whose walls cooperate with corresponding active surfaces of the corresponding male part 2 in order to transmit forces and moments. To form the receiving part 3, each rod section 1 has the following openings at one end:
  • A central, in cross-section circular bore 9 is used in the engaged state of the plug-in coupling of receiving the locking shoulder 5 and each of a portion of the shaft 4 and the mandrel 7 of the male part 2 (see. Fig. 2 ). A portion of this central bore 9 is - like the locking portion 5 of the male part 2 - tapered conically. The conical surfaces of the Verriegefungsabsatzes 5 of the male part 2 and the central bore 9 of the receiving part 3 together form a (first) pair of coupling surfaces, which leads to a play-free clamping upon application of pressure to the plug-in coupling.

Die zentrale Bohrung 9 geht vorderseitig in eine Dornöffnung 10 über, deren Breite geringfügig größer als der Abstand der zwei Planflächen 8 des Dorns 7 ist; Der Dorn 7 erstreckt sich im eingekuppelten Zustand der Steckkupplung mit seinem vorderen Abschnitt in diese Dornöffnung 10 (vgl. Fig. 2). Die Dornöffnung 10 läuft einseitig (in der Fig. 2 nach unten) aus, so dass eine entsprechende Öffnung in der Oberfläche des Gestängeschusses ausgebildet wird (erste Seitenöffnung 11). Die Planflächen 8 des Dorns 7 und die großen Seitenflächen der Dornöffnung 10 bilden dabei ein (zweites) Kupplungsflächenpaar aus, das die Übertragung eines Drehmoments in beide Drehrichtungen ermöglicht.The central bore 9 merges on the front side into a mandrel opening 10 whose width is slightly greater than the distance between the two plane surfaces 8 of the mandrel 7; The mandrel 7 extends in the engaged state of the plug-in coupling with its front portion in this mandrel opening 10 (see. Fig. 2 ). The mandrel opening 10 runs on one side (in the Fig. 2 down), so that a corresponding opening is formed in the surface of the rod section (first side opening 11). The flat surfaces 8 of the mandrel 7 and the large side surfaces of the mandrel opening 10 thereby form a (second) Coupling surface pair out, which allows the transmission of torque in both directions.

Die Dornöffnung 10 geht in einen Abschnitt einer Querbohrung 12 über.The mandrel opening 10 merges into a section of a transverse bore 12.

In die rückseitige Endfläche 13 des Aufnahmeteils 3 ist eine weitere, kurze (in Längsrichtung des Gestängeschusses verlaufende) Bohrung 14 eingebracht, deren Durchmesser kleiner als der der zentralen Bohrung 9 ist und die zudem zu einer Seite hin (in der Fig. 1 nach oben) ausläuft; dort geht sie in eine (zweite) Seitenöffnung 15 über, die sich bis in den konischen Abschnitt der zentralen Bohrung erstreckt. Die seitlich auslaufende rückseitige Bohrung 14 und die (zweite) Seitenöffnung 15 bilden zusammen eine L-förmige Öffnung aus. Die Breite der L-förmigen Öffnung liegt nur geringfügig über dem Abstand der zwei Planflächen 6 des Verriegelungsabsatzes 5 und ist kleiner als der (größere) Durchmesser des konisch ausgebildeten Verriegelungsabsatzes 5.In the rear end face 13 of the receiving part 3, a further, short (extending in the longitudinal direction of the rod assembly) bore 14 is introduced, whose diameter is smaller than that of the central bore 9 and also to one side (in the Fig. 1 to the top) runs out; There she goes into a (second) side opening 15, which extends into the conical section of the central bore. The laterally extending rear bore 14 and the (second) side opening 15 together form an L-shaped opening. The width of the L-shaped opening is only slightly above the distance between the two planar surfaces 6 of the locking shoulder 5 and is smaller than the (larger) diameter of the conical locking paragraph fifth

Der (zweite) Seitenöffnung 15 gegenüberliegend ist eine (dritte) Seitenöffnung 16 vorgesehen, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die dritte Seitenöffnung 16 geht in die von der Dornöffnung 10 ausgebildete (zweite) Seitenöffnung 11 über.The (second) side opening 15 opposite a (third) side opening 16 is provided, which has a circular cross-section. The third side opening 16 merges into the (second) side opening 11 formed by the mandrel opening 10.

Ein Verbinden der Gestängeschüsse 1 mittels der erfindungsgemäßen Steckkupplung erfolgt folgendermaßen:

  • Der das Steckteil 2 für die jeweilige Steckverbindung aufweisende Gestängeschuss 1 (in den Fig. 1 und 2 der linke Gestängeschuss) wird in einem Winkel von ca. 90° zu dem anderen Gestängeschuss 1 angesetzt und das Steckteil 2 durch die zweite Seitenöffnung 15 in das Aufnahmeteil 3 gesteckt. Dabei sind die Planflächen 6 des Verriegelungsabsatzes 5 parallel zu den Seitenflächen der L-förmigen Öffnung (und demnach auch parallel zu den Längesachsen der Gestängeschüsse 1) ausgerichtet. Der Dorn 7 erstreckt sich dabei in die dritte Seitenöffnung16.
A joining of the rod sections 1 by means of the plug-in coupling according to the invention takes place as follows:
  • The plug-in part 2 for the respective connector having rod section 1 (in the Fig. 1 and 2 the left linkage) is attached at an angle of approximately 90 ° to the other rod section 1 and the plug-in part 2 is inserted through the second side opening 15 into the receiving part 3. In this case, the flat surfaces 6 of the locking paragraph 5 are aligned parallel to the side surfaces of the L-shaped opening (and therefore also parallel to the longitudinal axes of the rod sections 1). The mandrel 7 extends into the third side opening 16.

Nach dem Einstecken wird der das Steckteil 2 aufweisende Gestängeschuss 1 um 90° um seine Längsachse gedreht. Dadurch wird die den großen Durchmesser des Verriegelungsabsatzes 5 ausbildende Kante in Kontakt mit der Innenfläche der zentralen Bohrung 9 gebracht. Gleichzeitig verhindert der die Breite der L-förmigen Öffnung überragende (große) Durchmesser des Verriegelungsabschnitts 5 bereits ein seitliches und rückseitiges Lösen der Steckkupplung. Die kreisförmige Ausbildung der dritten Seitenöffnung 16 ermöglicht dabei das Rotieren des zweiseitig abgeflachten Dorns 7.After insertion of the male part 2 having rod assembly 1 is rotated by 90 ° about its longitudinal axis. As a result, the edge forming the large diameter of the locking shoulder 5 is brought into contact with the inner surface of the central bore 9. At the same time, the (large) diameter of the locking section 5 protruding beyond the width of the L-shaped opening already prevents lateral and rear detachment of the plug-in coupling. The circular formation of the third side opening 16 thereby enables the rotation of the two-sided flattened mandrel 7.

Die zwei Gestängeschüsse 1 werden dann um ca. 90° bis in die koaxiale Lage verschwenkt, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist. In dieser Stellung liegt die rückseitige Verriegelungsfläche 17 des Verriegelungsabsatzes 5 an dem durch den Durchmessersprung zwischen der rückseitigen Bohrung 14 und der zentralen Bohrung 9 ausgebildeten Absatz an. Die dem Absatz ausgebildete Absatzfläche 18 und die rückseitige Verriegelungsfläche 17 bilden ein (drittes) Kupplungsflächenpaar aus, über das Zugkräfte zwischen den Gestängeschüssen 1 übertragen werden können (Zugstellung der Steckkupplung). In dieser Stellung der Steckkupplung ragt der Dorn 7 bereits mit seinem vorderen Abschnitt bereits in die Dornöffnung 10. Dadurch wird erreicht, dass auch in der Zugstellung der Steckkupplung ein Drehmoment in beide Drehrichtungen übertragen werden kann. Ein Verschwenken des Dorns 7 von der dritten Seitenöffnung 16 in die Dornöffnung 10 wird durch die zweite Seitenöffnung 11 ermöglicht.The two rod sections 1 are then pivoted by about 90 ° into the coaxial position, as in the Fig. 2 is shown. In this position, the rear locking surface 17 of the locking shoulder 5 is located at the by the diameter jump formed between the rear bore 14 and the central bore 9 paragraph. The paragraph trained shoulder surface 18 and the rear locking surface 17 form a (third) coupling surface pair, can be transmitted via the tensile forces between the rod sections 1 (train position of the plug-in coupling). In this position, the plug-in coupling of the mandrel 7 already protrudes with its front portion already in the mandrel opening 10. This ensures that even in the train position of the plug-in torque in both directions can be transmitted. A pivoting of the mandrel 7 from the third side opening 16 into the mandrel opening 10 is made possible by the second side opening 11.

Bei einem Ausüben von Druckkräften werden die zwei Kupplungselemente relativ zueinander verschoben, bis es zu der Klemmung des ersten Kupplungsflächenpaars kommt (Druckstellung der Steckkupplung - vgl. Fig. 2). In dieser Stellung ragt der Dorn 7 ein kleines Stück bis in die Queröffnung 12; gleichzeitig überragt er einen zwischen der Queröffnung 12 und der zweiten Seitenöffnung 11 ausgebildeten Absatz 19. Dieser verhindert ein ungewolltes Verschwenken der zwei Gestängeschüsse 1 in der Druckstellung der Steckkupplung. Es ist somit möglich, Druckkräfte zu übertragen, ohne dass es zu einem ungewollten Verwinkeln der Gestängeschüsse zueinander und einem dadurch bedingten ungewollten Lösen der Steckkupplung kommen kann. Ein Verschwenken der Gestängeschüsse 1 ist demnach nur ausgehend von der Zugstellung möglich.When exerting compressive forces, the two coupling elements are displaced relative to each other until it comes to the clamping of the first coupling surface pair (pressure position of the plug-in coupling - see. Fig. 2 ). In this position, the mandrel 7 projects a little way into the transverse opening 12; At the same time, it projects beyond a shoulder 19 formed between the transverse opening 12 and the second side opening 11. This prevents unintentional pivoting of the two rod sections 1 in the pressure position of the plug-in coupling. It is thus possible to transmit compressive forces without it being possible for an unintentional angling of the rod sections to one another and a consequent unwanted loosening of the plug-in coupling. A pivoting of the rod sections 1 is therefore possible only starting from the train position.

Da in Abhängigkeit von der Höhe der übertragenen Druckkräfte eine gegebenenfalls starke Klemmung des ersten Kupplungsflächenpaars erzeugt wird, können entsprechend hohe Zugkräfte erforderlich werden, um die Steckkupplung von der Druckstellung in die Zugstellung zu schalten, wie dies für ein Lösen der Steckkupplung notwendig ist. Sofern diese Zugkräfte nicht zuvor maschinell, z.B. durch ein Zurückziehen des Gestänges unter Last, aufgebracht wurden oder manuell aufgebracht werden können, besteht die Möglichkeit einen (sich verbreiternden) Dorn in die Queröffnung 12 zu schlagen, so das auf das vordere Ende des Dorns 7, das sich in der Druckstellung der Steckkupplung bis in die Queröffnung 12 erstreckt, Lösekräfte in Richtung der Längsachse des Gestängeschusses 1 aufgebracht werden.As a function of the amount of transmitted pressure forces an optionally strong clamping of the first coupling surface pair is generated, correspondingly high tensile forces may be required to switch the plug-in coupling from the printing position to the train position, as is necessary for a release of the plug-in coupling. Unless these tensile forces have been previously machined, e.g. by a retraction of the linkage under load, have been applied or can be applied manually, there is the possibility of a (widening) mandrel in the transverse opening 12 to strike, so that on the front end of the mandrel 7, extending in the printing position of the plug-in coupling extends into the transverse opening 12, releasing forces in the direction of the longitudinal axis of the rod section 1 are applied.

Claims (12)

  1. Plug-in connector for a drill pipe with at least two connection elements, wherein the connection elements have at least one first corresponding connection surface pair designed in a tapering manner, so that a movement-free clamping is created when pressure forces are applied to the plug-in connection, characterised in that the connection elements have at least one second corresponding connection surface pair, via which a torque can be transmitted in a plugged-in condition and the first connection element has a mandrel (7) that is designed flattened on at least one side for forming a connection surface, and which engages a recess of the second connection element in the plugged-in condition, in which a corresponding connection surface is formed.
  2. Plug-in connection according to claim 1, characterised in that the tapering angle is ≤ 10° and preferably ≤ 5° in relation to the longitudinal axes of the connection elements.
  3. Plug-in connection according to claim 1 or 2, characterised in that the connection elements have at least one third corresponding connection surface pair, via which traction forces can be transmitted in a plugged-in condition.
  4. Plug-in connection according to claim 3, characterised in that the first connection surface pair lies against each other in a first relative position of the connection elements to each other, and the third connection surface pair in a second relative position.
  5. Plug-in connection according to claim 4, characterised in that the second connection surface pair lies against each other in both relative positions.
  6. Plug-in connection according to one of the preceding claims, characterised in that the same is disconnectable in that the connection elements are first pivoted towards each other and at least one of the connection elements is then turned around its own longitudinal axis.
  7. Plug-in connection according to one of the preceding claims, characterised by a transverse opening in one of the connection elements for receiving a wedge, wherein a force for disconnecting the clamping is applied to the other connection element by driving in the wedge.
  8. Drill pipe with a multitude of pipe sections (1) which are connected with each other at least partially via a plug-in connection according to one of the preceding claims.
  9. Drill pipe according to claim 8, characterised in that its front end is equipped with a diagonal control surface.
  10. Drill pipe according to claim 8 or 9, characterised in that the foremost pipe section (1) is equipped with a locating sensor.
  11. Drill pipe according to one of the claims 8 to 10, characterised in that the pipe sections (1) are of a tubular design, at least in some sections.
  12. Drill pipe according to one of the claims 8 to 11, characterised in that the pipe sections (1) have a marking for determining the rolling.
EP10008881.4A 2009-08-28 2010-08-26 Coupling for drilling rods Active EP2299049B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009039020 2009-08-28
DE102009052335A DE102009052335A1 (en) 2009-08-28 2009-11-07 Plug-in coupling for a drill pipe and drill pipe

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP2299049A2 EP2299049A2 (en) 2011-03-23
EP2299049A3 EP2299049A3 (en) 2016-07-27
EP2299049B1 true EP2299049B1 (en) 2017-12-20

Family

ID=43525287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10008881.4A Active EP2299049B1 (en) 2009-08-28 2010-08-26 Coupling for drilling rods

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8443917B2 (en)
EP (1) EP2299049B1 (en)
DE (1) DE102009052335A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038383B4 (en) 2009-08-24 2014-10-16 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg ram drilling apparatus
DE102011100186A1 (en) * 2011-05-02 2012-11-08 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg "Rod and device for trenchless rehabilitation of pipelines"
RU2719885C1 (en) * 2016-03-29 2020-04-23 Херренкнехт Аг Tubular drill rod, as well as system and method of pipeline laying

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1658264A (en) * 1926-03-16 1928-02-07 Walter A Sutton Sucker-rod coupling
CH223733A (en) * 1940-03-13 1942-10-15 Meutsch Voigtlaender & Co Vorm Rock percussion drill with exchangeable drill head.
US2267904A (en) * 1940-11-29 1941-12-30 Torrington Mfg Co Shaft coupling
US2396747A (en) * 1944-06-21 1946-03-19 Parrott Fleming Rock drill
US3585803A (en) * 1968-11-15 1971-06-22 Exxon Production Research Co Pile splice
CH603990A5 (en) * 1976-04-07 1978-08-31 Sandvik Ab Percussion drill bit with one or more cutting edges
DE3533929A1 (en) * 1985-05-07 1986-11-13 Geißler & Kuper GmbH Diamantwerkzeug - Wiederaufbereitung, 3100 Celle Diamond bit with shank tube and threaded tube connection
CN2075693U (en) * 1990-09-28 1991-04-24 冯建国 Safety receiving hand of drilling geological core
DE19725628C1 (en) * 1997-06-17 1999-03-04 Tracto Technik Drilling device
US7147065B2 (en) * 2003-01-14 2006-12-12 Tt Technologies, Inc. Connection design and sonde housing assembly for a directional drill
DE20303596U1 (en) 2003-03-05 2003-07-10 Tracto Technik Pipe guide adapter
US7938205B2 (en) 2004-07-06 2011-05-10 Tracto-Technik Gmbh Boring head method and boring head for a ground boring device
US7942218B2 (en) * 2005-06-09 2011-05-17 Us Synthetic Corporation Cutting element apparatuses and drill bits so equipped
EP1948900B1 (en) 2005-11-11 2012-01-11 Tracto-Technik GmbH Earth drilling device
EP1951984A1 (en) 2005-11-16 2008-08-06 Tracto-Technik GmbH Hammer drilling device with a pneumatic reversing gear
DE102006033753B4 (en) 2005-11-21 2015-03-12 Tracto-Technik Gmbh System and method for tensioning strand sections into a strand
FR2894279B1 (en) * 2005-12-06 2010-08-27 Francois Kessler CONNECTING ASSEMBLY FOR DRILL BODY OR HEAVY DRILLING RODS
SE531412C2 (en) * 2005-12-30 2009-03-31 Sandvik Intellectual Property Rock drilling tools, rock drill bit and method for manufacturing a conical cavity of a rock drill bit
DE102006045557B4 (en) 2006-09-25 2009-06-18 Tracto-Technik Gmbh Gestängemitnehmer
RU2324857C1 (en) * 2006-10-11 2008-05-20 Темлюкс Холдинг Лимитед С.А. Threaded connection of oil well tubing (variants)
US7654341B2 (en) * 2006-10-26 2010-02-02 Tt Technologies, Inc. Drill stem coupling and method for a directional drill
WO2008122416A2 (en) 2007-04-05 2008-10-16 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Rod coupling comprising a sacrificial element
DE102007016823A1 (en) 2007-04-05 2008-11-06 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Drilling System
DE102007016822B4 (en) 2007-04-05 2009-01-15 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Linkage coupling with pin
DE102007054472B4 (en) 2007-11-13 2010-04-15 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg geothermal system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009052335A1 (en) 2011-03-03
DE102009052335A8 (en) 2011-06-01
EP2299049A3 (en) 2016-07-27
US8443917B2 (en) 2013-05-21
US20110209920A1 (en) 2011-09-01
EP2299049A2 (en) 2011-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007002553B4 (en) Drill rod and drill pipe connection system
EP2334892B1 (en) Threaded connection
EP2299049B1 (en) Coupling for drilling rods
EP2351903A2 (en) Method and device for establishing and/or enlarging a borehole
EP2900895B1 (en) Device and method for laying a pipeline in a borehole
DE19749007C2 (en) Device for connecting a draw tube with a drawing device
DE202008012210U1 (en) threaded connection
DE102019212051A1 (en) Retraction system for a drilling tool
EP3029262B1 (en) Drilling rod, connection system, ground drilling device and method for connecting a drilling rod
EP2287513B1 (en) Method and device for moving a tool in soil
DE19918530B4 (en) Coupling for connecting two sections of a drill string
EP1556577B1 (en) Device for connecting two elements having a substantially cylindrical or tubular shape
DE102018117597A1 (en) Lost drill pipe
DE4116771A1 (en) Boring through ground from starting pit for laying pipes and cables without digging trenches - has rod assembly that includes quick action bayonet couplings and locking devices
EP2464908B1 (en) Jacket pipe connection
EP0123671B1 (en) Drilling device
WO2002053870A1 (en) Rod linkage
DE10342083B3 (en) Horizontal pipeline boring equipment for passing pipeline under river or canal has rive unit for drilling string set at slight angle to horizontal on one bank and guide frame on other bank
DE10218407B4 (en) Device for releasing linkage thread connections
DE102022114278A1 (en) Device for moving work equipment in the ground
DE102020005980A1 (en) Controllable drilling head
DE102019127115A1 (en) System and method for establishing house connections
CH719758A2 (en) Linkage section for producing a linkage from several linkage sections for connection to a work equipment
DE3225093A1 (en) Device for coupling a drill rod for shaft-furnace tap holes to the working tool of a drilling machine
DE102007016824B4 (en) Eindrehkupplung

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): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: TRACTO-TECHNIK GMBH & CO.KG

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: E21B 17/046 20060101AFI20160623BHEP

17P Request for examination filed

Effective date: 20170127

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: TRACTO-TECHNIK GMBH & CO. KG

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Ref document number: 502010014484

Country of ref document: DE

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: E21B0017040000

Ipc: E21B0017046000

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: E21B 17/046 20060101AFI20170515BHEP

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20170713

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 956572

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20180115

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502010014484

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20171220

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

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180320

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

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

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180320

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180321

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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 FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180420

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502010014484

Country of ref document: DE

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

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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

Effective date: 20180921

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

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

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

Effective date: 20180826

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

Ref country code: LI

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

Effective date: 20180831

Ref country code: LU

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

Effective date: 20180826

Ref country code: CH

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

Effective date: 20180831

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20180831

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

Ref country code: BE

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

Effective date: 20180831

Ref country code: FR

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

Effective date: 20180831

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 956572

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20180826

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

Ref country code: GB

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

Effective date: 20180826

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

Ref country code: AT

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

Effective date: 20180826

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

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20100826

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

Ref country code: MK

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

Effective date: 20171220

Ref country code: IE

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

Effective date: 20180826

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

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171220

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

Ref country code: DE

Payment date: 20230919

Year of fee payment: 14