DE3234406A1 - Bohrstangenverbindung - Google Patents

Bohrstangenverbindung

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DE3234406A1
DE3234406A1 DE19823234406 DE3234406A DE3234406A1 DE 3234406 A1 DE3234406 A1 DE 3234406A1 DE 19823234406 DE19823234406 DE 19823234406 DE 3234406 A DE3234406 A DE 3234406A DE 3234406 A1 DE3234406 A1 DE 3234406A1
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DE
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boring bar
drill rod
stress
boring
drill
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DE19823234406
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Edward A. 03773 Newport N.H. Bailey
James F. 03773 West Lebanon N.H. Ordway
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Joy Manufacturing Co
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Joy Manufacturing Co
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042Threaded
    • E21B17/0426Threaded with a threaded cylindrical portion, e.g. for percussion rods
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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Description

  • Bohrstangenverbindung
  • Beschreibung Zum Abteufen von Tiefbohrungen wird üblicherweise ein Bohrturm oder -mast errichtet, an welchem ein von einem Antrieb betätigtes Bohrwerkzeug auf- und abwärts bewegbar aufgehängt ist. Das Bohrwerkzeug besteht gewöhnlich aus einem am unteren Ende mit einem Bohrmeißel bestückten Bohrgestänge, welches antriebübertragend mit einem Motor verbunden ist und unter dessen Antrieb eine rotierende oder eine kombinierte Rotations-Schlagbohrbewegung ausführt.
  • Da die Tiefe des Bohrlochs in der Praxis zumeist größer ist als die mit dem Antrieb und dem Bohrturm erzielbare Hubhöhe, wird das Bohrgestänge während des Bohrbetriebs unter Verwendung von nacheinander anfügbaren Bohrstangen und dazugehörigen Verbindern verlängert.
  • Für diese Zwecke gibt es zahlreiche bekannte Bohrstangenverbindungen. Die US-PS 3 211 484 beispielsweise beschreibt ein Bohrgestänge aus einander abwechselnden, mit einem Außengewinde bzw. nicht mit Gewinde versehenen Abschnitten. Der Gewindeabschnitt ist dabei zunächst einem Ende einer Bohrstange angeordnet und mittels eines ein Innengewinde aufweisenden Verbindungsglieds mit einem komplementären Gewindeabschnitt einer anderen Bohrstange verbindbar, wie in Fig. 1 der genannten US-PS dargestellt.
  • Fig. 4 der gleichen US-PS zeigt ein Paar miteinander verbundener Bohrstangen mit ein Innengewinde aufweisenden Endstücken, welche mittels eines ein Außengewinde aufweisenden Verbindungsteils miteinander verbunden sind.
  • Die US-PS 3 422 79 beschreibt eine Bohrs-tange mit einem sich im wesentlichen über ihre gesamte axiale Lange erstreckenden Außengewinde. Eine in der US-PS 3 567 254 beschriebene Bohrstange hat an den Enden jeweils einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt, welcher zum Verbinden zweier Bohrstangen mitteinander mit einem ein Innengewinde aufweisenden Verbindungsglied zusammenwirkt.
  • Die an die Gewindeabschnitte anschließenden glatten Abschnitte der Bohrstangen haben å jeweils einen Ringbund, welcher das Auswandern des Gewinde-Verbindungsglieds in Axialrichtung der miteinander verbundenen Bohrstangen verhindert, Bei den vorstehend genannten US-Patentschriften sowie bei einer in der US-PS 3 822 952 beschriebenen Bohrstange besteht die Möglichkeit, ein durch Verschleiß unbrauchbar gewordenes Stück des jeweiligen Gewindeabschnitts abzuschneiden, so daß dann ein daran anschließendes Stück des Gewindes zum Tragen kommt und die Bohrstange weiter verwendet erden kann.
  • Es ist ferner allgemein bekannt, herkömmliche Bohrstangen mit spannungsmindernden Ausformungen zu versehen, welche dem Auftreten von Spannungskonzentrationen entgegenwirken und damit Ermüdungsbrüchen vorbeugen sollen. So beschreibt z.B. die US-PS 3 966 341 eine Bohrstange mit einem Gewinde-Endstück, welches mit einem Verbindungsglied in Eingriff bringbar ist, um zwei derartige Bohrstangen in gegenseitiger Verlängerung miteinander zu verbinden. Das Gewinde-Endstück der Bohrstange ist mit spannungsmindernden Ausformungen versehen, welche in der dargestellten Ausführungsform als eine Anzahl von in gegenseitigem Axialabstand angeordneten, in Umfangsrichtung verlaufende den Unterschneidungen oder Nuten ausgebildet sind.
  • Die Erfindung richtet sich auf Verbesserungen bekannter Bohrstangen und Bohrstangenverbindungen der vorstehend genannten Art und schafft in einer bevorzugten Ausführungsform eine Bohrstange mit einem sich in Axialrichtung erstreckenden Gewindeabschnitt für den Eingriff mit einem Verbindungsglied und einem sich in Axialrichtung erstrekkenden, mit spannungsmindernden Ausformungen versehenen Abschnitt, dessen Längserstreckung sich mit derjenigen des Gewindeabschnitts überdeckt. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat eine rohrförmige Bohrstange ein sich über eine beträchtliche Länge erstreckendes Innengewinde, welches über ein Teil seiner Länge mit dem Außengewinde eines Verbindungsglieds in Eingriff bringbar ist, um zwei Boh'stangen der genannten Art mit den Enden aneinanderstoßend miteinander zu verbinden.
  • Bei Verschleiß oder Bruch des Gewindes kann das betroffene Ende der Bohrstange abgeschnitten werden, so daß das Verbindungsglied mit einem weiteren Stück des Gewindes in Eingriff bringbar ist.
  • Ein Ziel der Erfindung ist somit die Schaffung einer verbesserten Bohrstange für Tiefbohrungen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Bohrstangenverbindung.
  • Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Bohrstange mit Verbinder-Eingriffseinrichtungen und eine sich damit überdeckende axiale tängserstreckung aufweisenden spannungsmindernden Ausformungen.
  • Noch ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer rohrförmigen Bohrstange mit einem von einem Ende ausgehenden Innengewinde, dessen Längserstreckung größer ist als die Gewinde-Eingriffslange eines komplementären Verbindungs glieds.
  • Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung einer rohrförmigen Bohrstange mit an der Innenseite vorhandenen Verbinder-Eingriffseinrichtungen, deren axiale Längserstreckung sich mit der von an der Außenseite vorhandenen spannungsmindernden Ausformungen überdeckt.
  • Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine Axialschnittansicht eines Endstücks einer Bohrstange in einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Schnitt ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Teil-Seitenansicht einer Bohrstange in einer dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 eine Teil-Seitenansicht einer Bohrstange mit spannungsmindernden Ausformungen in einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 eine Axialschnittansicht der Verbindung zweier Bohrstangen der in Fig. 1 gezeigten Art, Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Schnittansicht der Verbindung zweier Bohrstangen der in Fig. 2 oder 3 dargestellten Ausführungsform, Fig. 7 eine Schnittansicht der Verbindung zweier Bohrstangen in einer weiteren Ausführungsform und Fig. 8 eine Schnittansicht der Verbindung zweier Bohrstangen in noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • In Fig. 1 bis 4 ist jeweils ein Endstück einer Bohrstange 10 in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Die Bohrstange 10 ist beispielsweise aus gehärtetem Stahl oder einem ähnlichen Werkstoff. Sie ist rohrförmig und hat eine innere und eine äußere Umfangs fläche 12 bzw. 14. Das jeweils andere Ende der Bohrstange 10 weist vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Ausbildung auf wie das in der Zeichnung dargestellte.
  • An der inneren Umfangsfläche 12 ist ein zur Übertragung von Kräften geeignetes Gewinde, z.B. ein Endgewinde 16 geformt, welches sich in der Ausführungsform nach Fig. 1 vom Ende 18 der Bohrstange 10 über eine Lange L in Axialrichtung bis zu einer unterschnittenen Erweiterung 20 erstreckt. Die Länge L beträgt vorzugsweise etwa das Zwei- bis Dreifache des Wurzeldurchmessers des Gewindes 16.
  • Das Gewinde 16 kann einen oder mehrere Gänge aufweisen.
  • Seine axiale Länge kann der Eingriffslänge eines nachstehend beschriebenen Verbindungsglieds oder einem Vielfachen derselben entsprechen, wie in Fig. 2 durch die Bezeichnung xL angedeutet. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform hat die Bohrstange 10 ein vom Ende 18 bis zum anderen Ende durchgehendes Innengewinde und ist dafür nicht mit der unterschnittenen Erweiterung 20 versehen.
  • Die Erweiterung 20 bildet einen zweckmäßigen Auslauf für das Gewinde, so daß sich dessen Länge bei der Herstellung mühelos bestimmen läßt. Bei einer ausreichend genauen Steuerung der Herstellung des Gewindes z.B. durch numerisch gesteuerte Bearbeitung od. dergl. kann der Auslauf des Gewindes an der jeweils vorgesehenen Stelle auch ohne die Verwendung der Erweiterung 20 erzielt werden.
  • Das Innengewinde 16 kann durch Hammerschmieden oder Pressen der Bohrstange 10 über einen Gewindedorn geformt werden. Die Erweiterung 20 kann dabei so geformt werden, daß sie eine Stufe bildet, deren Durchmesser kleiner ist als der des zu verwendenden Verbindungsglieds, so daß dieses dann gegen axiales Auswandern gesichert ist.
  • Die in Fig. 1 bis 3 gezeigten Bohrstangen 10 haben jeweils spannungsmindernde Ausformungen in Form von in gegenseitigen Axialabständen in der äußeren Umfangs fläche 14 gebildeten, ringförmigen Umfangsnuten 22. In den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 erstreckt sich die Reihe der Umfangsnuten 22 vom Ende 18 der Bohrstange 10 aus über die Längserstreckung des Innengewindes 16 hinweg bis an eine Stelle 24, welche etwa um die Hälfte des Wurzeldurchmessers D des Gewindes 16 jenseits des inneren Endes des Gewindes 16 liegt. Ein Grund dafür, die Längserstreckung der Reihe der Nuten 22 über diejenige des Gewindes 16 hinaus zu verlängern, besteht darin, einer Konzentration von Spannungen im Bereich der unterschnittenen Erweiterung 20 vorzubeugen.
  • In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform einer Bohrstange 10 mit von einem Ende 18 bis zum anderen durchgehendem Innengewinde 16 verläuft die Reihe der Umfangsnuten 22 ebenfalls durchgehend von einem Ende 18 zum anderen.
  • In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die spannungsmindernden Ausformungen durch wenigstens eine entlang einer Schraubenlinie verlaufende Nut 26 in der äußeren Umfangsfläche 14 gebildet. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten, begrenzten Längserstreckung der spannungsmindernden Ausformungen kann eine derartige, entlang einer Schraubenlinie verlaufende Nut 26 in der den vollen Durchmesser aufweisenden Umfangsfläche der Bohrstange 10 auslaufen oder ein blindes Ende haben. Die Tiefe der in der äußeren Umfangs fläche 14 geformten Nuten 22 oder 26 sollte wenigstens etwa 0,25 mm betragen, so daß die Nuten tiefer sind als gegebenenfalls auftretende Beschädigungen an den dazwischen liegenden, den vollen Durchmesser der Bohrstange aufweisenden Stegen 28. Sofern als notwendig oder wünschenswert erachtet und mit den Festigke<tserfordernissen für die Bohrstange vereinbar, können die spannungsmindernden Nuten 22 und 26 auch ca. 1,25 oder etwa 2,5 mm tief oder noch tiefer sein.
  • Die Nuten 22 bilden eine Reihe von in Axialrichtung verteilten Angriffspunkten für über die Länge der Bohrstange 10 auftretende Spannungen, so daß diese sich über die Länge der Bohrstange verteilen und einer Spannungskonzentration an einer Stelle vorgebeugt ist. Die durch die Nuten 22 gebildeten Angriffspunkte für die Spannungen sind durch die dazwisc}lenliegenden Stege 28 gegen mechanische Beschädigung geschützt. Durch Berührung mit der Wandung des Bohrlochs oder Anprall des Bohrkleins hervorgerufene Beschädigungen an den Außenflächen der Stege 28 können, da die Stege den vollen Durchmesser der Bohrstange haben, nicht zu Spannungskonzentrationen führen.
  • Die Wirkungsweise der entlang einer Schraubenlinie verlaufenden Nut 26 ist im wesentlichen die Gleiche wie vorstehend beschrieben.
  • In Fig. 5 bis 8 sind verschiedene Ausführungsformen einer Verbindung zweier Bohrstangen miteinander dargestellt.
  • Zu jeder Verbindung 30 gehört ein längliches, mit einem Außengewinde versehenes und von einer Axialbohrung 32 durchsetztes Verbindungsglied 31, welches im folgenden als Nippel bezeichnet ist. Die Außengewinde 34 der Nippel 31 sind mit den Innengewinden 16 der miteinander zu verbindenden Bohrstangen 10 in Eingriff bringbar. In Fig 5 ist die Länge des Nippels 30 etwas kleiner als der Abstand zwischen den Endstufen 36 der unterschnittenen Erweiterungen 20 zweier mit den Enden 18 aneinanderstoßender Bohrstangen 10, so daß der Nippel 30 nach dem Zusammenschrauben der Bohrstangen 10 zwischen den Endstufen 36 festgehalten und dadurch daran gehindert ist, in Axialrichtung aus zuwandern. Dadurch, daß die Enden 18 der beiden Bohrstangen 10 hier stumpf aneinanderstoßen, werden beim Bohren auftretende Stoßkräfte über eine einzige Berührungsfläche von einer Bohrstange auf die andere übertragen. Für die Kühlung des Bohrmeißels und die Räumung des Bohrlochs wird eine Bohrtrübe in bekannter Weise durch die rohrförmigen Bohrstangen 10 und die Axialbohrungen 32 der Verbindungen 30 hindurchgeleitet.
  • In den Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7 weisen die Bohrstangen 10 ein sich über die Länge xL erstreckendes oder ein durchgehendes Innengewinde 16 auf. Dieses würde es einem Verbindungsnippel 30 der in Fig. 5 gezeigten Art bei einer Lockerung der Verbindung ermöglichen, in Axialrichtung aus zuwandern. Um dem vorzubeugen, hat ein in Fig. 6 verwendeter Nippel 31' in seinem mittleren Bereich zwischen zwei Gewindeabschnitten einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringsteg 38 größeren Durchmessers mit zwei in entgegengesetzte Richtungen gewandten Endflächen 40, an denen die Enden 18 der miteinander zu verbindenden Bohrstangen 10 beim Festziehen der Verbindung in Anlage kommen. Damit hält der Ringsteg 38 den Nippel 30 in Axialrichtung unbeweglich zwischen den beiden Bohrstangen 10 fest, so daß er nicht auswandern kann. Diese Ausführungsform stellt jedoch nicht die günstigste Anordnung dar, da die beim Bohren auftretenden Stoßkräfte an jeder Verbindung über zwei Berührungsflächen hinweg übertragen werden müssen. In einer in Fig. 7 dargestellten günstigeren Ausführungsform einer Verbindung 30" hat ein Nippel 31 in einem mittleren Bereich zwischen zwei Gewindeabschnitten einen Ringsteg 42, dessen Durchmesser um ein beträchtliches Stück kleiner ist als der Außendurchmesser der Bohrstangen 10. Diese haben an ihren einander zugewandten Enden 18 jeweils eine ringförmige Ausnehmung g. Beim Zusammenschrauben der Verbindung 30" bilden die Ausnehmungen 44 der beiden Bohrstangen 10 zusammen eine Kammer 45, in welcher der Ringsteg 42 des Nippels 31 festgehalten ist, um das Auswandern des Nippels zu verhindern, während die Enden 18 der beiden Bohrstangen in gegenseitige Anlage kommen, so daß beim Bohren auftretende Stoßkräfte nur über eine einzige Berührungsfläche von der einen auf die andere Bohrstange übergeleitet werden.
  • In einer in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform einer Verbindung 30tun hat ein Verbindungsnippel 31 in seinem mittleren Bereich zwischen zwei Gewindeabschnitten eine auswärts hervorstehende, konische Erweiterung, deren Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Bohrstangen 10.
  • Diese haben an ihren einander zugewandten Enden 18 jeweils eine trichterförmige Ausnehmung 54. Beim Zusammenschrauben der Verbindung 30'" bilden die Ausnehmungen 54 der beiden Bohrstangen 10 zusammen eine Kammer 55, in welcher die Erweiterung 52 des Nippels festgehalten ist, um das Auswandern des Nippels zu verhindern, während die Enden 18 der beiden Bohrstangen in direkte gegenseitige Anlage kommen, so daß beim Bohren auftretende Stoßkräfte nur über eine einzige Berührungsfläche von der einen Bohrstange auf die andere übertragen werden. Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform bietet den zusätzlichen Vorteil, daß sich die trichterförmigen Ausnehmungen bei der Herstellung der Bohrstangen sowie auch gegebenenfalls nach einem Bruch derselben besonders mühelos herstellen lassen.
  • Die vorstehend beschriebenen Bohrstangen und Verbindungen dafür bieten zahlreiche Vorteile. Im Hinblick auf einen zügigen Fortschritt von Tiefbohrungen besteht seit Langem ein Bedarf an einfachen und wirtschaftlichen Verfahren oder Vorrichtungen, welche die Wiederherstellung von gebrochenen oder sonstwie beschädigten Endstücken von Bohrstangen und damit die Wiederverwendung solcher Bohrstangen ermöglichen. Diese Möglichkeit ist bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 gegeben. Im Falle einer Beschädigung der mit einem Verbindungsnippel in Eingriff stehenden Gewindegänge läßt sich das beschädigte Gewindestück schnell und mühelos abschneiden und das damit neu entstandene Ende der Bohrstange ohne Schwierigkeit so bearbeiten, daß weitere Gewindegänge für den Eingriff zur Verfügung stehen und die Bohrstange weiterverwendet werden kann. Dadurch, daß das Gewinde an die Innenseite der Bohrstangen verlegt ist, kommt es nicht mit den Wandungen des Bohrlochs in Berührung, so daß kaum die Gefahr einer Beschädigung des Gewindes besteht. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Längserstreckung der spannungsmindernden Ausformungen sich mit derjenigen der Verbindungsanschlüsse überdeckt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die spannungsmindernden Ausformungen auch in anderer Form als in Form von Umfangsnuten oder entlang Schraubenlinien verlaufenden Nuten ausgeführt sein können, und daß die die gleiche Längserstreckung wie diese aufwei- senden Verbindungsteile nicht unbedingt als Gewinde aus bildet sein müssen. So ist anzunehmen, daß die beschriebenen spannungsmindernden Ausformungen die vorstehend beschriebenen Vorteile auch im Zusammenwirken mit anderen Arten von Verbindungen bieten, z.B. mit einer reibschlüssigen Konus-Steckverbindung oder einer Bajonettkupplung.
  • Als weiterer Vorteil ist anzuführen, daß die Bohrungen der rohrförmigen Bohrstangen einen Strömungsweg für Blasluft oder eine Bohrtrübe darstellen, welche für die Kühlung des Bohrmeißels und für den Austrag von Bohrklein aus dem Bohrloch verwendet wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Bohrgestängen mit über äußere Kupplungsmuffen miteinander verbundenden Bohrstangen ergibt sich dabei zwar aufgrund des zwangsläufig kleineren Durchmessers der die Verbindungsnippel durchsetzenden Bohrungen eine verringerte Strömungsgeschwindigkeit, welche jedoch aus den nachstehend genannten Gründen ausreichend ist.: Bei einem gegebenen Druck der Spülluft oder der Bohrtrübe ist die Strömungsgeschwindigkeit durch die Querschnittsfläche der die Verbindungsnippel durchsetzenden Bohrungen begrenzt. Da bei dem beschriebenen Bohrgestänge die Verbindungsglieder jedoch an der Innenseite angeordnet sind, füllt der Außendurchmesser des Bohrgestänges das Bohrloch vollständiger aus als ein herkömmliches Bohrgestänge, bei welchem der Außendurchmesser der Kupplungsmuffen der begrenzende Faktor für den Durchmesser des Bohrlochs ist, während der größere Anteil des Bohrgestänges einen erheblich kleineren Durchmesser hat als das Bohrloch. Demgemäß ist der ringförmige Hohlraum zwischen dem Bohrgestänge und der Wandung des Bohrlochs beim erfindungsgemäßen Bohrgestänge beträchtlich kleiner und von gleichmäßigerer Gestalt als bei einem herkömmlichen Bohrgestänge, was bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit der Spülluft oder Bohrtrübe innerhalb des Bohrgestänges zu einer höheren Strömungsgeschwindigkeit in dem ringförmigen Hohlraum führt. Da eine höhere Strömungsgeschwindigkeit den Austrag von Bohrklein aus dem Bohrloch begünstigt, ergibt sich beim erfindungsgemäßen Bohrgestänge ein verbesserter Wirkungsgrad der Spülung bei einem gegebenen Druck der Spülluft bzw. der Bohrtrübe.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in einer verbesserten Steifigkeit der rohrförmigen Bohrstangen im Vergleich zu bekannten Bohrstangen. Die verbesserte Steifigkeit begünstigt einen geradlinigen, sehr genau vorbestimmbaren Verlauf der Bohrung. Darüber hinaus pflanzen sich die beim Schlagbohren auftretenden Spannungswellen entlang den rohrförmigen Bohrstangen fort, so daß sie am äußeren Umfang des Bohrmeißels zur Wirkung kommen.
  • Daraus ergibt sich eine verbesserte Wirkung des Bohrmeißels im Vergleich zur Übertragung der Spannungswellen auf den mittleren Bereich des Neißels, wie sie bei herkömmlichen Bohrstangen kleineren Durchmessers der Fall ist.
  • Da die rohrförmigen Bohrstangen steifer sind, ergibt sich darüber hinaus eine verbesserte Energieübertragung entlang dem Bohrgestänge, da dieses in geringerem Maße dazu neigt, sich unter Einwirkung der Vorschubkräfte durchzubiegen.
  • Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, schafft die Erfindung eine verbesserte Bohrstange und dazugehörige Verbindungen für die Verwendung bei Rotations/Schlagbohrungen. Die Bohrstange ist ein rohrförmiges Gebilde mit Verbinder-Eingriffseinrichtungen etwa in Form eines entlang der inneren Umfangsfläche umlaufenden Rundgewindes und mit an der äußeren Umfangs fläche geformten, eine derj enigen der Verbinder-Eingriffseinrichtungen entsprechende Längserstreckung aufweisenden spannungsmindernden Ausformungen. Die Längserstreckung der spannungsmindernden Ausformungen entlang der Bohrstange ist vorzugsweise größer als die des Gewindes am inneren Umfang derselben.
  • Ferner ist die Längserstreckung des Innengewindes der Bohrstange vorzugsweise größer als die Gewinde-Eingriffslänge eines zu verwendenden Verbinders, so daß bei einer Beschädigung des Gewindes nahe einem,Ende der Bohrstange das betreffende Ende einfach abgeschnitten und zugerichtet werden kann, um zuvor unbenutzte Gewindegänge für die Verbindung nutzbar zu machen und die Bohrstange weiter verwenden zu können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erlaubt die verschiedensten Abwandlungen derselben im Rahmen der Ansprüche. So können die vorstehend angegebenen Abmessungen und Proportionen variiert werden, die dargestellte Querschnittsform der spannungsmindernden Nuten kann in verschiedener Weise abgeändert werden, solange dadurch keine gefährlichen Spannungskonzentrationen entstehen, die Verbindungselemente oder Nippel können anstelle eines mittig angeordneten Ringstegs radial hervorstehende Zapfen oder sonstige, sich nicht mit einem gleichbleibenden Durchmesser um den gesamten Umfang herum erstreckende Vorsprünge haben usw.. Darüber hinaus ist die sich in ihrer Längserstreckung überdeckende Anordnung von spannungsmindernden Ausformungen und einem Anschlußgewinde der Bohrstange in abgewandelter Form auch für ohne die Verwendung eines zusätzlichen Verbindungselements miteinander verbindbare, beispielsweise an den Enden jeweils ein Innen- bzw. ein Außengewinde aufweisende Bohrstangen anwendbar.
  • Leerseite

Claims (23)

  1. Bohrstangenverbindung P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Bohrstange für den Zusammenbau eines langgestreckten Bohrgestänges, mit an wenigstens einem Endstück vorhandenen Verbindungseinrichtungen für die Verbindung der Bohrstange in axialer Verlängerung mit einer anderen Bohrstange, g e k e n n z e i c h n e t durch sich in Längsrichtung der Bohrstange (10) wenigstens über den größten Teil der Längserstreckung der Verbindungseinrichtung (12) erstreckende, spannungsmindernde Ausformungen (14).
  2. 2. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß sie im wesentlichen rohrförmig ist und daß die Verbindungseinrichtungen (12) einstückig mit der Bohrstange geformt sind und sich in Längsrichtung entlang der inneren Umfangs fläche erstrecken.
  3. 3. Bohrstange nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die spannungsmindernden Ausformungen (22, 28) einstückig mit der Bohrstange (io) geformt und auf der äußeren Umfangsfläche derselben angeordnet sind.
  4. 4. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Verbindungseinrichtungen geformte Gewindegänge (16) aufweisen.
  5. 5. Bohrstange nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die spannungsmindernden Ausformungen eine Reihe von in axialen Abständen angeordneten Umfangsnuten (22) aufweisen.
  6. 6. Bohrstange nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die spannungsmindernden Ausformungen wenigstens eine entlang einer Schraubenlinie verlaufende Nut (26) aufweisen.
  7. 7. Bohrstange nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Längserstreckung der Gewindegänge (16) größer ist als für die vollständige Verbindung der Bohrstange (10) mit einer anderen Bohrstange notwendig.
  8. 8. Bohrstange nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Längserstreckung der Gewindegänge (16) wenigstens doppelt so groß ist wie für die vollständige Verbindung der Bohrstange (10) mit einer Anderen notwendig.
  9. 9. Bohrstange nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Längserstreckung der spannungsmindernden Ausformungen (22, 26, 28) größer ist als die Längserstreckung der Gewindegänge (16) entlang der Bohrstange (10).
  10. 10. Bohrstange nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Längserstreckung der spannungsmindernden Ausformungen (22, 26, 28) entlang der Bohrstange (10) um etwa die Hälfte des Wurzeldurchmessers der Gewindegänge (16) größer ist als deren Längserstrekkung.
  11. 11. Bohrstange nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß sie im wesentlichen rohrförmig ist und daß die spannungsmindernden Ausformungen (22, 26, 28) auf ihrer äußeren und die Gewindegänge (16) auf ihrer inneren Umfangsfläche )14 bzw. 12) angeordnet sind.
  12. 12. Bohrstange nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Tiefe der Nuten (22, 26) in bezug auf den vollen Durchmesser der äußeren Umfangsfläche (14) der Bohrstange (10) wenigstens etwa 0,25 mm beträgt.
  13. 13. Bohrstange nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Tiefe der Nuten (22, 26) in bezug auf den vollen Durchmesser der äußeren Umfangsfläche (14) der Bohrstange (10) ca. 0,25 mm bis ca. 2,5 mm beträgt.
  14. 14. Bohrstange nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Verbindungseinrichtungen einen an wenigstens einem Endstück der Bohrstange (10) geformten Verbindungsabschnitt (12, 16, L) und ein zum Verbinden der Bohrstange mit einer anderen Bohrstange mit dem Verbindungsabschnitt zusammenwirkendes Verbindungsglied (30, 31) aufweisen.
  15. 15. Bohrstange nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß sie Einrichtungen (20) aufweist, welche im Zusammenwirken mit einer anderen, mit der Bohrstange verbundenen Bohrstange ein axiales Auswandern des Verbindungsglieds (30) verhindern.
  16. 16. Bohrstange nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Einrichtungen zum Verhindern des Auswanderns des Verbindungsglieds (30) als Unterschneidung (20) am inneren Umfang der Bohrstange (10) ausgebildet sind.
  17. 17. Bohrstange nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Einrichtungen zum Verhindern des Auswanderns des Verbindungsglieds (30', 30") einen an diesem geformten Bereich vergrößerten Durchmessers (78, 42, 52) aufweisen.
  18. 18. Bohrstange nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß sich die Bohrstange (10) in axialer Anlage an dem Bereich größeren Durchmessers (38) befindet.
  19. 19. Bohrstange nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß sich die Bohrstange (10) in axialer Anlage an einer damit verbundenen Bohrstange befindet und Einrichtungen (44, 54) für die Aufnahme des Bereichs größeren Durchmessers (42, 52) des Verbindungsglieds (30, 30"') aufweist, so daß dieses am axialen Auswandern gehindert ist.
  20. 20. Bohrstange für den Zusammenbau eines langgestreckten Bohrgestänges durch axiale Stoßverbindung mit einer anderen Bohrstange, g e k e n n z e i c h n e t durch ein einen inneren und einen äußeren Umfang (12 bzw 14) aufweisendes, im wesentlichen rohrförmiges, langgestreck tes Teil (10) an wenigstens einem axialen Endstück der Bohrstange, durch am inneren oder am äußeren Umfang desselben geformte, sich in Axialrichtung des rohrförmigen Tci 1 p erstreckende Verbinder-Eingriffseinrichtungen (16) und durch am äußeren bzw. am inneren Umfang des rohrförmigen Teils geformte spannungsmindernde Ausformungen (22, 26, 28), welche sich über wenigstens den größeren Teil der Längserstreckung der Eingriffseinrichtungen in Axialrichtung des rohrförmigen Teils erstrecken.
  21. 21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daB sich die spannungsmindernden Ausformungen (22, 26, 28) wenigstens über die Längserstrekkung der Verbinder-Eingriffseinrichtungen (16) erstrecken.
  22. 22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß sich die spannungsmindernden Ausformungen (22, 26, 28) und die Verbinder-Eingriffseinrichtungen (16) von einem axialen Ende der Bohrstange (10) aus in Längsrichtung des rohrförmigen Teils erstrecken und daß sich die Verbinder-Eingriffseinrichtungen über wenigstens ein Teil der Längserstreckung der spannungsmindernden Ausformungen erstrecken.
  23. 23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die spannungsmindernden Ausformungen wenigstens eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut (22, 26) aufweisen und daß die Verbinder-Eingriffseinrichtungen wenigstens einen Gewindegang (16) aufweisen.
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