DE2924393C2 - Bohrvorrichtung zum Überlagerungsbohren - Google Patents
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Description
30
Die Erfindung betrifft sine Bohrvorrichtung zum Überlagerungsbohren unter Verv :ndung einer Bohrspülung, mit einem eine Ringbohrkrone tragenden
Außenrohrgestänge, einem in dem Außenrohrgestänge verlaufenden, eine zentrische Vollbohrkrone tragenden
Innenrohrgestänge und mit einem das Innenrohrgestänge drehenden ersten Drehantrieb und einem das
Außenrohrgestänge drehenden zweiten Drehantrieb, die beide an einer angetriebenen Vorschubvorrichtung
montiert sind, wobei hinter dem Drehantrieb für das Innenrohrgestänge zusätzlich eine Schlagvorrichtung
für das Innenrohrgestänge angeordnet ist
Eine bekannte Bohrvorrichtung dieser Art (DE-AS 19 09 931) weist ein Innenrohrgestänge mit einer
Innenbohrkrone und ein Außenrohrgestänge mit einer Ringbohrkrone auf. Die Ringbohrkrone umgibt die
Innenbohrkrone. Für das Jnnenrohrgestänge und für das Außenrohrgestänge sind jeweils eigene Drehschlagantriebe mit Drehwerk und Schlagwerk vorgesehen. Beide
Drehschlagantriebe sind unabhängig voneinander steuerbar, so daß das Verhältnis der auf Innen- und
Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien unterschiedlich festgelegt werden kann und diese Bohrkronen mit verschiedenen Drehzahlen angetrieben werden
können. Dadurch sollen mit geringeren Antriebsleitungen größere Bohrleistungen erzielt werden als bei
Systemen, bei denen Außenrohrgestänge und Innenrohrgestänge schlägmäßig und/öder drehmäßig miteinander gekoppelt sind.
Infolge der beim Überlagerungsbohren nach dem Stand der Technik angewandten gleichsinnigen Drehung von Ringbohrkrone und Innenbohrkrone kann
insbesondere in Böden mit ungleichmäßiger Beschaffenheit eine Ablenkung des Bohrstranges erfolgen. Stoßen
die Bohrkronen schräg auf die glatte Oberfläche eines Steines, dann können sie infolge der Drehung auf dem
Stein abgleiten, ohne den Stein zu durchbohren oder zu zerschmettern. Hierdurch leidet die Richtungsgenauigkeit,
weil die Bohrung dann unter Umgehung des Steines und in anderer Richtung als ursprünglich
vorgesehen fortgesetzt wird
Bei Schneckenbohrern ist es bekannt, das Außenrohrgestänge. das die am Innenrohrgestänge vorgesehene
Schnecke umgibt, in Gegenrichtung zum Innenrohrgestänge zu drehen. Es gibt Schneckenbohrer mit
gegenläufiger Drehung von Innenrohrgestänge und Außenrohrgestänge, bei denen das Außenrohrgestänge
lediglich das Fördergehäuse darstellt und keine eigene Ringbohrkrone aufweist (AU-PS 2 14 513, US-PS
22 60 671), und Schneckenbohrer, bei denen das Außenrohrgestänge zusätzlich eine Ringbohrkrone am
vorderen Ende einer zweiten außen angeordneten Schnecke aufweist (US-PS 35 65 190).
Bei Schneckenbohrern ist die gegenläufige Drehung von Innenrohrgestänge und Außenrohrgestänge erforderlich, weil die Schnecke das Bohrgut innerhalb des
Außenrohres fördert Würden beide Rohre gleichsinnig gedreht werden, würde keine Förderung stattfinden.
Das gegenläufige Drehen ist also ein spezielles Merkmal von Schneckenbohrern. Bei Schlag-Bohrvorrichtungen,
bei denen das Bohrgut durch Spülung abgeführt wird, sind gegenläufige Drehungen nicht angewandt worden.
Bekannt ist schließlich eine Bohrvorrichtung, die einen Bohrkopf mit zwei gegenläufig angetriebenen
konzentrischen Tragkörpern für Bohrwerkzeuge aufweist (CH-PS 4 41 195). Hierbei ist der Antrieb im
Innern des Kopfes, also im Bohrloch, am Ende einer Stange angeordnet Der gegenläufige Antrieb der
Tragkörper für die Bohrwerkzeuge soll bewirken, daß eine Abstützung des Reaktionsmomentes im wesentlichen entfällt, so daß die Stange, die aus dem Bohrloch
herausführt möglichst wenig belastet wird. Diese Lehre ist somit ausdrücklich auf eine am vorderen Ende des
Bohrstranges angeordnete Antriebseinrichtung und auf die Kompensation des an der Antriebseinrichtung
erforderlichen Abstützmomentes gerichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art die
Richtungsgenauigkeit des Bohrens zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Außenrohrgestänge und das
Innenrohrgestänge in entgegengesetzten Richtungen drehangetrieben sind, wobei das Außenrohrgestänge
ausschließlich drehüeaufschlagt ist
Durch das gegenläufige Drehen des die Innenbohrkrone tragenden Innenrohrgestänges und des die
Ringbohrkrone tragenden Außenrohrgestänges wird erreicht, daß die Bohrvorrichtung sich beim Auftreffen
auf Widerstände in diese Widerstände hineinfrißt und die Richtung nicht durch Abgleiten verändert Mit der
Förderung des Bohrgutes hat die gegenläufige Drehung — im Unterschied zu Schneckenbohrern — hier nichts
zu tun, weil die Abführung des Bohrgutes durch Spülung erfolgt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Vorschubvorrichtung zwei abwechselnd
verschiebbare Teile auf, von denen jeder einen der Drehantriebe trägt. Durch abwechselndes Voreilen von
Innenrohrgestänge und Außenrohrgestänge wird eine bessere Führung des Außenrohrgestänges erreicht, so
daß ein richtungsgenaueres Bohren möglich ist Alternativ kann mit dem Innenrohrgestänge auch
voreilend gebohrt werden. Beim voreilenden Bohren
diem das Innenrohrgestänge gleichzeitig als Führung des Außenrohrgestänges. In jedem Fall kompensieren
sich die durch die Drehungen hervorgerufenen Richtungsabweichungen infolge der Gegenläufigkeit der
Drehungen.
Zweckmäßigerweise ist zwischen den beiden Drehantrieben eine das Innenrohrgestänge umgebende, axial
dehnbare Umhüllung vorgesehen. Diese Umhüllung dient als Lärmschutz zur Dämmung des von dem
Innenrohrgestänge abgestrahlten Schalls, Im weiteren
Verlauf des Innenrohrgestänges ist dieses durch das ausschließlich drehbeaufschlagte Außenrohrgestänge
abschirmend umgeben. Durch die sich zwischen den beiden Drehantrieben erstreckende Umhüllung, die sich
an den jeweiligen Abstand der Drehantriebe selbsttätig anpaßt, wird erreicht, daß sämtliche mit Schlagen
beaufschlagten Teile der Vorrichtung über ihre gesamte Länge gekapselt sind, so daß die Schallabstrahlung
wirksam gedämpft ist
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispie! der Erfindung
näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht der Antriebseinrichtung,
Fig.2 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil
des Bohrgestänges.
Das Bohrgestänge 10 besteht aus dem Außenrohrgestänge 11 und dem darin koaxial verlaufenden
Innenrohrgestänge 12. Das rückwärtige Ende des Außenrohrgestänges 11 ist gemäß Fig. 1 mit einem
Drehantrieb 13 verbunden. Der Drehantrieb 13 weist einen (nicht dargestellten) Hydraulikmotor auf, der ein
Zahnrad 14 mit Innenverzahnung antreibt Das Zahnrad 14 steht mit einem Anschlußrohr 15 in Eingriff, dessen
vorderes Ende mit dem Außenrohrgestänge 11 verschraubt ist In der Mantelfläche des Anschlußrohres 15
befindet sich eine öffnung 16, die beim Drehen an einer Ringnut 17 innerhalb des Gehäuses 18 entlangläuft Die
Ringnut 17 steht mit einer Auswurföffnung 19 in Verbindung, so daß der durch das Außenrohrgestänge
11 hochgespülte Bohrschlamm durch die Öffnung 16 und
die Ringnut 17 zur Auswurföffnung 19 gelangt. Durch eine Dichtung 20, die den Durchgang zwischen dem
Innenrohrgestänge 12 und dem AnschluQrohr 15 abdichtet wird verhindert, daß der Bohrschlamm an
dem Innenrohrgestänge 12 entlang nach hinten gelangt.
Das Innenrohrgestänge 12 führt durch den ersten Drehantrieb 13 und den zweiten Drehantrieb 21
hindurch zu einer hydraulischen oder pneumatischen Schlagvorrichtung 22. Der zweite Drehantrieb 21 treibt
das Innenrohrgestänge 1?. rotatorisch an, während die Schlagvorrichtung 22 axiale Schläge auf das rückwärtige
Ende des Innenrohrgestänges ausübt Zu diesem Zweck ist an das Innenrohrgestänge 12 über ein
Anschlußstück 23 ein Verbindungsrohr 24 angeschraubt, das das rückwärtige Ende des Innenrohrgestänges 12
bildet
Der erste Drehantrieb 13 ist an dem ersten Teil 25 einer Vorschubeinrichtung 27 befestigt, während der
zweite Drehantrieb 21 und die Schlagvorrichtung 22 an dem zweiten Teil 26 der Vorschubvorrichtung angebracht
sind. Die beiden Teile 25 und 26 sind durch eine Kolbenzylindereinheit 28 relativ zueinander bewegbar.
Sie liegen in einer Ebene und ihr gegenseitiger Abstand ist durch die Kolbenzylindereinheit 28 veränderbar.
Die Vorschubeinrichtung 27 weist ferner einen Kettenantrieb auf, dessen Kette 29 an einem Ansatz 30
des Teiles 26 angreift Die endlose Kette 29 läuft um Kettenräder 31, 32 um, von denen mindestens eines
angetrieben ist Durch den Antrieb der Kette 29 kann die Baugruppe aus den Drehantrieben 13, 21 und der
Schlagvorrichtung 22 insgesamt vor- oder zurückgeschoben werden.
Zwischen den beiden Drehanlrieber 13 und 2i
befindet sich ein Zwischenraum, der durch das Innenrohrgestänge 12 überbrückt wird. Um zu vermeiden,
daß in diesem Zwischenraum eine zu starke Schallab'vtrahlung von dem Innenrohrgestänge erfolgt,
ist ein Ringbaig 33 vorgesehen, dessen Enden an den Drehantrieben 13 und 21 befestigt sind und der den
sonst freiliegenden Teil des Innenrohrgestänges 12 umschließt Wenn die Kolbenzylindereinheit 28 betätigt
wird, ändert sich der Abstand zwischen den Drehantrieben t3 und 21. Infolge seiner Flexibilität paßt sich der
Ringbalg 33 diesen Abstandsänderungen an.
Die Drehantriebe 13 und 21 sind unabhängig voneinander. Der Drehantrieb 13 dreht das Außenrohrgestänge 11, dessen unteres Ende in Fig.2 dargestellt ist. Der zweite Drehantrieb 21 dreht das Innenrohrgestänge 12, an dessen vorderen Ende gemäß Fi g. 2 eine Ringbohrkrone 34 montiert ist Das Innenrohrgesiänge 12 trägt an seinem vorderen Ende die angeschraubte Innenbohrkrone 35. Durch das Innenrohrgestänge 12 wird Spülmittel direkt an die Bohrlochsohle 36 gebracht Von dort strömt das Spülmittel entlang der Bohrkrone 35 zurück in den Raum zwischen Innenrohrgestänge und Außenrohrgestänge.
Die Drehantriebe 13 und 21 sind unabhängig voneinander. Der Drehantrieb 13 dreht das Außenrohrgestänge 11, dessen unteres Ende in Fig.2 dargestellt ist. Der zweite Drehantrieb 21 dreht das Innenrohrgestänge 12, an dessen vorderen Ende gemäß Fi g. 2 eine Ringbohrkrone 34 montiert ist Das Innenrohrgesiänge 12 trägt an seinem vorderen Ende die angeschraubte Innenbohrkrone 35. Durch das Innenrohrgestänge 12 wird Spülmittel direkt an die Bohrlochsohle 36 gebracht Von dort strömt das Spülmittel entlang der Bohrkrone 35 zurück in den Raum zwischen Innenrohrgestänge und Außenrohrgestänge.
Das Bohrloch wird mit der Außenbohrkrone 34 gebohrt Die Innenbohrkrone 35 wird in Gegenrichtung
zur Außenbohrkrone gedreht und kann zusätzlich mit Schlägen der Schlagvorrichtung 22 beaufschlagt werden.
Die Innenbohrkrone 35 kann durch das Außenrohrgestänge 11 hindurch zurückgezogen werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche:t. Bohrvorrichtung zum Überlagerungsbohren unter Verwendung einer Bohrspülung, mit einem eine Ringbohrkrone tragenden Außenrohrgestänge, einem in dem Außenrohrgestänge verlaufenden, eine zentrische Vollbohrkrone tragende Innenrohrgestänge und mit einem das Innenrohrgestänge drehenden ersten Drehantrieb und einem das Außenrohrgestänge drehenden zweiten Drehantrieb, die beide an einer angetriebenen Vorschubvorrichtung montiert sind, wobei hinter dem Drehantrieb für das Innenrohrgestänge zusätzlich eine Schlagvorrichtung für das Innenrohrgestänge angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohrgestänge (II) und das Innenrohrgestänge (12) in entgegengesetzten Richtungen drehangetrieben sind, wobei das Außenrohrgestänge (11) ausschließlich drehbeaufschlagt ist
- 2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch M gekennzeicSnet daß die Vorschubvorrichtung (27) zwei abwechselnd verschiebbare Teile (25, 26) aufweist, von denen jeder einen der Drehantriebe (13,21) trägt
- 3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Drehantrieben (13, 21) eine das Innenrohrgestänge umgebende, axial dehnbare Umhüllung (33) vorgesehen ist.
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OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
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