EP3029262A1 - Bohrgestänge, verbindungssystem, erdbohrvorrichtung und verfahren zum verbinden eines bohrgestängeschusses - Google Patents

Bohrgestänge, verbindungssystem, erdbohrvorrichtung und verfahren zum verbinden eines bohrgestängeschusses Download PDF

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EP3029262A1
EP3029262A1 EP15003444.5A EP15003444A EP3029262A1 EP 3029262 A1 EP3029262 A1 EP 3029262A1 EP 15003444 A EP15003444 A EP 15003444A EP 3029262 A1 EP3029262 A1 EP 3029262A1
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EP
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driver
drill string
bohrgestängeschusses
longitudinal axis
longitudinal
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EP15003444.5A
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EP3029262B1 (de
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Sebastian Fischer
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Tracto Technik GmbH and Co KG
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Tracto Technik GmbH and Co KG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/046—Couplings; 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/03—Couplings; joints between drilling rod or pipe and drill motor or surface drive, e.g. between drilling rod and hammer

Definitions

  • the invention relates to a BohrgestCodeschuss, a connection system of a Erdbohrvortechnisch, a Erdbohrvortechnisch and a method for connecting a BohrgestSheschusses.
  • Erdbohrvoridesen in particular horizontal drilling, are used to bring in trenchless construction Erdbohritch example for supply and disposal lines in the ground or already laid old lines trenchless exchange.
  • a Bohrgestfiteschadore exhibiting drill string is usually used in which the BohrgestSheschadore with each other, with drill heads and / or a drive can be connected.
  • BohrgestCodeschadore it is known to design BohrgestCodeschadore such that the BohrgestCodeschadore have an internal thread at one end and are provided at the other end with an external thread.
  • a BohrgestCode with its male thread end having in a corresponding internal thread in another BohrgestCodeschuss - or vice versa - be screwed.
  • a disadvantage of the known prior art is the use of an additional component - the transverse pin - to produce a rotationally fixed connection in both directions of rotation about the longitudinal axis of Bohrgestfiteschadore. It requires additional material and additional process steps to connect the drill string and loosen it after creating the wellbore. In particular, the removal of the cross pin may be difficult and / or time consuming due to the harsh conditions of earth boring.
  • the invention therefore an object of the invention to provide an improved Bohrgestfiteschuss, with a simpler design of a rotationally fixed connection in both axial directions of rotation is possible. Furthermore, an improved connection system and an improved earth boring device should be provided. Furthermore, a method should be specified, with which an improved connection of a drill string is possible.
  • the idea underlying the invention is to develop a bayonet connection, which consists of a plug-in rotary connection, such that in addition to the steps of plugging and turning another plug-in step is performed by a rotationally fixed connection about the longitudinal axis of BohrgestSheschusses is reached.
  • a paddle operation of the drill string is possible in particular.
  • a “drill string” in the context of the invention comprises a rod section of an earth boring device.
  • a “Erdbohrvortechnisch” is in particular any device understood that a BohrgestCodeschadore having BohrgestCode moved in an existing or to be created channel in the ground to create a bore, especially a horizontal bore, or widen or retract lines or other long body in the soil ,
  • the earth boring device may in particular be an HD device (horizontal drilling, horizontal drilling).
  • An inventive “Erdbohrvortechnisch” comprises a a drill pipe driving device that works soil displacing, and the drill string at least over a partial angle range rotating in the longitudinal axial direction of the drill string can be driven. If the linkage is moved over an angular range in both directions of rotation in the direction of the longitudinal axis of the drill pipe, this is referred to as paddle operation.
  • HD in the context of the present invention includes in particular any type of existing or to be created, preferably horizontal or inclined to the horizontal channels in a body, in particular earth channels including earth boreholes, rock holes or ground lines and underground or above-ground pipelines and water channels, through Use a suitable Erdbohrvorraum produce or pull.
  • An inventive BohrgestSheschuss has at least, in particular end, a plug-rotary recording, a so-called bayonet mount, for cooperation with a driver, the so-called bayonet driver on.
  • the receptacle allows an additional plug-in step for fixing the spreader in a rotationally fixed in both directions of rotation connection about the longitudinal axis of the BohrgestSheschusses.
  • the receptacle which in particular can be arranged at the end on the drill string section, enables the drill string section to be set into one another with the catch by means of a plug, the drill string section and the catch being aligned with one another in the longitudinal axial direction of the drill string section.
  • the receptacle allows another mating step, especially in the longitudinal axial direction of the drill string, to cause the surfaces cooperating during rotation (in the rotating step) to become out of alignment and twisting Rotation to form the connection no release of BohrgestCodeeschusses from the driver allows.
  • BohrgestCodeTec and drivers can be fixed so that a rotationally fixed connection about the longitudinal axis of the BohrgestSheschusses in both directions of rotation is possible.
  • drill string and driver can be aligned so that BohrgestCodeTec and driver have cooperating surfaces that in plant get to each other at the additional plug-in step, and fix BohrgestCodeeschuss and driver rotationally fixed in both directions of rotation.
  • An inventive Bohrgestfiteschuss thus allows a simple embodiment of a compound with a driver, in which a rotational movement of the BohrgestSheschusses in both directions of rotation about the longitudinal axis of BohrgestSheschusses is possible.
  • the Bohrgestfiteschuss a way to recover the linkage by means of a pulling movement, since by forming a rotation between Bohrgestlindeschuss and driver and prior alignment and plugging Bohrbarfiteschuss and driver to each other, the driver can be rotated relative to the Bohrgestfiteschuss, so that an inner contour of Driver and an outer contour of a Bohrgestfiteschusses are no longer aligned.
  • a possible rotational movement for releasing in one direction namely in the direction for forming the connection in the rotational step is possible.
  • the driver may be formed on a Bohrgestfiteschuss invention, so that the driver is formed at one end of a Bohrgestfiteschusses and a corresponding receptacle for the driver at the other end of the Bohrgestfiteschusses. But it can also be provided that the Bohrgestfiteschuss only at one end has a receptacle for the driver. In particular, it may be provided that a drill string section provided at the front end of the drill string and connected to the drill head has a receptacle for the catch at only one end and a different type of connection is provided at the other end.
  • a further connecting element is formed at the end region of the BohrgestSheschusses on which the (bayonet) receptacle is formed.
  • a conical thread can also be formed, by means of which the drill string sections can be screwed together and the driver is formed only on the drive or a carriage of an earth drilling device.
  • the recording of the drill string according to the invention comprises in a preferred embodiment an alignment section, a rotary section and a paddle section on.
  • the three sections of the receptacle may allow the individual steps to form the connection, ie insertion, rotation and insertion.
  • the alignment section the BohrgestSheschuss and the driver can be aligned axially, so that plugging can be done after aligning each other.
  • the rotary portion of the Bohrgestfiteschuss and the driver can be rotated relative to each other about the longitudinal axis, preferably by 45 °.
  • the paddle section allows for the relative rotation of Bohrbarfiteschuss and driver required plugging of Bohrgestfiteschuss and driver relative to each other.
  • the plugging in the sense of the invention takes place by a relative movement of BohrgestCodeTec and driver in the axial direction towards each other.
  • the paddle section are in both directions of action of the BohrgestSheschusses and the driver before, which are in contact with each other to ensure the rotationally fixed connection in both directions of rotation.
  • the alignment section is more closely spaced than the pivot section and the paddle section with respect to the end of the drill string at which the connection is formed.
  • the rotary section is spaced closer to the end of the drill string section where the connection is to be formed than the paddle section.
  • aligning section, rotating section and paddle section can follow each other directly from the end of the drill string section where the connection is to be formed.
  • the receptacle has an axial seating surface and a paddle surface for the driver.
  • the axial Mausitz Structure is a the driver or the end of the BohrgestSheschusses facing surface against which the driver reaches the additional plug-step in abutment with a surface and finished the movement during the insertion step between BohrgestSheschuss and driver.
  • the paddle surface for the driver ensures the rotation-resistant connection, wherein the driver rests with a corresponding surface on the paddle surface.
  • the seating surface may in particular have a surface normal which runs parallel to the longitudinal axis of the drill string section.
  • the paddle surface may in particular have a surface normal which is parallel to a radial direction.
  • two paddle surfaces are formed on BohrgestCodeschuss, which are arranged angularly offset from the longitudinal axis of the BohrgestCodeTeces.
  • the formation of two paddle surfaces a safe training of the rotationally fixed connection in the two directions of rotation is possible. For every the two directions of rotation may be provided a paddle surface for the driver.
  • a portion for longitudinal axial alignment of the BohrgestSheschusses to the driver is formed (alignment portion) in an angular range about the longitudinal axis of Bohrbarlindeschusses a projection relative to another portion in which the driver is rotatable about the longitudinal axis of the Bohrgestfiteschusses (rotary section).
  • the projection may be configured such that the driver prevents a stop for axial movement of the driver for Bohrgestfiteschuss after the relative rotation of the driver to the Bohrgestfiteschuss.
  • the term "projection" may include a macroscopic projection on a peripheral surface of the drill string section. The macroscopic elevation may preferably be localized.
  • the survey may protrude from the surface.
  • the projection may protrude with respect to a lateral surface of the rotary section.
  • four projections may be formed.
  • the section for longitudinal axial alignment of the BohrgestCodeTeces is preferably formed symmetrically, so that one or more existing projections which are provided as a stop for limiting an axial relative movement between BohrgestCodeeschuss and driver are angularly offset from each other winkeläquidistant formed about the longitudinal axis of Bohrgestfiteschusses.
  • the portion in which the driver is rotatable about the longitudinal axis of the drill string has a longitudinal movement stop surface and a rotation stop surface disposed relative to each other such that the driver contacts with the rotational movement stop surface is out of contact with the longitudinal movement stop surface and the driver is pluggable relative to another portion (paddle portion).
  • the invention also provides a connection system of a Erdbohrvorraum for connecting an aforementioned BohrgestSheschusses with a driver and a Erdbohrvortechnisch with one of the aforementioned BohrgestSheschadore.
  • the invention provides a method of connecting a drill string to a driver, the method comprising the steps of: inserting the drill string relative to the driver in the longitudinal direction of the drill string, rotating the drill string relative to the driver about the longitudinal axis of the drill string and inserting the drill string relative to the driver in the longitudinal direction of the Bohrgestfiteschusses, wherein the driver is brought into contact with the BohrgestCodeeschuss such that a rotationally fixed connection is formed in both directions of rotation to the longitudinal axis of the Bohrgestfiteschusses.
  • Fig. 1 schematically shows an end portion of a BohrgestSheschusses 1, which has a receptacle 2, which comprises a plug-and-turn receptacle 3.
  • the receptacle 2 further comprises a section 4, which allows an additional plug-in step for fixing a driver 5, wherein in the additional plug-in step, the driver 5 to BohrgestSheschuss 1 and the receptacle 2 of Bohrgestfiteschusses 1 is positioned such that the driver 5 in both directions rotationally fixed to Bohrgestfiteschuss 1 rests.
  • the end region of the BohrgestCodeTeces 1 has a conical end 6, to which an alignment section 7 connects. At the end 6, an external thread can be configured, which is designed according to an internal thread of another BohrgestCodeTeces.
  • a rotary section 8 Spaced to the illustrated end of BohrgestCodeTeces 1 a rotary section 8 is formed, on which a paddle section 9 is further spaced from the end of Bohrgestfiteschusses 1 is formed.
  • Fig. 3 is the Bohrgestfiteschuss 1 with the driver 5 in the position of Fig. 2 shown from the front.
  • Fig. 4 shows a side view of the pushed onto the Bohrgestfiteschuss 1 driver 5 and a sectional view according to the plane AA.
  • Fig. 5 shows the driver 5 with the BohrgestCodeTec 1 after a relative rotation of the driver 5 to BohrgestCodeTec 1 about the longitudinal axis of BohrgestCodeeschusses 1 and advancing the driver 5 relative to BohrgestCodeschuss 1 in a side view and in a sectional view according to the planes BB, CC shown in the sectional view and DD.
  • the recess in the carrier 5 and the alignment formed on the 7 projections 7 are no longer aligned with each other, so that there is a tensile load on a tensile load of driver 5 for BohrgestCodeschuss 1.
  • the driver 5 strikes at a tensile load on the projections 11 formed on the alignment section 7.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bohrgestängeschuss (1) mit mindestens einer Steck-Dreh-Aufnahme (Bajonett-Aufnahme) (2) zum Zusammenwirken mit einem (Bajonett-)Mitnehmer (5), wobei die Aufnahme einen zusätzlichen Steck-Schritt zur Fixierung des Mitnehmers in eine in beiden Drehrichtungen rotationsfeste Verbindung um die Längsachse des Bohrgestängeschusses erlaubt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bohrgestängeschuss, ein Verbindungssystem einer Erdbohrvorrichtung, eine Erdbohrvorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden eines Bohrgestängeschusses.
  • Erdbohrvorrichtungen, insbesondere Horizontalbohrvorrichtungen, kommen zum Einsatz, um in grabenloser Bauweise Erdbohrungen beispielsweise für Versorgungs- und Entsorgungsleitungen in das Erdreich einzubringen bzw. bereits verlegte Altleitungen grabenlos auszutauschen. Zum Einbringen der Erdbohrung wird meist ein Bohrgestängeschüsse aufweisendes Bohrgestänge verwendet, bei dem die Bohrgestängeschüsse miteinander, mit Bohrköpfen und/oder einem Antrieb verbindbar sind.
  • Es ist bekannt, Bohrgestängeschüsse derart auszugestalten, dass die Bohrgestängeschüsse an einem Ende ein Innengewinde aufweisen und am jeweils anderen Ende mit einem Außengewinde versehen sind. So kann ein Bohrgestängeschuss mit seinem das Außengewinde aufweisenden Ende in ein entsprechendes Innengewinde in einem anderen Bohrgestängeschuss - oder umgekehrt - verschraubt werden.
  • Aus DE 41 16 771 C2 ist bekannt, Bohrgestängeschüsse mittels einer Schnellkupplung zu verbinden. Die Schnellkupplung kann ein zumindest in einer Richtung verdrehfester Bajonettverschluss sein, der in der Lage ist, sowohl Zug- und Schub- als auch Drehkräfte aufzunehmen. Die aus DE 41 16 771 C2 bekannten Bohrgestängeschüsse lassen sich durch axiales Zusammenstecken und anschließendes radiales Verdrehen zug- und schubfest miteinander verbinden. Zur Sicherung der Verbindung gegen Verdrehung beschreibt die DE 41 16 771 C2 die Verwendung eines Querstifts.
  • Nachteilig bei dem bekannten Stand der Technik ist die Verwendung eines zusätzlichen Bauteils - des Querstifts -, um eine verdrehfeste Verbindung in beiden Drehrichtungen um die Längsachse der Bohrgestängeschüsse herzustellen. Es bedarf zusätzlichen Materials und zusätzlicher Verfahrensschritte, um die Bohrgestängeschüsse zu verbinden und nach Erstellen der Erdbohrung zu lösen. Insbesondere das Entfernen des Querstifts kann aufgrund der harschen Bedingungen beim Erdbohren schwierig und/oder zeitaufwändig sein.
  • Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Bohrgestängeschuss anzugeben, mit dem eine einfachere Ausgestaltung einer drehfesten Verbindung in beiden axialen Drehrichtungen möglich ist. Weiterhin sollte ein verbessertes Verbindungssystem geschaffen werden sowie eine verbesserte Erdbohrvorrichtung. Ferner sollte ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein verbessertes Verbinden eines Bohrgestängeschusses möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Idee liegt darin, eine Bajonettverbindung, die aus einer Steck-Dreh-Verbindung besteht, derart weiterzubilden, dass zusätzlich zu den Schritten des Steckens und Drehens ein weiterer Steck-Schritt durchgeführt wird, indem eine rotationsfeste Verbindung um die Längsachse des Bohrgestängeschusses erreicht wird. Mit dem Bohrgestängeschuss ist insbesondere ein Paddelbetrieb des Bohrgestänges möglich.
  • Ein "Bohrgestängeschuss" umfasst im Sinne der Erfindung einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung. Unter einer "Erdbohrvorrichtung" wird insbesondere jede Vorrichtung verstanden, welche ein Bohrgestängeschüsse aufweisendes Bohrgestänge in einem bestehenden oder zu erstellenden Kanal im Erdreich bewegt, um eine Bohrung, insbesondere eine Horizontalbohrung, zu erstellen oder aufzuweiten oder um Leitungen oder andere lange Körper in das Erdreich einzuziehen. Bei der Erdbohrvorrichtung kann es sich insbesondere um eine HD-Vorrichtung (Horizontal Drilling, Horizontalbohrung) handeln. Eine erfindungsgemäße "Erdbohrvorrichtung" umfasst eine ein Bohrgestänge antreibende Vorrichtung, die Erdreich verdrängend arbeitet, und das Bohrgestänge zumindest über einen Teilwinkelbereich drehend in längsaxialer Richtung des Bohrgestänges angetrieben werden kann. Wird das Gestänge über einen Winkelbereich in beiden Drehrichtungen in Richtung der Längsachse des Bohrgestänges bewegt, so spricht man vom Paddelbetrieb.
  • Der Begriff "HD" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere jede Art von bestehenden oder zu erstellenden, vorzugsweise horizontalen oder zur Horizontalen geneigten Kanälen in einem Körper, insbesondere Erdkanäle einschließlich Erdbohrungen, Felsbohrungen oder Erdleitungen sowie unterirdische oder oberirdische Rohrleitungen und Wasserkanäle, die sich durch Einsatz einer entsprechenden Erdbohrvorrichtung herstellen oder einziehen lassen.
  • Ein erfindungsgemäßer Bohrgestängeschuss weist mindestens, insbesondere endseitig, eine Steck-Dreh-Aufnahme, eine sogenannte Bajonett-Aufnahme, zum Zusammenwirken mit einem Mitnehmer, dem sogenannten Bajonett-Mitnehmer, auf. Zusätzlich zu der Steck-Dreh-Aufnahme erlaubt die Aufnahme einen zusätzlichen Steck-Schritt zur Fixierung des Mittnehmers in eine in beiden Drehrichtungen rotationsfeste Verbindung um die Längsachse des Bohrgestängeschusses.
  • Die Aufnahme, die insbesondere endseitig am Bohrgestängeschuss angeordnet sein kann, ermöglicht, dass der Bohrgestängeschuss mit dem Mitnehmer mittels eines Steckens ineinander gesetzt wird, wobei Bohrgestängeschuss und Mitnehmer zueinander in längsaxialer Richtung des Bohrgestängeschusses ausgerichtet werden. Nach dem axialen Stecken des Bohrgestängeschusses in axialer Richtung relativ zum Mitnehmer kann der Bohrgestängeschuss relativ zum Mitnehmer um die Längsachse gedreht werden, so dass der Bohrgestängeschuss und der Mitnehmer in Steckrichtung derart nicht mehr fluchten, dass Bohrgestängeschuss und Mitnehmer in Steckrichtung bzw. entgegen dieser nicht mehr getrennt werden können. Die durch die Steck-Dreh-Schritte erhaltene Verbindung ist damit zugfest. Nachdem Bohrgestängeschuss und Mitnehmer relativ zueinander gedreht wurden, erlaubt die Aufnahme einen weiteren Steck-Schritt, insbesondere in längsaxialer Richtung des Bohrgestängeschusses, um zu bewirken, dass die bei der Drehung (im Dreh-Schritt) zusammenwirkenden Flächen nicht mehr fluchten und eine Verdrehung entgegen der Drehung zum Ausbilden der Verbindung kein Lösen des Bohrgestängeschusses vom Mitnehmer ermöglicht. Durch den weiteren Steck-Schritt können Bohrgestängeschuss und Mitnehmer derart fixiert werden, dass eine rotationsfeste Verbindung um die Längsachse des Bohrgestängeschusses in beiden Drehrichtungen möglich ist. Durch den zusätzlichen Steck-Schritt können Bohrgestängeschuss und Mitnehmer derart ausgerichtet werden, dass Bohrgestängeschuss und Mitnehmer zusammenwirkende Flächen aufweisen, die in Anlage zueinander beim zusätzlichen Steck-Schritt gelangen, und Bohrgestängeschuss und Mitnehmer rotationsfest in beide Drehrichtungen fixieren.
  • Ein erfindungsgemäßer Bohrgestängeschuss ermöglicht damit eine einfache Ausgestaltung einer Verbindung mit einem Mitnehmer, bei dem eine Drehbewegung des Bohrgestängeschusses in beiden Drehrichtungen um die Längsachse des Bohrgestängeschusses möglich ist. Zudem ermöglicht der Bohrgestängeschuss, eine Möglichkeit, das Gestänge mittels einer Zugbewegung zu bergen, da durch das Ausbilden einer Drehung zwischen Bohrgestängeschuss und Mitnehmer sowie vorherigem Ausrichten und Stecken von Bohrgestängeschuss und Mitnehmer zueinander der Mitnehmer gegenüber dem Bohrgestängeschuss gedreht werden kann, so dass eine Innenkontur des Mitnehmers und eine Außenkontur eines Bohrgestängeschusses nicht mehr fluchten. Zusätzlich zu der Zugbewegung, mit der das Gestänge geborgen werden kann, ist eine mögliche Drehbewegung zum Lösen in einer Richtung, nämlich in der Richtung zum Ausbilden der Verbindung im Dreh-Schritt möglich.
  • Der Mitnehmer kann an einem erfindungsgemäßen Bohrgestängeschuss ausgebildet sein, so dass der Mitnehmer an einem Ende eines Bohrgestängeschusses und eine entsprechende Aufnahme für den Mitnehmer am anderen Ende des Bohrgestängeschusses ausgebildet ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Bohrgestängeschuss nur an einem Ende eine Aufnahme für den Mitnehmer aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein am vorderen Ende des Bohrgestänges vorgesehener Bohrgestängeschuss, der mit dem Bohrkopf verbunden wird, nur an einem Ende eine Aufnahme für den Mitnehmer aufweist und am anderen Ende eine andersartige Verbindung vorgesehen ist. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass an dem endseitigen Bereich des Bohrgestängeschusses, an dem die (Bajonett-)Aufnahme ausgebildet ist, ein weiteres Verbindungselement geformt ist. Beispielsweise kann endseitig zudem ein konisches Gewinde ausgebildet sein, mittels dessen die Bohrgestängeschüsse miteinander verschraubbar sind und der Mitnehmer lediglich am Antrieb bzw. einem Schlitten einer Erdbohrvorrichtung ausgebildet ist.
  • Der in den Patentansprüchen oder der Beschreibung verwendete Begriff "mindestens ein" ebenso wie der in den Patentansprüchen und der Beschreibung verwendete unbestimmte Artikel "ein" - auch in entsprechenden grammatikalischen Ausprägungen in Bezug auf Genus und Deklination - umfasst im Hinblick auf das in Bezug genommene Nomen genau eines oder mehrere, d.h. zwei, drei, vier usw., der durch das Nomen bezeichneten Elemente.
  • Die erfindungsgemäße Aufnahme des Bohrgestängeschusses weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen Ausrichtabschnitt, einen Drehabschnitt und einen Paddelabschnitt auf. Die drei Abschnitte der Aufnahme können die einzelnen Schritte zur Ausbildung der Verbindung, d.h. das Stecken, das Drehen und das Stecken ermöglichen. Mittels des Ausrichtabschnitts können der Bohrgestängeschuss und der Mitnehmer axial ausgerichtet werden, so dass ein Stecken nach dem Ausrichten zueinander erfolgen kann. Mittels des Drehabschnitts können der Bohrgestängeschuss und der Mitnehmer relativ zueinander um die Längsachse, bevorzugt um 45°, gedreht werden. Der Paddelabschnitt ermöglicht das nach dem relativen Drehen von Bohrgestängeschuss und Mitnehmer erforderliche Stecken von Bohrgestängeschuss und Mitnehmer relativ zueinander. Das Stecken im Sinne der Erfindung erfolgt durch eine Relativbewegung von Bohrgestängeschuss und Mitnehmer in axialer Richtung aufeinander zu. Im Paddelabschnitt liegen in beiden Drehrichtungen Wirkflächen des Bohrgestängeschusses und des Mitnehmers vor, die in Anlage zueinander sind, um die rotationsfeste Verbindung in beiden Drehrichtungen zu gewährleisten. Der Ausrichtabschnitt ist bezogen auf das Ende des Bohrgestängeschusses, an dem die Verbindung ausgebildet wird, näher beabstandet als der Drehabschnitt und der Paddelabschnitt. Der Drehabschnitt ist näher zum Ende des Bohrgestängeschusses, an dem die Verbindung ausgebildet werden soll, beabstandet als der Paddelabschnitt. Insbesondere können Ausrichtabschnitt, Drehabschnitt und Paddelabschnitt unmittelbar aufeinander folgen betrachtet von dem Ende des Bohrgestängeschusses, an dem die Verbindung ausgebildet werden soll.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aufnahme eine axiale Aufsitzfläche und eine Paddelfläche für den Mitnehmer auf. Die axiale Aufsitzfläche ist eine dem Mitnehmer bzw. dem Ende des Bohrgestängeschusses zugewandte Fläche, gegen die der Mitnehmer beim zusätzlichen Steck-Schritt in Anlage mit einer Fläche gelangt und die Bewegung beim Steck-Schritt zwischen Bohrgestängeschuss und Mitnehmer beendet. Die Paddelfläche für den Mitnehmer gewährleistet die rotationsfeste Verbindung, wobei der Mitnehmer mit einer entsprechenden Fläche an der Paddelfläche anliegt. Die Aufsitzfläche kann insbesondere eine Flächennormale aufweisen, die parallel zur Längsachse des Bohrgestängeschusses verläuft. Die Paddelfläche kann insbesondere eine Flächennormale aufweisen, die parallel zu einer Radialrichtung ist. Es kann mehr als eine Aufsitzfläche und/oder mehr als eine Paddelfläche vorgesehen sein. Beispielsweise können vier Paddelflächen vorhanden sein. Es kann sich eine geringere Flächenpressung ergeben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind am Bohrgestängeschuss zwei Paddelflächen ausgebildet, die winkelversetzt zur Längsachse des Bohrgestängeschusses angeordnet sind. Durch die Ausbildung von zwei Paddelflächen ist eine sichere Ausbildung der rotationsfesten Verbindung in den beiden Drehrichtungen möglich. Für jede der beiden Drehrichtungen kann eine Paddelfläche für den Mitnehmer vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise ist ein Abschnitt zum längsaxialen Ausrichten des Bohrgestängeschusses zum Mitnehmer ausgebildet (Ausrichtabschnitt), der in einem Winkelbereich um die Längsachse des Bohrgestängeschusses einen Vorsprung gegenüber einem anderen Abschnitt, in dem der Mitnehmer um die Längsachse des Bohrgestängeschusses drehbar ist (Drehabschnitt), aufweist. Der Vorsprung kann derart ausgestaltet sein, dass der Mitnehmer nach dem relativen Drehen des Mitnehmers zum Bohrgestängeschuss einen Anschlag für eine axiale Bewegung des Mitnehmers zum Bohrgestängeschuss verhindert. Der Begriff "Vorsprung" kann eine makroskopische Erhebung auf einer Umfangsfläche des Bohrgestängeschusses umfassen. Die makroskopische Erhebung kann vorzugsweise lokal begrenzt sein. Die Erhebung kann gegenüber der Fläche vorstehen. Insbesondere kann der Vorsprung gegenüber einer Mantelfläche des Drehabschnitts vorstehen. Insbesondere können vier Vorsprünge ausgebildet sein.
  • Der Abschnitt zum längsaxialen Ausrichten des Bohrgestängeschusses ist vorzugsweise symmetrisch ausgebildet, so dass ein oder mehrere vorhandene Vorsprünge, die als Anschlag für eine Begrenzung einer axialen Relativbewegung zwischen Bohrgestängeschuss und Mitnehmer vorgesehen sind, winkelversetzt zueinander winkeläquidistant um die Längsachse des Bohrgestängeschusses ausgebildet sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die längsaxiale Erstreckung des Abschnitts, in dem der Mitnehmer um die Längsachse des Bohrgestängeschusses drehbar ist (Drehabschnitt), im Wesentlichen gleich der längsaxialen Erstreckung einer Innenkontur des Mitnehmers, so dass Bohrgestängeschuss und Mitnehmer relativ zueinander gedreht werden können und die Drehung in längsaxialer Richtung geführt ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Abschnitt, in dem der Mitnehmer um die Längsachse des Bohrgestängeschusses drehbar ist (Drehabschnitt) eine Längsbewegungs-Stoppfläche und eine Drehbewegungs-Stoppfläche auf, die derart zueinander angeordnet sind, dass der Mitnehmer beim in Kontaktbringen mit der Drehbewegungs-Stoppfläche außer Kontakt mit der Längsbewegung-Stoppfläche ist und der Mitnehmer relativ zu einem weiteren Abschnitt (Paddelabschnitt) steckbar ist.
  • Die Erfindung schafft auch ein Verbindungssystem einer Erdbohrvorrichtung zum Verbinden eines vorgenannten Bohrgestängeschusses mit einem Mitnehmer sowie eine Erdbohrvorrichtung mit einem der vorgenannten Bohrgestängeschüsse.
  • Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines Bohrgestängeschusses mit einem Mitnehmer, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Stecken des Bohrgestängeschusses relativ zum Mitnehmer in Längsrichtung des Bohrgestängeschusses, Drehen des Bohrgestängeschusses relativ zum Mitnehmer um die Längsachse des Bohrgestängeschusses und Stecken des Bohrgestängeschusses relativ zum Mitnehmer in Längsrichtung des Bohrgestängeschusses, wobei der Mitnehmer in Anlage zum Bohrgestängeschuss derart gebracht wird, dass eine rotationsfeste Verbindung in beiden Drehrichtrungen zur Längsachse des Bohrgestängeschusses ausgebildet wird.
  • Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
    • In den Zeichnungen zeigt:
      Fig.1
      eine isometrische Darstellung eines endseitigen Bereichs eines Bohrgestängeschusses und einen Mitnehmer;
      Fig. 2
      den Mitnehmer und den endseitigen Bereich des Bohrgestängeschusses gemäß Fig. 1 in einer aufgesteckten Position in isometrische Darstellung;
      Fig. 3
      eine stirnseitige Ansicht des auf dem Bohrgestängeschuss aufgesetzten Mitnehmers gemäß Fig. 2;
      Fig. 4
      eine Seitenansicht gemäß Fig. 2 und eine Schnittdarstellung; und
      Fig. 5
      eine Seitenansicht sowie Schnittdarstellungen des Mitnehmers und des Bohrgestängeschusses nach dem Ausbilden einer rotationsfesten Verbindung
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen endseitigen Bereich eines Bohrgestängeschusses 1, der eine Aufnahme 2 aufweist, die eine Steck-Dreh-Aufnahme 3 umfasst. Die Aufnahme 2 weist ferner einen Abschnitt 4 auf, der einen zusätzlichen Steck-Schritt zur Fixierung eines Mitnehmers 5 erlaubt, wobei im zusätzlichen Steck-Schritt der Mitnehmer 5 zum Bohrgestängeschuss 1 bzw. der Aufnahme 2 des Bohrgestängeschusses 1 derart positioniert ist, dass der Mitnehmer 5 in beiden Drehrichtungen rotationsfest zum Bohrgestängeschuss 1 anliegt.
  • Der endseitige Bereich des Bohrgestängeschusses 1 weist ein konisch verlaufendes Ende 6 auf, an den sich ein Ausrichtabschnitt 7 anschließt. Am Ende 6 kann ein Außengewinde ausgestaltet sein, das zu einem Innengewinde eines weiteren Bohrgestängeschusses entsprechend ausgebildet ist. Beabstandet zum dargestellten Ende des Bohrgestängeschusses 1 ist ein Drehabschnitt 8 ausgebildet, auf den ein Paddelabschnitt 9 noch weiter beabstandet vom Ende des Bohrgestängeschusses 1 ausgebildet ist.
  • In Fig. 2 ist der Mitnehmer 5 auf die Aufnahme 2 des Bohrgestängeschusses 1 aufgeschoben und der Ausrichtabschnitt 7 ist derart in einer Innenkontur des Mitnehmers 5 positioniert, dass ein freier Durchgang für den Ausrichtabschnitt 7 im Mitnehmer 5 vorliegt und der Mitnehmer 5 relativ zum Bohrgestängeschuss 1 um die Längsachse des Bohrgestängeschusses 1 gedreht werden kann. In der in Fig. 2 dargestellten Position von Mitnehmer 5 und Bohrgestängeschuss 1 ist der Bohrgestängeschuss 1 mit dem Mitnehmer 5 in Anlage. Eine Längsbewegungs-Stoppfläche 10 am Bohrgestängeschuss 1 begrenzt die axiale Bewegung des Mitnehmers 5 beim Aufstecken und dient als Auflage beim Drehen. Die Drehung des Mitnehmers 5 relativ zum Bohrgestängeschuss 1 wird durch eine Drehbewegungs-Stoppfläche 14 begrenzt.
  • In Fig. 3 ist der Bohrgestängeschuss 1 mit dem Mitnehmer 5 in der Position von Fig. 2 von vorne gezeigt.
  • Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des auf den Bohrgestängeschuss 1 aufgeschobenen Mitnehmers 5 sowie eine Schnittdarstellung gemäß Ebene A-A.
  • Fig. 5 zeigt den Mitnehmer 5 mit dem Bohrgestängeschuss 1 nach einer relativen Drehung des Mitnehmers 5 zum Bohrgestängeschuss 1 um die Längsachse des Bohrgestängeschusses 1 und ein Vorschieben des Mitnehmers 5 relativ zum Bohrgestängeschuss 1 in einer Seitenansicht und in Schnittdarstellung gemäß den in der Schnittdarstellung angegebenen Ebenen B-B, C-C und D-D. In der in Fig. 5 dargestellten Position des Bohrgestängeschusses 1 zum Mitnehmer 5 fluchten die Ausnehmung im Mitnehmer 5 und die am Ausrichtabschnitt 7 ausgebildeten Vorsprünge 11 nicht mehr miteinander, so dass bei einer Zugbelastung von Mitnehmer 5 zum Bohrgestängeschuss 1 eine zugfeste Verbindung vorliegt. Der Mitnehmer 5 schlägt bei einer Zugbelastung an den am Ausrichtabschnitt 7 ausgebildeten Vorsprüngen 11 an.
  • Zudem ist in der in Fig. 5 dargestellten Position eine drehfeste Verbindung in beiden Richtungen zwischen dem Mitnehmer 5 und dem Bohrgestängeschuss 1 ausgebildet. Der Bohrgestängeschuss 1 weist zwei Paddelflächen 12 auf, die in Anlage mit an dem Mitnehmer 5 ausgebildeten Drehbewegungsmitnahmeflächen 13 liegen.

Claims (12)

  1. Bohrgestängeschuss (1) mit mindestens einer Steck-Dreh-Aufnahme (Bajonett-Aufnahme) (2) zum Zusammenwirken mit einem (Bajonett-)Mitnehmer (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (2) einen zusätzlichen Steck-Schritt zur Fixierung des Mitnehmers (5) in eine in beiden Drehrichtungen rotationsfeste Verbindung um die Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) erlaubt.
  2. Bohrgestängeschuss (1) nach Anspruch 1, wobei die Aufnahme (2) einen Ausrichtabschnitt (7), einen Drehabschnitt (8) und einen Paddelabschnitt (9) umfasst.
  3. Bohrgestängeschuss (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufnahme (2) mindestens eine axiale Aufsitzfläche und mindestens eine Paddelfläche (12) für den Mitnehmer (5) aufweist.
  4. Bohrgestängeschuss (1) nach Anspruch 3, wobei zwei Paddelflächen (12), die winkelversetzt zur Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) angeordnet sind, ausgebildet sind.
  5. Bohrgestängeschuss (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Abschnitt (4) zum längsaxialen Ausrichten des Bohrgestängeschusses (1) zum Mitnehmer (5) ausgebildet ist, der in einem Winkelbereich um die Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) einen Vorsprung (11) gegenüber einem anderen Abschnitt, in dem der Mitnehmer (5) um die Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) drehbar ist, aufweist.
  6. Bohrgestängeschuss (1) nach Anspruch 5, wobei der Abschnitt (4) zum längsaxialen Ausrichten des Bohrgestängeschusses (1) symmetrisch ausgebildet ist.
  7. Bohrgestängeschuss (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die längsaxiale Erstreckung des Abschnitts (4), in dem der Mitnehmer (5) um die Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) drehbar ist, im Wesentlichen der längsaxialen Erstreckung einer Innenkontur des Mitnehmers (5) entspricht.
  8. Bohrgestängeschuss (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Abschnitt (4), in dem der Mitnehmer (5) um die Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) drehbar ist, eine Längsbewegungs-Stoppfläche (10) und eine Drehbewegungs-Stoppfläche 14 aufweist, die derart angeordnet sind, dass der Mitnehmer (5) beim in Kontaktbringen mit der Drehbewegungs-Stoppfläche (14) außer Kontakt mit der Längsbewegungs-Stoppfläche (10) ist und der Mitnehmer (5) relativ zu einem weiteren Abschnitt (4) steckbar ist.
  9. Verbindungssystem einer Erdbohrvorrichtung zum Verbinden eines Bohrgestängeschusses (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweisend den Bohrgestängeschuss (1) und einen Mitnehmer (5).
  10. Verbindungssystem nach Anspruch 9, wobei der Mitnehmer (5) an einem Antrieb und/oder an einem weiteren Bohrgestängeschuss (1) ausgebildet ist.
  11. Erdbohrvorrichtung mit einem Bohrgestängeschuss (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem Mitnehmer (5).
  12. Verfahren zum Verbinden eines Bohrgestängeschusses (1) mit einem Mitnehmer (5), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Stecken des Bohrgestängeschusses (1) relativ zum Mitnehmer (5) in Längsrichtung des Bohrgestängeschusses (1), Drehen des Bohrgestängeschusses (1) relativ zum Mitnehmer (5) um die Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) und Stecken des Bohrgestängeschusses (1) relativ zum Mitnehmer (5) in Längsrichtung des Bohrgestängeschusses (1), wobei der Mitnehmer (5) in Anlage zum Bohrgestängeschuss (1) derart gebracht wird, dass eine rotationsfeste Verbindung in beiden Drehrichtungen zur Längsachse des Bohrgestängeschusses (1) ausgebildet wird.
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