DE2818936B2 - Bohrvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung, insbesondere zum Drehschlagbohren von Gestein, mit einer
von einem Bohrrohrstrang getragenen, drehbaren Bohrkrone zum Bohren eines Loches für einen den
Bohrrohrstrang umgebenden Mantelrohrstrang, wobei die Bohrkrone aus einer zentrischen Bohrspitze, einem
in axialer Richtung hinter der Bohrspitze angeordneten exzentrischen Schneidenteil und einem zur Bohrspitze
koaxial angeordneten zylindrischen Führungskörper im Mündungsteil des Mantelrohrstranges besteht, an dem
Einrichtungen zum Einleiten des Bohrkleins aus dem Bereich der Bohrlochsohle in den Ringraum zwischen
Bohrrohr- und Mantelrohrstrang vorgesehen sind.
Bohrvorrichtungen der genannten Art werden vielfach in Verbindung mit einer Versenk-Bohrmaschine
verwendet, beispielsweise zum Bohren eines Brunnens, wobei das Bohrwerkzeug normalerweise aus einer
Bohrkrone mit einer zentrisch angeordneten Bohrspitze und einem exzentrischen Schneidenteil besteht. Der
Mantelrohrstrang dreht sich nicht, sondern er folgt der Bohrkrone aufgrund seines eigenen Gewichtes, wähs
rend sich der Bohrrohrstrang dreht Dabei wird der Bohrkrone durch eine zentrische Spülbohrung, die den
Mantelrohrstrang und den Bohrrohrstrang durchsetzt, ein Spülmittel zugeführt, das durch den Ringraum
zwischen Bohrrohr- und Mantelrohrstrang zurückgefördert
ird.
Es ist eine Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 23 06 397 = US-PS 38 48 683), bei
welcher die Einrichtung zum Einleiten des Bohrkleins aus dem Bereich der Bohrlochsohle in den Ringraum
is zwischen Bohrrohrstrang und Mantelrohrstrang aus
einem Ringspalt vorbestimmter konstanter Breite besteht, der zwischen dem Führungskörper und der
Innenwand des Mantelrohres gebildet ist Hierdurch wird eine Absiebung des Spülmittels erreicht, wodurch
verhindert wird, daß zu große Bohrteilchen in den Spalt und in den Mantelrohrstrang eintreten. Ein Nachteil
besteht darin, daß eine solche Anordnung keine ausreichend wirksame Austragung des Bohrkleins
ermöglicht, das heißt in einer Menge, die in einem
günstigen Verhältnis zu der Menge an Spülmedium steht, welches der Bohrkrone zugeführt werden kann,
wodurch die Bohrleistung negativ beeinflußt wird.
Es sind Bohrvorrichtungen bekannt (DE-AS 12 99 255; US-PS 24 85 826; SE-PS 227369; »Mining
Magazine«, Nov. 1972, Seite 489; DE-AS 19 27 672), bei
denen die Einrichtung zum Einleiten des Bohrkleins in den Mantelrohrstrang aus am Umfang des Führungskörpers angeordneten Nuten oder Schlitzen besteht, die
ausschließlich in axialer Richtung verlaufen. Es hat sich gezeigt, daß hier die Neigung besteht, daß sich das
Bohrklein bei der Drehung des Führungskörpers zwischen dessen Umfangsfiäche und der Innenfläche
des Mantelrohres einklemmt, wodurch sich eine verstärkte Abnutzung am Führu,ngskörper und am
Es ist auch ein Stabilisator für ein Bohrgestänge bekannt (DE-OS 23 59366), der aus einem auf ein
Zwischenstück des Bohrgestänges aufschiebbaren zylindrischen Einsatz und einem auf den Einsatz
aufgesetzten, mit schraubenförmig verlaufenden Stützrippen versehenen zylindrischen Körper besteht Bei
einem ähnlichen Element oder Abstandshalter für einen
von einem Mantelrohrstrang umgebenen Bohrrohrstrang (US-PS 21 6J 932) ist ebenfalls ein Abstandseieso
ment mit schraubenartigen Rippen vorgesehen, die Durchgänge für das Spülmedium begrenzen, wobei die
schraubenartigen Durchgänge in bezug auf die Drehrichtung des Bohrrohrstranges so ausgebildet sind, daß
durch die Drehbewegung der Spülmittelstrom unterstützt wird. Diese bekannten Stabilisatoren bzw.
Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Einrichtungen zum Einleiten
des Bohrkleins in den Mantelrohrstrang einerseits eine Absiebung des das Bohrklein enthaltenden Spülmittelstromes
und andererseits eine wirksame Austragung des Bohrkleins in einer zum SpUlmediumdurchfluD günstigen
Menge ermöglichen, wobei eine übermäßige Abnutzung von Mantelrohrstrang und Führungskörper
vermieden ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß der Vorderteil des FQhrungskörpers einen
dem Innendurchmesser des Mündungsteiles des Mantelrohrstranges entsprechenden AuOendurchmesser aufweist
und in diesem gleitend anliegend geführt ist und daß die Einrichtungen für das Einleiten des Bohrkleins in
den Ringraum aus in der Mantelfläche des Vorderteils des Führungskörpers vorgesehenen schraubenförmigen
Schlitzen bestehen.
Auf diese Weise wird auch eine sichere Fahrung des Bohrrohrstranges bzw. der Bohrkrone sichergestellt, da ι ο
der Führungskörper gleitend anliegend im Mantelrohrstrang geführt ist. Durch die schraubenförmige Ausbildung
der Schlitze wird erreicht, daß auch sehr kleine Teile wirksam durch die Wände der schraubenförmig
gestalteten Schlitze während der Drehung des Bohr-Werkzeuges nach rückwärts gefördert werden, ohne daß
sie sich zwischen Führungsteil und Mündungsteil des Mantelrohres einkeilen.
Bei einer Bohrvorrichtung, bei welcher die Bohrkrone und der rückwärtige Führungskörper mit einem
drehbaren Bohrrohrstrang verbunden sind, dem eine Versenk-Bohrmaschine zugeordnet ist, wobei der
Mantelrohrstrang an seinem unteren Ende einen verdickten Mündungsteil aufweist, der eine nach
auswärts gerichtete, ringförmige Antriebsschulter bildet,
auf die ein Flansch des FQhrungskörpers auflegbar ist und mittels der Schlagkräfte auf das Mantelrohr
übertragbar sind, durchsetzen vorzugsweise die im Führungskörper vorgesehenen Schlitze zusätzlich den
Flanschaufführungskörper in axialer Richtung.
Zweckmäßig sind die Schlitze am Umfang des Führungskörpers gleichmäßig verteilt Die Schlitze
können im Querschnitt U-förmig ausgebildet sein, wobei die Breite jedes Schlitzes dessen radiale Tiefe
übersteigt
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert In der
Zeichnung zeigt
Fig.3 eine Seitenansicht eines Führungskörpers
gemäß der Erfindung und
F i g. 1 zeigt ein exzentrisches Bohrwerkzeug für die
Verwendung einer Versenk-Bohrvorrichtung. Es enthält einen zylindrischen Führungskörpe; 10, einen exzentrischen
Schneidenteil 11 (Räumer) und eine zentrische Führungsspitze 12 Der obere Teil des Schaftes des
Führungskörpers ist als mit Keilnuten versehener Schaft 13 ausgebildet und ist mit dem unteren Endteil so
des Bohrrohrstranges 14 drehbar verbunden, wobei der Bohrrohrttrang mit einer Bohrmaschine in Verbindung
steht Der Führungskörper 10 befindet sich in einem Mantelrohrstrang 15, dessen unteres Ende bei 16 mit
einem verdickten Mündungsteil 17 verschweißt ist, der eine nach aufwärts gerichtete innere Antriebsschulter
18 aufweist, gegen die ein entsprechend verdickter Flansch 19 des Führungskörpers 10 anliegt und so auf
die Schulter einwirkt, daß Schläge der Versenk-Bohrvorrichtung auf den Mantelrohrstrang 15 übertragen
werden können. Das Untere Ende des zylindrischen Führungskörpers 10 weist einen verringerten Durchmesser
derart auf, daß ein ringförmiger Umfangsspalt 20 zwischen dem Körper 10 und dem verdickten
Mündungsteil 17 des Mantelrohrstranges 15 gebildet <>5
wird. Spülmedium und Bohrklein werden durch den Spalt 20 abgesiebt und gelangen in eine Ringnut 21 in
dem Führungskörper 10 und dann durch mehrere im wesentlichen axiale Bohrungen 22 in einen Ringspalt 23
im Mantelrohrstrang, wobei durch weitere Zuführung des Spülmittels das Bohrklein angehoben und entfernt
wird. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß
die Entfernung des Bohrkleins nach rückwärts im Vergleich mit der Menge an Spülmittel, die dem
Bohrwerkzeug zugeführt werden kann, zu gering ist Insbesondere dann, wenn in einer Mischung von Erde
und Lehm gebohrt wird, hat es sich herausgestellt, daß
die axialen Bohrungen 22 zugesetzt werden, wodurch die Entfernung von Bohrklein weiter verringert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den F i g. 2 bis 4 sind identische Teile der Anordnung mit
gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen. Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung enthält einen zylindrischen
Führungskörper 10, einen exzentrischen Schneidenteil 11 (Räumer) und eine zentrische Führungsspitze
12, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der exzentrische Schneidenteil U auf einem
Zwischenteil des sich nach rückwärts erstreckenden und
außen mit einem Gewinde versehenen Schaftes der Bohrspitze angeordnet ist, während aer zylindrische
Führungskörper 10 auf dem rückwärtigen Ende des Schaftes koaxial zur Führungsspitze 12 angeordnet ist
Der Führungskörper ist auch mit einem sich nach rückwärts erstreckenden Schaftteil 13 versehen, der in
ähnlicher Weise, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, mit
Keilnuten versehen ist, so daß er durch einen Bohrrohrstrang 14 gedreht werden kann. Der Vorderteil
24 des zylindrischen Führungskörpers 10 hat einen solchen Durchmesser, daß er an der Innenwand des
zylindrischen Teils des verdickten Mündungsteils 17 des Mantelrohistranges 15 gleitet Der Mündungsteil 17 ist
bei 16 an den Mantelrohrstrang angeschweißt Innerhalb des Mündungsteiles 17 ist eine Schulter 18
vorgesehen, die mit einem Flansch 19 des Führungskörpers 10 zusammenwirkt und dazu dient Schläge auf den
Mantelrohrstrang 15 zu übertragen.
Gemäß der Erfindung ist der Vorderteil 24 des Führungskörpers 10 mit dem gleichen Durchmesser wie
der Innendurchmesser des Mündungsteiles 17 des Mantelrohrstranges 15 versehen, so daß eine Gleitberührung
zwischen diesen Teilen besteht Für die Entfernung von Bohrklein sind in der Mantelfläche des
Vorderteils 24 des Führungskörpers 10 sich nach rückwärts erstreckende Ausnehmungen bzw. Schlitze
25 vorgesehen. Diese Ausnehmungen 25 verlaufen schraubenförmig, wie es in den Fig.2 bis 4 dargestellt
ist Dies ergibt den Vorteil, daß sehr kleine Teilchen nicht dazu führen, sich zwischen dem Führungsteil 24
und dem Mündungsteil 17 einzukeilen, sondern sie werden wirksam durch die Wände der schraubenförmig
gestalteten Ausnehmung 25 während der Drehung des Bohrwerkzeuges nach rückwärts befördert Diese
Ausnehmungen sollten sich in axialer Richtung entlang dem gesamten vorderen Führungsteil des Führungskörpers
erstrecken, d. h. entlang dem Teil 24 und auch axial
durch den Flansch 19. Außerdem sollten diese Ausnehmungen fc'.eichmäßig um den Umfang des
Führungskörpers 10 verteilt sein, beispielsweise einander diametral gegenüberliegen, wie es in Fig.4
dargestellt ist. Dies ergibt den Vorteil, laß irgendein Problem bezüglich der Lage des Einganges des äußeren
Gewindes auf dem Schaft der Spitze 12 in bezug auf die Lage der Ausnehmungen ausgeschaltet wird, wenn der
mit einem Gewinde versehene Bohrspitzenschaft in seine Gewindebohrung 26 im Führungskörper 10
eintritt. Die Ausnehmungen 25 sollten zweckmäßig im
Querschnitt U-förmig sein, und sie sollten eine Breite haben, die größer ist als ihre radiale Tiefe. Die außen
vorgesehenen Ausnehmungen auf der Mantelfläche des FQhrungskörpers haben im Vergleich zu der in F i g. 1
gezeigten bekannten Lösung deutliche Verbesserungen in bezug auf die Bohrleistung unter verschiedenen
Bedingungen ergeben.
Claims (4)
- Patentansprüche:t. Bohrvorrichtung, insbesondere zum Drehschlagbohren von Gestein, mit einer von einem Bohrrohrstrang getragenen, drehbaren Bohrkrone zum Bohren eines Loches für einen den Bohrrohrstrang umgebenden Mantelrohrstrang, wobei die Bohrkrone aus einer zentrischen Bohrspitze, einem in axialer Richtung hinter der Bohrspitze angeordneten exzentrischen Schneidenteil und einem zur Bohrspitze koaxial angeordneten zylindrischen Führungskörper im Mündungsteil des Mantelrohrstranges besteht, an dem Einrichtungen zum Einleiten des Bohrkleins aus dem Bereich der Bohrlochsohle in den Ringraum zwischen Bohrrohrund Mantelrohrstrang vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderteil (24) des Führungskörpers (10) einen dem Innendurchmesser des Mündungsteils (17) des Mantelrohrstranges (15) entsprechenden Außendurchmesser aufweist und in diesem gleitend anliegend geführt ist und daß die Einrichtungen für das Einleiten des Bohrkleins in den Ringraum (23) aus in der Mantelfläche des Vorderteils (24) des Führungskörpers (10) vorgesehenen schraubenförmigen Schlitzen (25) bestehen.
- 2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Bohrkrone und der rückwärtige Führungskörper mit einem drehbaren Bohrrohrstrang verbunden sind, dem eine Versenk-Bohrmaschine zugeordnet ist, wobei der Mantelrohrstrang an seinem unteren Ende einen verdickten Mündungsteil aufweist, der eine nach aufwärts gerichtete, ringförmige Antriebsschulter bildet, auf diefJn Flai- xh des Führungskörpers auflegbar ist und mittels der Schlagkräfte auf das Mantelrohr übertragbar sift·, dadurch gekennzeichnet, daß die im Führungskörper (24) vorgesehenen Schlitze (25) zusätzlich den Flansch (19) am Führungskörper axial durchsetzen.
- 3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (25) um den Umfang des Führungskörpers (10) gleichmäßig verteilt sind.
- 4. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (25) im Querschnitt U-förmig ausgebildet sind, wobei die Breite jedes Schlitzes dessen radiale Tiefe übersteigt
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