DE1016657B - Tiefbohreinrichtung mit einer Wasserstrahlpumpe zur Foerderung des Bohrkleins durch das Bohrgestaenge - Google Patents
Tiefbohreinrichtung mit einer Wasserstrahlpumpe zur Foerderung des Bohrkleins durch das BohrgestaengeInfo
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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Description
DEUTSCHES
Es ist bekannt, das Einspülen von Rohren im Spülbohrverfahren in der Weise durchzuführen, daß am
unteren Ende einer doppelmanteligen Rohrtour eine Wasserstrahlpumpe angeordnet war, welche die Spülung
vom Bohrloch absaugte und Bohrklein und Spülung durch das Innenrohr zutage förderte. Eine
derartige Arbeitsweise erforderte ein sehr teures doppelmanteliges Bohrgestänge, das auch hinsichtlich
der Herstellung und Dichthaltung der Stoß verbindungen besondere Schwierigkeiten bot. Es ist fernerhin
beim Drehbohren bekannt, eine Wasserstrahlpumpe oder Kreiselpumpe am Ende der Auswurfleitung des
Spülungsumlaufs anzuordnen. Bei einer derartigen Bohreinrichtung mußte die Spülung nach Art eines
Hebers über den hochstehenden Spülkopf hinweggesaugt werden, wodurch der zulässige Saugunterdruck
zum Antrieb der mit Bohrgut beladenen Spülsäule im Gestänge auf den Bruchteil einer Atmosphäre
vermindert werden mußte, um ein Abreißen der Spülungssäule infolge Unterschreitung der Dampfspannung
mit Sicherheit zu vermeiden.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu vermeiden und es zu ermöglichen, beim
Tiefbohren mit Saugspülung den größtmöglichen Antriebsdruck für die Spülung unter Verwendung normalen
Bohrgestänges zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft im einzelnen eine Tiefbohreinrichtnug mit
einer Wasserstrahlpumpe zur Förderung des Bohrkleins durch das Bohrgestänge und besteht im wesentlichen
darin, daß die Wasserstrahlpumpe in der Mitnehmerstange angeordnet ist. Bei der Erfindung wird
durch die Wasserstrahlpumpe innerhalb der Mitnehmerstange ein Überdruck und unterhalb der Mitnehmerstange
ein Unterdruck erzeugt und so der größtmögliche Antriebsdruck auf den Spülungsumlauf
zur Einwirkung gebracht. Wird gemäß der Erfindung die Wasserstrahlpumpe am unteren Ende der entsprechend
lang ausgebildeten Mitnehmerstange angeordnet und die Länge der nachzusetzenden Gestängeeinheiten
entsprechend kurz bemessen, so ist es sogar möglich, den Antriebspunkt für die Spülung
ständig unterhalb des Niveaus der Spülungssäule im Bohrloch zu halten und den anwendbaren Arbeitsdruck über den theoretischen Saugunterdruck von
maximal einer Atmosphäre erheblich bis auf den mehrfachen Betrag zu steigern. Bei der Tiefbohreinxiclitung
nach der Erfindung ist nach einem weiteren wichtigen Vorschlag der Erfindung ein Absperrorgan
in der Auswurfleitung hinter der Mitnehmerstange angeordnet. Ein derartiges Absperrorgan ermöglicht
hinsichtlich der Umkehr des Spülungsumlaufs eine besonders einfache und wirksame Arbeitsweise. Wird
nämlich das Absperrorgan in der Auswurfleitung auch nur kurzzeitig geschlossen, so kehrt sich sofort
Tiefbohreinrichtung mit einer
Wasserstrahlpumpe zur Förderung
des Bohrkleins durch das Bohrgestänge
Anmelder:
Dr.-Ing. Wolfgang Herbold,
Kierdorf, Post Lechenich
Kierdorf, Post Lechenich
Dr.-Ing. Wolfgang Herbold, Kierdorf, Post Lechenich,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
der Spülungsumlauf ohne Wechsel der Mitnehmerstange und ohne Umkehr der Pumpenförderrichtung
selbsttätig um. Eine derartige Arbeitsweise ist insbesondere beim Saugbohren zur sofortigen Beseitigung
von Verstopfungen im Bohrgestänge oder dem Meißel von sehr wesentlicher praktischer Bedeutung.
Die Erfindung kann vorzugsweise beim Rotarybohren mit Spülung Anwendung finden und ermöglicht hierbei
unter anderem die Anwendung des Saugbohrens auch in engen Bohrgestängen bis zu großen Teufen.
Ein sehr wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht auch fernerhin darin, daß Jede bisher übliche Bohranlage
ohne weiteres auf die Arbeitsweise nach der Erfindung umgestellt werden kann, indem lediglich
eine nach der vorliegenden Erfindung ausgestaltete Mitnehmerstange mit Wasserstrahlpumpe Verwendung
findet.
Die Erfindung ist nicht auf das Spülbohren beschränkt, sondern kann auch beim trockenen Bohren
Anwendung finden.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung
an einigen Ausführungsbeispielen erläutert ist. Es zeigt
Fig. 1 eine für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Bohreinrichtung in schematischer
Darstellung,
Fig. 2 eine Ausführungsform einer besonderen Bauart einer Mitnehmerstange nach der Erfindung,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie ΙΠ-ΠΙ der
Fig. 2,
Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Mitnehmerstange im Längsschnitt,
Fig. 5 ein weiteres Äusführungsbeispiel einer Mitnehmerstange
im Längsschnitt, wahrend in der
709 699/98
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Bohrwerkzeuges in Seitenansicht und in
Fig. 7 ein Querschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 veranschaulicht ist.
In den zeichnerischen Darstellungen ist jeweils mit 1 ein Bohrkran mit Windwerk und Antrieb 2 bezeichnet,
welcher über den Drehtisch 3, die Mitnehmerstange 4 das Bohrgestänge 5 antreibt. Die Mitnehmerstange
4 ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 doppelwandig ausgebildet, und ihr inneres
Rohr 6 ist über den Krümmer 7 an die beispielsweise als Schlauch ausgebildete Auswurf leitung 8 angeschlossen.
Der Ringraum 9 der Mitnehmerstange 4 ist über den Schlauch 10 an eine Druckwasserpumpe 11,
vorzugsweise eine Kreiselpumpe normaler Bauart an- 1S
geschlossen, welche aus der Spülgrube 12 durch ein oder mehrere Grob- und Feinsiebe 13 gereinigte Spülung
oder Wasser ansaugt. Die Spülgrube 12 ist über den Kanal 14 mit dem Ringraum des Bohrloches 15
verbunden, jedoch kann der Kanal 14 durch einen Schieber 16 abgesperrt werden. Mit 17 ist ein Absperrorgan
am Ende der Auswurfleitung 8 bezeichnet. Innerhalb der Mitnehmerstange 4 ist eine Wasserstrahlpumpe
18 angeordnet, welche den Ringraum 9 der Mitnehmerstange 4 mit dem Innenraum des Innenrohres
6 verbindet.
Bei der Durchführung der Erfindung im Naßbohren
arbeitet die dargestellte Einrichtung beispielsweise wie folgt.
Der Antrieb 2 setzt über den Drehtisch 3 die Mitnehmerstange 4 in üblicher Weise in Umdrehung, wowobei
das Innenrohr 6 feststeht und auch der obere Anschluß des Schlauches 10 drehbar mit dem äußeren
Mantel der Mitnehmerstange 4 verbunden ist, so daß er sich gleichfalls nicht mitzudrehen braucht. Die
Kreiselpumpe 11 saugt aus der Spülgrube 12 gereinigte Spülung oder Wasser an und drückt durch den
Schlauch 10 dieses Wasser in den Ringraum 9 zwischen Innenrohr 6 und dem äußeren Mantel der Mitnehmerstange
4. Das Druckwasser tritt durch die Strahldüse 18 in den Innenraum des Innenrohres 6,
erhält in der Strahldüse eine große aufwärts gerichtete Geschwindigkeit und reißt dort Wasser bzw.
Spülung aus dem Bohrgestänge 5 mit hoch. Spülung und Bohrgut aus dem Gestänge 5 steigen in dem
Innenrohr 6 mit dem Druckwasser vermischt hoch und gelangen über das Sieb 13 in die Spülgrube 12.
Sofern irgendwelche Verstopfungen in dem Düsendurchtritt 18, im Gestänge 5 oder auch im Bohrmeißel
19 auftreten, kann das Absperrorgan 17 geschlossen werden, wodurch eine Umkehr der Richtung der Spülung
erreicht wird. Das Wasser von der Pumpe 11 muß dann über die Düse 18 durch den Innenraum des
Gestänges 5 nach unten abfließen, da es keinen anderen Ausweg hat. Durch diese Umkehrspülung können
etwaige Verstopfungen beseitigt werden. Ist dies geschehen, so kann das Absperrorgan 17 wieder geöffnet
werden und der Bohrvorgang in der üblichen Weise nach dem Verfahren nach der Erfindung fortgesetzt
werden.
In der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform ist die Mitnehmerstange 4 doppelwandig ausgebildet,
wie es bereits in Fig. 1 schematisch erläutert wurde. Das äußere Mantelrohr der Mitnehmerstange 4
ist über das Walzlager 20 gegenüber dem Spülkopf 21 der Leitung 10 und gegenüber dem Innenrohr 6 durch
das Kugellager 22 drehbar gelagert. An seiner Außenseite besitzt der Außenmantel der Mitnehmerstange 4
Rippen 23 für den Angriff des Drehtisches 3. Ferner besitzt der Außenmantel der Mitnehmerstange 4 am
unteren Ende einen Stutzen 24, der mit seinem oberen Ende frei in die Düse 18 einmündet, während sein
unteres Ende mit einem entsprechenden Gewinde für den Anschluß des Bohrgestänges 7 ausgestattet ist.
Die Druckdichtung 25 dichtet den feststehenden Spülkopf 21 gegen den sich drehenden Mantel der Mitnehmerstange
4 ab.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, bei dem eine besondere Abdichtung
dieser Art erspart werden kann. Hierbei ist die Mitnehmerstange 4 mit dreifacher Wandung ausgestattet,
nämlich einem innersten Rohr 6, einem weiteren Rohr
26 und einem Außenrohr 27, welches mit Hilfe des Walzlagers 20 drehbar gegenüber dem Rohr 26 gelagert
ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die Rohre 6 und 26 parallel nebeneinander in dem Mantelrohr
27 angeordnet, welches gleichfalls gegenüber den beiden Rohren 6 und 26 drehbar gelagert ist. Mit 18
ist wiederum die düsenartige Verbindung zwischen Rohr 26 und Rohr 6 bezeichnet.
Das in Fig. 6 und 7 beispielsweise veranschaulichte Bohrwerkzeug 19 besitzt einen Anschlußteil 28 für
die Verbindung mit dem unteren Ende des Bohrgestänges 5. Das Bohrwerkzeug selbst ist nach Art
eines Siebkorbes oder -käfigs ausgebildet, welcher im einzelnen aus Stäben 29 zusammengesetzt ist. Die
Stäbe können einen rechteckigen oder einen andersartigen Querschnitt besitzen. Sie sind erfindungsgemäß
so angeordnet, daß der engste lichte Querschnitt der zwischen ihnen offenen Durchtritte 30 an
der Außenseite liegt oder zumindest parallelwandige Durchtrittsöffnungen gebildet werden. Die Abstände
30 sind dabei so bemessen, daß zwischen die Stäbe 29 nur Bohrgut hindurchtreten kann, welches einen kleineren
Durchmesser besitzt als der Innendurchmesser des hohlen Bohrgestänges 5. Die Stäbe 29 laufen bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel an den Ecken geradlinig nach unten, während die zwischen den Eckstäben
jeweils angeordneten mittleren Stäbe in ihrem unteren Teil 31 nach innen gekrümmt ausgebildet
sind.
Claims (7)
1. Tiefbohreinrichtung mit einer Wasserstrahlpumpe
zur Förderung des Bohrkleins durch das Bohrgestänge, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wasserstrahlpumpe in der Mitnehmerstange angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Absperrorgan in der Auswurfleitung
hinter der Mitnehmerstange zur Umkehr des Spülungsumlaufs.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe am
unteren Ende der Mitnehmerstange angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerstange aus drei
konzentrisch ineinander angeordneten Teilen besteht, von denen der äußere gegenüber den beiden
inneren Teilen drehbar gelagert, an seinem unteren Ende mit dem normalen Bohrgestänge verschraubt
ist und die beiden inneren Teile als feststehende ringförmige Druckwasserleitung ausgebildet
sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerstange zwei
nebeneinanderliegende rohrförmige Teile aufweist,
denen gegenüber ein sie als Mantel umgebender dritter Teil drehbar gelagert und an seinem unte-
ren Ende mit dem normalen Bohrgestänge verschraubt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der am unteren Ende des normalen
Bohrgestänges angeordnete Meißel als Korbmeißel mit einer Vielzahl von Eintrittsörfnungen
ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Korbmeißel angeord-
neten Öffnungen für den Eintritt des Bohrkleins in den Innenraum des normalen Bohrgestänges an
ihrer Außenseite den kleinsten lichten Durchgang aufweisen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 334 834;
deutsche Auslegeschrift F 14688 VI/5 a;
USA.-Patentschrift Nr. 2 537 605.
Deutsche Patentschrift Nr. 334 834;
deutsche Auslegeschrift F 14688 VI/5 a;
USA.-Patentschrift Nr. 2 537 605.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB42251A DE1016657B (de) | 1956-10-24 | 1956-10-24 | Tiefbohreinrichtung mit einer Wasserstrahlpumpe zur Foerderung des Bohrkleins durch das Bohrgestaenge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB42251A DE1016657B (de) | 1956-10-24 | 1956-10-24 | Tiefbohreinrichtung mit einer Wasserstrahlpumpe zur Foerderung des Bohrkleins durch das Bohrgestaenge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1016657B true DE1016657B (de) | 1957-10-03 |
Family
ID=6966677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEB42251A Pending DE1016657B (de) | 1956-10-24 | 1956-10-24 | Tiefbohreinrichtung mit einer Wasserstrahlpumpe zur Foerderung des Bohrkleins durch das Bohrgestaenge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1016657B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020207616A1 (de) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | Egger Rene | Verfahren und vorrichtung zum bohren von löchern in boden- oder gesteinsmaterial |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE334834C (de) * | 1921-03-21 | Siemens & Halske Akt Ges | Herausnehmbare Vorrichtung zum Einspuelen von Rohren mittels Presswasser | |
US2537605A (en) * | 1947-08-07 | 1951-01-09 | Standard Oil Dev Co | Drilling bore holes |
-
1956
- 1956-10-24 DE DEB42251A patent/DE1016657B/de active Pending
Patent Citations (2)
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