DE102020208439B4 - Bohrstange, Kelly-Bohrgestänge und Verfahren - Google Patents

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Abstract

Bohrstange für eine Teleskopbohrstange, mit einem Profilrohr (1), welches über einen Querschnitt zumindest zwei Teilelemente (4a, 4b) aufweist, die bezüglich einer Längsrichtung (L) des Profilrohrs (1) über Längsnähte (5) verschweißt sind,- wobei jedes der Teilelemente (4a, 4b) eine Erhebung (3) aufweist, die an einer Innenoberfläche (9) und an einer Außenoberfläche (10) über den umgebenden Querschnitt am Teilelement (4a, 4b) derart übersteht, dass an der Innenoberfläche (9) und an der Außenoberfläche (10) jeweils zumindest eine radiale, im Wesentlichen ebene Kontaktfläche (2a, 2b) ausgebildet ist,- wobei die radialen Kontaktflächen (2a, 2b) entlang der Längsrichtung (L) auf einer Ebene angeordnet sind,- wobei die Kontaktfläche (2a) an der Außenoberfläche (10) mit einer Kontaktfläche (2b') an einer Innenoberfläche (9') einer weiteren baugleichen Bohrstange mit einem größeren Durchmesser verbindbar ist, und- wobei die Kontaktfläche (2a) zur Übertragung eines Drehmoments aus der weiteren Bohrstange auf die Bohrstange ausgebildet ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bohrstange für eine Teleskopbohrstange. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kelly-Bohrgestänge mit zumindest zwei Bohrstangen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Bohrstange bzw. eines Kelly-Bohrgestänges.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Bohrstange werden für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt. Beispielsweise können diese im Bereich von Erdbohrungen, bei der Herstellung von Gründungspfählen für Gebäude, bei Brunnenbohrungen oder auch Bodenaustauschbohrungen eingesetzt werden. Bohrstangen können als Teleskopbohrstangen ausgebildet sein, wobei zumindest zwei Bohrstangen aneinander oder ineinander befestigt werden, um die Bohrtiefe zu vergrößern. So können beispielsweise auch Bohrungen mit großen Durchmessern, insbesondere ab ca. 50 cm, und großen Bohrtiefen erzeugt werden.
  • Eines der bekanntesten Verfahren im Spezialtiefbau ist das so genannte Kellybohrverfahren. Das Bohrgestänge besteht aus einer so genannten Kellystange, die teleskopierbar und demnach ineinander verschiebbar ausgebildet ist. Die am weitesten nach unten reichende Bohrstange ist gleichzeitig die mit dem geringsten Durchmesser und kann in die weiter oben angeordneten Bohrstangen eingeschoben werden. In den Endabschnitten der jeweiligen Bohrstange sind sogenannte Mitnehmerleisten oder Mitnehmerschalen angeordnet, die zur Übertragung der Vorschubkräfte und Drehmomente im ausgefahrenen Zustand der Bohrstangen dienen. So können Drehmoment und Vorschubkraft beim Bohren formschlüssig wie bei einer einzigen starren Bohrstange übertragen werden. Besteht eine Kellystange beispielsweise aus drei ineinander gesteckten Bohrstangen wird dies als 3fach-Kellystange bezeichnet, bestehend aus einem Außenkelly, Mittelkelly und einem Innenkelly. Die maximale Bohrtiefe beträgt dabei etwa der dreifachen Länge einer einzelnen Bohrstange.
  • Die EP 1 445 418 A1 beschreibt ein teleskopierbares Bohrgestänge für ein Kellybohrverfahren. Die innere Bohrstange, der sogenannte Innenkelly, weist im oberen Stangensegmente bzw. unteren Stangensegment axial verlaufende Anschlagleisten mit endseitigen Anschlägen auf, sodass mehrere U-förmige oder L-förmige Mitnehmerleisten mit einer sogenannten Verriegelungslasche entstehen. Bei der benachbarten Bohrstange, dem sogenannten Außenkelly oder Mittelkelly, sind auf der Innenoberfläche Mitnehmerelemente in Form von Blockelementen angeordnet, welche mit den Mitnehmerleisten in Eingriffe stehen können. Die Blockelemente greifen derart in die Verriegelungslaschen der Mitnehmerleisten ein, dass eine Drehmoment- und Axialkraftübertragung zwischen zwei benachbarten Bohrstangen erfolgen kann.
  • Eine weitere teleskopierbare Bohrstange ist in der DE 89 04 493 U gezeigt. Die Mitnehmerleiste verläuft hier mäanderförmig auf der Außenoberfläche der einzelnen Bohrstangen, sodass über mehrere Mitnehmerblöcke auf der Innenoberfläche benachbarter Bohrstangen eine Drehmoment- und Axialkraftübertragung erfolgen kann.
  • Eine weitere Kellystange ist beispielsweise in der US 1 726 565 A beschrieben. Jedes Kellysegment weist an der Außenoberfläche sowie an der Innenoberfläche in regelmäßigen Abständen Vorsprünge bezüglich eines Rohrelements auf. Die Vorsprünge sind unabhängig voneinander am Rohrelement angebracht.
  • Die US 1 895 901 A beschreibt ebenso eine Kellystange. Die Kellysegmente sind individuell ausgebildet, sodass Vorsprünge auf einer Innenoberfläche der Außenkelly in Vorsprünge auf der Außenoberfläche der Mittelkelly eingreifen können.
  • Nachteilig ist bei derartigen Teleskopbohrstangen, dass eine Drehmoment- und Axialkraftübertragung zwischen zwei benachbarten Bohrstangen nur über die Länge der Mitnehmerblöcke bzw. Blockelemente erfolgen kann, die in die Verriegelungslaschen eingreifen. Dadurch ist die maximal mögliche Kraftübertragung durch die geometrischen Abmessungen der Mitnehmerblöcke begrenzt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bohrstange, ein Kelly-Bohrgestänge sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Bohrstange anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Bohrstange mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Kelly-Bohrgestänge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
  • Demgemäß ist vorgesehen:
    • - Eine Bohrstange für eine Teleskopbohrstange, mit einem Profilrohr, welches über einen Querschnitt zumindest zwei Teilelemente aufweist, die bezüglich einer Längsrichtung des Profilrohrs über Längsnähte verschweißt sind, wobei jedes der Teilelemente eine Erhebung aufweist, die an einer Innenoberfläche und an einer Außenoberfläche über den umgebenden Querschnitt am Teilelement derart übersteht, dass an der Innenoberfläche und an der Außenoberfläche jeweils zumindest eine radiale, im Wesentlichen ebene Kontaktfläche ausgebildet ist, wobei die radialen Kontaktflächen entlang der Längsrichtung auf einer Ebene angeordnet sind, wobei die Kontaktfläche an der Außenoberfläche mit einer Kontaktfläche an einer Innenoberfläche einer weiteren baugleichen Bohrstange mit einem größeren Durchmesser verbindbar ist, und wobei die Kontaktfläche zur Übertragung eines Drehmoments aus der weiteren Bohrstange auf die Bohrstange ausgebildet ist.
    • - Ein Kelly-Bohrgestänge, welche zumindest zwei erfindungsgemäße Bohrstangen aufweist, wobei die Bohrstangen teleskopisch ineinandergeschoben angeordnet sind und wobei eine Drehmomentenübertragung über die radialen Kontaktflächen und eine Druckkraftübertragung in Form einer Axialkraft über die axialen Kontaktflächen erfolgt.
    • - Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Bohrstange und/oder eines erfindungsgemäßen Kelly-Bohrgestänges, wobei die Teilelemente untereinander oder mit weiteren Verbindungselementen über Längsnähte verschweißt sind.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass eine Vergrößerung der zu übertragenden Drehmomente und Axialkräfte zwischen zwei Bohrstangen wünschenswert ist. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, die Übertragung von Drehmomenten sowie Axialkräften zwischen zwei Bohrstangen über unterschiedliche Bauelemente zu ermöglichen. Auf diese Weise können größere maximale Kräfte übertragen werden.
  • Darüber hinaus ist es mit einer derartigen Bohrstange auch möglich, Drehmomente über die gesamte in Eingriff befindliche Länge zweier benachbarter bzw. ineinander angeordneter Bohrstangen zu übertragen. Durch die Trennung der Drehmomentübertragung von der Vorschubkraftübertragung können die einzelnen Bauelemente für unterschiedliche Kraftübertragungen unabhängig voneinander dimensioniert werden. Folglich können die Erhebungen über eine beliebige Länge der Bohrstange, insbesondere über die komplette Länge der Bohrstange, ausgebildet sein, wodurch eine Drehmomentübertragung über die komplette Länge der Bohrstange ermöglicht werden kann. Insbesondere kann so über die komplette in Eingriff stehende Länge eine Drehmomentübertragung zwischen zwei benachbarten bzw. ineinander angeordneten Bohrstangen stattfinden.
  • Ferner ist es auf diese Weise vorteilhaft möglich, höhere Drehmomente bei gleichbleibend schlanken Querschnitten der Bohrstange zu übertragen. Eine Querschnittsvergrößerung im Vergleich zu bekannten Bohrstangen, wie beispielsweise Kellystangen, ist daher nicht erforderlich.
  • Die Erhebungen mit den radialen Kontaktflächen können ebenso Führungsfunktionen übernehmen, wenn die Bohrstangen als Teleskopbohrstangen eingesetzt werden. Weitere Führungsfunktionen bzw. Gegenführungen können die Außen- sowie Innenoberflächen der weiteren Segmente, insbesondere der Teilelemente oder auch weiterer Verbindungselemente, übernehmen.
  • Als eben in Bezug auf die radiale Kontaktfläche ist eine Fläche zu verstehen, die über die Länge des Profilrohrs auf einer Ebene verläuft. Die Ebene ist vorzugsweise auf bzw. in Verlängerung einer Längsschnittebene des Profilrohrs angeordnet. Die Längsschnittebene verläuft dabei bevorzugt durch den Mittelpunkt des Profilrohrs.
  • Die Erhebung kann unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen, beispielsweise kann diese einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Bevorzugt weist der Querschnitt an zumindest einer Seitenfläche die radiale Kontaktfläche auf.
  • Ebenso können an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen radiale Kontaktflächen ausgebildet sein. Der Querschnitt kann dabei beispielsweise trapezförmig ausgebildet sein. Bei einem trapezförmigen Querschnitt bilden bevorzugt die beiden konisch bzw. aufeinander zulaufenden Seitenflächen jeweils eine radiale Kontaktfläche aus. Insbesondere können sich bei einer virtuellen Verlängerung der Seitenflächen diese in einem Punkt treffen, der bevorzugt mit dem Mittelpunkt des Profilrohrs übereinstimmt. So kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass zwischen zwei baugleichen Bohrstangen, die lediglich unterschiedliche Durchmesser aufweisen und so ineinandergeschoben werden können, eine flächige Drehmomentübertragung über die radialen Kontaktflächen der Bohrstangen erfolgen kann. Die beiden weiteren Seitenflächen weisen bevorzugt die Geometrie eines Kreisabschnittes auf, der kleiner bzw. größer im Durchmesser als der Durchmesser des Profilrohrs ist.
  • Bevorzugt weist die Erhebung über die komplette Länge einen konstanten Querschnitt auf, sodass eine möglichst große Kraftangriffsfläche, insbesondere für die Übertragung von Drehmomenten, ausgebildet werden kann. Die Erhebung kann auch als lokale Querschnittsverbreiterung des Profilrohrquerschnitts bezeichnet werden.
  • Das Kelly-Bohrgestänge stellt insbesondere eine Anordnung von zwei oder drei Bohrstangen dar. Diese sind bevorzugt ineinander teleskopierbar und miteinander verriegelbar ausgebildet.
  • Das Verfahren zur Herstellung stellt insbesondere ein Schweißverfahren dar, das eingeschränkte sowie reproduzierbare Toleranzbereiche ermöglicht.
  • Die radialen Kontaktflächen sind entlang der Längsrichtung auf einer Ebene angeordnet. Vorteilhaft weist dabei die Erhebung einen rechteckigen bzw. trapezförmigen Querschnitt auf, der an der Innenoberfläche sowie der Außenoberfläche des Profilrohrs übersteht und an diesen Überständen die radialen Kontaktflächen ausbildet.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
  • Gemäß einer Weiterbildung können die Erhebungen einen konstanten Querschnitt aufweisen und/oder über die komplette Länge der Bohrstange verlaufen. Auf diese Weise kann eine besonders große Angriffsfläche, insbesondere zur Übertragung von Drehmomenten aus einer weiteren Bohrstange, ausgebildet werden. Durch den konstanten Querschnitt können sich zwei radiale Kontaktflächen von zwei ineinandergeschobenen Bohrstangen, d. h. eine radiale Kontaktfläche an der Innenoberfläche einer äußeren Bohrstangen, z. B. einem Außenkelly, sowie eine radiale Kontaktfläche an einer Außenoberfläche einer inneren Bohrstangen, z. B. einem Mittelkelly, an jeder beliebigen Position kontaktieren, in welcher die beiden Bohrstangen in Eingriffe stehen bzw. sich überschneiden.
  • Gemäß einer Ausführungsform können zwischen den Teilelementen weitere Verbindungselemente angeordnet sein, die keine Erhebungen aufweisen. Vorteilhaft sind die Verbindungselemente als Teilquerschnitt eines Hohlprofilrohrs ausgebildet, sodass ein rundes Profilrohr entsteht. Die Teilelemente und die Verbindungselemente können ebenso über Längsnähte verschweißt werden und aus denselben oder unterschiedlichen schweißbaren Materialien bestehen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Profilrohr über den Querschnitt zumindest dreiteilig, insbesondere vier- bis sechsteilig ausgebildet sein. Vorteilhaft weist das Profilrohr drei Teilelemente und drei Verbindungselemente auf, die abwechselnd entlang des Umfangs angeordnet sind. Die Teilelemente und die Verbindungselemente können jeweils ein Sechstel des Umfangs des Profilrohrquerschnitts ausbilden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Profilrohr über den Querschnitt zumindest drei Teilelemente mit jeweils einer Erhebung aufweisen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, ein Profilrohr mit drei Erhebungen auszubilden, die jeweils um 120° verteilt entlang des Umfangs das Profilrohr angeordnet sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Erhebungen jeweils bei 120° am Querschnitt angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann dadurch eine besonders gute Drehmomentsübertragung zweier benachbarter Bohrstangen erfolgen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann in Längsrichtung an einem Abschnitt auf der Innenoberfläche zumindest ein radial verlaufendes Druckelement angeordnet sein, das zumindest eine axiale Kontaktfläche zur Aufnahme von in Längsrichtung verlaufenden Druck- und/oder Zugkräften aus einer weiteren Bohrstange ausgebildet ist. Vorteilhaft dient das Druckelement lediglich zur Übertragung von Vorschubs- bzw. Längskräften unterschiedlicher Bohrstangen gegeneinander und nicht zur Übertragung von Drehmomenten.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können die Erhebungen an der Außenoberfläche zumindest eine Aussparung aufweisen. Vorteilhaft ist die Aussparung als Aufnahme für ein Druckelement ausgebildet, dass sich an einer zweiten Bohrstangen befindet, die mit der ersten Bohrstangen in Eingriff steht. Nach dem Teleskopieren beider Bohrstangen kann durch Verdrehen der Bohrstangen gegeneinander das Druckelement in die Ausnehmung der benachbarten Bohrstange eingeschoben werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Druckelement auf einer Querschnittsebene mit zumindest einer Aussparung angeordnet sein. Vorteilhaft ist eine Einleitung von Drehmomenten dadurch oberhalb sowie unterhalb der Aussparung bzw. der Druckelemente möglich, wodurch die größtmögliche Angriffsfläche für die Drehmomentenübertragung bereitgestellt werden kann.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Bohrstange als Kellyrohr ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Bohrstange als Außenkelly, Mittelkelly oder Innenkelly ausgebildet sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Kelly-Bohrgestänges kann die Drehmomentübertragung über die radialen Kontaktflächen über die komplette Länge erfolgen, über die zwei benachbarte Bohrstangen in Eingriffe stehen. Beispielsweise nimmt die Eingriffslänge mit zunehmend ausgefahrener Länge ab.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
    • 1 eine Bohrstange in einer Querschnittsdarstellung;
    • 2 eine weitere Bohrstange in einer Querschnittsdarstellung;
    • 3 eine weitere Bohrstange in einer isometrischen Darstellung;
    • 4 die Bohrstange aus 3 in einer Querschnittsdarstellung;
    • 5 eine weitere Querschnittsdarstellung der Bohrstange aus 3;
    • 6 eine Darstellung der Bohrstange aus 3 in einem Längsschnitt.
  • Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • 1 zeigt einen Querschnitt einer Bohrstange. Die Bohrstange besteht aus einem Profilrohr 1, das aus zwei Teilelementen 4a, 4b ausgebildet ist.
  • Die beiden Teilelemente 4a, 4b sind symmetrisch zueinander und über Längsnähte 5 verschweißt. Jedes Teilelement 4a, 4b weist mittig eine Erhebung 3 auf, die jeweils einen leicht trapezförmigen Querschnitt besitzt. Andere Querschnittsgeometrien sind ebenso denkbar.
  • Die Erhebung 3 steht an der Außenoberfläche 10 derart über, dass zwei radialen Kontaktflächen 2a entstehen. Ebenso überragt die Erhebung 3 die Innenoberfläche 9, sodass die beiden radialen Kontaktflächen 2b entstehen. Jeweils eine Kontaktfläche 2a und eine Kontaktfläche 2b liegen dabei auf einer Ebene.
  • Die Bohrstange kann aus Stahl oder einem Stahlwerkstoff ausgebildet sein. Andere schweißbare Werkstoffe sind ebenso denkbar.
  • 2 zeigt eine weitere Bohrstange in einer Querschnittsdarstellung.
  • Die Bohrstange weist drei Erhebungen 3 auf, die jeweils in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind. Jede der Erhebungen 3 ist identisch ausgebildet, wobei jede Erhebung 3 zwei radiale Kontaktflächen 2a sowie zwei radiale Kontaktflächen 2b besitzt. Das Profilrohr 1 besteht demnach aus drei Teilelementen 4a, 4b, 4c, die über die Längsnähte 5 miteinander verschweißt sind.
  • Die im Folgenden mit Apostroph gekennzeichneten Bezugszeichen beziehen sich jeweils auf weitere Bohrstangen, die mit der dargestellten Bohrstange zur Ausbildung einer Teleskopbohrstange, wie beispielsweise einer Kellystange, verbunden werden können. Diese Bohrstangen sind im Wesentlichen baugleich zu der dargestellten Bohrstange ausgebildet, weisen jedoch einen größeren bzw. kleineren Durchmesser auf. In den Darstellungen sind diese nicht dargestellt.
  • 3 zeigt eine weitere Bohrstange in einer isometrischen Darstellung.
  • Im Unterschied zur Ausführung nach 2 sind zwischen den Teilelementen 4a, 4b, 4c weitere Verbindungselemente 6 angeordnet, sodass das Profilrohr 1 über den Querschnitt sechsteilig ausgebildet ist. Auf einem Abschnitt in Längsrichtung L des Profilrohrs 1 sind zwei Druckelemente 7 erkennbar, die radial angeordnet sind, sich jedoch nicht berühren. Die Druckelemente 7 dienen zur Aufnahme von axialen Druck- und Zugkräften aus benachbarten Bohrstangen (nicht dargestellt), wenn die Bohrstange als Teleskopbohrstangen ausgebildet ist.
  • Ein weiteres Druckelement 7 ist im oberen Bereich angeordnet, das in dieser isometrischen Darstellung nicht sichtbar ist. Dadurch sind in dieser Ausführungsform an der Innenoberfläche 9 gleichverteilt Druckelemente 7 angeordnet, um axiale Druck- bzw. Zugkräfte optimal zu übertragen. Im rechten Bildbereich ist eine Aussparung 8 erkennbar, die in derselben Querschnittsebene wie die Druckelemente 7 angeordnet ist. Auf derselben Querschnittsebene sind zwei weitere Aussparungen 8 an den beiden Erhebungen 3 angeordnet, die in der isometrischen Darstellung nicht erkennbar sind. Die Aussparungen 8 dienen zur Führung von Druckelementen 7` einer weiteren Bohrstangen (nicht dargestellt) die um den Außenumfang der dargestellten Bohrstangen zur Ausbildung einer Teleskopbohrstangen angeordnet werden kann.
  • Eine weitere Bohrstange kann in das Innere der dargestellten Bohrstangen eingeführt werden, und beispielsweise als Innenkelly ausgebildet sein. Beim Einführen eines derartigen Innenkelly (nicht dargestellt) können die Erhebungen 3' des Innenkelly durch den Zwischenraum 11 zwischen den beiden Druckelementen 7 geführt werden. Durch anschließendes Verdrehen der beiden Bohrstangen gegeneinander können die radialen Kontaktflächen 2a, 2b bzw. 2a', 2b' kontaktiert werden, sodass Drehmomente übertragen werden können.
  • 4 zeigt einen Querschnitt der Bohrstange aus 3. Die Darstellung zeigt einen Querschnitt vor bzw. hinter den Druckelementen 7. Dabei sind die Verbindungselemente 6 zwischen den Teilelementen 4a, 4b, 4c erkennbar.
  • Einen weiteren Querschnitt der Bohrstange aus 3 zeigt 5. Dieser Querschnitt liegt auf Höhe der Druckelemente 7, sodass diese in der Querschnittsdarstellung erkennbar sind. In dieser Darstellung sind entlang des Umfangs auch die drei Zwischenräume 11 erkennbar, die zum Einführen von drei Erhebungen 3' einer nicht dargestellten Bohrstange dienen.
  • 6 zeigt eine Darstellung der Bohrstange aus 3 bzw. 5 in einem Längsschnitt A-A. Die Schnittebene A-A ist in 5 vertikal dargestellt. Die Aussparung 8 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Bohrstange, beispielsweise eines Außenkelly, ist auf Höhe der Druckelemente 7 angeordnet.
  • Bevorzugt beträgt die maximale Länge eines Druckelements 7 der minimalen Breite eine Erhebung 3, insbesondere der Breite der Erhebung 3 an der Innenoberfläche 9, sodass bei einem Verdrehen zweier Bohrstangen gegeneinander bei Ausbildung einer Teleskopbohrstangen die radialen Kontaktflächen 2a, 2b bzw. 2a', 2b` miteinander in Kontakt kommen um optimal die Kräfte aus Drehmomenten zu übertragen.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Profilrohr
    2
    radiale Kontaktfläche
    3
    Erhebung
    4
    Teilelement
    5
    Längsnaht
    6
    Verbindungselement
    7
    Druckelement
    8
    Aussparung
    9
    Innenoberfläche
    10
    Außenoberfläche
    11
    Zwischenraum
    12
    axiale Kontaktfläche
    L
    Längsrichtung

Claims (13)

  1. Bohrstange für eine Teleskopbohrstange, mit einem Profilrohr (1), welches über einen Querschnitt zumindest zwei Teilelemente (4a, 4b) aufweist, die bezüglich einer Längsrichtung (L) des Profilrohrs (1) über Längsnähte (5) verschweißt sind, - wobei jedes der Teilelemente (4a, 4b) eine Erhebung (3) aufweist, die an einer Innenoberfläche (9) und an einer Außenoberfläche (10) über den umgebenden Querschnitt am Teilelement (4a, 4b) derart übersteht, dass an der Innenoberfläche (9) und an der Außenoberfläche (10) jeweils zumindest eine radiale, im Wesentlichen ebene Kontaktfläche (2a, 2b) ausgebildet ist, - wobei die radialen Kontaktflächen (2a, 2b) entlang der Längsrichtung (L) auf einer Ebene angeordnet sind, - wobei die Kontaktfläche (2a) an der Außenoberfläche (10) mit einer Kontaktfläche (2b') an einer Innenoberfläche (9') einer weiteren baugleichen Bohrstange mit einem größeren Durchmesser verbindbar ist, und - wobei die Kontaktfläche (2a) zur Übertragung eines Drehmoments aus der weiteren Bohrstange auf die Bohrstange ausgebildet ist.
  2. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (3) einen konstanten Querschnitt aufweisen und/oder über die komplette Länge der Bohrstange verlaufen.
  3. Bohrstange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Teilelementen (4a, 4b) weitere Verbindungselemente (6) angeordnet sind, die keine Erhebungen (3) aufweisen.
  4. Bohrstange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilrohr (1) über den Querschnitt zumindest dreiteilig, insbesondere vier- bis sechsteilig ausgebildet ist.
  5. Bohrstange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilrohr (1) über den Querschnitt zumindest drei Teilelemente (4a, 4b, 4c) mit jeweils einer Erhebung (3) aufweist.
  6. Bohrstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (3) jeweils bei 120° am Querschnitt angeordnet sind.
  7. Bohrstange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (L) an einem Abschnitt auf der Innenoberfläche (9) zumindest ein radial verlaufendes Druckelement (7) angeordnet ist, das zumindest eine axiale Kontaktfläche (12) aufweist, die zur Aufnahme von in Längsrichtung (L) verlaufenden Druck- und/oder Zugkräften aus einer weiteren Bohrstange ausgebildet ist.
  8. Bohrstange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (3) an der Außenoberfläche (10) zumindest eine Aussparung (8) aufweisen.
  9. Bohrstange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (7) auf einer Querschnittsebene mit zumindest einer Aussparung (8) angeordnet ist.
  10. Bohrstange nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange als Kellyrohr einer Kellystange ausgebildet ist.
  11. Kelly-Bohrgestänge, welches zumindest zwei Bohrstangen nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist, wobei die Bohrstangen teleskopisch ineinandergeschoben angeordnet sind und wobei eine Drehmomentenübertragung über die radialen Kontaktflächen (2a, 2b) und eine Druckkraftübertragung in Form einer Axialkraft über die axialen Kontaktflächen (12) erfolgt.
  12. Kelly-Bohrgestänge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragung über die radialen Kontaktflächen (2a, 2b) über die komplette Länge erfolgt, über die zwei benachbarte Bohrstangen in Eingriff stehen.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Bohrstange und/oder eines Kelly-Bohrgestänges nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Teilelemente (4a, 4b, 4c) untereinander oder mit weiteren Verbindungselementen (6) über Längsnähte verschweißt werden.
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EP1445418A1 (de) 2003-02-07 2004-08-11 BAUER Maschinen GmbH Teleskopierbares Bohrgestänge

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