DE2924393C2

DE2924393C2 - Bohrvorrichtung zum Überlagerungsbohren

Info

Publication number: DE2924393C2
Application number: DE2924393A
Authority: DE
Inventors: Günter 5961 Drolshagen Klemm; Rolf Dipl.-Ing. 4300 Essen Range
Original assignee: Brueckner Grundbau 4300 Essen De GmbH; ING GUENTER KLEMM SPEZIALUNTERNEHMEN fur BOHRTECHNIK 5962 DROLSHAGEN DE; Brueckner Grundbau 4300 Essen GmbH; Ing Guenter Klemm Spezialunternehmen Fuer Bohrtechnik 5962 Drolshagen
Current assignee: Ing G Klemm Bohrtechnik 5962 Drolshagen GmbH
Priority date: 1979-06-16
Filing date: 1979-06-16
Publication date: 1983-06-23
Also published as: DE2924393A1

Description

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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.

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

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.