DE2834388A1 - Schlagbohrwerkzeug - Google Patents

Schlagbohrwerkzeug

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DE2834388A1 DE19782834388 DE2834388A DE2834388A1 DE 2834388 A1 DE2834388 A1 DE 2834388A1 DE 19782834388 DE19782834388 DE 19782834388 DE 2834388 A DE2834388 A DE 2834388A DE 2834388 A1 DE2834388 A1 DE 2834388A1
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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Description

Dipl.-Ing Wilprid BAECK
PATKN'l ANWALT 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003
- C 111 -
COMPAGNIE FRANCAISE DES PETROLES
5, rue Michel-Ange,
75781 Paris Cedex 16 / Frankreich
Schlagbohrwerkzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug, insbesondere für Tiefbohrungen, das mit einer Schlagvorrichtung ausgerüstet ist, um die Vortriebsgeschwindigkeit durch Gesteinsschichten zu erhöhen·
Rotierend angetriebene Bohrwerkzeuge mit gleichzeitiger Schlagwirkung sind bekannt. Solche Werkzeuge haben einen guten Wirkungsgrad und lassen sich ohne Schwierigkeit herstellen, sofern das Werkzeug und das Bohrloch kleine Abmessungen besitzen. Der Antrieb bzw. die Betätigung dieser Werkzeuge erfolgt mit bekannten Hilfsmitteln, wobei als
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Antriebsmittel ein unter Druck stehendes Strömungsmittel dient, dessen Zuführung durch Schieber gesteuert wird, durch die das wiederholte Öffnen und Schließen der Kanäle für das Strömungsmedium daher sichergestellt wird, über das insbesondere die hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens betätigt wird.
Indessen ergeben sich bei der Betätigung eines Bohrwerkzeuges, selbst in geringer Bohrungstiefe, mit Hilfe der Bohrflüssigkeit und der bekannten Steuertechniken große Schwierigkelten, die insbesondere aus den auftretenden Drücken und dem Erfordernis resultieren, daß die Schieber oder andere Steuereinrichtungen auch bei hoher Taktfolge der Bewegungen wirksam und dauerhaft abgedichtet sein müssen.
Um derartige Schwierigkeiten zu beseitigen, hat man bereits vorgeschlagen, den Schlagvorgang durch die Übertragung von Schwingungen auf das Bohrwerkzeug zu ersetzen, um dadurch die den bekannten Techniken von vornherein innewohnenden Probleme auszuschalten. Die Vortriebsbzw. Eindringwirkung des Bohrwerkzeuges in Gesteinsschichten läßt sich jedoch nur bei einer ganz bestimmten Betriebsweise erzielen und gewährleistet dennoch keinen günstigen Wirkungsgrad, der größtenteils abhängig ist von dem Intervall der Schlagpunkte eines Elementes des Werkzeuges auf das Gestein.
Bei einem bekannten rotierend angetriebenen Bohrwerkzeug, das gleichzeitig Schwingungen unterworfen wird, gelangt die Bohr- oder Spülflüssigkeit periodisch mit Hilfe eines Flüssigkeitsoszillators in eine Kammer, die zwei Massen unterteilt, die an ihren Umfangen mittels eines
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elastischen Zylinders verbunden sind. Der mittels des Oszillators bewirkte Resonanzeingang dieser Massen überträgt auf das mit einer der Massen verbundene Werkzeug Schwingungen, die den Vortrieb des Werkzeuges begünstigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rotierend angetriebenes und mit Schlagwirkung arbeitendes Bohrwerkzeug anzugeben, das unabhängig von seiner Größe und von der Tiefe der Bohrung hinsichtlich seiner Schlagwirkung oder Schlagfrequenz wirksam gesteuert werden kann. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck vorgeschlagen, daß die Schlagwirkung durch eine Masse sichergestellt wird, die auf ein mit dem Werkzeug verbundenes Anschlagglied oder Amboß einwirkt, und zwar unter der direkten Wirkung der Spülflüssigkeit, die über ein Flüssigkeitssteuerelement auf die Oberfläche der Schlagmasse übertragen wird.
Auf diese Weise wird im Gegensatz zu den bekannten Techniken und unabhängig von dem Aufbau und der Art des Werkzeuges, seinen Abmessungen und der Tiefe der Bohrung eine wirksame Steuerung und Betätigung der Schlagmasse sichergestellt, da der Druck der Spülflüssigkeit auf ihre gesamte Oberfläche wirkt, ohne daß man Abdichtungen zwischen der Masse und dem sie umgebenden Zylinder vorzusehen braucht.
Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug wird dadurch weitergebildet, daß das Flüssigkeitssteuerelement zum Zurückbringen der Masse in ihre AUSGANGSstellung dadurch angetrieben wird, daß der Ablaufkanal des Flüssigkeitssteuerelementes versetzt wird, sobald die Masse auf
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dem Anschlagglied oder Amboß angehalten wird.
Auf diese Weise erhält man eine genaue Steuerung der Schlagwirkung sowie die Möglichkeit, den erwünschten Leistungsgrad zu erzielen, indem man die Schlagfolge im Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit des Werkzeuges und zur Anzahl der am Werkzeug angeordneten Angriffselemente zum Zeitpunkt eines jeden Schlages einstellt bzw. regelt. Da die Schlagfolge sich proportional zur Strömungsmenge der Spülflüssigkeit einstellt, kann man nicht nur auf der Grundlage der Schlagwirkung, sondern auch durch Regelung der Schlagfolge in Abhängigkeit von den Angriffspunkten einen höheren Wirkungsgrad als bei bekannten Werkzeugen erreichen.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird die aus einer Düse kommende Spülflüssigkeit der Ausgangsöffnung des ringförmigen Querschnittes oberhalb des Eingangs des Flüssigkeitssteuerelementes zugeführt, wobei dieses Element mindestens eine erste konische Oberfläche aufweist, welche die Strömung längs dieser Oberfläche stabilisiert, um die Strömung in Richtung auf eine erste Oberfläche der Masse zu richten und zu stabilisieren, während eine zweite Oberfläche vorgesehen ist, um die gegen die entgegengesetzte Oberfläche der Masse abgelenkte Strömung zu führen und zu richten, wobei ein äußerer Weg oder Kanal auf einer der Oberflächen die Ablenkung der aus der Düse kommenden Strömung bewirkt, während die Spülflüssigkeit durch Kanäle im Werkzeug abfließt. Somit ermöglicht die Spülflüssigkeit eine genaue Kontrolle der Schlagwirkung und gewährleistet dabei gleichzeitig ihre eigentliche Funktion der Schmierung und der Beseitigung dea Bohrkleins«
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Weiterhin wird vorgeschlagen, daß in dem Werkzeug die ersten und zweiten Oberflächen des Flüssigkeitssteuerelementes konisch gestaltet sind, um dadurch die Strömungsstabilität zu verbessern, und zwar längs des Strömungsweges zur Oberfläche der dem Werkzeug gegenüberliegenden Masse oder längs des Strömungsweges zu der Oberfläche der Hasse, die gegen das Werkzeug gerichtet ist»
Da· Flüssigkeitssteuerelement kann darüber hinaus wenigstens einen Umlenkkanal aufweisen, mit dem die Strömung von dem Ausgang der Zuführungsdüse gegen die eine oder andere der konischen Oberflächen gerichtet wird. Durch diese Maßnahme kann man sowohl mit sehr niedrigen als auch mit sehr hohen Frequenzen arbeiten.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
eines Werkzeuges gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des oberen Abschnittes
des Werkzeuges und
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des unteren Abschnittes des Werkzeuges»
Um die große Mannigfaltigkeit der Angriffsflächen von Werkzeugen gemäß der Erfindung zu zeigen, ist oberhalb der Längsachse 30 ein Werkzeug 18 und darunter ein einfacher Befestigungskonus dargestellt, die mittels eines mehr oder weniger langen Ringkörpers 20 miteinander verbunden sind, der die Kommutator- oder Umschaltvorrichtung für die Spülflüssigkeitskreisläufe enthält, wobei die Spülflüssigkeit
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durch das Eingangsstück 20 zugeführt wird. Das Eingangsstück weist an seinem unteren Abschnitt eine Düse 3 auf, welche die aus einer Ringnut 2 kommende Spülflüssigkeit verteilt. Der Aus^ng der Düse bildet einen zylindrischen Ringkanal 21, der stromauf vom Eingang eines Flüssigkeitssteuerelementes endet, welches durch eine Ringöffnung 23 gebildet wird. Die Ringöffnung 23 ist abgegrenzt bzw. definiert durch den freien Raum zwischen den Enden des konischen Abschnittes eines Innenelementes 10 und dem konischen Abschnitt eines das Element 10 umgebenden Bauteils 5. Die Ringöffnung 23 befindet sich in einem ausreichenden Abstand hinter dem Ausgang des zylindrischen Rings 21, um eine Verbindung der in diesem Raum vorhandenen Strömung sowohl mit einer inneren Öffnung 26 herzustellen, die in den Kanal 6 mündet, wobei diese Öffnung kreisförmig oder ringförmig sein kann, je nach dem, ob ein innerer Dorn 4 vorgesehen ist oder nicht, und um andererseits eine Verbindung mit einer äußeren ringförmigen Öffnung 24 herzustellen, die zwischen den Enden der konischen Bauteile 8 und 5 vorgesehen ist. Der konische Raum 25 zwischen den Bauteilen 8 und 5 steht mit einem Raum 27 in Verbindung, der zwischen dem Bauteil 5 für die Führung der äußeren Strömung und einem Bauteil 7 für die Trennung zwischen der inneren und äußeren Strömung gebildet ist, wobei diese Verbindung durch Öffnungen 9 in dem Bauteil 5 vorgesehen ist.
Der konische Abschnitt des Bauteils 7 umgibt den Bauteil f-ür die Führung der inneren Strömung, während sein zylindrischer Abschnitt zur Führung der Schlagmasse 11 dient. Die Schlagmasse ist in Fig. 1 oberhalb der Längsachse 30 außer Eingriff mit der Anschlagfläche eines Bauteils 10 dargestellt, wobei eine Feder 13 die Masse 11 zurückstellt und sich einerseits auf einem Abschnitt eines Bauteils 12 in
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der Nähe von Durchgangsöffnungen 5 und andererseits auf einem Ansatz 28 einer Stange 14 abstützt, die sich bis zum Boden der Masse 11 erstreckt. Unterhalb der Längsachse 30 ist die Masse 11 in Fig. 1 am Ende ihres Hubes dargestellt, wo sie sich in Berührung mit dem Anschlagteil 12 befindet. Der Ringraum 27 steht mit dem Auslaßkanal 17 für die Spülflüssigkeit über Öffnungen 16 im Bauteil 12 in Verbindung.
Die Ausbildung des Endabschnittes der ringförmigen Zuführungsdüse 21, des mittleren Durchlaßes 23, des inneren Durchlasses 26 und des äußeren Durchlasses 24 bilden gemeinsam eine Kammer 22 für die Aufteilung der Strömungen, die zwischen den konischen Führungsabschnitten 5 und 10 angeordnet ist, und zwar ein Flüssigkeitssteuerelement nach dem Koandareffekt, d.h. für eine Strömung, die sich in stabilem Verhalten an wenigstens eine der konischen Oberflächen anheftet.
Diese Anordnung führt zu dem Vorteil, daßman auf die eine oder andere der entgegengesetzten Oberflächen der Masse einen Schub richten kann, wenn das so aufgebaute Flüssigkeitssteuerelement geschaltet wird, um die Strömung auf die erwünschte Oberfläche der Masse zu richten.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Flüssigkeitssteuerelement eine bistabile Arbeitsweise. Wenn die Masse sich in der vom Amboß oder Anschlagteil entfernten Stellung befindet, ist die Feder nicht gespannt. Die aus der Ringdüse 21 kommende Spülflüssigkeit, die durch den Kanal strömt, hat das Bestreben, zusätzlich zu der Abströmung über den Kanal 17 und den Kanal 15 bis zu den Öffnungen anzusteigen in Richtung bis zur äußeren Öffnung 24, wie
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dies durch die Pfeile 31 (Fig. 2) dargestellt ist, so daß die zunächst stabile Strömung längs des Innenabschnittes des konischen Bauteile 5 plötzlich in die Kammer 22 eindringt und entsprechend den Richtungspfeilen 32 längs des konischen Abschlußteils 10 weiterströmt. Diese Wirkung hat zur Folge, daß die Masse 11 verschoben wird, die die Feder 13 zusammendrückt, während durch den Fortfall der Zirkulationsströmung längs den Pfeilen 31 die direkte Belastung der Strömung aus der Austrittsdilse 21 unterdrückt wird. Diese Unterdrückung hat jedoch keine Konsequenz auf die Stabilität der Strömung entlang den Richtungspfeilen 32 bzw. entlang der äußeren konischen Fläche des Abschlußteils 10 für die innere Strömungsführung, und zwar aufgrund des Koandareffektes, Daraus ergibt sich, daß der auf·die Masse 11 ausgeübte Druck oder Schub solange andauert, bis diese gegen die Anschlagfläche des Bauteils anschlägt. Sodann wird die Strömung entlang den Richtungspfeilen 32 plötzlich angehalten, so daß der Kanal 6 des Bauteils 10 eine plötzliche Beaufschlagung erfährt, damit eine Strömung entlang dem Richtungspfeil 33 entsteht, welche die Austrittsströmung aus der Düse 21 an der Stelle 26 beansprucht und nach außen abdrängt, so daß nunmehr die Strömung längs der Pfeile 35 an der Innenfläche des konischen Absdttiittes 5 zur Führung der äußeren Strömung verläuft. Die Spülflüssigkeit strömt nun durch den Ringraum 27 und die Kanäle 16 und 15, um die Schlagfläche der Masse 11 zu beaufschlagen, wie dies in FIg0 3 durch die Pfeile 34 angegeben ist« Unter dieser Wirkung bewegt sich die Masse
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wieder nach oben, in Kombination mit der Rückstellkraft der Feder 13 während die aus der Düse 21 kommende Spülflüssigkeit, die durch den Kanal 27 strömt, zusätzlich zu der Strömung durch den' Kanal 17 das Bestreben hat, wieder bis zu den Öffnungen 9 und bis zu der oberen Öffnung 24 anzusteigen, wie dies die Richtungspfeile 31 zeigen, so daß die Strömung, die längs des konischen Abschnittes stabil war, plötzlich in die Kammer 22 eindringt und längs der Richtungspfeile 32 entlang der konischen Trennwand verläuft. Dies hat zur Wirkung, daß die Masse 11 wieder zurückgeschlagen wird und das Arbeitsspiel von neuem beginnt.
Indem man das bistabile Umsteuerelement in Abhängigkeit zu dem Kolben 11 setzt, ergibt sich eine stabile Schlagbewegung, die sich leicht an die Art des jeweils verwendeten Werkzeuges und an die Drehgeschwindigkeit eines solchen Werkzeuges anpassen läßt. Auf diese Weise kann mann den Wirkungsgrad bzw. die Leistung des Werkzeuges durch Anpassung der Schlagfrequenz an den Abstand zweier benachbarter Angriffselemente des Werkzeuges und an die Rotationsgeschwindigkeit erhöhen, wobei diese drei Einflußgrößen die Art des Angriffes der zu durchbohrenden Oberfläche durch Schlagwirkung definieren. Da die Schlagfrequenz eine lineare Abhängigkeit von der Durchströmungsmenge des Flüssigkeitssteuerelementes aufweist, erkennt man, daß durch die erfindungsgemäße Kombination sehr leicht der beste Vortriebswirkungsgrad ermittelt werden kann. Die angewendeten Maßnahmen beseitigen darüber hinaus die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten bei der Herstellung der Abdichtung der Schieber für die Strömungsablenkungen bzw. -Steuerungen in den bekannten Systemen.
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Aufgrund der Tatsache, daß es ausreicht, das von der Düse 25 aus beaufschlagte Flüssigkeitssteuerelement an die Schlagbewegungen der Masse 11 auf den Werkzeugkörper oder auf einen mit diesem verbundenen Amboß zu kuppeln, um die gesamte oder einen Anteil der erwünschten Wirkung zu erreichen, ergibt sich von selbst, daß die als Beispiel beschriebene Vorriditung verschiedene AusfUhrungsformen annehmen kann.
Wenn die volumetrische Masse des Kolbens 11 verhältnismäßig klein ist, kann auf die Rückstellfeder 13 verzichtet werden, so daß der Kolben unter der Wirkung der Strömung in Richtung des Pfeiles 34 einerseits und unter der Schubwirkung der den Kolben vollständig umgebenden Spülflüssigkeit andererseits wieder nach oben befördert wird α
Anstelle der Anwendung eines bistabilen Schaltelementes kann man auch ein monostabiles Element vorsehen; Wenn die innere Strömung entlang dem Pfeil 32 stabil ist, wird die äußere Strömung 34 beispielsweise dadurch instabil gemacht, daß man die konische Wandung 5 ändert. Die innere Strömung entlang dem Pfeil 32 bewegt die Schlagmasse 11 in Richtung auf den Anschlag 12, die bei der Schlagwirkung die Strömung entlang dem Pfeil schlagartig unterbricht. Daraus folgt eine plötzliche Druckerhöhung und eine Druckwelle, die bis zur Düse ansteigt und wie zuvor die Strömung an der Außenwand des Bauteils 10 verlagert, so daß sie in Richtung des Pfeiles 35 verläuft. Dadurch kann das Gewicht unter den kombinierten Wirkungen der Feder 13 und der Strömung entlang dem Pfeil 34 wieder ansteigen bzw. nach oben gelangen. Da die äußere Strömung entlang dem Pfeil instabil ist, legt sich die Strömung an die Oberfläche
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an, nachdem die Druckerhöhung abgeklungen ist und der Arbeitstakt von neuem beginnt. Der Kanal 25 ist somit nicht erforderlich.
Man kann darüber hinaus unabhängig von dem im vorangehenden Absatz beschriebenen Maßnahmen den Strömungsverlauf 6 schließen, wobei ein plötzliches Schließen des Strömungsweges 32 an der Stelle 12 zusammen mit der plötzlichen Druckerhöhung und der daraus entstehenden Druckwelle genügenkann, um die Strömung von der äußeren Wand des Bauteils 10 zu entfernen. Die Wirkung der Druckrückkehr an der Stelle 26 über den oben beschriebenen Strömungsverlauf 6 ist ein Hilfsmittel für eine regulierte Funktion, ist jedoch nicht unerläßlich.
Darüberhinaus kann man den Schlagpunkt der Schlagmasse an die Angriffspunkte des Werkzeuges auf dem zu durchdringenden Gestein annähern, indem man unter Abänderung des in Fig. 1 - 3 gezeigten Aufbaus einen die Stange aufnehmenden Anschlagteil benutzt, der am Boden des Werkzeuges 18 oder am Anschlußkonus 19 befestigt ist. Obwohl in diesem Fall die Schließung des Durchlaßes für die Strömung 32 unvollständig sein kann, so daß die Masse 11 nicht an der Anschlagfläche des Bauteils 12 zur Anlage kommt, ist die sachgemäße Funktion des WErkzeuges dennoch sichergestellt, da die Umschaltung der aus der Ringdüse austretenden Strömung vom Strömungsweg entlang den Pfeilen 32 auf den Strömungsweg entlang dem Pfeil 35 immer durch die plötzliche Druckerhöhung hervorgerufen wird, die selbst durch das unvollständige Schließen des Strömungsweges
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entlang den Pfeilen 32 sowie durch die Erhöhung des Belastungs- oder Schubverlustes entsteht, die sich daraus ableitet.
Gemäß einer anderen Variante kann man an der Unterseite der Stange 14 der vorangehend beschriebenen und einen die Stange 14 und nicht die Masse 11 aufnehmenden Anschlag enthaltenden Vorrichtung eine zweite Masse vorsehen, die mit der Stange 14 verbunden und unterhalb des Führungsstückes angeordnet ist, das aus der Verlängerung des Bauteils 12 besteht, in dem die Öffnungen 15 vorgesehen sind. Diese zweite Masse erhöht die Gesamtmasse des Schlagkörpers und somit die Energie bei jedem Schlag, der zwischen der zweiten Masse und dem Anschlagteil stattfindet, der auf dem Boden des Werkzeuges 18 oder am Befestigungskonus 19 angeordnet ist.
Die vorbeschriebene Vorrichtung kann auch zwei starr mit der Stange 14 verbundene Massen aufweisen, wobei die Feder nicht mehr wie in Fig. 1 und 3 gezeigt angeordnet ist, sondern zwischen einem beliebigen Abschnitt des am Werkzeug befestigten Körpers und einem beliebigen Abschnitt des Sch-lagkörpers angeordnet ist, und insbesondere unterhalb der unteren Masse.
Es versteht sich außerdem, daß zahlreiche Abänderungen an Einzelheiten an dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgenommen werden können, ohne den Rahmai der Erfindung zu verlassen, wobei die Spülflüssigkeit je nach Art des verwendeten Werkzeuges auch durch andere Abflußleitungen als die Kanäle 17 abgeführt werden kann.
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Claims (24)

DlPL.-lNG. VVluFRIC« RAECK 7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 ■ TELEFON (0711) 244003 Compagnie Francaise des Fetroles 75781 Paris Cedex 16 / Frankreich - C 111 - Patentansprüche
1. Rotierend angetriebenes Bohrwerkzeug mit einer Schlagvorrichtung und mit einer Flüssigkeitssteuereinrichtung, um den Strömungsweg der als Antriebsmittel dienenden Spülflüssigkeit zu ändern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtiing ihre Wirkung auf eine bewegliche Schlagmasse (11) ausübt, die zwischen dieser Einrichtung und einem Anschlagstück (12) liegt, auf das die Masse aufschlägt und das mit dem das Werkzeug (18) tragenden Körper verbunden ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtung eine Schalteinrichtung ist, die wenigstens eine Sclial ts teilung aufweist, bei der eine stabile Strömung längs der Innenflächen eines ersten äußeren Bauteils oder längs der Außenflächen eines inneren Bauteils vorliegt.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitssteuerelement durch das plötzliche
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Schließen eines der Strömungswege und die daraus resultierenden üruckerhöhungen schaltbar ist, die sich aus dem Anhalten der Bewegung der Schlagmasse (11) durch das Anschlagstück (12) ergeben.
4. Werkzeug nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltzustand der Flüssigkeitssteuereinrichtung durch eine entsprechende Konstruktion der. inneren Oberfläche des ersten äußeren Bauteils instabil gehalten wird.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltzustand der Flüssigkeitssteuereinrichtung durch Rückführung bzw. Umlenkung eines Anteils der Strömung entlang der Außenfläche des ersten äußeren Bauteils instabil gemacht wird.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Spülflüssigkeit eine Düse (3) mit einem im Querschnitt ringförmigen Auslaß (21) vorgesehen ist, aus der ein zylindrischer Strömungsaustritt stattfindet, der einem ringförmigen Eintrittsringraum (23) gegenüberliegt, welcher zwischen Trennwänden (5, 10) der Flüssigkeitssteuereinrichtung zur Führung der Flüssigkeitsströmung gebildet ist.
7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der inneren Stromungsführungsflache, das die Eingangsöffnung zur Flüssigkeitssteuereinrichtung begrenzt, eine die Strömung stabilisierende konische Oberfläche ist.
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8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die Eingangsöffnung zur Flüssigkeitssteuereinrichtung abgrenzende Ende der inneren Oberfläche nach innen bz\7. radial einwärts an einen Durchlaß (26) angrenzt, der mit d-er Kammer in Verbindung steht, in der die bewegliche Schlagmasse (11) angeordnet ist.
9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Strömungsführungsflachen eine Trenneinrichtung (7) für die Strömungen angeordnet ist, deren Innenwandung als Kammer für die Steuerung der Schlagmasse (11) dient.
10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung der Strömungstrenneinrichtung (7), die zwischen den Strömungsführungsflachen der Flüssigkeitssteuereinrichtung angeordnet ist, mit der äußeren Strömungsführungsflache (5) einen Strömungsraum bildet, der die Spülflüssigkeit von der Seite der dem Werkzeug zugewendeten Oberfläche der Schlagmasse (11) aus in die verschiebbare Schlagmasse enthaltende Kammer leitet.
11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsraum zwischen der äußeren Trennwand (5) für die Strömungsführung der Flüssigkeitssteuereinrichtung und der Trenneinrichtung (7) gleichzeitig an einen Ausgang (16, 17) für die Spülflüssigkeit angeschlossen ist.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der Trenneinrichtung (7) und der äußeren Trennwand (5) für die Strömungsführung mit einem Reaktionskanal (9, 25) in Verbindung steht, der
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die Außenfläche der äußeren Trennwand (5) für die Strömungsführung umgibt und an einer Stelle (24) in der Nähe des Eingangsabschnittes der Flüssigkeitssteuereinrichtung mündet.
13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtung eine bistabile Arbeitsweise besitzt.
14. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssteuereinrichtung eine monostabile Arbeitsweise aufweist.
15. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagmasse (11) an einer Stange (14) befestigt ist, welche die Verschiebung der Schlagmasse durch ihren Anschlag begrenzt.
16. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagmasse (11) durch eine Feder (13) vorgespannt ist.
17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der stabile Strömungszustand durch die äußere Trennwand (5) aufrechterhalten wird, die den Eingang der Flüssigkeitssteuereinrichtung umgrenzt, sich konisch erweiternd ausgeführt ist und außen durch einen Reaktionsringkanal (25, 24) umgeben ist, von dem aus die Strömungsstabilität aufgehoben werden kann.
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18. Werkzeug nach einem der Ansprüche 14, bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung längs der
Außenfläche ausschließlich auf der Außenfläche stattfindet, und daß diese Strömung durch die Art bzw·
durch den Verlauf dieser Außenfläche instabil gemacht wird.
19. Werkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die stabile Strömung durch die den Eingang der Flüssigkeitssteuereinrichtung abgrenzenden inneren Trennwand aufrechterhalten wird,
die einen sich konisch verjüngenden Verlauf besitzt
und die Spülflüssigkeit in das Innere einer Trenneinrichtung hineinführt, die gleichzeitig die Kammer für die Bewegung bzw. Verschiebung der Schlagmasse und den einzigen Reaktionsströmungsweg bildet, um die stabile Strömung nach dem Aufsitzen bzw. Anhalten der SChlagmasse auf ihrem Anschlag abzulenken.
20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die stabile Strömung durch die den Eingang der FlUssigkeitssteuereinrichtung abgrenzende innere Trennwand (10) erhalten wird, die einen k-onischen Verlauf besitzt und im Innern durch einen
einzigen Reaktionskanal umgrenzt ist, der die stabile Strömung ablenkt, wenn die Schlagmasse mit dem Anschlagstück in Berührung kommt.
21. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die schlagwirkung zwischen der Führungsstange der SChlagmasse und einem mit dem das
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Werkzeug tragenden Körper fest verbundenen Anschlagstück stattfindet und mindestens den teilweisen Verschluß bzw. eine teilweise Unterbrechung der axialen Strömung nach sich zieht.
22. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange der SChlagmasse eine zweite Schlagmasse aufweist, die sich unterhalb des mit dem das Werkzeug tragenden Körper fest verbundenen Führungsteil bewegt.
23. Werkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagwirkung zwischen der zweiten Masse und einem mit dem das WErkzeug tragenden Körper fest verbundenen Anschlagstück stattfindet.
24. Werkzeug nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder für die Führungsstange der Sdhlagmassen unterhalb der unteren Scttilagmasse angeordnet ist.
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DE2834388A 1977-08-05 1978-08-05 Spülflüssigkeitsgetriebene Schlagvorrichtung für Drehborhwerkzeuge Expired DE2834388C2 (de)

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FR7724268A FR2399530A1 (fr) 1977-08-05 1977-08-05 Outil de forage rotatif equipe d'un dispositif de percussion

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DE2834388A1 true DE2834388A1 (de) 1979-02-15
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MX (1) MX145580A (de)
NL (1) NL172183C (de)
NO (1) NO152664C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0171374A1 (de) * 1984-06-25 1986-02-12 Atlas Copco Aktiebolag Hydraulischer Bohrlochantrieb für Schlagbohren von Gestein

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2529939A1 (fr) * 1982-07-08 1984-01-13 Petroles Cie Francaise Outil de forage rotatif muni d'un dispositif de percussion
DE3343565C2 (de) * 1983-12-01 1985-11-14 Ing. Günter Klemm, Spezialunternehmen für Bohrtechnik, 5962 Drolshagen Tieflochhammer
FR2655372A1 (fr) * 1989-12-01 1991-06-07 Total Petroles Systeme d'irrigation d'un outil rotatif, notamment d'un outil de forage, au moyen d'un fluide distribue par un oscillateur fluidique.
GB9224300D0 (en) * 1992-11-19 1993-01-06 British Petroleum Co Plc Method for freeing or preventing stuck pipe
SE523362C2 (sv) * 2002-11-20 2004-04-13 Wassara Ab Bergborranordning
CN107939293B (zh) * 2017-12-19 2024-04-05 中南大学 井下压力脉冲发生器
MX2019009794A (es) 2018-08-17 2020-02-18 Ancor Loc Nz Ltd Herramienta para desatascar un pozo o diametro interno.
CN113756722B (zh) * 2021-09-29 2022-07-26 中南大学 振荡射流式压力脉冲发生装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2584978A (en) * 1948-09-13 1952-02-12 Bassinger Ross Percussion tool
US2645207A (en) * 1948-04-12 1953-07-14 Bassinger Ross Percussion drilling tool
DE931761C (de) * 1951-11-03 1955-08-16 Licencia Talalmanyokat Antriebsvorrichtung fuer Schlagwerkzeuge, welche durch ein Druckmittel betaetigt werden
DE1070568B (de) * 1957-05-16 1959-12-10
US3016963A (en) * 1957-11-04 1962-01-16 Sun Oil Co Apparatus for bore hole drill and logging
DE1937780A1 (de) * 1968-07-29 1970-01-29 Mission Mfg Company Antrieb fuer Schlag- oder Stossbohrer
DE2524963A1 (de) * 1974-06-14 1976-01-02 Bassinger Tool Enterprises Durch bohrschlamm betaetigtes bohrwerkzeug
DE2341163B2 (de) * 1972-08-23 1977-01-13 Tigre Tierra, Inc., Puyallup, Wash. (V.StA.) Schlagbohrgeraet

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1353796A (en) * 1920-02-24 1920-09-21 Ingersoll Rand Co Fluid-operated percussive tool
US2422031A (en) * 1944-06-19 1947-06-10 Shell Dev Hydraulic well drilling device
US2800884A (en) * 1956-02-24 1957-07-30 Gulf Research Development Co Positive displacement-type hammer drill
US3602317A (en) * 1969-10-30 1971-08-31 Drilling Well Control Inc Drill bit percussor apparatus
US4069876A (en) * 1975-09-18 1978-01-24 Vasily Borisovich Pototsky Hydraulic percussive machine
US4133398A (en) * 1977-02-28 1979-01-09 Smith International, Inc. Collapsible spider for use in supporting casing during upward drilling operations

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2645207A (en) * 1948-04-12 1953-07-14 Bassinger Ross Percussion drilling tool
US2584978A (en) * 1948-09-13 1952-02-12 Bassinger Ross Percussion tool
DE931761C (de) * 1951-11-03 1955-08-16 Licencia Talalmanyokat Antriebsvorrichtung fuer Schlagwerkzeuge, welche durch ein Druckmittel betaetigt werden
DE1070568B (de) * 1957-05-16 1959-12-10
US3016963A (en) * 1957-11-04 1962-01-16 Sun Oil Co Apparatus for bore hole drill and logging
DE1937780A1 (de) * 1968-07-29 1970-01-29 Mission Mfg Company Antrieb fuer Schlag- oder Stossbohrer
DE2341163B2 (de) * 1972-08-23 1977-01-13 Tigre Tierra, Inc., Puyallup, Wash. (V.StA.) Schlagbohrgeraet
DE2524963A1 (de) * 1974-06-14 1976-01-02 Bassinger Tool Enterprises Durch bohrschlamm betaetigtes bohrwerkzeug

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0171374A1 (de) * 1984-06-25 1986-02-12 Atlas Copco Aktiebolag Hydraulischer Bohrlochantrieb für Schlagbohren von Gestein

Also Published As

Publication number Publication date
DE2834388C2 (de) 1982-07-22
NO152664B (no) 1985-07-22
BE869552A (fr) 1978-12-01
AU524705B2 (en) 1982-09-30
IT7826288A0 (it) 1978-07-28
US4275794A (en) 1981-06-30
BR7804973A (pt) 1979-05-08
NO152664C (no) 1985-10-30
IT1097895B (it) 1985-08-31
NO782667L (no) 1979-02-06
GB2002051B (en) 1982-03-03
CH627230A5 (de) 1981-12-31
ES472347A1 (es) 1979-03-16
JPS5441201A (en) 1979-04-02
CA1110225A (fr) 1981-10-06
NL172183B (nl) 1983-02-16
AU3865878A (en) 1980-02-07
FR2399530B1 (de) 1983-01-28
NL172183C (nl) 1983-07-18
FR2399530A1 (fr) 1979-03-02
AR223822A1 (es) 1981-09-30
JPS5916069B2 (ja) 1984-04-13
GB2002051A (en) 1979-02-14
NL7807958A (nl) 1979-02-07
MX145580A (es) 1982-03-08

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