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Bohrgestängekupplung Die Erfindung bezieht sich auf Bohrgestängekupplungen
oder Werkzeugverbindungen, die dazu dienen, die Enden benachbarter Rohrabschnitte
eines Bohrgestängestrangs für Tiefbohrarbeiten miteinander zu verbinden, wobei am
unteren Ende des Rohrstrangs ein Bohrmeißel befestigt ist.
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Bei einem bekannten Gestängeschloß für Hohlbohrgestänge ist auf jedes
der beiden miteinander zu verbindenden Bohrstangenenden eine hohle Muffe aufgesetzt.
Der freie Teil der einen als Bolzenteil wirksamen Muffe greift gewindelos in den
freien Teil der anderen, als Aufnahrneteil wirksamen Muffe. Die ineinandergreifenden,
unter Umständen mehrkantig ausgebildeten Muffenteile sind durch einen Querbolzen
miteinander verbunden, der sich durch koaxiale Querbohrungen der beiden ineinandergreifenden
Muffenteile hindurch erstreckt. Der Querbolzen ragt mit seinen beiden Enden aus
dem Gestängeschloß nach außen und behindert den Bohrvorgang. Des weiteren wird der
Querbolzen bei der übertragung des Drehmoments von einem Muffenteil auf das andere
auf Abscheren beansprucht und die ineinandergreifenden Muffenteile werden durch
die durchgehenden Querbohrungen für den Querbolzen geschwächt. Schließlich bietet
das Gestängeschloß keinen Schutz gegen den Durchtritt von Flüssigkeit.
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Des weiteren ist eine Bohrgestängekupplung für trockenes Bohren bekannt,
bei der die benachbarten Enden der miteinander zu verbindenden Gestängerohre mit
einem langgestreckten, eine Längsbohrung aufweisenden Aufnahmeteil bzw. einem in
die Längsbohrung des Aufnahmeteils passenden, langgestreckten Bolzenteil ausgestattet
sind. Der Bolzenteil trägt an seinem dem Gestängerohr zugewandten Teil einen Nockenring,
dessen Nocken in Nuten am freien Ende des Aufnahmeteils hineinpassen und die zur
Übertragung des Drehmoments von dem einen Gestängerohr zum benachbarten Gestängerohr
dienen. Drei quer durch den Mantel des Aufnahmeteils hindurchgehende Schrauben greifen
mit ihren Enden in eine Ringnut des Bolzenteils ein und halten die benachbarten
Gestängerohre in axialer Richtung zusammen. Starke axiale Kräfte kann diese Schraubenanordnung
kaum übertragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrgestängekupplung
zum übertragen von Drehmomenten in beiden Drehrichtungen zu schaffen, mit der die
benachbarten Enden zweier Gestängerohre leicht und schnell miteinander verbunden
und voneinander gelöst werden können. Die neue Bohrgestängekupplung soll jegliche
Leckage der Bohrflüssigkeit ausschalten und soll in gleicher Weise für trockenes
und nasses Bohren brauchbar sein. Sie soll Stöße beim Bohren aufnehmen und für das
Bohren in horizontaler, schräger oder lotrechter Richtung brauchbar sein.
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Die Erfindung geht aus von einer Bohrgestängekupplung zum Übertragen
von Drehmomenten in beiden Drehrichtungen, umfassend ein langgestrecktes, hohles
Aufnahmeteil, das mit einem in seine durchgehende Bohrulig passenden, langgestreckten,
rohrförmigen Bolzenteil durch ein ausbaubares Halteteil verbunden ist. Die Erfindung
besteht darin, daß bei einer solchen Bohrgestängekupplung ein Teil der Durchbohrung
des Aufnahmeteils eine unregelmäßige Querschnittsform aufweist und sich an diesen
Teil der Durchbohrung ein Endabschnitt mit kreisrunder Querschnittsform anschließt,
daß die Außenabmessungen und die Querschnittsform des Bolzenteils den Abmessungen
und der Querschnittsform der Durchbohrung des Aufnahmeteils entsprechen und daß
zwecks Kupplung von Aufnahmeteil und Bolzenteil der ausbaubare Halteteil durch Querbohrungen
in der Wand des Aufnahmeteils und in eine außen um den Bolzenteil herumlaufende,
ringförmige Haltenut gesteckt wird.
F i g. 1 ist ein Längsschnitt
durch eine erfmdungsgemäße Kupplung, wobei die miteinander verbundenen Bohrgestängeabschnitte
teilweise angedeutet sind; F i g. 2 ähnelt F i g. 1, zeigt jedoch
eine etwas angeänderte Konstruktion nach der Erfindung; F i g. 3 ist ein
Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1
und 2; F i g. 4 ist
ein Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 1
und 2; F i g. 5 ist ein
Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 1,
in welchem das in F i
g. 1 gezeigte Halteteil nicht dargestellt ist; F i g. 6 ist ein Schnitt
längs der Linie 6-6 in F i g. 2; F i g. 7 ähnelt F i
g. 6, doch ist hier das in F i g. 6
gezeigte Halteteil aus Gründen
der Deutlichkeit nicht dargestellt.
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Die in F i g. 1 gezeigte Kupplung umfaßt ein Kupplungs- oder
Aufnahmeteil 10, dessen eines Ende mit einem Ende eines Bohrgestängeabschnitts
12 vorzugsweise durch Schweißen starr verbunden werden kann, wie es in F i
g. 1 bei 11 angedeutet ist.
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Nahe seinem mit dem Rohrabschnitt 12 verbundenen Ende ist das Aufnahmeteil
10 mit einem Bohrungsabschnitt 13 von kleinerem Durchmesser versehen,
der im vorliegenden Fall durch einen Druckabdichtungsring 14 abgegrenzt wird, welcher
gemäß F i g. 1 mit Preßsitz in eine Bohrungserweiterung des Kupplungsteils
10 eingebaut ist.
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Der verbleibende Teil der Bohrung des Aufnahmeteils 10 hat
eine unregelmäßige Querschnittsform, und zwar im vorliegenden Fall gemäß F i
g. 3 und 5 eine sechseckige Querschnittsform. Das Ringteil 14 bildet
am inneren Ende der sechseckigen öffnung eine Schulter. Diese Schulter könnte natürlich
ebenso wie der kurze Bohrungsabschnitt von kleinerem Durchmesser auch ohne Verwendung
des Ringteils 14 in dem Aufnahmeteil 10 ausgebildet sein. Zu diesem Zweck
könnte man die unregelmäßige Querschnittsform der öffnung mit Hilfe eines Räumwerkzeugs
herstellen.
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Das von dem Aufnahmeteil 10 aufzunehmende Kupplungsteil wird
im folgenden als Bolzenteil bezeichnet. Dieses Bolzenteil ist in den Zeichnungen
insgesamt mit 15 bezeichnet. Es ist rohrförmig ausgebildet, und eines seiner
Enden, nämlich das Ende 16, hat gemäß F i g. 4 eine kreisrunde Querschnittsform,
so daß dieses Ende mit dem benachbarten Ende eines benachbarten Rohrabschnitts
18 verschweißt werden kann, wie es in F i g. 1 bei 17 angedeutet
ist.
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Das andere Ende 19 des Bolzenteils 15 hat ebenfalls
einen kreisrunden Querschnitt, und sein Durchmesser ist so gewählt, daß dieses Ende
gleitend in die Bohrung 13 des Ringteils 14 eingeführt werden kann, wie es
aus F i g. 1 ersichtlich ist; am Umfang des Endes 19 ist eine Ringnut
ausgebildet, in der ein flexibler und zusammendrückbarer Dichtungsring 20 liegt,
der eine druckdichte Abdichtung zwischen dem Ende 19 und der Bohrungswand
des Ringteils 14 bewirkt.
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Zwischen seinen allgemein zylindrischen Enden 16
und
19 hat das Bolzenteil auf seiner Außenseite eine unregelmäßige Querschnittsform,
die mit engem Sitz in den eine unregelmäßige Querschnittsform aufweisenden Abschnitt
der öffnung des Aufnahmeteils 10 paßt, wie es in F i g. 3 gezeigt
ist. Gemäß F i g. 1
ist nahe dem inneren Ende des Bolzenteils auf dessen Außenseite
eine Schulter 21 vorhanden, die an einer durch die Bohrung 13 von kleinerem
Durchmesser gebildeten Schulter angreift, um die Bewegun g des Bolzenteils
in das Aufnahmeteil hinein zu begrenzen. Diese Schultern dienen auch dazu, axiale
Kräfte von dem Aufnahmeteil auf das Bolzenteil oder in umaekehrter Richtung zu übertragen.
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C
Zwischen seinen Enden 16 und 19 weist das Bolzenteil
10 eine Haltenut 22 auf. Gemäß Fig. 5
sind zwei parallele Bohrungen
23 und 24 in der Wand des Aufnahmeteils 10 so ausgebildet und angeordnet,
daß sie sich mit der Ringnut 22 decken, wenn das Bolzenteil bis zum Anschlag in
das Aufnahmeteil eingeführt ist. Gemäß F i g. 6 kann man ein U-förmiges Halteteil
25 in die Bohrungen 23 und 24 so einführen, daß die beiden Schenkel
des Halteteils an einander diametral gegenüberliegeiiden Punkten in die Ringnut
des Bolzenteils eingreifen. Die Schenkel des Halteteils dienen somit dazu, das Aufnahmeteil
und das Bolzenteil zwangläufig gegen axiale Relativbewegungen zu sichern und somit
ein Trennen der beiden Teile zu verhindern. Gemäß F i g. 1 und
5 ist die äußere Wandfläche des Aufnahmeteils 10 mit einer Anflächung
26 versehen, die sich zwischen den Bohrungen 23 und 24 erstreckt,
um eine Anlagefläche für den mittleren Teil des Halteteils 25 zu bilden und
außerdem das Herausziehen des Halteteils mit Hilfe eines Schraubenziehers oder eines
anderen zugespitzten hebelähnlichen Werkzeugs zu erleichtern.
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Die in F i g. 2 gezeigte Kupplung unterscheidet sich nur geringfügig
von der an Hand von F i g. 1 beschriebenen, Der eine unregelmäßige Querschnittsform
aufweisende Teil der Öffnung des Aufnahmeteils 30 erstreckt sich nicht von
der Schulter 27 aus bis zum anderen Ende des Aufnahmeteils, sondern nur bis
zu der in F i g. 2 mit 28 bezeichneten Ebene. Gemäß F i
g. 4, 6 und 7 hat der verbleibende Abschnitt der Öffnung des
Aufnahmeteils eine kreisrunde Querschnittsform.
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Entsprechend erstreckt sich bei dem Bolzenteil 29
der eine unregelmäßige
Querschnittsform aufweisende Abschnitt nur von der Schulter 21 bis zu einer zwischen
den Enden des Bolzenteils liegenden Schulter 31, während der verbleibende
Teil der Außenfläche des Bolzenteils gemäß F i g. 4, 6 und
7
kreisrund ist. Die Bohrungen 33 und 34 zum Aufnehmen des Halteteils
25 sind in der Wand des Aufnahmeteils 30 in einem kleineren Abstand
von seinem Ende 35 dort ausgebildet, wo die Öffnung des Aufnahmeteils eine
kreisrunde Querschnittsform hat; hierbei ist die Ringnut des Bolzenteils zum Aufnehmen
des Halteteils ebenfalls im zylindrischen Ab-
schnitt des Bolzenteils so ausgebildet,
daß sie sich mit den Bohrungen 33 und 34 deckt, wenn das Bolzenteil bis zum
Anschlag in das Aufnahmeteil eingeführt wird.
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Im übrigen sind die beiden Ausbildungsformen von gleicher Konstruktion,
sie wirken in der gleichen Weise, und sie erfüllen die gleiche Aufgabe. Die Benutzungsweise
der beiden beschriebenen erfindungsgemäßen Kupplungen dürfte aus den Zeichnungen
und der vorstehenden Beschreibung ohne nähere Erläuterung ersichtlich sein.