EP4073341A1 - Device for connecting a drill pipe to the drilling drive of a drilling rig, and drilling assembly for boreholes comprising such a device - Google Patents

Device for connecting a drill pipe to the drilling drive of a drilling rig, and drilling assembly for boreholes comprising such a device

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Publication number
EP4073341A1
EP4073341A1 EP20824526.6A EP20824526A EP4073341A1 EP 4073341 A1 EP4073341 A1 EP 4073341A1 EP 20824526 A EP20824526 A EP 20824526A EP 4073341 A1 EP4073341 A1 EP 4073341A1
Authority
EP
European Patent Office
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locking
inner tube
elements
outer tube
drill pipe
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20824526.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Sven Beckhusen
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • 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 DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • E21B17/0465—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 characterised by radially inserted locking elements

Definitions

  • the present invention relates to a device for connecting a radially extending he locking openings having drill pipe to the drill drive egg nes drilling device.
  • the invention also relates to a drilling arrangement for earth drilling, comprising a drill drive, at least one drill pipe with radially extending locking openings and a device for connecting the drill pipe to the Bohran drive.
  • the device mentioned at the beginning and the aforementioned drilling arrangement are used in the creation of boreholes in civil engineering. Such Drehbohranla conditions are used in particular in the production of cased bores.
  • the drilling tools are driven into the subsoil by means of drilling or pressure pipes. It is necessary to regularly remove the drill pipe from the borehole in order to remove the excavated material from the drilling tool and to be able to store it next to the borehole. Then the drilling tool is to be reinserted into the borehole and, according to the drilling depth already achieved, is to be extended further by means of drill pipes.
  • drill pipes During the creation of such a borehole, it is necessary several times to connect the drill drive of a drilling device to the drilling and / or pressure pipes mentioned and to release it again. It often happens here that a drill pipe is held freely suspended from the drill drive. In this state, unintentional loosening can cause serious damage to people and material.
  • Another object of the present invention is to propose a device of the type mentioned at the beginning which is as robust as possible against interference and at the same time reliably avoiding the risk of accidentally detaching the drilling or pressure pipe from the Bohran drive.
  • Another object of the present invention is to propose a corresponding drilling arrangement for earth drilling.
  • the device mentioned at the outset for connecting a drill pipe having radially extending locking openings to the Drill drive of a drilling device, comprising an inner tube designed to receive a free end of the drill pipe with its locking opening, an outer pipe which at least partially encompasses the inner pipe and is set up for connection to the drill drive, the inner pipe being set up at its end on the drill pipe connection side for reaching through and guiding locking elements radially he has extending passage recesses, the locking elements are arranged in the passage recesses so that they can slide radially, arranged on the outside of the outer tube, each having a control link for radial position adjustment of the locking elements between an open position and a locking position by rotating the inner tube relative to the outer tube forming, Füh approximately elements, and a connecting device which is set up to releasably connect the outer tube to the inner tube in a rotationally fixed manner by in each case on the inner wall surface of the outer tube and on the outer wall surface of the inner tube to at least partially encirc
  • the device according to the invention is particularly robust against soiling and / or the action of mechanical forces from the outside. Due to the purely mechanical structure, the device according to the invention does not include any sensitive components, such as electrical or hydraulic servomotors, and also no electronic assemblies. In addition, the form-fitting elements are located between the outer tube and the inner tube, so they are appropriately protected against external mechanical influences. Another advantage is that, by means of the device according to the invention, the connection of a drill pipe to the drill drive can be carried out alone and by the machine operator.
  • An expedient embodiment of the invention is characterized in that the form-fitting elements are a toothed ring pair with facing tooth profiles spaced from one another in the longitudinal axial direction and a double toothed ring with tooth profiles each facing the tooth profiles of the toothed ring pair.
  • the use of the gear rim pair and the double gear rim as form-locking elements offers the advantage that a non-rotatable connection is always established between the outer tube and the inner tube when both pressure and tensile force are applied, so that in this state there is relative rotation between the outer tube and the inner tube is excluded due to the non-rotatable coupling.
  • This also offers the advantage that the locking elements which are in a locked position always remain in their position and in this way ensure a secure coupling with the drill pipe.
  • a preferred development of the invention is characterized in that the pair of toothed rings is arranged on the outer wall surface of the inner tube and the double toothed ring is arranged on the inner wall surface of the outer tube. Due to the mutual arrangement of the ring gear pair and double ring gear on the outer wall surface of the inner tube and on the inner wall surface of the outer tube, the prerequisites for a non-rotatable coupling of the outer and inner tubes are given, provided that both are in positive engagement.
  • the double ring gear is arranged on the outer wall surface of the inner tube and the pair of ring gears is arranged on the inner wall surface of the outer tube.
  • the aforementioned embodiment with regard to the arrangement of double gear rim and gear rim pair represents a is another advantageous embodiment of the invention. It is therefore optionally possible to arrange the ring gear pair on the outer wall surface of the inner tube or on the inner wall surface of the outer tube. In this case, the double gear rim is to be arranged on the other pipe.
  • tooth flank angle of the tooth profile is less than 7 degrees.
  • the choice of the mentioned tooth flank angle of less than 7 degrees offers the advantage that there is no feed between the respective tooth profiles in the longitudinal axial direction when the torque is transmitted between the inner and outer tubes.
  • the jacket surface of the outer tube has recesses in the region of the guide elements.
  • the recesses mentioned in the outer surface of the outer tube give the guide elements the appropriate space to be able to pivot correspondingly far relative to one another when the inner tube and outer tube are rotated.
  • Another useful embodiment of the invention is characterized in that the locking elements are pretensioned by means of spring elements in such a way that they rest against the guide elements under spring pretension.
  • the locking elements are automatically moved radially outward when the free-running position is reached, so that they release the locking opening of the drill pipe and the coupling with the drill pipe is automatically released in this way.
  • this automatic release of the locking of the drill pipe only takes place when the form-fitting elements are in the free-running position, so that unintentional detachment of the drill pipe from the device according to the invention is avoided in any case.
  • each of the guide elements has a sliding surface on which the head side of the locking element is slidably guided.
  • the sliding surfaces of the guide elements with the head sides of the locking elements each form a sliding guide that is particularly robust against dirt or damage from external mechanical influences.
  • a preferred development of the invention is characterized in that the distance was between the outer wall surface of the inner tube and a central area of the Sliding surface at least substantially corresponds to the length of one of the locking elements. This ensures that in the open position the locking elements are in any case led out of the locking openings of the drill pipe to such an extent that the drill pipe is completely released from the device according to the invention.
  • the sliding surface is inclined towards the inner tube on the sides, starting from the central region.
  • the sliding surface is designed in such a way that it has the greatest possible distance from the outer tube in the aforementioned Mittenbe, while the distance between the sliding surface and the outer tube is smaller on both sides.
  • the sliding surface forms a control surface which, when the inner tube is rotated to the outer tube both clockwise and counterclockwise, always leads to a movement of the locking elements in the radial direction inward. In this way, the functionality of the locking is brought about by relative rotation of the inner and outer tubes.
  • each of the guide elements comprises lateral holding elements, between which the sliding surface is arranged.
  • the holding elements thus fulfill a double function.
  • these spacer elements form in order to arrange the sliding surface with the required distance from the outer surface of the outer tube.
  • these Ge counterpart elements for the locking elements to limit the maximum possible rotation of the outer and inner tubes relative to one another.
  • each locking element comprises at least one head part and at least one locking part.
  • the locking element is designed in two parts. With this two-part design, the individual parts can be manufactured separately. Such separate production processes increase flexibility in production, offer more options in the design and use of the locking elements, in particular it is possible to replace only those components that are subject to high mechanical stress and thus increased wear. For example, the forces acting on the locking part from the jacket of the outer tube during the locking process are the reason for a higher stress on the locking part compared to the head part and thus faster wear of the locking part.
  • the two-part construction of the locking element enables one more targeted change as well as easier installation and removal of wear parts. The replacement of the entire locking part is prevented and thus material and its costs are saved. This also leads to lower construction and operating costs.
  • Another useful embodiment of the invention is characterized in that the mutually facing sides of the head part and the locking part are designed and set up as coupling sides in such a way that the head part and the locking part can be connected to one another in a form-fitting and / or non-positive manner. In this way, the head part and the locking part can be joined together in a particularly simple manner and separated from each other again if necessary.
  • the head part and the locking part preferably each have sides which allow the two to be coupled to one another. In this way, the two can be joined together in such a way that the strength and durability of the locking element is the same as that of a locking element formed in one piece. At the same time, the connection of the head part and the locking part can be released from one another at any time in order to allow a targeted exchange of defective or worn parts and to ensure easy installation, removal and reinstallation of the head part and the locking part.
  • the coupling sides are in releasable engagement in the connected state of the head part with the locking part.
  • the releasable engagement increases on the one hand the contact area of the head and locking part, so that the form and / or force fit and thus the cohesion of the individual parts of the locking element is strengthened, on the other hand, the engagement is designed to be releasable so that the components are again non-destructive can be separated. A complete replacement that would otherwise be necessary can thus be avoided.
  • Another expedient embodiment of the invention is characterized in that at least one securing element is designed and set up for releasably locking the head part with the locking part.
  • the securing elements ensure that the head part and the locking part are locked and thus ensure that the head part and the locking part are held firmly together.
  • the safety elements are set up to prevent unintentional loosening of the connection between the head part and the locking part.
  • they can be solved again and thus ensure the flexibility of installation and removal as described above, such as changing and repairing the locking element or its components.
  • the securing element is set up in a plane perpendicular to the plane of rotation of the drill pipe.
  • the hedging element therefore forms a locking element that remains in its position when forces act in the plane of rotation.
  • the securing element Since the securing element is arranged in such a way that it does not lie in the plane of rotation, force components acting in the plane of rotation do not act on the securing element in such a way that it could become detached. In this way, reliable locking is always achieved - even under load.
  • the locking part has a higher surface hardness compared to the head part. Due to the high load caused by the sliding contact of the locking part with the jacket of the outer tube 11, a higher surface hardness compared to the head part of this component is advantageous for the resistance, longevity and reliability of the locking part.
  • the head part which is exposed to lower mechanical loads, can be made of a material of lower strength due to the two-part nature of the locking element. In this way, the manufacturing and exchange costs can be significantly reduced, since only part of the material has to be made of high surface hardness.
  • the invention further relates to a drilling arrangement for earth drilling, comprising a drill drive, at least one drill pipe with radially extending locking openings and a device for connecting the drill pipe to the drill drive.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the device according to the invention in an unlocked state
  • FIG. 2 shows a detail view of the device shown in FIG. 1,
  • FIG. 1 shows a perspective view of the device according to the invention in the locking position when a tension is applied
  • FIG. 4 shows a detail view of the device shown in FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a perspective view of the device according to the invention in the locking position when pressure is applied
  • FIG. 6 shows a detail view of the device shown in FIG. 5,
  • FIG. 5 A sectional view of the device shown in Figs. 5 and 6 Vorrich
  • Fig. 8 is a perspective view of the locking element according to the invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of the locking element shown in FIG. 8 in plan view, FIG.
  • FIGS. 8 and 9 shows a sectional view of the locking element shown in FIGS. 8 and 9, and
  • FIG. 11 is a perspective view of the locking element looking towards the locking part.
  • the drilling devices mentioned at the outset are sufficiently well known from the prior art, so that a detailed representation of these is largely dispensed with in the drawing.
  • the device according to the invention shown in the drawing is used on the one hand to be connected to the drill drive of a drilling device and on the other hand to establish a connection to a drill pipe 39 - shown exclusively in FIG. 7 in the drawing.
  • Fig. 1 shows a perspective view of the device according to the invention in the entrie apply state.
  • the device according to the invention comprises an inner tube 10 which is designed and configured to receive a free end of the drill tube 39 with its locking opening 40.
  • the device according to the invention further comprises an outer tube 11 which partially or completely surrounds the inner tube 10 and is also set up for connection to the drill drive (not shown in the drawing).
  • the inner tube 10 has radially extending penetration recesses 13 at its end 12 on the drilling connection side.
  • the handle recesses 13 are designed and set up to guide locking elements 14 in a slidable manner in the radial direction 17.
  • the Verriege treatment elements 14 are arranged in the pass-through recesses 13 so that they can be moved radially. In this way, the locking elements 14 can be pushed radially inward to engage in the radially extending locking openings 40 of the respective drill pipe 39 - shown in FIG. 7 - and thus establish a rotationally fixed and at the same time loadable connection in the axial direction 15.
  • the device according to the invention further comprises guide elements 16 arranged on the outside of the outer tube 11.
  • the locking elements 14 are arranged so that they can slide radially in the handle recesses 13, i.e. can be moved in the radial direction 17.
  • the guide elements 16 each have control links 18 which are designed for the radial position adjustment of the locking elements 14 between an open position and a locking position shown in FIGS. 3, 4, 5, 6 and 7 below.
  • the control links 18 are set up in such a way that the locking elements 14 optionally move into the open or locking position by rotating the inner tube 10 relative to the outer tube 11.
  • the locking elements 14 are moved inward in the radial direction 17 by means of the control link 18, as shown in FIGS. 3 to 7.
  • the control link 18 enables a movement of the locking elements 14 in the radial direction 17 outward, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the view is free of a part of a Ver connecting device 19, which is completely covered in Fig. 1 by the outer tube 11 is made.
  • the connecting device 19 is preferably set up to connect the outer tube 11 to the inner tube 10 on the one hand non-rotatably and on the other hand releasably with egg nander.
  • form-locking elements 20 are provided, the aforementioned form-locking elements 20 being at least partially circumferentially arranged on the inner wall surface 21 of the outer tube 11 and on the outer wall surface 22 of the inner tube 10.
  • the inner tube 10 and the outer tube 11 are - mechanically limited only by the form fit simplantation 20 - in the axial direction 15 relative to one another is set up.
  • the respective longitudinal axial positions between the outer tube 11 and the inner tube 10 can be shifted relative to one another.
  • the outer tube 11 and the inner tube 10 can be displaced relative to one another in a longitudinal axial position.
  • the interlocking elements 20 are in the free-running position, that is, they are free of engagement with one another.
  • the form-locking elements 20 come into form-locking engagement with one another when - as shown in FIG. 4 - the inner tube 10 is displaced relative to the outer tube 11 in the pulling direction 23. This state occurs, for example, when a tensile force is exerted on the drill pipe 39 via the drill drive - not shown in the drawing. As shown in FIG. 4, the two upper form-locking elements 20 come into form-locking engagement with one another and thus form a non-rotatable connection between the inner tube 10 and the outer tube 11.
  • the two lower form-locking elements 20 interlock with form-locking engagement as soon as the inner tube 10 is relative to the outer tube 11 in FIG Printing direction 24 is shifted.
  • This state occurs, for example, when a compressive force is exerted on the drill pipe 39.
  • the form-fit elements 20 are set up as a function of the relative position of the inner tube 10 to the outer tube 11 in the axial direction 15, that is, either when the inner tube 10 is displaced relative to the outer tube 11 in the pulling direction 23 or in the Pressure direction 24 to get with each other in the form of locking engagement.
  • a rotationally fixed connection between the inner tube 10 and the outer tube 11 is brought about in each of the two longitudinal axial positions.
  • a decoupling of this non-rotatable composite between the inner tube 10 and the outer tube 11 takes place when the form-locking elements 20 are in the free-running position.
  • the form-fit elements 20 - as shown in the drawing - are preferably designed as a pair of gear rings 25 and a double gear ring 26.
  • the toothed ring pair 25 has tooth profiles 27 which are spaced apart from one another in the longitudinal axial direction and which face one another. Between these facing sprocket profiles 27 be there is the double sprocket 26 with its tooth profile 28, each of the Zahnpro files 27 of the sprocket pair 25 is assigned.
  • the ring gear profile 27 and the ring gear profile 28 are designed correspondingly with regard to their geometry in such a way that the form-locking engagement described above takes place in the middle position between the inner tube 10 and the outer tube 11.
  • the ring gear pairs 25 on the outer wall surface 22 of the inner tube 10 and the double ring gear 26 on the inner wall surface 21 of the outer tube 11 are arranged.
  • the toothed ring pair 25 forms a structural unit with the inner tube 10
  • the double toothed ring 26 forms one with the outer tube 11.
  • the double ring gear 26 is arranged on the outer wall surface 22 of the inner tube 10 and the ring gear pair 25 is arranged on the inner wall surface 21 of the outer tube 11.
  • the tooth flank angle of the tooth profile is preferably less than seven degrees. This means that the respective tooth flank angles of the ring gear profiles 27 and of the ring gear profile 28 do not exceed the aforementioned angular amount.
  • the choice of the tooth flank angle mentioned always ensures that an effective Torque from the inner tube 10 to the outer tube 11 and vice versa does not lead to any generation of thrust or tensile forces in the axial direction 15.
  • the jacket surface 29 of the outer tube 11 has recesses 30 in the area of the guide elements 16, so that the locking elements 14 dip through the outer tube 11 in the area of these recesses 30.
  • the size of the recesses 30 also determines the maximum pivot angle by which the inner tube 10 can be rotated relative to the outer tube 11 before a further relative rotation of the two tubes to each other by collision of the connecting elements 14 with the lateral surface 29 of the outer tube 11 to each of the two Pages another relative pivoting mechanically blocked.
  • the locking elements 14 are spring-pretensioned by means of spring elements 31.
  • the spring preload brought about in this way serves to press the locking elements 14 against the guide element 16 and to automatically urge them outward in the radial direction 17.
  • Each of the guide elements 16 preferably comprises a sliding surface 32.
  • the head side 33 of the locking elements 14 is guided in a sliding manner on this sliding surface 32.
  • the sliding surface 32 thus effects the movement of the locking elements 14 in the radial direction 17 as a function of its radial distance.
  • the distance 35 between the outer wall surface 22 of the inner tube 10 and a central region 34 of the sliding surface 32 is preferably selected such that it corresponds to the length of one of the locking elements 14 or essentially the length of one of the locking elements 14.
  • the distance 35 is optimally designed so that the locking elements 14 in the unlocked position - shown in FIG. 2 - are positioned just far enough outward in the radial direction 17 that they no longer protruded from the penetration recess 13 on the inside of the inner tube 10 hen.
  • the locking elements 14 are not only guided through the handle recesses 13, but also mounted in corresponding guide sleeves 36 such that they can slide.
  • the sliding surface 32 is designed to be inclined on both sides 37, starting from the central region 34, towards the inner tube 10.
  • the sliding surfaces 32 are of this type designed that they are furthest away from the inner tube 10 at a distance 35 in their central region 34 and incline towards the inner tube 10 on their two sides 37, i.e. have a smaller distance there than the radial distance 35 from the inner tube 10.
  • Each of the guide elements 16 preferably comprises lateral holding elements 38, between which the sliding surface 32 is arranged.
  • the holding elements 38 fulfill a double function, namely on the one hand they serve as a holder for the sliding surface 32 and on the other hand a counter-surface for the locking elements 14 to limit the maximum relative rotatability between the inner tube 10 and the outer tube 11.
  • Fig. 8 shows a perspective view of the locking element 14 according to the invention.
  • the locking element 14 comprises a head part 41 and a locking part 42, which is preferably cylindrical.
  • the head part 41 comprises the head side 33 of the locking element 14, so forms a head side 33 facing away from the locking part 42 and interacting with the sliding surface 32.
  • the free end of the locking part 42 has a locking head 43 which, in particular, as shown in the drawing, is conical is formed or chamfered.
  • the sides of the head part 41 and the locking part 42 facing each other - not explicitly shown in the drawing - are designed and set up as coupling sides in such a way that the head part 41 and the locking part 42 can be detachably connected to one another in a form-fitting and / or force-fitting manner.
  • a recess is provided in the side of the head part 41 facing the locking part 42, into which the side of the locking part 42 facing the head part 41 engages with a precise fit or with a slight oversize to achieve a tight fit to form a composite part.
  • the coupling sides can be released from one another again if required, that is to say they are in releasable engagement with one another.
  • the head part 41 has a bore 45 which is designed and configured to receive a securing element 44.
  • the hedging element 44 is preferably designed as a locking pin, for example in the form of a slotted hollow cylinder.
  • the diameter of the locking pin is preferably slightly larger than that of the bore 45, so that the locking pin is automatically held in the bore 45 with a tight fit, but is set up so that it can be driven out to remove the locking element 44.
  • the locking part 42 is formed tapering towards the head part 41.
  • the locking part 42 also has a transverse bore - not designated in any more detail in the drawing - which is arranged in such a way that it is aligned with the bore 45 in the connected state of the head part 41 with the locking part 42.
  • the bore 45 together with the transverse bore of the locking part 42 forms a through-receiving space for the securing element 44.
  • the securing element 44 introduced into the through-receiving space thus locks the locking part 42 with the head part 41 against unintentional loosening.
  • the transverse bore of the locking part 42 can be designed as a through recess.
  • two countersunk bores can be provided in each extension of the bore 45. For locking, one of the securing elements 44 is then inserted into each of the countersunk bores.
  • the head part 41 has recesses on each opposite end face for receiving a viewing aid 46.
  • the recesses are preferably designed as countersunk bores.
  • the visual aids 46 are used by a machine operator to easily identify the respective position of the locking element 14.
  • the visual aids 46 are more preferably designed analogously to the securing elements 44.
  • the invention also relates to a drilling arrangement - not shown in detail in the drawing - for earth boreholes, which comprises a drill drive and at least one drill pipe 39 with radially extending locking openings 40 - shown in FIG.
  • This drilling arrangement also has the above-described Vorrich device according to the invention for connecting the drill pipe 39 to the drill drive with the aforementioned features.
  • the advantages and functions of the device according to the invention for connecting the drill pipe 39 to the drill drive have already been explained in detail above and apply in the same way to the drill assembly according to the invention.

Abstract

The invention relates to a device for connecting a drill pipe (39), which has radially extending locking openings (40), to the drilling drive of a drilling rig, comprising: an inner tube (10), designed to receive a free end of the drill pipe (39) by means of the locking opening (40) of the drill pipe; an outer tube (11), which at least partially surrounds the inner tube (10) and is designed for connection to the drilling drive, the inner tube (10) having, at the end that connects to the drill pipe, radially extending through-holes (13) designed to guide and allow the passage of locking elements (14), the locking elements (14) being radially slidingly movable in the through-holes (13); guide elements (16), which are arranged externally on the outer tube (11) and each form a control gate (18) for adjusting the radial position of the locking elements (14) between an open position and a locking position by the rotation of the inner tube (10) relative to the outer tube (11); and a connection device (19), which is designed to releasably connect the outer tube (11) to the inner tube (10) for conjoint rotation by means of interlocking elements (20) which run at least partially around the circumference of the inner wall face (21) of the outer tube (11) and also of the outer wall face (22) of the inner tube (10) and which are designed to interlockingly engage with one another, thus forming the connections enabling conjoint rotation, or to be disengaged in the free-running position, depending on the longitudinal axial position between the outer tube (11) and the inner tube (10) relative to each other. The invention furthermore relates to a drilling assembly for boreholes, comprising a drilling drive, at least one drill pipe (39) with radially extending locking openings, and a device for connecting the drill pipe (39) to the drilling drive.

Description

Vorrichtung zum Anschluss eines Bohrrohres an den Bohrantrieb eines Bohrgerätes sowie Bohranordnung für Erdbohrungen mit einer solchen Vorrichtung Device for connecting a drill pipe to the drill drive of a drilling device and a drilling arrangement for earth drilling with such a device
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anschluss eines sich radial er streckende Verriegelungsöffnungen aufweisenden Bohrrohres an den Bohrantrieb ei nes Bohrgerätes. The present invention relates to a device for connecting a radially extending he locking openings having drill pipe to the drill drive egg nes drilling device.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bohranordnung für Erdbohrungen, umfassend einen Bohrantrieb, mindestens ein Bohrrohr mit sich radial erstreckenden Verriege lungsöffnungen sowie eine Vorrichtung zum Anschluss des Bohrrohres an den Bohran trieb. The invention also relates to a drilling arrangement for earth drilling, comprising a drill drive, at least one drill pipe with radially extending locking openings and a device for connecting the drill pipe to the Bohran drive.
Die eingangs genannte Vorrichtung sowie die vorgenannte Bohranordnung kommen bei der Erstellung von Bohrlöchern im Tiefbau zum Einsatz. Derartige Drehbohranla gen werden insbesondere bei der Herstellung von verrohrten Bohrungen eingesetzt.The device mentioned at the beginning and the aforementioned drilling arrangement are used in the creation of boreholes in civil engineering. Such Drehbohranla conditions are used in particular in the production of cased bores.
Bei der Erstellung derartiger Bohrungen ist ein häufiger Werkzeugwechsel erforderlich. Die Bohrwerkzeuge werden mittels Bohr- bzw. Druckrohren in den Untergrund getrie ben. Es ist notwendig, die Bohrrohre regelmäßig aus dem Bohrloch zu entfernen, um den Aushub aus dem Bohrwerkzeug zu entfernen und neben dem Bohrloch lagern zu können. Anschließend ist das Bohrwerkzeug wieder in das Bohrloch einzuführen und entsprechend der bereits erzielten Bohrtiefe mittels Bohrrohren weiter zu verlängern. Während der Erstellung eines solchen Bohrloches ist es also mehrmals erforderlich, den Bohrantrieb eines Bohrgerätes an die genannten Bohr- und/oder Druckrohre anzu schließen und wieder zu lösen. Hierbei kommt es häufig dazu, dass ein Bohrrohr frei an dem Bohrantrieb hängend gehalten wird. In diesem Zustand kann ein unbeabsich tigtes Lösen zu schweren Schäden an Mensch und Material führen. Frequent tool changes are required when creating such holes. The drilling tools are driven into the subsoil by means of drilling or pressure pipes. It is necessary to regularly remove the drill pipe from the borehole in order to remove the excavated material from the drilling tool and to be able to store it next to the borehole. Then the drilling tool is to be reinserted into the borehole and, according to the drilling depth already achieved, is to be extended further by means of drill pipes. During the creation of such a borehole, it is necessary several times to connect the drill drive of a drilling device to the drilling and / or pressure pipes mentioned and to release it again. It often happens here that a drill pipe is held freely suspended from the drill drive. In this state, unintentional loosening can cause serious damage to people and material.
Aus dem Stand der Technik sind daher zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen be kannt, um derartige Bohrrohre an den Bohrantrieb eines solchen Bohrgerätes anzu schließen. Aus dem Dokument DE 10023467 C1 geht eine solche Bohrvorrichtung hervor, bei der der Anschluss des Bohrantriebes an ein freies Ende eines Bohrrohres mittels Riegel bolzen verriegelt wird. An der Außenmantelfläche einer hohlzylinderförmigen Aufnah- meeinrichtung sind hierzu Stellstangen angeordnet, mittels derer die Riegelbolzen be tätigbar sind. Ein Nachteil besteht darin, dass sich die erforderlichen Stellstangen am Außenumfang der Aufnahmeeinrichtung befinden und so im rauen Feldeinsatz unge schützt vor Beschmutzung und Beschädigung sind. Zudem besteht bei einer Fehlbetä tigung der Riegelbolzen die Gefahr, dass ein an der Aufnahmeeinrichtung hängendes Bohr- und/oder Druckrohr beim Entkoppeln, ohne das vorherige Anbringen von Siche rungsmitteln, herausfallen kann. Numerous methods and devices are therefore known from the prior art to connect such drill pipes to the drill drive of such a drill. From the document DE 10023467 C1 such a drilling device emerges in which the connection of the drill drive is locked to a free end of a drill pipe by means of a bolt. For this purpose, adjusting rods, by means of which the locking bolts can be actuated, are arranged on the outer circumferential surface of a hollow cylindrical receiving device. A disadvantage is that the required control rods are located on the outer circumference of the receiving device and are thus unprotected against dirt and damage in rough field use. In addition, if the locking bolts are operated incorrectly, there is the risk that a drilling and / or pressure pipe hanging on the receiving device may fall out during decoupling without prior attachment of securing means.
Eine weitere Verriegelungsvorrichtung für eine Drehbohranlage geht aus dem Doku ment DE 10 2013 020 761 B4 hervor. Auch hier kommen Verriegelungsbolzen zum Einsatz, die jeweils mittels Elektromotoren positionsverstellbar eingerichtet sind. Die Elektromotoren einschließlich der für die Verstellung der Verriegelungsbolzen erforder lichen Getriebemechanik sind am äußeren Umfang der Werkzeugaufnahme angeord net und damit ebenso wie schon bei der zuvor genannten Drehbohranlage störungs- und beschädigungsanfällig. Zudem sind zum Betreiben der Elektromotoren elektrotech- nische Steuerungskomponenten erforderlich, die im rauen Feldeinsatz ebenfalls fehler anfällig sind. DE 10 2013 020 761 B4 schlägt sogar vor, die Lage des Verriegelungs bolzens mittels eines eigenen Lageüberwachungssytems zu überwachen und so zu prüfen, ob sich die jeweiligen Verriegelungsbolzen auch tatsächlich in der gewünschten Verriegelungsposition befinden. Dies ist nicht nur anlagentechnisch aufwändig, son- dern mindert darüber hinaus auch nicht die Gefahr, dass bei einer möglichen Fehlbe dienung das freihängende Bohr- oder Druckrohr ohne externe Abstützung oder Siche rung herunterfallen oder Umstürzen kann. Another locking device for a rotary drilling rig emerges from the document DE 10 2013 020 761 B4. Here, too, locking bolts are used, each of which is set up so that it can be adjusted in position by means of electric motors. The electric motors, including the gear mechanism required for adjusting the locking bolts, are net angeord on the outer circumference of the tool holder and are therefore prone to failure and damage, as was the case with the previously mentioned drilling rig. In addition, electrical control components are required to operate the electric motors, which are also prone to errors in rough field use. DE 10 2013 020 761 B4 even suggests monitoring the position of the locking bolt by means of its own position monitoring system and thus checking whether the respective locking bolts are actually in the desired locking position. This is not only complex in terms of system technology, but also does not reduce the risk of the freely hanging drilling or pressure pipe falling or overturning without external support or securing in the event of a possible incorrect operation.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art vorzuschlagen, die möglichst robust gegen Störung ist und zugleich die Gefahr eines versehentlichen Lösens des Bohr- oder Druckrohres von dem Bohran trieb zuverlässig zu vermeiden. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine entsprechende Bohranordnung für Erdbohrungen vorzuschlagen. Die Aufgabe wird gelöst durch die eingangs genannte Vorrichtung zum Anschluss ei nes sich radial erstreckende Verriegelungsöffnungen aufweisenden Bohrrohres an den Bohrantrieb eines Bohrgerätes, umfassend ein zur Aufnahme eines freien Endes des Bohrrohres mit dessen Verriegelungsöffnung eingerichtetes Innenrohr, ein das Innen rohr zumindest teilweise umgreifendes und zur Verbindung mit dem Bohrantrieb einge richtetes Außenrohr, wobei das Innenrohr an seinem bohrrohranschlussseitigen Ende zum Durchgriff und Führen von Verriegelungselementen eingerichtete sich radial er streckende Durchgriffsausnehmungen aufweist, wobei die Verriegelungselemente in den Durchgriffsausnehmungen radial schiebebeweglich angeordnet sind, außenseitig an dem Außenrohr angeordnete, jeweils eine Steuerkulisse zur Radialpositionsverstel lung der Verriegelungselemente zwischen einer Offenstellung und einer Verriegelungs stellung durch Verdrehen des Innenrohrs relativ zu dem Außenrohr bildende, Füh rungselemente, und eine Verbindungseinrichtung, die eingerichtet ist, das Außenrohr mit dem Innenrohr lösbar drehfest miteinander zu verbinden, indem jeweils an der In nenwandfläche des Außenrohres sowie an der Außenwandfläche des Innen rohres zu mindest teilweise umlaufende Formschlusselemente angeordnet sind, die eingerichtet sind, in Abhängigkeit der Längsaxialposition zwischen dem Außenrohr und dem Innen rohr relativ zueinander, unter Bildung der drehfesten Verbindungen, miteinander in Formschlusseingriff oder eingriffsfrei in Freilaufstellung zu gelangen. It is therefore the object of the present invention to propose a device of the type mentioned at the beginning which is as robust as possible against interference and at the same time reliably avoiding the risk of accidentally detaching the drilling or pressure pipe from the Bohran drive. Another object of the present invention is to propose a corresponding drilling arrangement for earth drilling. The object is achieved by the device mentioned at the outset for connecting a drill pipe having radially extending locking openings to the Drill drive of a drilling device, comprising an inner tube designed to receive a free end of the drill pipe with its locking opening, an outer pipe which at least partially encompasses the inner pipe and is set up for connection to the drill drive, the inner pipe being set up at its end on the drill pipe connection side for reaching through and guiding locking elements radially he has extending passage recesses, the locking elements are arranged in the passage recesses so that they can slide radially, arranged on the outside of the outer tube, each having a control link for radial position adjustment of the locking elements between an open position and a locking position by rotating the inner tube relative to the outer tube forming, Füh approximately elements, and a connecting device which is set up to releasably connect the outer tube to the inner tube in a rotationally fixed manner by in each case on the inner wall surface of the outer tube and on the outer wall surface of the inner tube to at least partially encircling form-locking elements are arranged, which are set up, depending on the longitudinal axial position between the outer tube and the inner tube relative to one another, forming the non-rotatable connections, with one another in positive engagement or non-invasively in free-running position .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders robust gegenüber Verschmutzungen und/oder mechanische Krafteinwirkung von außen. Aufgrund des rein mechanischen Aufbaus umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung keinerlei empfindliche Komponen ten, wie beispielsweise elektrische oder hydraulische Stellmotoren, sowie ferner keine elektronischen Baugruppen. Zudem befinden sich die Formschlusselemente zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr, sind also entsprechend geschützt gegen mechani sche Einwirkungen von außen angeordnet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mit tels der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Anschluss eines Bohrrohres an den Bohr antrieb allein und durch den Maschinenführer ausführbar ist. So findet eine drehfeste Kopplung des Bohrantriebs mit dem Bohrrohr nur dann statt, wenn mittels des Bohran triebes auf das Bohrrohr eine entsprechende Zug- oder Druckkraft ausgeübt wird und sogleich durch Verdrehen des Innenrohres relativ zu dem Außenrohr mittels der Füh rungselemente eine Verriegelung durch die Verriegelungselemente mit dem Bohrrohr erfolgt. Die Verbindung zwischen dem Bohrrohr und dem Bohrantrieb ist erst dann wie der möglich, wenn die jeweiligen Längsaxialpositionen zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr relativ zueinander durch den Maschinenführer des Bohrgerätes derart eingestellt werden, dass sich die Formschlusselemente in Freilaufstellung befinden. In die genannte Freilaufstellung kann nur dann gelangt werden, wenn in längsaxialer Richtung keine oder zumindest im Wesentlichen keine Zug- oder Druckkraft vom Bohr antrieb auf das Bohrrohr einwirkt. Dies bietet den Vorteil, dass ein Entkoppeln bzw. Lö sen des Bohrrohres von dem Bohrantrieb mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur dann möglich ist, wenn keine nennenswerte Kraft in Längsaxialrichtung zwischen dem Bohrrohr und dem Bohrantrieb über die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt. So ist es praktisch ausgeschlossen, dass sich ein an dem Bohrantrieb über die erfindungs gemäße Vorrichtung hängendes Bohrrohr ungewollt lösen kann, da durch die auf die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkende Gewichtskraft des Bohrrohres die Form schlusselemente stets im Formschlusseingriff bleiben und nicht in die Freilaufstellung gelangen können. The device according to the invention is particularly robust against soiling and / or the action of mechanical forces from the outside. Due to the purely mechanical structure, the device according to the invention does not include any sensitive components, such as electrical or hydraulic servomotors, and also no electronic assemblies. In addition, the form-fitting elements are located between the outer tube and the inner tube, so they are appropriately protected against external mechanical influences. Another advantage is that, by means of the device according to the invention, the connection of a drill pipe to the drill drive can be carried out alone and by the machine operator. So there is a rotationally fixed coupling of the drill drive with the drill pipe only when a corresponding tensile or compressive force is exerted on the drill pipe by means of the Bohran drive and immediately by rotating the inner pipe relative to the outer pipe by means of the Füh approximately locking elements with the locking elements the drill pipe takes place. The connection between the drill pipe and the drill drive is only possible when the respective longitudinal axial positions between the outer pipe and the inner pipe are set relative to one another by the machine operator of the drilling device in such a way that the form-locking elements are in the free-running position. The named free-running position can only be reached if in a longitudinally axial position Direction no or at least essentially no tensile or compressive force from the drill drive acts on the drill pipe. This offers the advantage that decoupling or loosening the drill pipe from the drill drive by means of the device according to the invention is only possible if no significant force acts in the longitudinal axial direction between the drill pipe and the drill drive via the device according to the invention. So it is practically impossible that a drill pipe hanging on the drill drive via the device according to the invention can inadvertently loosen, since the form-locking elements always remain in positive engagement and cannot get into the free-running position due to the weight of the drill pipe acting on the inventive device.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente ein Zahnkranzpaar mit einander zugewandten, voneinander in längsaxialer Richtung beabstandeten Zahnprofilen sowie ein Doppelzahnkranz mit je weils den Zahnprofilen des Zahnkranzpaares zugewandtem Zahnprofil sind. Die Ver wendung des Zahnkranzpaares sowie des Doppelzahnkranzes als Formschlussele mente bietet den Vorzug, dass sowohl bei Druck- als auch bei Zugkraftbeaufschlagung stets eine drehfeste Verbindung zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr herge stellt wird, so dass in diesem Zustand ein relatives Verdrehen zwischen Außenrohr und Innenrohr aufgrund der drehfesten Kopplung ausgeschlossen ist. Dies bietet weiter den Vorteil, dass die sich in einer Verriegelungsstellung befindenden Verriegelungsele mente stets in ihrer Position verharren und auf diese Weise eine sichere Kopplung mit dem Bohrrohr gewährleisten. An expedient embodiment of the invention is characterized in that the form-fitting elements are a toothed ring pair with facing tooth profiles spaced from one another in the longitudinal axial direction and a double toothed ring with tooth profiles each facing the tooth profiles of the toothed ring pair. The use of the gear rim pair and the double gear rim as form-locking elements offers the advantage that a non-rotatable connection is always established between the outer tube and the inner tube when both pressure and tensile force are applied, so that in this state there is relative rotation between the outer tube and the inner tube is excluded due to the non-rotatable coupling. This also offers the advantage that the locking elements which are in a locked position always remain in their position and in this way ensure a secure coupling with the drill pipe.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Zahnkranzpaar an der Außenwandfläche des Innenrohres angeordnet ist und der Dop pelzahnkranz an der Innenwandfläche des Außenrohres angeordnet ist. Durch die wechselseitige Anordnung von Zahnkranzpaar und Doppelzahnkranz jeweils an der Außenwandfläche des Innenrohres sowie an der Innenwandfläche des Außenrohres sind die Voraussetzung für eine drehfeste Kopplung von Außen- und Innenrohr gege ben, sofern sich beide im Formschlusseingriff befinden. A preferred development of the invention is characterized in that the pair of toothed rings is arranged on the outer wall surface of the inner tube and the double toothed ring is arranged on the inner wall surface of the outer tube. Due to the mutual arrangement of the ring gear pair and double ring gear on the outer wall surface of the inner tube and on the inner wall surface of the outer tube, the prerequisites for a non-rotatable coupling of the outer and inner tubes are given, provided that both are in positive engagement.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Doppelzahnkranz an der Außenwandfläche des Innenrohres angeordnet und das Zahnkranzpaar ist an der Innenwandfläche des Außenrohres angeordnet. Die vorgenannte Ausführungsform hinsichtlich der Anordnung von Doppelzahnkranz und Zahnkranzpaar stellt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar. Es ist also wahlweise möglich, das Zahnkranzpaar an der Außenwandfläche des Innenrohres oder an der Innenwand fläche des Außenrohres anzuordnen. An dem jeweils anderen Rohr ist in diesem Fall der Doppelzahnkranz anzuordnen. According to a further preferred embodiment of the invention, the double ring gear is arranged on the outer wall surface of the inner tube and the pair of ring gears is arranged on the inner wall surface of the outer tube. The aforementioned embodiment with regard to the arrangement of double gear rim and gear rim pair represents a is another advantageous embodiment of the invention. It is therefore optionally possible to arrange the ring gear pair on the outer wall surface of the inner tube or on the inner wall surface of the outer tube. In this case, the double gear rim is to be arranged on the other pipe.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnflankenwinkel des Zahnprofils kleiner 7 Grad ist. Die Wahl des genannten Zahnflankenwinkels kleiner 7 Grad bietet den Vorteil, dass es bei der Übertragung des Drehmoments zwischen dem Innen- und dem Außenrohr zu keinem Vorschub zwi schen den jeweiligen Zahnprofilen in längsaxialer Richtung kommt. Another useful embodiment of the invention is characterized in that the tooth flank angle of the tooth profile is less than 7 degrees. The choice of the mentioned tooth flank angle of less than 7 degrees offers the advantage that there is no feed between the respective tooth profiles in the longitudinal axial direction when the torque is transmitted between the inner and outer tubes.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Au sfüh rungsform weist die Mantelfläche des Au ßenrohres im Bereich der Führungselemente Ausnehmungen auf. Die genannten Aus nehmungen in der Mantelfläche des Außenrohres geben den Führungselementen den entsprechenden Raum, um bei einem Verdrehen von Innenrohr und Außenrohr relativ zueinander entsprechend weit verschwenken zu können. According to a further preferred embodiment, the jacket surface of the outer tube has recesses in the region of the guide elements. The recesses mentioned in the outer surface of the outer tube give the guide elements the appropriate space to be able to pivot correspondingly far relative to one another when the inner tube and outer tube are rotated.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente mittels Federelementen derart vorgespannt sind, dass diese unter Federvorspannung an den Führungselementen anliegen. Vorteilhafter weise wird so erreicht, dass die Verriegelungselemente bei Erreichen der Freilaufstel lung automatisch radial nach außen bewegt werden, so dass diese die Verriegelungs öffnung des Bohrrohres freigeben und die Kopplung mit dem Bohrrohr auf diese Weise selbsttätig gelöst wird. Wie zuvor beschrieben, erfolgt dieses selbsttätige Freigeben der Verriegelung des Bohrrohres allerdings nur dann, wenn sich die Formschlusselemente in Freilaufstellung befinden, so dass ein unbeabsichtigtes Lösen des Bohrrohres von der erfindungsgemäßen Vorrichtung in jedem Fall vermieden wird. Another useful embodiment of the invention is characterized in that the locking elements are pretensioned by means of spring elements in such a way that they rest against the guide elements under spring pretension. Advantageously, it is thus achieved that the locking elements are automatically moved radially outward when the free-running position is reached, so that they release the locking opening of the drill pipe and the coupling with the drill pipe is automatically released in this way. As described above, this automatic release of the locking of the drill pipe only takes place when the form-fitting elements are in the free-running position, so that unintentional detachment of the drill pipe from the device according to the invention is avoided in any case.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist jedes der Füh rungselemente eine Gleitfläche auf, an der die Kopfseite des Verriegelungselements gleitend geführt wird. Die Gleitflächen der Führungselemente bilden mit den Kopfseiten der Verriegelungselemente jeweils eine Gleitführung, die besonders robust gegen Ver schmutzung oder Beschädigungen durch äußere mechanische Einwirkungen ist. According to a further preferred embodiment of the invention, each of the guide elements has a sliding surface on which the head side of the locking element is slidably guided. The sliding surfaces of the guide elements with the head sides of the locking elements each form a sliding guide that is particularly robust against dirt or damage from external mechanical influences.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ab stand zwischen der Außenwandfläche des Innenrohres und einem Mittenbereich der Gleitfläche zumindest im Wesentlichen der Länge eines der Verriegelungselemente entspricht. Hierdurch wird sichergestellt, dass in der Offenstellung die Verriegelungs elemente jedenfalls soweit aus den Verriegelungsöffnungen des Bohrrohres herausge- führt sind, dass dieses vollständig von der erfindungsgemäßen Vorrichtung freikommt. A preferred development of the invention is characterized in that the distance was between the outer wall surface of the inner tube and a central area of the Sliding surface at least substantially corresponds to the length of one of the locking elements. This ensures that in the open position the locking elements are in any case led out of the locking openings of the drill pipe to such an extent that the drill pipe is completely released from the device according to the invention.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die Gleitfläche zu bei den Seiten, ausgehend von dem Mittenbereich, zu dem Innenrohr hingeneigt. Anders ausgedrückt ist die Gleitfläche derart gestaltet, dass diese in dem genannten Mittenbe reich den größtmöglichen Abstand zum Außenrohr aufweist, während zu den jeweili gen beiden Seiten der Abstand zwischen der Gleitfläche und dem Außenrohr geringer wird. Damit bildet die Gleitfläche eine Steuerfläche, die bei einem Verdrehen des In nenrohres zu dem Außenrohr sowohl im als auch gegen den Uhrzeigersinn stets zu ei nem Bewegen der Verriegelungselemente in radialer Richtung nach Innen führt. Auf diese Weise wird die Funktionalität des Verriegelns durch relatives Verdrehen von In nenohr und Außenrohr bewirkt. According to a further preferred embodiment of the invention, the sliding surface is inclined towards the inner tube on the sides, starting from the central region. In other words, the sliding surface is designed in such a way that it has the greatest possible distance from the outer tube in the aforementioned Mittenbe, while the distance between the sliding surface and the outer tube is smaller on both sides. Thus, the sliding surface forms a control surface which, when the inner tube is rotated to the outer tube both clockwise and counterclockwise, always leads to a movement of the locking elements in the radial direction inward. In this way, the functionality of the locking is brought about by relative rotation of the inner and outer tubes.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Führungselemente seitliche Halteelemente umfasst, zwischen denen die Gleitfläche angeordnet ist. Die Halteelemente erfüllen damit eine Doppelfunktion. Ei nerseits bilden diese Abstandselemente, um die Gleitfläche mit dem erforderlichen Ab stand zur Mantelfläche des Außenrohres anzuordnen. Andererseits bilden diese Ge genlageelemente für die Verriegelungselemente zur Begrenzung der maximalen mögli chen Verdrehung von Außen- und Innenrohr relativ zueinander. Another expedient embodiment of the invention is characterized in that each of the guide elements comprises lateral holding elements, between which the sliding surface is arranged. The holding elements thus fulfill a double function. On the other hand, these spacer elements form in order to arrange the sliding surface with the required distance from the outer surface of the outer tube. On the other hand, these Ge counterpart elements for the locking elements to limit the maximum possible rotation of the outer and inner tubes relative to one another.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung umfasst jedes Verriege lungselement mindestens ein Kopfteil und mindestens ein Verriegelungsteil. Anders ausgedrückt, ist das Verriegelungselement zweiteilig ausgebildet. Durch diese zweitei lige Bauweise können die Einzelteile separat hergestellt werden. Solche separaten Produktionsverfahren erhöhen die Flexibilität in der Produktion, bieten mehr Möglich keiten in der Ausgestaltung und im Einsatz der Verriegelungselemente, insbesondere ist es so möglich, nur diejenige Komponente auszutauschen, die einer hohen mechani schen Belastung und damit erhöhtem Verschleiß unterliegt. So sind die während des Verriegelungsprozesses vom Mantel des Außenrohres auf das Verriegelungsteil wir kenden Kräfte Grund für eine höhere Beanspruchung des Verriegelungsteils gegen über dem Kopfteil und dadurch mit schnellerem Verschleiß des Verriegelungsteils zu rechnen. Die zweiteilige Bauweise des Verriegelungselementes ermöglicht einen gezielteren Wechsel sowie einen leichteren Ein- und Ausbau von Verschleißteilen. Der Ersatz des gesamten Verriegelungsteils wird verhindert und damit Material und deren Kosten eingespart. Dies führt ebenfalls zu geringeren Bau- und Betriebskosten. According to a further preferred embodiment of the invention, each locking element comprises at least one head part and at least one locking part. In other words, the locking element is designed in two parts. With this two-part design, the individual parts can be manufactured separately. Such separate production processes increase flexibility in production, offer more options in the design and use of the locking elements, in particular it is possible to replace only those components that are subject to high mechanical stress and thus increased wear. For example, the forces acting on the locking part from the jacket of the outer tube during the locking process are the reason for a higher stress on the locking part compared to the head part and thus faster wear of the locking part. The two-part construction of the locking element enables one more targeted change as well as easier installation and removal of wear parts. The replacement of the entire locking part is prevented and thus material and its costs are saved. This also leads to lower construction and operating costs.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander gewandten Seiten des Kopfteils und des Verriegelungsteils als Kopplungsseiten derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass das Kopfteil und das Verriegelungsteil formschlüssig und/oder kraftschlüssig lösbar miteinander verbindbar eingerichtet sind. Auf diese Weise können das Kopfteil und das Verriegelungsteil auf besonders einfache Weise zusammengefügt und bei Bedarf wieder voneinander ge trennt werden. Another useful embodiment of the invention is characterized in that the mutually facing sides of the head part and the locking part are designed and set up as coupling sides in such a way that the head part and the locking part can be connected to one another in a form-fitting and / or non-positive manner. In this way, the head part and the locking part can be joined together in a particularly simple manner and separated from each other again if necessary.
Bevorzugt weisen das Kopfteil und das Verriegelungsteil jeweils Seiten auf, die eine Kopplung beider miteinander erlauben. Auf diese Weise können beide derart zusam mengefügt werden, dass die Festigkeit und Beständigkeit des derjenigen eines einstü ckig ausgebildeten Verriegelungselements gleicht. Gleichzeitig ist die Verbindung aus Kopfteil und Verriegelungsteil jederzeit wieder voneinander lösbar, um einen gezielten Austausch defekter oder verschlissener Teile zu erlauben sowie einen einfachen Ein-, Aus- und Wiedereinbau von Kopfteil und Verriegelungsteil zu gewährleisten. The head part and the locking part preferably each have sides which allow the two to be coupled to one another. In this way, the two can be joined together in such a way that the strength and durability of the locking element is the same as that of a locking element formed in one piece. At the same time, the connection of the head part and the locking part can be released from one another at any time in order to allow a targeted exchange of defective or worn parts and to ensure easy installation, removal and reinstallation of the head part and the locking part.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die Kopplungsseiten im verbundenen Zustand des Kopfteils mit dem Verriegelungsteil in lösbarem Eingriff. According to a further preferred embodiment of the invention, the coupling sides are in releasable engagement in the connected state of the head part with the locking part.
Der lösbare Eingriff erhöht zum einen die Kontaktfläche von Kopf- und Verriegelungs teil, so dass der Form- und/oder Kraftschluss und damit der Zusammenhalt der Einzel teile des Verriegelungselementes gestärkt wird, zum anderen ist der Eingriff lösbar ausgebildet, so dass die Bestandteile wieder zerstörungsfrei getrennt werden können. Ein andernfalls erforderlicher Komplettaustausch kann so vermieden werden. The releasable engagement increases on the one hand the contact area of the head and locking part, so that the form and / or force fit and thus the cohesion of the individual parts of the locking element is strengthened, on the other hand, the engagement is designed to be releasable so that the components are again non-destructive can be separated. A complete replacement that would otherwise be necessary can thus be avoided.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sicherungselement zur lösbaren Arretierung des Kopfteils mit dem Ver riegelungsteil ausgebildet und eingerichtet ist. Die Sicherungselemente gewährleisten die Arretierung von Kopfteil und Verriegelungsteil und bewirken damit den festen Halt von Kopf- und Verriegelungsteil miteinander. Insbesondere sind die Sicherungsele mente dazu eingerichtet, ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zwischen dem Kopfteil und dem Verriegelungsteil zu verhindern. Zum anderen sind sie wieder lösbar und gewährleisten damit die zuvor beschriebene Flexibilität des Ein- und Ausbaues so wie des Wechsels und der Reparatur des Verriegelungselementes oder dessen Be standteile. Another expedient embodiment of the invention is characterized in that at least one securing element is designed and set up for releasably locking the head part with the locking part. The securing elements ensure that the head part and the locking part are locked and thus ensure that the head part and the locking part are held firmly together. In particular, the safety elements are set up to prevent unintentional loosening of the connection between the head part and the locking part. On the other hand, they can be solved again and thus ensure the flexibility of installation and removal as described above, such as changing and repairing the locking element or its components.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Au sfüh rungsform ist das Sicherungselement in ei ner zu der Drehebene des Bohrrohres senkrechten Ebene eingerichtet. Das Siche rungselement bildet daher ein Sperrelement, das bei in der Drehebene wirkenden Kräf ten in seiner Position verbleibt. According to a further preferred embodiment, the securing element is set up in a plane perpendicular to the plane of rotation of the drill pipe. The hedging element therefore forms a locking element that remains in its position when forces act in the plane of rotation.
Da das Sicherungselement derart angeordnet ist, dass dieses nicht in der Drehebene liegt, wirken in der Drehebene wirkende Kraftkomponenten nicht so auf das Siche rungselement ein, dass dieses sich lösen könnte. Auf diese Weise wird stets - auch un ter Last - eine zuverlässige Arretierung erreicht. Since the securing element is arranged in such a way that it does not lie in the plane of rotation, force components acting in the plane of rotation do not act on the securing element in such a way that it could become detached. In this way, reliable locking is always achieved - even under load.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist das Verriegelungs teil im Vergleich zum Kopfteil eine höhere Oberflächenhärte auf. Auf Grund der hohen Belastung durch den Schleifkontakt des Verriegelungsteils mit dem Mantel des Außen rohres 11 ist an diesem Bauteil eine höhere Oberflächenhärte gegenüber dem Kopfteil von Vorteil für die Beständigkeit, Langlebigkeit sowie Zuverlässigkeit des Verriege lungsteils. Das geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzte Kopfteil kann auf grund der Zweiteiligkeit des Verriegelungselement aus einem Werkstoff geringerer Festigkeit ausgeführt sein. Auf diese Weise lassen sich die Herstellungs- und Aus tauschkosten deutlich reduzierten, da nur ein Teil aus Material hoher Oberflächenhärte auszuführen ist. According to a further preferred embodiment of the invention, the locking part has a higher surface hardness compared to the head part. Due to the high load caused by the sliding contact of the locking part with the jacket of the outer tube 11, a higher surface hardness compared to the head part of this component is advantageous for the resistance, longevity and reliability of the locking part. The head part, which is exposed to lower mechanical loads, can be made of a material of lower strength due to the two-part nature of the locking element. In this way, the manufacturing and exchange costs can be significantly reduced, since only part of the material has to be made of high surface hardness.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Bohranordnung für Erdbohrungen, umfassend ei nen Bohrantrieb, mindestens ein Bohrrohr mit sich radial erstreckenden Verriegelungs öffnungen sowie eine Vorrichtung zum Anschluss des Bohrrohres an den Bohrantrieb gelöst. Sämtliche zur genannten erfindungsgemäßen Vorrichtung bereits angesproche nen Vorteile und Vorzüge gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Bohran ordnung, so dass an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen auch im Zu sammenhang mit der erfindungsgemäßen Bohranordnung auf diese verwiesen wird. The invention further relates to a drilling arrangement for earth drilling, comprising a drill drive, at least one drill pipe with radially extending locking openings and a device for connecting the drill pipe to the drill drive. All of the aforementioned advantages and advantages of the inventive device apply in the same way to the Bohran arrangement according to the invention, so that at this point, to avoid repetition, reference is also made to this in connection with the drilling arrangement according to the invention.
Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfin dung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnung näher er läutert. In der Zeichnung zeigt: Further preferred and / or useful features and refinements of the invention emerge from the subclaims and the description. Especially preferred embodiments are explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Entriegelungszustand, 1 shows a perspective view of the device according to the invention in an unlocked state,
Fig. 2 eine Ausschnittsansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, FIG. 2 shows a detail view of the device shown in FIG. 1,
Fig. eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verriegelungsstellung bei Zugbeaufschlagung, FIG. 1 shows a perspective view of the device according to the invention in the locking position when a tension is applied,
Fig. 4 eine Ausschnittsansicht der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung, FIG. 4 shows a detail view of the device shown in FIG. 3,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verriegelungsstellung bei Druckbeaufschlagung, 5 shows a perspective view of the device according to the invention in the locking position when pressure is applied,
Fig. 6 eine Ausschnittsansicht der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung, FIG. 6 shows a detail view of the device shown in FIG. 5,
Fig. eine Schnittdarstellung der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Vorrich tung, Fig. A sectional view of the device shown in Figs. 5 and 6 Vorrich,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Verriege lungselementes, Fig. 8 is a perspective view of the locking element according to the invention,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 8 gezeigten Verriegelungselementes in Draufsicht, FIG. 9 is a perspective view of the locking element shown in FIG. 8 in plan view, FIG.
Fig. 10 eine Schnittdarstellung des in den Fig. 8 und Fig. 9 gezeigten Verriegelungselementes, und 10 shows a sectional view of the locking element shown in FIGS. 8 and 9, and
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des Verriegelungselementes mit Blickrichtung auf das Verriegelungsteil. Die eingangs erwähnten Bohrvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinläng lich bekannt, so dass auf eine detaillierte Darstellung dieser in der Zeichnung weitest gehend verzichtet wird. Die in der Zeichnung gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, einerseits an den Bohrantrieb eines Bohrgerätes angeschlossen zu werden und andererseits einen Anschluss zu einem - in der Zeichnung ausschließlich in Fig. 7 gezeigten - Bohrrohr 39 herzustellen. 11 is a perspective view of the locking element looking towards the locking part. The drilling devices mentioned at the outset are sufficiently well known from the prior art, so that a detailed representation of these is largely dispensed with in the drawing. The device according to the invention shown in the drawing is used on the one hand to be connected to the drill drive of a drilling device and on the other hand to establish a connection to a drill pipe 39 - shown exclusively in FIG. 7 in the drawing.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im entrie gelten Zustand. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Innenrohr 10, das zur Aufnahme eines freien Endes des Bohrrohres 39 mit dessen Verriegelungsöffnung 40 ausgebildet und eingerichtet ist. Weiter umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Außenrohr 11 , das das Innenrohr 10 zum Teil oder vollständig umgreift und zudem zur Verbindung mit dem - in der Zeichnung nicht gezeigten - Bohrantrieb eingerichtet ist. Fig. 1 shows a perspective view of the device according to the invention in the entrie apply state. The device according to the invention comprises an inner tube 10 which is designed and configured to receive a free end of the drill tube 39 with its locking opening 40. The device according to the invention further comprises an outer tube 11 which partially or completely surrounds the inner tube 10 and is also set up for connection to the drill drive (not shown in the drawing).
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, weist das Innenrohr 10 an seinem bohranschlussseitigen Ende 12 sich radial erstreckende Durchgriffsausnehmungen 13 auf. Die Durch griffsausnehmungen 13 sind ausgebildet und eingerichtet, Verriegelungselemente 14 in Radialrichtung 17 schiebebeweglich zu führen. Mit anderen Worten sind die Verriege lungselemente 14 in den Durchgriffsausnehmungen 13 radial schiebebeweglich ange ordnet. Auf diese Weise können die Verriegelungselemente 14 radial nach Innen ver schoben werden, um in die - in Figur 7 gezeigten - sich radial erstreckenden Verriege lungsöffnungen 40 des jeweiligen Bohrrohres 39 einzugreifen und so mit diesem eine drehfeste und zugleich in Axialrichtung 15 belastbare Verbindung herzustellen. As can be seen in FIG. 2, the inner tube 10 has radially extending penetration recesses 13 at its end 12 on the drilling connection side. The handle recesses 13 are designed and set up to guide locking elements 14 in a slidable manner in the radial direction 17. In other words, the Verriege treatment elements 14 are arranged in the pass-through recesses 13 so that they can be moved radially. In this way, the locking elements 14 can be pushed radially inward to engage in the radially extending locking openings 40 of the respective drill pipe 39 - shown in FIG. 7 - and thus establish a rotationally fixed and at the same time loadable connection in the axial direction 15.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter au ßenseitig an dem Außenrohr 11 angeordnete Führungselemente 16. Wie bereits er wähnt, sind die Verriegelungselemente 14 radial schiebebeweglich in den Durch griffsausnehmungen 13 angeordnet, also in Radialrichtung 17 bewegbar. Die Füh rungselemente 16 weisen jeweils Steuerkulissen 18 auf, die zur Radialpositionsverstel lung der Verriegelungselemente 14 zwischen einer Offenstellung und einer - in den nachfolgenden Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 gezeigten - Verriegelungsstellung ausgebildet sind. Die Steuerkulissen 18 sind hierzu derart eingerichtet, dass die Verriegelungselemente 14 durch Verdrehen des Innenrohres 10 relativ zu dem Außenrohr 11 wahlweise in die Offen- oder Verriegelungsstellung gelangt. Um in die Verrieglungsstellung zu gelangen, werden die Verriegelungselemente 14 mittels der Steuerkulisse 18 in Radialrichtung 17 nach innen bewegt, wie dies in den Fig. 3 bis 7 gezeigt ist. Um in die Offenstellung zu gelangen, ermöglicht die Steuerkulisse 18 eine Bewegung der Verriegelungselemente 14 in Radialrichtung 17 nach außen, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. As shown in FIGS. 1 and 2, the device according to the invention further comprises guide elements 16 arranged on the outside of the outer tube 11. As already mentioned, the locking elements 14 are arranged so that they can slide radially in the handle recesses 13, i.e. can be moved in the radial direction 17. The guide elements 16 each have control links 18 which are designed for the radial position adjustment of the locking elements 14 between an open position and a locking position shown in FIGS. 3, 4, 5, 6 and 7 below. For this purpose, the control links 18 are set up in such a way that the locking elements 14 optionally move into the open or locking position by rotating the inner tube 10 relative to the outer tube 11. In order to get into the locking position, the locking elements 14 are moved inward in the radial direction 17 by means of the control link 18, as shown in FIGS. 3 to 7. To get into the open position reach, the control link 18 enables a movement of the locking elements 14 in the radial direction 17 outward, as shown in FIGS. 1 and 2.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausschnittsansicht ist der Blick frei auf einen Teil einer Ver bindungseinrichtung 19, die in Fig. 1 durch das Außenrohr 11 vollständig verdeckt dar gestellt ist. Die Verbindungseinrichtung 19 ist vorzugsweise eingerichtet, das Außen rohr 11 mit dem Innenrohr 10 einerseits drehfest und andererseits wieder lösbar mit ei nander zu verbinden. In the detail view shown in Fig. 2, the view is free of a part of a Ver connecting device 19, which is completely covered in Fig. 1 by the outer tube 11 is made. The connecting device 19 is preferably set up to connect the outer tube 11 to the inner tube 10 on the one hand non-rotatably and on the other hand releasably with egg nander.
Flierzu sind Formschlusselemente 20 vorgesehen, wobei jeweils an der Innenwandflä che 21 des Außenrohres 11 sowie an der Außenwandfläche 22 des Innenrohres 10 die genannten Formschlusselemente 20 zumindest teilweise umlaufend angeordnet sind. Das Innenrohr 10 und das Außenrohr 11 sind - mechanisch nur durch die Formschlus selemente 20 begrenzt - in Axialrichtung 15 relativ zueinander verschiebbar eingerich tet. Anders ausgedrückt können die jeweiligen Längsaxialpositionen zwischen dem Au ßenrohr 11 und dem Innenrohr 10 relativ zu einander verschoben werden. Anders aus gedrückt können das Außenrohr 11 und das Innenrohr 10 in Längsaxialposition relativ zu einander verschoben werden. For this purpose, form-locking elements 20 are provided, the aforementioned form-locking elements 20 being at least partially circumferentially arranged on the inner wall surface 21 of the outer tube 11 and on the outer wall surface 22 of the inner tube 10. The inner tube 10 and the outer tube 11 are - mechanically limited only by the form fit selemente 20 - in the axial direction 15 relative to one another is set up. In other words, the respective longitudinal axial positions between the outer tube 11 and the inner tube 10 can be shifted relative to one another. Expressed differently, the outer tube 11 and the inner tube 10 can be displaced relative to one another in a longitudinal axial position.
In dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten entriegelten Zustand befinden sich die Form schlusselemente 20 in Freilaufstellung, das heißt, diese sind miteinander eingriffsfrei.In the unlocked state shown in FIGS. 1 and 2, the interlocking elements 20 are in the free-running position, that is, they are free of engagement with one another.
In diesem Fall besteht keine drehfeste Verbindung zwischen den jeweiligen Form schlusselementen 20, so dass das Innenrohr 10 und das Außenrohr 11 nicht drehfest miteinander verbunden sind. In this case, there is no rotationally fixed connection between the respective form-locking elements 20, so that the inner tube 10 and the outer tube 11 are not rotationally fixedly connected to one another.
Die Formschlusselemente 20 gelangen in Formschlusseingriff miteinander, wenn - wie in der Fig. 4 gezeigt - das Innenrohr 10 relativ zu dem Außenrohr 11 in Zugrichtung 23 verschoben wird. Dieser Zustand tritt beispielsweise ein, wenn über den - in der Zeich nung nicht gezeigten - Bohrantrieb eine Zugkraft auf das Bohrrohr 39 ausgeübt wird. Wie in Fig. 4 gezeigt, gelangen die beiden oberen Formschlusselemente 20 miteinan der in Formschlusseingriff und bilden so eine drehfeste Verbindung zwischen dem In nenrohr 10 und dem Außenrohr 11 . The form-locking elements 20 come into form-locking engagement with one another when - as shown in FIG. 4 - the inner tube 10 is displaced relative to the outer tube 11 in the pulling direction 23. This state occurs, for example, when a tensile force is exerted on the drill pipe 39 via the drill drive - not shown in the drawing. As shown in FIG. 4, the two upper form-locking elements 20 come into form-locking engagement with one another and thus form a non-rotatable connection between the inner tube 10 and the outer tube 11.
In analoger Weise greifen die beiden unteren Formschlusselemente 20 unter Form schlusseingriff ineinander, sobald das Innenrohr 10 relativ zu dem Außenrohr 11 in Druckrichtung 24 verschoben wird. Dieser Zustand tritt beispielsweise ein, wenn eine Druckkraft auf das Bohrrohr 39 ausgeübt wird. In an analogous manner, the two lower form-locking elements 20 interlock with form-locking engagement as soon as the inner tube 10 is relative to the outer tube 11 in FIG Printing direction 24 is shifted. This state occurs, for example, when a compressive force is exerted on the drill pipe 39.
Es wird deutlich, dass die Formschlusselemente 20 eingerichtet sind, in Abhängigkeit der relativen Position des Innenrohres 10 zu dem Außenrohr 11 in Axialrichtung 15, das heißt, entweder bei einer Verschiebung des Innenrohres 10 relativ zu dem Außen rohr 11 in der Zugrichtung 23 oder in der Druckrichtung 24, miteinander in Form schlusseingriff zu gelangen. In jeweils beiden Längsaxialpositionen wird so eine dreh feste Verbindung zwischen dem Innenrohr 10 und dem Außenrohr 11 bewirkt. Eine Entkopplung dieses drehfesten Verbundes zwischen dem Innenrohr 10 und dem Au ßenrohr 11 erfolgt dann, wenn sich die Formschlusselemente 20 in der Freilaufstellung befinden. It becomes clear that the form-fit elements 20 are set up as a function of the relative position of the inner tube 10 to the outer tube 11 in the axial direction 15, that is, either when the inner tube 10 is displaced relative to the outer tube 11 in the pulling direction 23 or in the Pressure direction 24 to get with each other in the form of locking engagement. In this way, a rotationally fixed connection between the inner tube 10 and the outer tube 11 is brought about in each of the two longitudinal axial positions. A decoupling of this non-rotatable composite between the inner tube 10 and the outer tube 11 takes place when the form-locking elements 20 are in the free-running position.
Vorzugsweise sind die Formschlusselemente 20 - wie in der Zeichnung gezeigt - als Zahnkranzpaar 25 sowie ein Doppelzahnkranz 26 ausgebildet. Das Zahnkranzpaar 25 weist voneinander in längsaxialer Richtung beabstandete Zahnprofile 27 auf, die einan der zugewandt sind. Zwischen diesen einander zugewandten Zahnkranzprofilen 27 be findet sich der Doppelzahnkranz 26 mit seinem Zahnprofil 28, das jeweils den Zahnpro filen 27 des Zahnkranzpaares 25 zugeordnet ist. Weiter bevorzugt sind die Zahnkranz profile 27 und das Zahnkranzprofil 28 hinsichtlich ihrer Geometrie derart korrespondie rend ausgebildet, dass der zuvor beschriebene Formschlusseingriff in der Mittelstellung zwischen dem Innenrohr 10 und dem Außenrohr 11 erfolgt. The form-fit elements 20 - as shown in the drawing - are preferably designed as a pair of gear rings 25 and a double gear ring 26. The toothed ring pair 25 has tooth profiles 27 which are spaced apart from one another in the longitudinal axial direction and which face one another. Between these facing sprocket profiles 27 be there is the double sprocket 26 with its tooth profile 28, each of the Zahnpro files 27 of the sprocket pair 25 is assigned. More preferably, the ring gear profile 27 and the ring gear profile 28 are designed correspondingly with regard to their geometry in such a way that the form-locking engagement described above takes place in the middle position between the inner tube 10 and the outer tube 11.
Weiter bevorzugt sind - wie in der Zeichnung gezeigt - die Zahnkranzpaare 25 an der Außenwandfläche 22 des Innenrohres 10 und der Doppelzahnkranz 26 an der Innen wandfläche 21 des Außenrohres 11 angeordnet. Anders ausgedrückt bildet das Zahn kranzpaar 25 mit dem Innenrohr 10 eine Baueinheit, während der Doppelzahnkranz 26 mit dem Außenrohr 11 eine solche bildet. In einer weiteren vorteilhaften - in der Zeich nung nicht gezeigten - Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Doppel zahnkranz 26 an der Außenwandfläche 22 des Innenrohrs 10 und das Zahnkranzpaar 25 an der Innenwandfläche 21 des Außenrohres 11 angeordnet. More preferably - as shown in the drawing - the ring gear pairs 25 on the outer wall surface 22 of the inner tube 10 and the double ring gear 26 on the inner wall surface 21 of the outer tube 11 are arranged. In other words, the toothed ring pair 25 forms a structural unit with the inner tube 10, while the double toothed ring 26 forms one with the outer tube 11. In a further advantageous embodiment of the present invention - not shown in the drawing - the double ring gear 26 is arranged on the outer wall surface 22 of the inner tube 10 and the ring gear pair 25 is arranged on the inner wall surface 21 of the outer tube 11.
Vorzugsweise ist der Zahnflankenwinkel des Zahnprofils kleiner sieben Grad. Dies be deutet, dass die jeweiligen Zahnflankenwinkel der Zahnkranzprofile 27 sowie des Zahnkranzprofils 28 den vorgenannten Winkelbetrag nicht übersteigen. Durch die Wahl des genannten Zahnflankenwinkels wird stets gewährleistet, dass ein wirkendes Drehmoment von dem Innenrohr 10 auf das Außenrohr 11 und umgekehrt zu keiner Erzeugung von Schub- oder Zugkräften in der Axialrichtung 15 führt. The tooth flank angle of the tooth profile is preferably less than seven degrees. This means that the respective tooth flank angles of the ring gear profiles 27 and of the ring gear profile 28 do not exceed the aforementioned angular amount. The choice of the tooth flank angle mentioned always ensures that an effective Torque from the inner tube 10 to the outer tube 11 and vice versa does not lead to any generation of thrust or tensile forces in the axial direction 15.
Die Mantelfläche 29 des Außenrohres 11 weist im Bereich der Führungselemente 16 Ausnehmungen 30 auf, so dass die Verriegelungselemente 14 im Bereich dieser Aus nehmungen 30 durch das Außenrohr 11 tauchen. Die Größe der Ausnehmungen 30 bestimmt auch den maximalen Schwenkwinkel, um den das Innenrohr 10 relativ zu dem Außenrohr 11 verdreht werden kann, bevor ein weiteres relatives Verdrehen der beiden Rohre zueinander durch Kollision der Verbindungselemente 14 mit der Mantel fläche 29 des Außenrohres 11 zu jeweils beiden Seiten ein weiteres relatives Schwen ken mechanisch blockiert. The jacket surface 29 of the outer tube 11 has recesses 30 in the area of the guide elements 16, so that the locking elements 14 dip through the outer tube 11 in the area of these recesses 30. The size of the recesses 30 also determines the maximum pivot angle by which the inner tube 10 can be rotated relative to the outer tube 11 before a further relative rotation of the two tubes to each other by collision of the connecting elements 14 with the lateral surface 29 of the outer tube 11 to each of the two Pages another relative pivoting mechanically blocked.
Weiter bevorzugt sind die Verriegelungselemente 14 mittels Federelementen 31 feder vorgespannt. Die so bewirkte Federvorspannung dient dazu, die Verrieglungselemente 14 gegen die Führungselement 16 zu drücken und diese selbsttätig in Radialrichtung 17 nach außen zu drängen. More preferably, the locking elements 14 are spring-pretensioned by means of spring elements 31. The spring preload brought about in this way serves to press the locking elements 14 against the guide element 16 and to automatically urge them outward in the radial direction 17.
Vorzugsweise umfasst jedes der Führungselemente 16 jeweils eine Gleitfläche 32. An dieser Gleitfläche 32 wird jeweils die Kopfseite 33 der Verriegelungselemente 14 glei tend geführt. Die Gleitfläche 32 bewirkt also in Abhängigkeit von ihrem Radialabstand die Bewegung der Verriegelungselemente 14 in der Radialrichtung 17. Each of the guide elements 16 preferably comprises a sliding surface 32. The head side 33 of the locking elements 14 is guided in a sliding manner on this sliding surface 32. The sliding surface 32 thus effects the movement of the locking elements 14 in the radial direction 17 as a function of its radial distance.
Vorzugsweise ist der Abstand 35 zwischen der Außenwandfläche 22 des Innenrohres 10 und einem Mittenbereich 34 der Gleitfläche 32 so gewählt, dass er der Länge eines der Verriegelungselemente 14 bzw. im Wesentlichen der Länge eines der Verriege lungselemente 14 entspricht. Der Abstand 35 ist optimalerweise also so ausgelegt, dass die Verriegelungselemente 14 in der - in Fig. 2 gezeigten - entriegelten Stellung gerade eben so weit in Radialrichtung 17 nach außen positioniert sind, dass diese in nenseitig am Innenrohr 10 nicht mehr aus dem Durchgriffsausnehmung 13 hervorste hen. Vorteilhafterweise sind die Verriegelungselemente 14 nicht allein durch die Durch griffsausnehmungen 13 geführt, sondern zusätzlich in entsprechenden Führungshülsen 36 schiebebeweglich gelagert. The distance 35 between the outer wall surface 22 of the inner tube 10 and a central region 34 of the sliding surface 32 is preferably selected such that it corresponds to the length of one of the locking elements 14 or essentially the length of one of the locking elements 14. The distance 35 is optimally designed so that the locking elements 14 in the unlocked position - shown in FIG. 2 - are positioned just far enough outward in the radial direction 17 that they no longer protruded from the penetration recess 13 on the inside of the inner tube 10 hen. Advantageously, the locking elements 14 are not only guided through the handle recesses 13, but also mounted in corresponding guide sleeves 36 such that they can slide.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist jeweils die Gleitfläche 32 zu beiden Seiten 37, ausgehend von dem Mittenbereich 34 zu dem Innenrohr 10 hingeneigt ausgebildet. Anders ausgedrückt sind die Gleitflächen 32 derart ausgebildet, dass diese in ihrem Mittenbereich 34 am weitesten von dem Innenrohr 10 mit Abstand 35 entfernt sind und sich zu ihren beiden Seiten 37 zu den Innenrohr 10 hinneigen, also dort einen geringeren Abstand als den Radialabstand 35 zu dem In nenrohr 10 aufweisen. According to a further advantageous embodiment of the invention, the sliding surface 32 is designed to be inclined on both sides 37, starting from the central region 34, towards the inner tube 10. In other words, the sliding surfaces 32 are of this type designed that they are furthest away from the inner tube 10 at a distance 35 in their central region 34 and incline towards the inner tube 10 on their two sides 37, i.e. have a smaller distance there than the radial distance 35 from the inner tube 10.
Vorzugsweise umfasst jedes der Führungselemente 16 seitliche Halteelemente 38, zwischen denen die Gleitfläche 32 angeordnet ist. Die Halteelemente 38 erfüllen eine Doppelfunktion, dienen nämlich einerseits als Halterung für die Gleitfläche 32 und bil den andererseits eine Gegenlage für die Verriegelungselemente 14 zur Begrenzung der maximalen relativen Verdrehbarkeit zwischen dem Innenrohr 10 und dem Außen rohr 11 . Each of the guide elements 16 preferably comprises lateral holding elements 38, between which the sliding surface 32 is arranged. The holding elements 38 fulfill a double function, namely on the one hand they serve as a holder for the sliding surface 32 and on the other hand a counter-surface for the locking elements 14 to limit the maximum relative rotatability between the inner tube 10 and the outer tube 11.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Verriegelungs elementes 14. Das Verriegelungselement 14 umfasst ein Kopfteil 41 und ein Ver riegelungsteil 42, das vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist. Das Kopfteil 41 umfasst die Kopfseite 33 des Verriegelungselementes 14, bildet also eine vom Verriegelungsteil 42 wegweisende und mit der Gleitfläche 32 wechselwirkenden Kopfseite 33. Das freie Ende des Verriegelungsteils 42 weist einen Verriege lungskopf 43 auf, der insbesondere, wie in der Zeichnung gezeigt, konisch aus gebildet bzw. angefast ist. Fig. 8 shows a perspective view of the locking element 14 according to the invention. The locking element 14 comprises a head part 41 and a locking part 42, which is preferably cylindrical. The head part 41 comprises the head side 33 of the locking element 14, so forms a head side 33 facing away from the locking part 42 and interacting with the sliding surface 32. The free end of the locking part 42 has a locking head 43 which, in particular, as shown in the drawing, is conical is formed or chamfered.
Die - in der Zeichnung nicht explizit gezeigten - zueinander gewandten Seiten des Kopfteils 41 und des Verriegelungsteils 42 sind als Kopplungsseiten derart ausgebildet und eingerichtet, dass das Kopfteil 41 und das Verriegelungsteil 42 formschlüssig und/oder kraftschlüssig lösbar miteinander verbindbar eingerichtet sind. Beispielsweise ist hierzu in der dem Verriegelungsteil 42 zugewandten Seite des Kopfteils 41 eine Ausnehmung vorgesehen, in die die dem Kopfteil 41 zugewandte Seite des Verriege lungsteils 42 passgenau oder mit geringfügigem Übermaß zur Erzielung eines stram men Sitzes zur Bildung eines Verbundteils eingreift. Die Kopplungsseiten sind bei Be darf wieder voneinander lösbar, stehen also in lösbarem Eingriff miteinander. The sides of the head part 41 and the locking part 42 facing each other - not explicitly shown in the drawing - are designed and set up as coupling sides in such a way that the head part 41 and the locking part 42 can be detachably connected to one another in a form-fitting and / or force-fitting manner. For example, a recess is provided in the side of the head part 41 facing the locking part 42, into which the side of the locking part 42 facing the head part 41 engages with a precise fit or with a slight oversize to achieve a tight fit to form a composite part. The coupling sides can be released from one another again if required, that is to say they are in releasable engagement with one another.
Wie in Fig. 8 gezeigt, weist das Kopfteil 41 eine Bohrung 45 auf, die zur Auf nahme eines Sicherungselements 44 ausgebildet und eingerichtet ist. Das Siche rungselement 44 ist vorzugsweise als Sicherungsstift, beispielsweise in Form ei nes geschlitzten Hohlzylinders ausgebildet. Vorzugsweise ist der Durchmesser des Sicherungsstifts geringfügig größer, als der der Bohrung 45 gewählt, sodass der Sicherungsstift in die Bohrung 45 unter strammem Sitz selbsttätig gehalten wird, jedoch zum Entfernen des Sicherungselements 44 austreibbar eingerichtet ist. Optional ist das Verriegelungsteil 42 sich zum Kopfteil 41 hin verjüngend aus gebildet. As shown in FIG. 8, the head part 41 has a bore 45 which is designed and configured to receive a securing element 44. The hedging element 44 is preferably designed as a locking pin, for example in the form of a slotted hollow cylinder. The diameter of the locking pin is preferably slightly larger than that of the bore 45, so that the locking pin is automatically held in the bore 45 with a tight fit, but is set up so that it can be driven out to remove the locking element 44. Optionally, the locking part 42 is formed tapering towards the head part 41.
Wie in Fig. 10 gezeigt, weist auch das Verriegelungsteil 42 eine - in der Zeich nung nicht näher bezeichnete - Querbohrung auf, die derart angeordnet ist, dass diese im gezeigten verbundenen Zustand des Kopfteils 41 mit dem Verriege lungsteil 42 mit der Bohrung 45 fluchtet. Auf diese Weise bildet die Bohrung 45 zusammen mit der Querbohrung des Verriegelungsteils 42 einen Durchgangsauf nahmeraum für das Sicherungselement 44. Das in den Durchgangsaufnahme raum eingeführte Sicherungselement 44 arretiert auf diese Weise das Verriege lungsteil 42 mit dem Kopfteil 41 gegen ein unbeabsichtigtes Lösen. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Querbohrung des Verriegelungsteil 42 als Durch gangsausnehmung ausgebildet ist. Alternativ können jeweils in Verlängerung der Bohrung 45 zwei Senkbohrungen vorgesehen sein. Zur Arretierung wird dann in jede der Senkbohrungen eines der Sicherungselemente 44 eingeführt. As shown in FIG. 10, the locking part 42 also has a transverse bore - not designated in any more detail in the drawing - which is arranged in such a way that it is aligned with the bore 45 in the connected state of the head part 41 with the locking part 42. In this way, the bore 45 together with the transverse bore of the locking part 42 forms a through-receiving space for the securing element 44. The securing element 44 introduced into the through-receiving space thus locks the locking part 42 with the head part 41 against unintentional loosening. It is not absolutely necessary for the transverse bore of the locking part 42 to be designed as a through recess. Alternatively, two countersunk bores can be provided in each extension of the bore 45. For locking, one of the securing elements 44 is then inserted into each of the countersunk bores.
In Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht des Verriegelungselementes 14 von vorne auf den Verriegelungskopf 43 gezeigt. Optional weist das Kopfteil 41 an je weils gegenüberliegenden Stirnseiten Ausnehmungen zur Aufnahme einer Sicht hilfe 46 auf. Vorzugweise sind die Ausnehmungen als Senkbohrung ausgebildet.11 shows a perspective view of the locking element 14 from the front onto the locking head 43. Optionally, the head part 41 has recesses on each opposite end face for receiving a viewing aid 46. The recesses are preferably designed as countersunk bores.
Die Sichthilfen 46 dienen einem Maschinenführer zur einfachen Erkennung der jeweiligen Position des Verriegelungselements 14. Weiter bevorzugt sind die Sichthilfen 46 konstruktiv analog zu den Sicherungselementen 44 ausgeführt. The visual aids 46 are used by a machine operator to easily identify the respective position of the locking element 14. The visual aids 46 are more preferably designed analogously to the securing elements 44.
Die Erfindung betrifft auch eine - in der Zeichnung nicht im Detail gezeigte - Bohranord nung für Erdbohrungen, die einen Bohrantrieb und mindestens ein - in Figur 7 gezeig tes - Bohrrohr 39 mit sich radial erstreckenden Verriegelungsöffnungen 40 umfasst. Diese Bohranordnung weist zudem die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrich tung zum Anschluss des Bohrrohres 39 an den Bohrantrieb mit den vorgenannten Merkmalen auf. Die Vorzüge und Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anschluss des Bohrrohres 39 an den Bohrantrieb sind bereits zuvor ausführlich erläu tert worden und gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Bohranordnung. The invention also relates to a drilling arrangement - not shown in detail in the drawing - for earth boreholes, which comprises a drill drive and at least one drill pipe 39 with radially extending locking openings 40 - shown in FIG. This drilling arrangement also has the above-described Vorrich device according to the invention for connecting the drill pipe 39 to the drill drive with the aforementioned features. The advantages and functions of the device according to the invention for connecting the drill pipe 39 to the drill drive have already been explained in detail above and apply in the same way to the drill assembly according to the invention.

Claims

Ansprüche Expectations
Vorrichtung zum Anschluss eines sich radial erstreckende Verriegelungsöffnun gen (40) aufweisenden Bohrrohres (39) an den Bohrantrieb eines Bohrgerätes, umfassend ein zur Aufnahme eines freien Endes des Bohrrohres (39) mit dessen Verriege lungsöffnung (40) eingerichtetes Innenrohr (10), ein das Innenrohr (10) zumindest teilweise umgreifendes und zur Verbindung mit dem Bohrantrieb eingerichtetes Außenrohr (11), wobei das Innenrohr (10) an seinem bohrrohranschlussseitigen Ende zum Durchgriff und Führen von Ver riegelungselementen (14) eingerichtete sich radial erstreckende Durchgriffsaus nehmungen (13) aufweist, wobei die Verriegelungselemente (14) in den Durch griffsausnehmungen (13) radial schiebebeweglich angeordnet sind, außenseitig an dem Außenrohr (11 ) angeordnete, jeweils eine Steuerkulisse (18) zur Radialpositionsverstellung der Verriegelungselemente (14) zwischen einer Offenstellung und einer Verriegelungsstellung durch Verdrehen des In nenrohrs (10) relativ zu dem Außenrohr (11 ) bildende, Führungselemente (16), und eine Verbindungseinrichtung (19), die eingerichtet ist, das Außenrohr (11 ) mit dem Innenrohr (10) lösbar drehfest miteinander zu verbinden, indem jeweils an der Innenwandfläche (21 ) des Außenrohres (11) sowie an der Außenwandflä che (22) des Innenrohres (10) zumindest teilweise umlaufende Formschlussele mente (20) angeordnet sind, die eingerichtet sind, in Abhängigkeit der Längsaxialposition zwischen dem Außenrohr (11) und dem Innenrohr (10) rela tiv zueinander, unter Bildung der drehfesten Verbindungen, miteinander in Formschlusseingriff oder eingriffsfrei in Freilaufstellung zu gelangen. Device for connecting a radially extending locking openings (40) having drill pipe (39) to the drill drive of a drilling device, comprising an inner pipe (10) designed to receive a free end of the drill pipe (39) with its locking opening (40), a Inner tube (10) at least partially encompassing outer tube (11) designed for connection to the drill drive, the inner tube (10) having radially extending penetration recesses (13) at its end on the drill tube connection side for penetration and guidance of locking elements (14), wherein the locking elements (14) are arranged in the through-grip recesses (13) so that they can slide radially, one control link (18) each arranged on the outside of the outer tube (11) for adjusting the radial position of the locking elements (14) between an open position and a locking position by rotating the In inner tube (10) relative to the outer tube (1 1) forming guide elements (16), and a connecting device (19) which is set up to releasably connect the outer tube (11) to the inner tube (10) in a rotationally fixed manner by attaching each to the inner wall surface (21) of the outer tube (11) and on the outer wall surface (22) of the inner tube (10) at least partially circumferential form-locking elements (20) are arranged, which are set up depending on the longitudinal axial position between the outer tube (11) and the inner tube (10) relative to one another, forming the non-rotatable connections to get into form-locking engagement with one another or non-invasively in the free-wheeling position.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlus- selemente (20) ein Zahnkranzpaar (25) mit einander zugewandten, voneinander in längsaxialer Richtung beabstandeten Zahnprofilen sowie ein Doppelzahnkranz (26) mit jeweils den Zahnprofilen des Zahnkranzpaares (25) zugewandtem Zahnprofil sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnkranz paar (25) an der Außenwandfläche (22) des Innenrohres (10) angeordnet ist und der Doppelzahnkranz (26) an der Innenwandfläche (21) des Außenrohres (11) angeordnet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the form-locking elements (20) have a toothed ring pair (25) with tooth profiles facing one another and spaced apart from one another in the longitudinal axial direction, as well as a Double toothed ring (26) each having the tooth profile of the toothed ring pair (25) facing tooth profile. 3. Device according to claim 2, characterized in that the ring gear pair (25) is arranged on the outer wall surface (22) of the inner tube (10) and the double ring gear (26) is arranged on the inner wall surface (21) of the outer tube (11).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelzahn kranz (26) an der Außenwandfläche (22) des Innenrohres (10) angeordnet ist und das Zahnkranzpaar (25) an der Innenwandfläche (21) des Außenrohres (11) angeordnet ist. 4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the double tooth ring (26) is arranged on the outer wall surface (22) of the inner tube (10) and the toothed ring pair (25) is arranged on the inner wall surface (21) of the outer tube (11).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnflankenwinkel des Zahnprofils kleiner 7 Grad ist. 5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the tooth flank angle of the tooth profile is less than 7 degrees.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (29) des Außenrohres (11) im Bereich der Führungselemente (16) Ausnehmungen (30) aufweist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the jacket surface (29) of the outer tube (11) has recesses (30) in the region of the guide elements (16).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente (14) mittels Federelementen (31) derart vorgespannt sind, dass diese unter Federvorspannung an den Führungselementen (16) an- liegen. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the locking elements (14) are prestressed by means of spring elements (31) in such a way that they rest against the guide elements (16) under spring prestress.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Führungselemente (16) eine Gleitfläche (32) aufweist, an der die Kopfseite (33) des Verriegelungselements (14) gleitend geführt wird. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwi schen der Außenwandfläche (22) des Innenrohres (10) und einem Mittenbe reich (34) der Gleitfläche (32) zumindest im Wesentlichen der Länge eines der Verriegelungselemente (14) entspricht. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that each of the guide elements (16) has a sliding surface (32) on which the head side (33) of the locking element (14) is slidably guided. 9. The device according to claim 8, characterized in that the distance between tween the outer wall surface (22) of the inner tube (10) and a Mittenbe rich (34) of the sliding surface (32) at least substantially corresponds to the length of one of the locking elements (14).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (32) zu beiden Seiten (37), ausgehend von dem Mittenbereich (34), zu dem In nenrohr (10) hingeneigt ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that the sliding surface (32) on both sides (37), starting from the central region (34), is inclined towards the inner tube (10).
11 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Füh- rungselemente (16) seitliche Halteelemente (38) umfasst, zwischen denen die Gleitfläche (32) angeordnet ist. 11. Device according to claim 10, characterized in that each of the guide elements (16) comprises lateral holding elements (38) between which the sliding surface (32) is arranged.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (14) mindestens ein Kopfteil (41) und mindestens ein Verriegelungsteil (42) umfasst. 12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the locking element (14) comprises at least one head part (41) and at least one locking part (42).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander gewandten Seiten des Kopfteils (41) und des Verriegelungsteils (42) als Kopp lungsseiten derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass das Kopfteil (41) und das Verriegelungsteil (42) formschlüssig und/oder kraftschlüssig lösbar mitei nander verbindbar eingerichtet sind. 13. The device according to claim 12, characterized in that the mutually facing sides of the head part (41) and the locking part (42) are designed and set up as coupling sides in such a way that the head part (41) and the locking part (42) form-fit and / or are set up such that they can be releasably connected to one another in a non-positive manner.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungs- seiten im verbundenen Zustand des Kopfteils (41) mit dem Verriegelungsteil14. The device according to claim 13, characterized in that the coupling sides in the connected state of the head part (41) with the locking part
(42) in lösbarem Eingriff sind. (42) are in releasable engagement.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sicherungselement zur lösbaren Arretierung des Kopfteils15. Device according to one of claims 13 or 14, characterized in that at least one securing element for releasably locking the head part
(41) mit dem Verriegelungsteil (42) ausgebildet und eingerichtet ist. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungs element (43) in einer der zur Drehebene des Bohrrohres (39) senkrechten Ebene eingerichtet ist. (41) is formed and set up with the locking part (42). 16. The device according to claim 15, characterized in that the securing element (43) is set up in one of the plane perpendicular to the plane of rotation of the drill pipe (39).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsteil (42) im Vergleich zum Kopfteil (41) eine höhere Oberflächenhärte aufweist. 17. Device according to one of claims 12 to 16, characterized in that the locking part (42) has a higher surface hardness compared to the head part (41).
18. Bohranordnung für Erdbohrungen, umfassend einen Bohrantrieb, mindestens ein Bohrrohr (39) mit sich radial erstreckenden Verriegelungsöffnungen (40) so- wie eine Vorrichtung zum Anschluss des Bohrrohres (39) an den Bohrantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 17. 18. A drilling arrangement for earth drilling, comprising a drill drive, at least one drill pipe (39) with radially extending locking openings (40) and a device for connecting the drill pipe (39) to the drill drive according to one of claims 1 to 17.
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