EP0198896B1 - Device for connecting a boring line with a tube or similar item - Google Patents

Device for connecting a boring line with a tube or similar item Download PDF

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Publication number
EP0198896B1
EP0198896B1 EP85905395A EP85905395A EP0198896B1 EP 0198896 B1 EP0198896 B1 EP 0198896B1 EP 85905395 A EP85905395 A EP 85905395A EP 85905395 A EP85905395 A EP 85905395A EP 0198896 B1 EP0198896 B1 EP 0198896B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
coupling pieces
tube
piston
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP85905395A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0198896A1 (en
Inventor
Fritz Tibussek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mhwirth GmbH
Original Assignee
Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH filed Critical Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
Publication of EP0198896A1 publication Critical patent/EP0198896A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0198896B1 publication Critical patent/EP0198896B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/046—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/04—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
    • E21B23/042—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion using a single piston or multiple mechanically interconnected pistons
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12—Underwater drilling
    • E21B7/136—Underwater drilling from non-buoyant support
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes

Definitions

  • the invention relates to a device for releasably connecting the drill string to a pipe or similar hollow body, in the form of a unit which can be installed in a drill string, with coupling pieces which can be brought into contact with the pipe and associated piston-cylinder units, the pistons of which are on one side for transferring the coupling pieces into an external operative position can be acted upon with pressure medium, and on the other side are spring-loaded for returning the coupling pieces.
  • an aggregate In the drill string, at the point that is to come to rest in the area of the upper end of the pipe or casing to be carried, an aggregate can be installed that has radially displaceable bolts as coupling pieces. These engage in holes in the pipe and can be held in this position by hydraulic pressure. They then transfer the rotation and axial movement of the drill string to the pipe during drilling. If the pipe has reached the desired depth in the course of drilling, for example if hard ground is reached after penetrating a non-stable zone, the pipe must be separated from the rod. This can be achieved by releasing the bolts from the holding pressure from the day by means of a rope running along the drill string, so that the bolts then move radially inwards under spring force and thereby emerge from the openings in the tube.
  • the drill string can then be used to continue drilling while the pipe remains in its place.
  • Such a connection between a drill string and a pipe can only be made during the day, because otherwise the bolts cannot enter the openings of the pipe.
  • the object of the invention is to provide a device for coupling a drill string to a pipe or the like, which enables the drill string to be repeatedly connected to a pipe, casing or the like, and the connection can also be made without direct access to the connection point to be able to effect, especially under water. Furthermore, the invention aims to provide a device for the releasable connection of a drill string to a pipe or the like which is particularly advantageous for practical purposes. All of the other problems associated with the present invention result from the respective explanation of the indicated solution.
  • the invention is characterized by an actuation system for the piston-cylinder units assigned to the coupling pieces, which is supplied by a single pressure medium line from a pressure medium source for days, and which contains a directional control valve which can be switched by means of a pressure medium actuator and has at least three connections, one of which has a pressure medium Supply line, a second one is connected to at least some of the piston-cylinder units and a third one is connected to a discharge line, the pressure medium actuator being connected to the supply line and a one-way coupling between the adjustable part of the directional control valve and the actuator, Ratchet or the like is provided.
  • the actuator is advantageously a piston-cylinder unit with a return spring, wherein the latter can be installed in the unit or can be assigned to a part connected to it.
  • a preload valve is expediently provided in the line leading to the first connection of the directional valve. This enables a particularly favorable chronological sequence of the processes in the system to be achieved.
  • an unlockable check valve is provided in the line leading from the second connection of the directional valve to the piston-cylinder units, the control line of which is connected to a fourth connection of the directional valve. This results in a particularly safe operation of the device.
  • the pressure medium line leading to the actuation system can have any suitable shape, including a line leading along the linkage.
  • This pressure medium line is particularly advantageously formed by a central cavity in the drill string, specifically by the interior of drill pipes.
  • a sealing piston that can be lowered into the drill string by means of a rope to provide. After a coupling or uncoupling operation has been carried out with the device, such a sealing piston can be pulled out again, so that a continuously free passage in the drill string is then available for other purposes, in particular for flushing.
  • coupling pieces which are movable relative to the pistons of the piston-cylinder units are each provided against the force of a spring and each have a bevel in the region of the front end.
  • the device installed in a drill string can then be lowered over the end of a pipe, the coupling pieces being pressed back regardless of the position of the pistons in contact with the edge of the pipe and then remaining in contact with the inner wall of the pipe until they assume the desired position can, be it that they enter openings in the pipe to be coupled or the like, or that they reach under or overlap a surface on the pipe.
  • the coupling pieces can be designed as bolts, bolts or the like. Or they can have the shape of angle levers. To actuate the latter, piston-cylinder units can then be arranged in particular parallel to the longitudinal axis of the device.
  • the arrangement and design of the coupling pieces can be made in such a way that a downward and / or upward force can be transmitted from the drill string to the pipe. Depending on the requirements, only those coupling pieces can be present that are able to transmit a force in one direction. Furthermore, two groups of coupling pieces can be provided, one of which can transmit a downward force and the other can transmit an upward force.
  • coupling pieces designed as support bodies can be provided which have a support surface which can be brought into contact with a counter surface on the pipe or the like.
  • Such support body can form the sole coupling pieces, for. B. if no torque is to be transmitted from the drill string to the pipe, but only an axial force.
  • the design can also be such that several supporting bodies and bolts are provided as coupling pieces with spacing in the axial direction of the device.
  • the support bodies can then only serve to ensure that the bolts come to the correct height with openings in the pipe when the drill string is lowered relative to the pipe. They then fulfill a stop function. Furthermore, they are also able to exert pressure downwards on the pipe.
  • the bolts predominantly transmit a torque and the support bodies predominantly transmit an axial force from the drill string to the pipe.
  • the pipe to be coupled has recesses on its upper edge with which coupling pieces can be brought into engagement. This not only results in a favorable connection due to the easily accessible entry of the coupling pieces into the recesses, but also enables torque transmission if necessary.
  • the embodiment is advantageously made such that an inner body of the device to be connected to the parts of the drill string can be rotated in a housing containing the coupling pieces is stored.
  • Fig. 1 part of a z. B. shown in offshore use platform 1, on which a suitable for the air lifting drilling method drill 2 with a power head 3 is located.
  • Numeral 4 designates a drill string composed of a plurality of tubular rod parts 4a and numeral 5 designates a pipe or casing to be temporarily carried by it.
  • a device 6 is installed in the drill string, by means of which the drill string 4 can be coupled to the pipe 5.
  • the rod parts 4a are releasably connected to one another and to the device 6 by flanges 13.
  • the part 4 'located below the device 6 has a known telescopic device 7, a drill collar 8 and a drilling tool 9 in the form of a drilling head with undercuts, extension tools 9a or the like which can be extended radially over the diameter of the latter.
  • FIGS 2 shows another embodiment of a drill string part 4 "which adjoins the device 6 downwards and which has a plurality of stabilizers 10 or the like and a drill head 11 without an extension chisel.
  • a pipe or casing to be carried is also here as in FIGS other parts of the description with the number 5.
  • FIG. 3 The embodiment of a device shown in FIG. 3 has a housing 14 which contains an inner tube 15 with a free inner passage 16. This forms the continuation of the individual tubular rod parts 4a (FIG. 1) of the drill string 4.
  • Piston-cylinder units 17 and 18 are provided in the housing 14 in two different planes E1 and E2. These are arranged at uniform angular intervals distributed over the circumference. Your number can e.g. B. four or more.
  • Each unit 17 contains a cylinder 19 and a piston 20.
  • a pressure medium can be supplied to the cylinder chamber 21 via a line 22 which is only indicated schematically.
  • the piston 20 is loaded by a compression spring 23 which tries to move it radially inwards.
  • the number 24 denotes a coupling piece in the form of a bolt, which extends with a shaft 25 and a thickened end part 26 into a vented cavity 27 of the piston 20.
  • a compression spring 28 is arranged between the piston 20 and a shoulder on the bolt 24 and tries to push the latter away from the piston 20. against the force of this spring 28, the bolt 24 can be radial relative to the piston 20, i. H. be moved into this.
  • the latch 24 is provided with a beveled end face 24a.
  • the unit 18 also has a cylinder 29 with a piston 30 displaceable therein, with which a support body 34 is fixedly connected.
  • Pressure medium can be supplied to the cylinder chamber 31 via a line 32 running parallel to the line 22.
  • the piston 30 is loaded by a compression spring 33, which tries to push it radially inwards.
  • Numbers 35 and 36 denote guide bolts engaging in grooves of the bolt 24 and the support body 34, which at the same time prevent the parts 24 and 34 from rotating about their longitudinal axes.
  • the support bodies 34 each have a lower support surface 37 at the front end, which can lie against the upper end surface 38 of the tube 5.
  • Radial openings 39 are provided in the tube 5 in such a number and arrangement that the bolts 24 can enter therein.
  • Numeral 40 overall designates an actuation system for the piston-cylinder units 17 and 18.
  • a check valve 41 via which pressure medium, in particular water, supplied through the interior 16 of the tube 15 into a closed space 42 and from there via a connection 43 into a filter 44 Lead 45 can arrive.
  • a pressure medium actuator 46 which is designed as a piston-cylinder unit, the piston on its side facing away from the pressure medium space being loaded by a return spring 46a.
  • a directional control valve 48 is designed on the principle of a ratchet, the adjustable part 48a of a directional control valve 48 can be switched.
  • This valve which is only shown schematically in FIGS. 3 and 4, is advantageously a 4/2-way valve with four connections 51, 52, 53 and 54, the connection 51 having a branch 45b of the supply line 45 and the connection 53 an outlet line 49 is connected, which can open, for example, in the annular space between the device 6 or the drill string 4 and the pipe 5.
  • the second connection 52 is connected to a line 50 in which there is an unlockable check valve 55, the control line 56 of which is connected to the fourth connection 54 of the directional control valve 48.
  • the line 50 branches behind the valve 55 into the two line paths 22 and 32 leading to the units 17 and 18.
  • a sealing seat 57 is provided for a sealing piston 58, which has a sealing surface 59 that fits onto the seat 57 at its lower end.
  • a coupling cone 60 for a safety device of a known type, so that the sealing piston 58 can be lowered through the drill string by means of a rope and can also be pulled out of the drill string again.
  • the numeral 61 schematically denotes a pressure medium source, in particular a pump, while the numeral 62 indicates the conduit path formed by the free interior of the drill pipe parts 4a.
  • the pump 61 located above ground can be switched on, so that pressure medium, in particular water, through which in the other completed drill string directed down is and from the interior 16 of the device via the check valve 41, the space 42, the port 43 and the filter 44 in line 45 with continuation 45a.
  • the pressure medium supplied can now flow via the directional valve 48, the line 50, the check valve 55 and the branch lines 22 and 32 to the piston-cylinder units 17 and 18.
  • the pump 61 is then switched off.
  • the check valve 55 closes due to the pressure drop that occurs, and the piston of the actuator 46 is returned to its starting position under the force of the spring 46a.
  • the drill string 4 with the device 6 is now lowered.
  • the bars 24 touch with their inclined surfaces 24a the inner edge of the upper end face 38 of the tube 5 and are pressed inward against the force of the spring 28 by the required amount. They then slide along the inner wall of the tube 5 as it is lowered further.
  • the process is complete when the support bodies 34 rest with their surfaces 37 on the upper end surface 38 of the tube 5. If the openings 39 in the head part of the tube 5 are not already aligned with the bolts 24, the bolts 24 will in any case come into engagement with these openings when the drill string is subsequently rotated.
  • the springs 28 then cause the latches 24 to snap into the openings, so that both tensile and torsional forces can then be transmitted from the drill string 4 to the pipe 5.
  • the support body 34 ensure that the bolts 24 come with the openings 39 in the tube when lowering to the correct height. They can also serve to exert a downward pressure on the tube 5.
  • the sealing piston 58 is first lowered into the drill string 4 by means of a rope. As soon as he sits on the sealing point 57, the safety device opens and can then be pulled up again. Then, according to the method of operation already described above, pressure medium is introduced by means of the pump 61, as a result of which the actuator 46 is actuated and the directional control valve 48 is thereby switched on. Thus, the pressure medium can now flow via the preload valve 63 to the connection 54 of the directional control valve and into the control line 56, whereby the check valve 55 is opened. As a result of the pressure drop after the pump 61 is switched off, the piston of the actuator 46 returns to its starting position under the action of the spring 46a.
  • the pressure medium can flow out of the cylinder spaces 21 and 31 of the units 17 and 18, the springs 23 and 33 moving the pistons 20 and 30 radially inward into the rest position, so that both the bolts 24 and the support body 34 are withdrawn from the tube 5.
  • the device 6 is separated from the tube 5.
  • the sealing piston 58 can be pulled out of the drill string 4 by means of a rope and catching device, so that the latter is free and a further drilling operation can be carried out with it independently of the pipe 5.
  • FIG. 3 an embodiment of the device 6 is shown, which is suitable for installation in a so-called. H. a drill string with rod parts which have external lines 64 (FIG. 3), e.g. B. for passing air.
  • the device shown in FIG. 5, on the other hand, is designed for installation in a so-called double-wall linkage and, accordingly, similarly to the linkage parts itself, has an inner tube 65 and an outer tube 66 surrounding it, the housing of the device being fastened to the latter. Otherwise, the construction of the device corresponds to the embodiment according to FIG. 3.
  • the same or corresponding parts are designated in FIG. 5 with the same reference numerals as in FIG. 3.
  • the actuation system is shown in simplified form in FIG. 5.
  • FIG. 6 shows another embodiment of a coupling element, which here has the shape of an angle lever 71 which can be pivoted about an axis 72 fixed in the housing 74 of the device.
  • the piston rod 75 of a piston-cylinder unit 77 is connected via a pivot pin 73, the cylinder of which is articulated by means of a pin 76 on the housing 74 of the device.
  • the piston rod 75 with its continuation is approximately comparable to the bolt 24 with shaft 25 of the unit 17 according to FIG. 3, so that what has been said about this applies accordingly here.
  • the coupling piece 71 can be both a Engagement in an opening in a tube of certain bolts as well as a support body. The latter is shown in Fig. 6.
  • the angle lever 71 has a support surface 67 which can come to rest against a counter surface 69 on the underside of an inwardly projecting collar 78 on the tube.
  • this part of the angle lever 71 is provided with a bevel 70, so that it can slide over the edge of the collar 78 when the device is lowered and thereby escape inwards.
  • the number 79 denotes a stop for a surface on the other arm of the angle lever 71, which provides support.
  • the housing 74 of the device has a counter surface 80 facing the end face 68 at the upper end of the tube 5, with which the housing can rest when the tube 5 is to be loaded in the downward direction.
  • an axially upward force can be exerted on the tube 5 by the support body 71 in the position shown in FIG. 6.
  • a housing 84 contains, in an upper part, coupling pieces 81 with a bevel at the front end and an actuation system 40 therefor, as was explained above in connection with FIGS. 3 and 4.
  • the housing has a counter surface 80 facing the end face 68 of the tube 5, as is also shown in FIG. 6 and described in connection therewith.
  • the housing continues downward in a projection 85 screwed to it, on which a ring part 87 is rotatably mounted by means of roller bearings 82 and 83 and is fixedly connected to a tubular inner part 88 of the device.
  • This inner part 88 forms the continuation of the rod parts 4a of the drill string and is connected to them via flanges 13.
  • the inner part can rotate together with the entire drill string relative to the housing 84, that is to say also relative to the pipe 5.
  • the pressure medium is supplied to the actuation system 40 via the check valve 41 via a plurality of openings 89 in the inner part 88 and an annular channel in the cylindrical wall 90 of the housing 84 surrounding the inner part.
  • the sealing piston 58 expediently contains an inner passage 94 with one or more upper inlet openings 95 and an outlet opening 96 opening below the sealing surface 59 and with a valve 97.
  • the stem 99 of the valve body 98 is connected to the coupling cone 60, which is axially displaceable by a certain amount, worked by a fitting. Both parts are pressed down in the idle state by a spring, not shown, so that the valve 97 is closed.
  • the sealing piston 58 If the sealing piston 58 is to be brought up with the pipe 5 after completion of a coupling or uncoupling operation of the drill string and the safety device on the lowered rope has gripped the coupling cone 60, then the tensile force in the rope at the beginning of the upward movement initially causes a displacement of the coupling cone 60 above, together with the valve body 98, so that the valve 97 is opened. As a result, the amount of liquid, in particular water, standing above the sealing piston 58 in the drill string can flow downward via the passage 94 and the opening 96. Such a passage path with valve can also be present in all other versions of the device.
  • FIG. 8 and 9 illustrate an embodiment in which the pipe 5 'to be coupled has a plurality of recesses 92 in the upper edge region, e.g. B. four, which are regularly distributed over the circumference.
  • Coupling pieces 91 can engage in these recesses 92, so that a downward force and / or a torque can be transmitted from the drill string to the pipe 5 '. Otherwise, the execution can be made as it meets the requirements. It can have further features of the type described, so that what has been said here applies here analogously and accordingly.
  • the invention enables different ways of working, so that numerous needs can be particularly well taken into account. It allows a pipe to be taken along in the axial direction and at the same time rotating, in which case in particular the lower end of the pipe, which can carry a cutting ring or the like, is located approximately at the same height as the drill head at the lower end of the rod. In other cases, the pipe can be taken along axially without rotation. This comes e.g. B. when the pipe is to be discontinued. Then you can work as shown in Fig. 1. The pipe 5 is guided so that the drill head 9 leads the lower pipe end on the rod. When the extension chisel 9a is extended, the diameter of the tube is drilled out.
  • the extension chisel 9a is drawn in, the drill head 9 is placed on the bottom of the borehole, thereby relieving the load.
  • the tube 5 can then be left in a controlled manner by lowering the upper part of the drill string with the device 6, the telescopic device 7 being inserted.
  • the device 6 for uncoupling the pipe 5 from the drill string 4 can be actuated.

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Abstract

In order to be able to connect a boring line with a tube or casing with the aid of pressurized coupling pieces, without direct access to the point of connection, an operating system (40) is envisaged which contains a multi-way valve (48), that can be switched by a positioning drive (46), the valve being equipped with at least three connections (51, 52, 53), whereby a coupling (47) operating in one direction is arranged between the movable part of the multi-way valve (48) and the positioning drive (46). In particular, a plurality of support elements (34) and locks (24), as appropriate, can be provided as coupling pieces, at a distance in the axial direction of the device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden des Bohrstranges mit einem Rohr oder ähnlichen Hohlkörper, in Form eines in einen Bohrstrang einbaubaren Aggregats, mit zum Angriff an dem Rohr bringbaren Kupelstücken und diesen zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten, deren Kolben auf einer Seite zum Überführen der Kuppelstücke in eine äußere Wirkposition mit Druckmittel beaufschlagbar sind, und auf der anderen Seite zum Zurückfüren der Kuppelstücke federbelastet sind.The invention relates to a device for releasably connecting the drill string to a pipe or similar hollow body, in the form of a unit which can be installed in a drill string, with coupling pieces which can be brought into contact with the pipe and associated piston-cylinder units, the pistons of which are on one side for transferring the coupling pieces into an external operative position can be acted upon with pressure medium, and on the other side are spring-loaded for returning the coupling pieces.

In der Bohrtechnik kommt es vor, daß mit einem Bohrstrang, der üblicherweise aus mehreren Gestängeteilen zusammengesetzt ist und am unteren Ende einen Bohrkopf od. dgl. aufweist, ein Rohr bzw. ein sog. Casing nach unten mitgenommen werden soll, ohne daß dazu eine besondere Rohrhalte- oder -nachlaßvorrichtung eingesetzt werden soll oder kann. Dies ist namentlich dann der Fall, wenn der Bohrstrang verhältnismäßig lang ist und ein Casing bzw. Mantel-, Bohrrohr od. dgl. nur im untersten Teil des Bohrstranges in Betracht kommt, also vorwiegend bei Bohrungen unter Wasser im Offshore-Bereich, etwa bei Bohrpfählen u. dgl.In drilling technology it happens that with a drill string, which is usually composed of several rod parts and has a drill head or the like at the lower end, a pipe or a so-called casing is to be taken downwards without requiring a special one Pipe holding or bleeding device should or can be used. This is particularly the case if the drill string is relatively long and a casing or casing, drill pipe or the like is only considered in the lowest part of the drill string, i.e. primarily for drilling underwater in the offshore area, for example in the case of bored piles u. the like

In den Bohrstrang kann an derjenigen Stelle, die im Bereich des oberen Endes des mitzunehmenden Rohres oder Casings zu liegen kommen soll, ein Aggregat eingebaut werden, das radial verschiebbare Bolzen als Kuppelstücke aufweist. Diese greifen in Löcher des Rohres ein und können durch hydraulischen Druck in dieser Position gehalten werden. Sie übertragen dann beim Bohren die Drehung und die Axialbewegung des Bohrstranges auf das Rohr. Hat im Verlauf des Bohrens das Rohr die gewünschte Tiefe erreicht, etwa wenn nach Durchteufen einer nicht standfesten Zone harter Grund erreicht ist, muß das Rohr vom Gestänge getrennt werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß von der Tage aus mittels eines am Bohrstrang entlang verlaufenden Seiles eine Entlastung der Bolzen vom Haltedruck ausgelöst wird, so daß sich die Bolzen dann unter Federkraft radial nach innen bewegen und dabei aus den Öffnungen des Rohres heraustreten. Mit dem Bohrstrang kann dann weitergebohrt werden, während das Rohr an seiner Stelle verbleibt. Eine solche Verbindung zwischen einem Bohrstrang und einem Rohr kann nur der Tage hergestellt werden, weil sonst ein Eintritt der Bolzen in die Öffnungen des Rohres nicht erreichbar ist. Weiterhin ist es auch nicht möglich, den Bohrstrang später nochmals mit dem Rohr zu kuppeln, wie es in bestimmten Fällen erwünscht ein kann.In the drill string, at the point that is to come to rest in the area of the upper end of the pipe or casing to be carried, an aggregate can be installed that has radially displaceable bolts as coupling pieces. These engage in holes in the pipe and can be held in this position by hydraulic pressure. They then transfer the rotation and axial movement of the drill string to the pipe during drilling. If the pipe has reached the desired depth in the course of drilling, for example if hard ground is reached after penetrating a non-stable zone, the pipe must be separated from the rod. This can be achieved by releasing the bolts from the holding pressure from the day by means of a rope running along the drill string, so that the bolts then move radially inwards under spring force and thereby emerge from the openings in the tube. The drill string can then be used to continue drilling while the pipe remains in its place. Such a connection between a drill string and a pipe can only be made during the day, because otherwise the bolts cannot enter the openings of the pipe. Furthermore, it is also not possible to couple the drill string to the pipe again later, as can be desired in certain cases.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kuppeln eines Bohrstranges mit einem Rohr od. dgl. zu schaffen, die es ermöglicht, den Bohrstrang wiederholt mit einem Rohr, Casing od. dgl. verbinden zu können und die Verbindung auch ohne unmittelbaren Zugang zur Verbindungsstelle bewirken zu können, insbesondere auch unter Wasser. Weiterhin strebt die Erfindung eine für die praktischen Belange besonders günstige Ausbildung einer Vorrichtung zum lösbaren Verbinden eines Bohrstranges mit einem Rohr od. dgl. an. Mit alledem in Verbindung stehende weitere Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.The object of the invention is to provide a device for coupling a drill string to a pipe or the like, which enables the drill string to be repeatedly connected to a pipe, casing or the like, and the connection can also be made without direct access to the connection point to be able to effect, especially under water. Furthermore, the invention aims to provide a device for the releasable connection of a drill string to a pipe or the like which is particularly advantageous for practical purposes. All of the other problems associated with the present invention result from the respective explanation of the indicated solution.

Die Erfindung kennzeichnet sich durch ein über eine einzige Druckmittelleitung von einer Druckmittelquelle über Tage zu versorgendes Betätigungssystem für die den Kuppelstücken zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten, das ein mittels Druckmittel-Stellantriebs umschaltbares Wegeventil mit wenigstens drei Anschlüssen enthält, von denen einer mit einer Druckmittel-Zuleitung, ein zweiter mit wenigstens einem Teil der Kolben-Zylinder-Einheiten und ein dritter mit einer Ableitung verbunden ist, wobei der Druckmittel-Stellantrieb an die Zuleitung angeschlossen ist und zwischen dem verstellbaren Teil des Wegeventils und dem Stellantrieb eine in einer Richtung wirksame Kupplung, Ratsche od. dgl. vorgesehen ist.The invention is characterized by an actuation system for the piston-cylinder units assigned to the coupling pieces, which is supplied by a single pressure medium line from a pressure medium source for days, and which contains a directional control valve which can be switched by means of a pressure medium actuator and has at least three connections, one of which has a pressure medium Supply line, a second one is connected to at least some of the piston-cylinder units and a third one is connected to a discharge line, the pressure medium actuator being connected to the supply line and a one-way coupling between the adjustable part of the directional control valve and the actuator, Ratchet or the like is provided.

Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, den betreffenden Bohrstrang zu kuppeln, die Kupplung wieder zu lösen und zu einem gewünschten Zeitpunkt wiederum eine neue Verbindung herzustellen. Dies geschieht auf einfache Weise durch Druckaufbau und Druckentlastung in einer einzigen Druckmittelleitung.With such a device, it is possible to couple the drill string in question, to release the clutch again and to make a new connection at a desired point in time. This is done in a simple manner by building up pressure and relieving pressure in a single pressure medium line.

Der Stellantrieb ist vorteilhaft eine Kolben-Zylinder-Einheit mit Rückholfeder, wobei die letztere in der Einheit eingebaut sein kann oder einem damit in Verbindung stehenden Teil zugeordnet sein kann.The actuator is advantageously a piston-cylinder unit with a return spring, wherein the latter can be installed in the unit or can be assigned to a part connected to it.

In der zum ersten Anschluß des Wegeventils führenden Leitung ist zweckmäßig ein Vorspannventil vorgesehen. Damit läßt sich eine besonders günstige zeitliche Folge der Vorgänge im System erreichen.A preload valve is expediently provided in the line leading to the first connection of the directional valve. This enables a particularly favorable chronological sequence of the processes in the system to be achieved.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist in der vom zweiten Anschluß des Wegeventils zu den Kolben-Zylinder-Einheiten führenden Leitung ein entsperrbares Rückschlagventil vorgesehen, dessen Steuerleitung mit einem vierten Anschluß des Wegeventils verbunden ist. Dies ergibt eine besonders sichere Arbeitsweise der Vorrichtung.In a further embodiment of the device, an unlockable check valve is provided in the line leading from the second connection of the directional valve to the piston-cylinder units, the control line of which is connected to a fourth connection of the directional valve. This results in a particularly safe operation of the device.

Die zum Betätigungssystem führende Druckmittelleitung kann jede geeignete Form haben, so auch eine am Gestänge entlang führende Leitung sein. Mit besonderem Vorteil wird diese Druckmittelleitung durch einen zentralen Hohlraum des Bohrstranges gebildet, namentlich durch das Innere von Gestängerohren. Je nach den Aufgaben, die der Bohrstrang in Verbindung mit einem Werkzeug oder anderen Aggregat zu erfüllen hat, kann es vorteilhaft sein, in einem zentralen Hohlraum der Vorrichtung einen Sitz für einen mittels eines Seiles in den Bohrstrang ablaßbaren Dichtkolben vorzusehen. Nachdem ein Kupplungs- oder Entkupplungsvorgang mit der Vorrichtung durchgeführt worden ist, kann ein solcher Dichtkolben wieder herausgezogen werden, so daß dann wieder ein durchgehend freier Durchlaß im Bohrstrang für andere Zwecke zur Verfügung steht, insbesondere für eine Spülung.The pressure medium line leading to the actuation system can have any suitable shape, including a line leading along the linkage. This pressure medium line is particularly advantageously formed by a central cavity in the drill string, specifically by the interior of drill pipes. Depending on the tasks that the drill string has to perform in connection with a tool or other unit, it can be advantageous to have a seat in a central cavity of the device for a sealing piston that can be lowered into the drill string by means of a rope to provide. After a coupling or uncoupling operation has been carried out with the device, such a sealing piston can be pulled out again, so that a continuously free passage in the drill string is then available for other purposes, in particular for flushing.

Für die Ausbildung der Kuppelstücke bestehen verschiedene Möglichkeiten. Bei einer vorteilhaften Ausführung sind relativ zu den Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten jeweils gegen die Kraft einer Feder bewegbare Kuppelstücke vorgesehen, die jeweils im Bereich des vorderen Endes eine Abschrägung aufweisen. Die in einen Bohrstrang eingebaute Vorrichtung kann dann über das Ende eines Rohres abgesenkt werden, wobei die Kuppelstücke unabhängig von der jeweiligen Lage der Kolben im Kontakt mit dem Rand des Rohres zurückgedrückt werden und hernach in Anlage mit der Rohrinnenwand verbleiben, bis sie die gewünschte Position einnehmen können, sei es, daß sie in Öffnungen in dem zu kuppelnden Rohr od. dgl. eintreten, sei es, daß sie eine Fläche an dem Rohr unter- oder übergreifen.There are various options for the formation of the coupling pieces. In an advantageous embodiment, coupling pieces which are movable relative to the pistons of the piston-cylinder units are each provided against the force of a spring and each have a bevel in the region of the front end. The device installed in a drill string can then be lowered over the end of a pipe, the coupling pieces being pressed back regardless of the position of the pistons in contact with the edge of the pipe and then remaining in contact with the inner wall of the pipe until they assume the desired position can, be it that they enter openings in the pipe to be coupled or the like, or that they reach under or overlap a surface on the pipe.

Ungeachtet der sonstigen Ausbildung können die Kuppelstücke als Bolzen, Riegel od. dgl. ausgebildet sein oder auch die Form von Winkelhebeln haben. Zur Betätigung der letzteren dienende Kolben-Zylinder-Einheiten lassen sich dann insbesondere parallel zur Längsachse der Vorrichtung anordnen.Regardless of the other training, the coupling pieces can be designed as bolts, bolts or the like. Or they can have the shape of angle levers. To actuate the latter, piston-cylinder units can then be arranged in particular parallel to the longitudinal axis of the device.

Die Anordnung und Gestaltung der Kuppelstücke läßt sich so treffen, daß durch dieselben eine abwärts und/oder aufwärts gerichtete Kraft vom Bohrstrang auf das Rohr übertragbar ist. Je nach, den Erfordernissen können also nur solche Kuppelstücke vorhanden sein, die eine Kraft in der einen Richtung zu übertragen vermögen. Weiterhin lassen sich zwei Gruppen von Kuppelstücken vorsehen, von denen die eine eine Kraft nach unten und die andere eine Kraft nach oben übertragen kann.The arrangement and design of the coupling pieces can be made in such a way that a downward and / or upward force can be transmitted from the drill string to the pipe. Depending on the requirements, only those coupling pieces can be present that are able to transmit a force in one direction. Furthermore, two groups of coupling pieces can be provided, one of which can transmit a downward force and the other can transmit an upward force.

Insbesondere lassen sich als Stützkörper ausgebildete Kuppelstücke vorsehen, die eine zur Anlage an einer Gegenfläche am Rohr od. dgl. bringbare Stützfläche aufweisen. Solche Stützkörper können die alleinigen Kuppelstücke bilden, z. B. dann, wenn vom Bohrstrang auf das Rohr kein Drehmoment übertragen werden soll, sondern nur eine Axialkraft.In particular, coupling pieces designed as support bodies can be provided which have a support surface which can be brought into contact with a counter surface on the pipe or the like. Such support body can form the sole coupling pieces, for. B. if no torque is to be transmitted from the drill string to the pipe, but only an axial force.

Weiterhin läßt sich je nach den Erfordernissen die Ausbildung auch so treffen, daß als Kuppelstücke jeweils mehrere Stützkörper und Riegel mit Abstand in Achsrichtung der Vorrichtung vorhanden sind. Die Stützkörper können dann lediglich dazu dienen, daß die Riegel beim Absenken des Bohrstranges relativ zum Rohr auf die richtige Höhe mit im Rohr vorhandenen Öffnungen kommen. Sie erfüllen dann eine Anschlagfunktion. Weiterhin sind sie aber auch in der Lage, einen Andruck auf das Rohr nach unten auszuüben. Insbesondere kann es so sein, daß die Riegel vorwiegend ein Drehmoment und die Stützkörper vorwiegend eine Axialkraft vom Bohrstrang auf das Rohr übertragen.Furthermore, depending on the requirements, the design can also be such that several supporting bodies and bolts are provided as coupling pieces with spacing in the axial direction of the device. The support bodies can then only serve to ensure that the bolts come to the correct height with openings in the pipe when the drill string is lowered relative to the pipe. They then fulfill a stop function. Furthermore, they are also able to exert pressure downwards on the pipe. In particular, it can be the case that the bolts predominantly transmit a torque and the support bodies predominantly transmit an axial force from the drill string to the pipe.

Eine weitere Ausführung besteht darin, daß das zu kuppelnde Rohr an seinem oberen Rand Ausnehmungen aufweist, mit denen Kuppelstücke zum Eingriff bringbar sind. Dies ergibt nicht nur eine günstige Verbindung durch den leicht erreichbaren Eintritt der Kuppelstücke in die Ausnehmungen, sondern ermöglicht im Bedarfsfall auch eine Drehmomentübertragung.Another embodiment is that the pipe to be coupled has recesses on its upper edge with which coupling pieces can be brought into engagement. This not only results in a favorable connection due to the easily accessible entry of the coupling pieces into the recesses, but also enables torque transmission if necessary.

Wenn das zu kuppelnde Rohr keine Drehung durch einen sich beim Arbeiten drehenden Bohrstrang erhalten soll, sondern nur eine axiale Mitnahme gewünscht ist, wird die Ausführung vorteilhaft so getroffen, daß in einem die Kuppelstücke enthaltenden Gehäuse ein mit den Teilen des Bohrstranges zuverbindender Innenkörper der Vorrichtung drehbar gelagert ist.If the pipe to be coupled is not to be rotated by a drill string rotating while working, but only axial entrainment is desired, the embodiment is advantageously made such that an inner body of the device to be connected to the parts of the drill string can be rotated in a housing containing the coupling pieces is stored.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigen:Further details, features and advantages of the invention result from the following explanation of exemplary embodiments, from the associated drawing and from the claims. Show it:

  • Fig. 1 einen Teil einer Plattform mit Bohrgerät und Bohrstrang zur Veranschaulichung einer Einsatzmöglichkeit der Vorrichtung,1 shows a part of a platform with a drill and drill string to illustrate a possible application of the device,
  • Fig. 2 eine andere Ausführung eines Bohrstanges mit zu kuppelndem Rohr,2 shows another embodiment of a boring bar with a pipe to be coupled,
  • Fig. 3 eine Ausführung der Vorrichtung im einzelnen, teils im Schnitt, teils schematisch,3 shows an embodiment of the device in detail, partly in section, partly schematically,
  • Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ventils,4 shows a schematic illustration of a valve,
  • Fig. 5 eine abgewandelte Ausführung der Vorrichtung in einer der Fig. 3 vergleichbaren Darstellung,5 shows a modified embodiment of the device in a representation comparable to FIG. 3,
  • Fig. 6 eine weitere Ausführung eines Kuppelstückes,6 shows a further embodiment of a coupling piece,
  • Fig. 7 eine andere Ausführung derFig. 7 shows another embodiment of the
  • Vorrichtung im Längsschnitt,Device in longitudinal section,
  • Fig. 8 eine Einzelheit einer weiteren Ausführung der Vorrichtung mit Blick auf ein Rohr von oben undFig. 8 shows a detail of a further embodiment of the device with a view of a tube from above and
  • Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX - IX in Fig. 8.9 shows a section along the line IX-IX in FIG. 8.

In Fig. 1 ist ein Teil einer z. B. im Offshore-Einsatz befindlichen Plattform 1 dargestellt, auf der sich ein für das Lufthebe-Bohrverfahren geeignetes Bohrgerät 2 mit einem Kraftdrehkopf 3 befindet. Mit der Ziffer 4 ist ein aus mehreren rohrförmigen Gestängeteilen 4a zusammengesetzter Bohrstrang und mit der Ziffer 5 ein von diesem zeitweilig mitzunehmendes Rohr oder Casing bezeichnet. In den Bohrstrang ist eine Vorrichtung 6 eingebaut, mittels derer der Bohrstrang 4 mit dem Rohr 5 gekuppelt werden kann. Die Gestängeteile 4a sind untereinander und mit der Vorrichtung 6 durch Flansche 13 lösbar verbunden.In Fig. 1 part of a z. B. shown in offshore use platform 1, on which a suitable for the air lifting drilling method drill 2 with a power head 3 is located. Numeral 4 designates a drill string composed of a plurality of tubular rod parts 4a and numeral 5 designates a pipe or casing to be temporarily carried by it. A device 6 is installed in the drill string, by means of which the drill string 4 can be coupled to the pipe 5. The rod parts 4a are releasably connected to one another and to the device 6 by flanges 13.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 weist der unterhalb der Vorrichtung 6 befindliche Teil 4' des Bohrstranges eine an sich bekannte Teleskopeinrichtung 7, eine Schwerstange 8 und ein Bohrwerkzeug 9 in Form eines Bohrkopfes mit radial über den Durchmesser des letzteren ausfahrbaren Hinterschneidern, Erweiterungswerkzeugen 9a od. dgl. auf.1, the part 4 'located below the device 6 has a known telescopic device 7, a drill collar 8 and a drilling tool 9 in the form of a drilling head with undercuts, extension tools 9a or the like which can be extended radially over the diameter of the latter.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführung eines sich an die Vorrichtung 6 nach unten hin anschließenden Bohrstrangteiles 4" dargestellt, der mehrere Stabilisatoren 10 od. dgl. und einen Bohrkopf 11 ohne Erweiterungsmeißel aufweist. Ein mitzunehmendes Rohr oder Casing ist auch hier wie in den übrigen Teilen der Beschreibung mit der Ziffer 5 bezeichnet.2 shows another embodiment of a drill string part 4 "which adjoins the device 6 downwards and which has a plurality of stabilizers 10 or the like and a drill head 11 without an extension chisel. A pipe or casing to be carried is also here as in FIGS other parts of the description with the number 5.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführung einer Vorrichtung weist ein Gehäuse 14 auf, das ein inneres Rohr 15 mit freiem inneren Durchlaß 16 enthält. Dieses bildet die Fortsetzung der einzelnen rohrförmigen Gestängeteile 4a (Fig. 1) des Bohrstranges 4. In dem Gehäuse 14 sind in zwei verschiedenen Ebenen E1 und E2 Kolben-Zylinder-Einheiten 17 und 18 vorgesehen. Diese sind in gleichmäßigen Winkelabständen über den Umfang verteilt angeordnet. Ihre Zahl kann z. B. vier oder mehr betragen. Jede Einheit 17 enthält einen Zylinder 19 und einen Kolben 20. Dem Zylinderraum 21 kann über eine lediglich schematisch angedeutete Leitung 22 ein Druckmedium zugeführt werden. Der Kolben 20 ist durch eine Druckfeder 23 belastet, die ihn radial nach innen zu bewegen sucht. Mit der Ziffer 24 ist ein Kuppelstück in Form eines Riegels bezeichnet, der sich mit einem Schaft 25 und einem verdickten Endteil 26 in einen entlüfteten Hohlraum 27 des Kolbens 20 hinein erstreckt. Eine Druckfeder 28 ist zwischen dem Kolben 20 und einer Schulter am Riegel 24 angeordnet und sucht den letzteren vom Kolben 20 weg zu drücken. Gegen die Kraft dieser Feder 28 kann der Riegel 24 relativ zum Kolben 20 radial, d. h. in diesen hinein verschoben werden. An seinem vorderen Ende ist der Riegel 24 mit einer abgeschrägten Stirnfläche 24a versehen.The embodiment of a device shown in FIG. 3 has a housing 14 which contains an inner tube 15 with a free inner passage 16. This forms the continuation of the individual tubular rod parts 4a (FIG. 1) of the drill string 4. Piston-cylinder units 17 and 18 are provided in the housing 14 in two different planes E1 and E2. These are arranged at uniform angular intervals distributed over the circumference. Your number can e.g. B. four or more. Each unit 17 contains a cylinder 19 and a piston 20. A pressure medium can be supplied to the cylinder chamber 21 via a line 22 which is only indicated schematically. The piston 20 is loaded by a compression spring 23 which tries to move it radially inwards. The number 24 denotes a coupling piece in the form of a bolt, which extends with a shaft 25 and a thickened end part 26 into a vented cavity 27 of the piston 20. A compression spring 28 is arranged between the piston 20 and a shoulder on the bolt 24 and tries to push the latter away from the piston 20. Against the force of this spring 28, the bolt 24 can be radial relative to the piston 20, i. H. be moved into this. At its front end, the latch 24 is provided with a beveled end face 24a.

Die Einheit 18 weist ebenfalls einen Zylinder 29 mit einem darin verschiebbaren Kolben 30 auf, mit dem ein Stützkörper 34 fest verbunden ist. Dem Zylinderraum 31 kann über eine parallel zur Leitung 22 verlaufende Leitung 32 Druckmittel zugeführt werden. Der Kolben 30 ist durch eine Druckfeder 33 belastet, die ihn radial nach innen zu drücken sucht. Mit den Ziffern 35 und 36 sind jeweils in Nuten der Riegel 24 bzw. der Stützkörper 34 eingreifende Führungsbolzen bezeichnet, die zugleich eine Verdrehung der Teile 24 und 34 um ihre Längsachsen verhindern. Die Stützkörper 34 weisen jeweils am vorderen Ende eine untere Stützfläche 37 auf, die sich gegen die obere Stirnfläche 38 des Rohres 5 legen kann.The unit 18 also has a cylinder 29 with a piston 30 displaceable therein, with which a support body 34 is fixedly connected. Pressure medium can be supplied to the cylinder chamber 31 via a line 32 running parallel to the line 22. The piston 30 is loaded by a compression spring 33, which tries to push it radially inwards. Numbers 35 and 36 denote guide bolts engaging in grooves of the bolt 24 and the support body 34, which at the same time prevent the parts 24 and 34 from rotating about their longitudinal axes. The support bodies 34 each have a lower support surface 37 at the front end, which can lie against the upper end surface 38 of the tube 5.

In dem Rohr 5 sind radiale Öffnungen 39 in einer solchen Zahl und Anordnung vorgesehen, daß die Riegel 24 darin eintreten können.Radial openings 39 are provided in the tube 5 in such a number and arrangement that the bolts 24 can enter therein.

Mit der Ziffer 40 ist insgesamt ein Betätigungssystem für die Kolben-Zylinder-Einheiten 17 und 18 bezeichnet. An einer Stelle der Wandung des Rohres 15 ist eine Öffnung mit einem Rückschlagventil 41 vorgesehen, über das durch den Innenraum 16 des Rohres 15 zugeführtes Druckmedium, insbesondere Wasser, in einen geschlossenen Raum 42 und von diesem über einen Anschluß 43 in eine einen Filter 44 enthaltende Zuleitung 45 gelangen kann. Diese verzweigt sich und führt, wie lediglich schematisch dargestellt ist, mit einem Zweig 45a zu einem Druckmittel-Stellantrieb 46, der als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist, wobei der Kolben auf seiner dem Druckmittelraum abgewandten Seite durch eine Rückholfeder 46a belastet ist. Mittels des Antriebs 46 kann über eine nur in einer Richtung wirksame Kupplung oder Weiterschaltvorrichtung 47, die z. B. nach dem Prinzip einer Ratsche ausgebildet ist, der verstellbare Teil 48a eines Wegeventils 48 geschaltet werden. Vorteilhaft ist dieses Ventil, das in Fig. 3 und 4 nur schematisch dargestellt ist, ein 4/2-Wegeventil mit vier Anschlüssen 51, 52, 53 und 54, wobei der Anschluß 51 mit einem Zweig 45b der Zuleitung 45 und der Anschluß 53 mit einer Auslaßleitung 49 verbunden ist, die beispielsweise in den Ringraum zwischen der Vorrichtung 6 bzw. dem Bohrstrang 4 und dem Rohr 5 münden kann. Der zweite Anschluß 52 ist mit einer Leitung 50 verbunden, in der sich ein entsperrbares Rückschlagventil 55 befindet, dessen Steuerleitung 56 mit dem vierten Anschluß 54 des Wegeventils 48 verbunden ist. Die Leitung 50 verzweigt sich hinter dem Ventil 55 in die beiden zu den Einheiten 17 und 18 führenden Leitungswege 22 und 32.Numeral 40 overall designates an actuation system for the piston-cylinder units 17 and 18. At one point on the wall of the tube 15 there is an opening with a check valve 41, via which pressure medium, in particular water, supplied through the interior 16 of the tube 15 into a closed space 42 and from there via a connection 43 into a filter 44 Lead 45 can arrive. This branches and leads, as shown only schematically, with a branch 45a to a pressure medium actuator 46, which is designed as a piston-cylinder unit, the piston on its side facing away from the pressure medium space being loaded by a return spring 46a. By means of the drive 46 can be effective via a unidirectional clutch or switching device 47, the z. B. is designed on the principle of a ratchet, the adjustable part 48a of a directional control valve 48 can be switched. This valve, which is only shown schematically in FIGS. 3 and 4, is advantageously a 4/2-way valve with four connections 51, 52, 53 and 54, the connection 51 having a branch 45b of the supply line 45 and the connection 53 an outlet line 49 is connected, which can open, for example, in the annular space between the device 6 or the drill string 4 and the pipe 5. The second connection 52 is connected to a line 50 in which there is an unlockable check valve 55, the control line 56 of which is connected to the fourth connection 54 of the directional control valve 48. The line 50 branches behind the valve 55 into the two line paths 22 and 32 leading to the units 17 and 18.

In dem inneren Rohr 15 der Vorrichtung 6 ist ein Dichtsitz 57 für einen Dichtkolben 58 vorgesehen, der an seinem unteren Ende eine auf den Sitz 57 passende Dichtfläche 59 aufweist. Am oberen Ende des Dichtkolbens befindet sich ein Kupplungskegel 60 für eine Fangvorrichtung bekannter Art, so daß der Dichtkolben 58 von über Tage mittels eines Seiles durch den Bohrstrang hindurch abgelassen werden kann und auch wieder aus dem Bohrstrang herausgezogen werden kann. In der Zeichnung ist mit der Ziffer 61 schematisch eine Druckmittelquelle, insbesondere eine Pumpe, bezeichnet, während mit der Ziffer 62 der vom freien Innenraum der Bohrgestängeteile 4a gebildete Leitungsweg angedeutet ist. Mittels eines solchen Dichtkolbens 58 kann dieser Leitungsweg im Bohrstrang, der sonst für andere Zwecke zur Verfügung steht oder nutzbar gemacht wird, etwa zum Durchleiten einer Spülung bzw. für das Lufthebe-Bohrverfahren, nun zum Betrieb der Vorrichtung 6 benutzt werden.In the inner tube 15 of the device 6, a sealing seat 57 is provided for a sealing piston 58, which has a sealing surface 59 that fits onto the seat 57 at its lower end. At the upper end of the sealing piston there is a coupling cone 60 for a safety device of a known type, so that the sealing piston 58 can be lowered through the drill string by means of a rope and can also be pulled out of the drill string again. In the drawing, the numeral 61 schematically denotes a pressure medium source, in particular a pump, while the numeral 62 indicates the conduit path formed by the free interior of the drill pipe parts 4a. By means of such a sealing piston 58, this line path in the drill string, which is otherwise available or made usable for other purposes, for example for passing a flush or for the air lifting drilling method, can now be used to operate the device 6.

Ist der Dichtkolben 58 in den Bohrstrang herabgelassen und befindet sich die Vorrichtung 6 oberhalb des Endes eines Rohres 5, das mit dem Bohrstrang gekuppelt werden soll, kann die über Tage befindliche Pumpe 61 eingeschaltet werden, so daß Druckmedium, insbesondere Wasser, durch den dabei im übrigen abgeschlossenen Bohrstrang nach unten geleitet wird und aus dem Innenraum 16 der Vorrichtung über das Rückschlagventil 41, den Raum 42, den Anschluß 43 und den Filter 44 in die Leitung 45 mit Fortsetzung 45a gelangt.If the sealing piston 58 is lowered into the drill string and the device 6 is located above the end of a pipe 5 which is to be coupled to the drill string, the pump 61 located above ground can be switched on, so that pressure medium, in particular water, through which in the other completed drill string directed down is and from the interior 16 of the device via the check valve 41, the space 42, the port 43 and the filter 44 in line 45 with continuation 45a.

Ist der Druck in diesem Leitungsweg auf einen bestimmten Wert angestiegen, z. B. auf 10 bar, wird dadurch der Stellantrieb 46 betätigt, wobei dessen Kolben z. B. bei etwa 15 bar seine Endlage erreicht. Dadurch wird über die Ratsche 47 das Ventil 48 umgesteuert, so daß die Anschlüsse 51 und 52 einerseits sowie 53 und 54 andererseits miteinander verbunden sind, wie es in Fig. 3 und 4 mit aus gezogenen Linien dargestellt ist. Der Druck steigt nun im Bohrstrang und in den sich anschließenden Leitungswegen weiter an und öffnet bei einem gewissen Wert von beispielsweise 20 bar ein Vorspannventil 63, das in dem anderen Leitungszweig 45b der Zuleitung 45 vorgesehen ist. Das zugeführte Druckmedium kann nun über das Wegeventil 48, die Leitung 50, das Rückschlagventil 55 und die Zweigleitungen 22 und 32 zu den Kolben-Zylinder-Einheiten 17 und 18 strömen. Dadurch werden deren Kolben 20 und 30 und somit die Riegel 24 und die Stützkörper 34 ausgeschoben. Die Pumpe 61 wird hierauf abgeschaltet. Durch den dabei eintretenden Druckabfall schließt das Rückschlagventil 55, und der Kolben des Stellantriebs 46 wird unter der Kraft der Feder 46a in seine Ausgangslage zurückgeführt.Has the pressure in this route increased to a certain value, e.g. B. to 10 bar, the actuator 46 is actuated, the piston z. B. reaches its end position at about 15 bar. As a result, the valve 48 is reversed via the ratchet 47, so that the connections 51 and 52 on the one hand and 53 and 54 on the other hand are connected to one another, as shown in FIGS. 3 and 4 with solid lines. The pressure now rises further in the drill string and in the adjoining line paths and, at a certain value of, for example, 20 bar, opens a preload valve 63 which is provided in the other line branch 45b of the feed line 45. The pressure medium supplied can now flow via the directional valve 48, the line 50, the check valve 55 and the branch lines 22 and 32 to the piston-cylinder units 17 and 18. As a result, the pistons 20 and 30 and thus the bolts 24 and the support body 34 are pushed out. The pump 61 is then switched off. The check valve 55 closes due to the pressure drop that occurs, and the piston of the actuator 46 is returned to its starting position under the force of the spring 46a.

Nun kann am Seil die schon erwähnte Fangvorrichtung in den Bohrstrang abgelassen werden. Sobald diese auf den Kupplungskegel 60 des Dichtkolbens 58 auftrifft, rastet die Kupplung ein, worauf der Dichtkolben 58 aus dem Bohrstrang herausgezogen werden kann.Now the safety device already mentioned on the rope can be lowered into the drill string. As soon as it hits the coupling cone 60 of the sealing piston 58, the coupling engages, whereupon the sealing piston 58 can be pulled out of the drill string.

Der Bohrstrang 4 mit der Vorrichtung 6 wird nun abgesenkt. Dabei berühren die Riegel 24 mit ihren Schrägflächen 24a die Innenkante der oberen Stirnfläche 38 des Rohres 5 und werden gegen die Kraft der Feder 28 um den erforderlichen Betrag nach innengedrückt. Sie gleiten dann bei weiterem Absenken an der Innenwand des Rohres 5 entlang. Der Vorgang ist beendet, wenn die Stützkörper 34 sich mit ihren Flächen 37 auf die obere Stirnfläche 38 des Rohres 5 auflegen. Sofern die Öffnungen 39 im Kopfteil des Rohres 5 hiernach nicht schon mit den Riegeln 24 fluchten, gelangen die Riegel 24 jedenfalls dann zum Eingriff mit diesen Öffnungen, wenn der Bohrstrang anschließend gedreht wird. Die Federn 28 bewirken dann das Einrasten der Riegel 24 in die Öffnungen, so daß dann sowohl Zug- als auch Verdrehkräfte vom Bohrstrang 4 auf das Rohr 5 übertragen werden können. Die Stützkörper 34 stellen sicher, daß die Riegel 24 beim Absenken auf die richtige Höhe mit den Öffnungen 39 im Rohr kommen. Sie können außerdem dazu dienen, einen Andruck nach unten auf das Rohr 5 auszuüben.The drill string 4 with the device 6 is now lowered. The bars 24 touch with their inclined surfaces 24a the inner edge of the upper end face 38 of the tube 5 and are pressed inward against the force of the spring 28 by the required amount. They then slide along the inner wall of the tube 5 as it is lowered further. The process is complete when the support bodies 34 rest with their surfaces 37 on the upper end surface 38 of the tube 5. If the openings 39 in the head part of the tube 5 are not already aligned with the bolts 24, the bolts 24 will in any case come into engagement with these openings when the drill string is subsequently rotated. The springs 28 then cause the latches 24 to snap into the openings, so that both tensile and torsional forces can then be transmitted from the drill string 4 to the pipe 5. The support body 34 ensure that the bolts 24 come with the openings 39 in the tube when lowering to the correct height. They can also serve to exert a downward pressure on the tube 5.

Soll die Vorrichtung vom Rohr 5 abgekuppelt werden, wird zunächst wieder der Dichtkolben 58 mittels Seils in den Bohrstrang 4 abgelassen. Sobald er sich auf die Dichtstelle 57 aufsetzt, öffnet sich die Fangvorrichtung und kann anschließend wieder hochgezogen werden. Sodann wird entsprechend der weiter oben schon beschriebenen Arbeitsweise mittels der Pumpe 61 Druckmedium eingeleitet, wodurch der Stellantrieb 46 betätigt und dadurch das Wegeventil 48 weitergeschaltet wird. Somit kann das Druckmedium jetzt über das Vorspannventil 63 zum Anschluß 54 des Wegeventils und in die Steuerleitung 56 strömen, wodurch das Rückschlagventil 55 geöffnet wird. Infolge des Druckabfalls nach dem Abschalten der Pumpe 61 kehrt der Kolben des Stellantriebs 46 unter der Wirkung der Feder 46a wieder in seine Ausgangslage zurück. Weil nun die Leitung 50 mit der Auslaßleitung 49 verbunden ist, kann das Druckmedium aus den Zylinderräumen 21 und 31 der Einheiten 17 und 18 abströmen, wobei die Federn 23 und 33 die Kolben 20 und 30 radial nach innen in die Ruheposition bewegen, so daß sowohl die Riegel 24 als auch die Stützkörper 34 vom Rohr 5 zurückgezogen sind. Dadurch ist die Vorrichtung 6 vom Rohr 5 getrennt. Mittels Seiles und Fangvorrichtung kann der Dichtkolben 58 aus dem Bohrstrang 4 herausgezogen werden, so daß der letztere frei ist und mit ihm unabhängig vom Rohr 5 eine weitere Bohroperation durchgeführt werden kann.If the device is to be uncoupled from the pipe 5, the sealing piston 58 is first lowered into the drill string 4 by means of a rope. As soon as he sits on the sealing point 57, the safety device opens and can then be pulled up again. Then, according to the method of operation already described above, pressure medium is introduced by means of the pump 61, as a result of which the actuator 46 is actuated and the directional control valve 48 is thereby switched on. Thus, the pressure medium can now flow via the preload valve 63 to the connection 54 of the directional control valve and into the control line 56, whereby the check valve 55 is opened. As a result of the pressure drop after the pump 61 is switched off, the piston of the actuator 46 returns to its starting position under the action of the spring 46a. Now that the line 50 is connected to the outlet line 49, the pressure medium can flow out of the cylinder spaces 21 and 31 of the units 17 and 18, the springs 23 and 33 moving the pistons 20 and 30 radially inward into the rest position, so that both the bolts 24 and the support body 34 are withdrawn from the tube 5. As a result, the device 6 is separated from the tube 5. The sealing piston 58 can be pulled out of the drill string 4 by means of a rope and catching device, so that the latter is free and a further drilling operation can be carried out with it independently of the pipe 5.

Es ist jederzeit möglich, den Bohrstrang mittels der Vorrichtung 6 erneut mit dem Rohr 5 zu kuppeln, wobei dann wiederum die einzelnen Vorgänge in der schon beschriebenen Weise durchgeführt werden.It is possible at any time to couple the drill string to the pipe 5 again by means of the device 6, the individual processes then being carried out in the manner already described.

In Fig. 3 ist eine Ausführung der Vorrichtung 6 gezeigt, die zum Einbau in ein sog. Flanschgestänge geeignet ist, d. h. einen Bohrstrang mit Gestängeteilen, die außenliegende Leitungen 64 (Fig. 3) aufweisen, z. B. zum Durchleiten von Luft. Die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung ist dagegen zum Einbau in ein sog. Doppelwandgestänge ausgebildet und weist demzufolge ähnlich wie die Gestängeteile selbst ein inneres Rohr 65 und ein dieses umgebendes äußeres Rohr 66 auf, wobei das Gehäuse der Vorrichtung an dem letzteren befestigt ist. Im übrigen entspricht der Aufbau der Vorrichtung der Ausführung nach Fig. 3. Gleiche bzw. einander entsprechende Teile sind in Fig. 5 mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 3 bezeichnet. Das Betätigungssystem ist in Fig. 5 vereinfacht dargestellt.In Fig. 3 an embodiment of the device 6 is shown, which is suitable for installation in a so-called. H. a drill string with rod parts which have external lines 64 (FIG. 3), e.g. B. for passing air. The device shown in FIG. 5, on the other hand, is designed for installation in a so-called double-wall linkage and, accordingly, similarly to the linkage parts itself, has an inner tube 65 and an outer tube 66 surrounding it, the housing of the device being fastened to the latter. Otherwise, the construction of the device corresponds to the embodiment according to FIG. 3. The same or corresponding parts are designated in FIG. 5 with the same reference numerals as in FIG. 3. The actuation system is shown in simplified form in FIG. 5.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführung eines Kuppelgliedes, das hier die Form eines Winkelhebels 71 hat, der um eine im Gehäuse 74 der Vorrichtung feste Achse 72 schwenkbar ist. Am innenliegenden Ende dieses Winkelhebels 71 ist über einen Gelenkzapfen 73 die Kolbenstange 75 einer Kolben-Zylinder-Einheit 77 angeschlossen, wobei deren Zylinder mittels eines Zapfens 76 am Gehäuse 74 der Vorrichtung angelenkt ist. Die Kolbenstange 75 mit ihrer Fortsetzung ist etwa dem Riegel 24 mit Schaft 25 der Einheit 17 nach Fig. 3 vergleichbar, so daß das dazu Gesagte hier entsprechend gilt.6 shows another embodiment of a coupling element, which here has the shape of an angle lever 71 which can be pivoted about an axis 72 fixed in the housing 74 of the device. At the inner end of this angle lever 71, the piston rod 75 of a piston-cylinder unit 77 is connected via a pivot pin 73, the cylinder of which is articulated by means of a pin 76 on the housing 74 of the device. The piston rod 75 with its continuation is approximately comparable to the bolt 24 with shaft 25 of the unit 17 according to FIG. 3, so that what has been said about this applies accordingly here.

Das Kuppelstück 71 kann sowohl ein zum Eingriff in eine Öffnung in einem Rohr bestimmter Riegel als auch ein Stützkörper sein. Letzteres ist in Fig. 6 gezeigt. Der Winkelhebel 71 weist eine Stützfläche 67 auf, die zur Anlage an einer Gegenfläche 69 an der Unterseite eines nach innen vorspringenden Bundes 78 am Rohr kommen kann. Außerdem ist dieser Teil des Winkelhebels 71 mit einer Abschrägung 70 versehen, so daß er beim Absenken der Vorrichtung über die Kante des Bundes 78 hinweggleiten und dabei nach innen ausweichen kann. Mit der Ziffer 79 ist ein Anschlag für eine Fläche am anderen Arm des Winkelhebels 71 bezeichnet, wodurch eine Abstützung gegeben ist.The coupling piece 71 can be both a Engagement in an opening in a tube of certain bolts as well as a support body. The latter is shown in Fig. 6. The angle lever 71 has a support surface 67 which can come to rest against a counter surface 69 on the underside of an inwardly projecting collar 78 on the tube. In addition, this part of the angle lever 71 is provided with a bevel 70, so that it can slide over the edge of the collar 78 when the device is lowered and thereby escape inwards. The number 79 denotes a stop for a surface on the other arm of the angle lever 71, which provides support.

Das Gehäuse 74 der Vorrichtung weist eine der Stirnfläche 68 am oberen Ende des Rohres 5 Zugewandte Gegenfläche 80 auf, mit der sich das Gehäuse auflegen kann, wenn das Rohr 5 in Abwärtsrichtung belastet werden soll. Andererseits kann eine axial aufwärts gerichtete Kraft in der in Fig. 6 wiedergegebenen Position durch die Stützkörper 71 auf das Rohr 5 ausgeübt werden.The housing 74 of the device has a counter surface 80 facing the end face 68 at the upper end of the tube 5, with which the housing can rest when the tube 5 is to be loaded in the downward direction. On the other hand, an axially upward force can be exerted on the tube 5 by the support body 71 in the position shown in FIG. 6.

In Fig. 7 ist eine Ausführung der Vorrichtung 86 dargestellt, wie sie dann in Betracht kommt, wenn mittels des Bohrstranges nur eine axiale Kraft in der einen oder anderen Richtung auf ein Rohr 5 ausgeübt werden soll, jedoch kein Drehmoment zu übertragen ist. Ein Gehäuse 84 enthält bei dieser Ausführung in einem oberen Teil Kuppelstücke 81 mit Abschrägung am vorderen Ende und ein Betätigungssystem 40 dafür, wie es weiter oben in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 erläutert wurde. Außerdem weist das Gehäuse eine der Stirnfläche 68 des Rohres 5 zugewandte Gegenfläche 80 auf, so wie dies auch in Fig. 6 gezeigt und im Zusammenhang damit beschrieben ist.7 shows an embodiment of the device 86 as it comes into consideration when only an axial force is to be exerted on a pipe 5 in one direction or the other by means of the drill string, but no torque is to be transmitted. In this embodiment, a housing 84 contains, in an upper part, coupling pieces 81 with a bevel at the front end and an actuation system 40 therefor, as was explained above in connection with FIGS. 3 and 4. In addition, the housing has a counter surface 80 facing the end face 68 of the tube 5, as is also shown in FIG. 6 and described in connection therewith.

Das Gehäuse setzt sich nach unten hin in einem mit ihm verschraubten Ansatz 85 fort, auf dem mittels Wälzlagern 82 und 83 ein Ringteil 87 drehbar gelagert ist, der mit einem rohrförmigen Innenteil 88 der Vorrichtung fest verbunden ist. Dieser Innenteil 88 bildet die Fortsetzung der Gestängeteile 4a des Bohrstranges und ist mit diesen über Flansche 13 verbunden. Somit kann sich der Innenteil zusammen mit dem ganzen Bohrstrang relativ zum Gehäuse 84 drehen, also auch relativ zum Rohr 5.The housing continues downward in a projection 85 screwed to it, on which a ring part 87 is rotatably mounted by means of roller bearings 82 and 83 and is fixedly connected to a tubular inner part 88 of the device. This inner part 88 forms the continuation of the rod parts 4a of the drill string and is connected to them via flanges 13. Thus, the inner part can rotate together with the entire drill string relative to the housing 84, that is to say also relative to the pipe 5.

Die Zuleitung des Druckmediums zu dem Betätigungssystem 40 über das Rückschlagventil 41 geschieht über mehrere Öffnungen 89 in dem Innenteil 88 und einen Ringkanal in der den Innenteil umgebenden zylindrischen Wand 90 des Gehäuses 84.The pressure medium is supplied to the actuation system 40 via the check valve 41 via a plurality of openings 89 in the inner part 88 and an annular channel in the cylindrical wall 90 of the housing 84 surrounding the inner part.

Wie in Fig. 5 gezeigt, enthält der Dichtkolben 58 zweckmäßig einen inneren Durchlaßweg 94 mit einer oder mehreren oberen Einlaßöffnungen 95 und einer unterhalb der Dichtfläche 59 nach unten mündenden Auslaßöffnung 96 und mit einem Ventil 97 auf. Der Schaft 99 des Ventilkörpers 98 ist mit dem Kupplungskegel 60 verbunden, der um einen gewissen, durch einen Anschlaa bearenzten Wea axial verschiebbar ist. Beide Teile werden im Ruhezustand durch eine nicht dargestellte Feder nach unten gedrückt, wobei also das Ventil 97 geschlossen ist. Wenn der Dichtkolben 58 nach Beendigung eines Kupplungs- oder Entkupplungsvorganges des Bohrstranges mit dem Rohr 5 hochgeholt werden soll und die Fangvorrichtung an dem herabgelassenen Seil den Kupplungskegel 60 erfaßt hat, dann bewirkt die Zugkraft im Seil zu Beginn der Aufwärtsbewegung zunächst eine Verschiebung des Kupplungskegels 60 nach oben, und zwar zusammen mit dem Ventilkörper 98, so daß das Ventil 97 geöffnet wird. Dadurch kann die oberhalb des Dichtkolbens 58 im Bohrstrang stehende Flüssigkeitsmenge, namentlich Wasser, über den Durchlaßweg 94 und die Öffnung 96 nach unten abfließen. Ein solcher Durchlaßweg mit Ventil kann auch bei allen anderen Ausführungen der Vorrichtung vorhanden sein.As shown in FIG. 5, the sealing piston 58 expediently contains an inner passage 94 with one or more upper inlet openings 95 and an outlet opening 96 opening below the sealing surface 59 and with a valve 97. The stem 99 of the valve body 98 is connected to the coupling cone 60, which is axially displaceable by a certain amount, worked by a fitting. Both parts are pressed down in the idle state by a spring, not shown, so that the valve 97 is closed. If the sealing piston 58 is to be brought up with the pipe 5 after completion of a coupling or uncoupling operation of the drill string and the safety device on the lowered rope has gripped the coupling cone 60, then the tensile force in the rope at the beginning of the upward movement initially causes a displacement of the coupling cone 60 above, together with the valve body 98, so that the valve 97 is opened. As a result, the amount of liquid, in particular water, standing above the sealing piston 58 in the drill string can flow downward via the passage 94 and the opening 96. Such a passage path with valve can also be present in all other versions of the device.

Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen eine Ausführung, bei der das zu kuppelnde Rohr 5' im oberen Randbereich mehrere Ausnehmungen 92 aufweist, z. B. vier, die sich an regelmäßig über den Umfang verteilten Stellen befinden. In diese Ausnehmungen 92 können Kuppelstücke 91 eingreifen, so daß über diese eine abwärts gerichtete Kraft und/oder ein Drehmoment vom Bohrstrang auf das Rohr 5' übertragen werden kann. Im übrigen läßt sich die Ausführung so treffen, wie es den Erfordernissen entspricht. Sie kann weitere Merkmale der erläuterten Art aufweisen, so daß das dazu Gesagte hier sinngemäß und entsprechend gilt.8 and 9 illustrate an embodiment in which the pipe 5 'to be coupled has a plurality of recesses 92 in the upper edge region, e.g. B. four, which are regularly distributed over the circumference. Coupling pieces 91 can engage in these recesses 92, so that a downward force and / or a torque can be transmitted from the drill string to the pipe 5 '. Otherwise, the execution can be made as it meets the requirements. It can have further features of the type described, so that what has been said here applies here analogously and accordingly.

Die Erfindung ermöglicht verschiedene Arbeitsweisen, so daß zahlreichen Bedarfs fällen besonders gut Rechnung getragen werden kann. Sie gestattet es, ein Rohr in axialer Richtung und zugleich drehend mitzunehmen, wobei dann insbesondere das untere Ende des Rohres, welches einen Schneidkranz od. dgl. tragen kann, sich etwa auf gleicher Höhe mit dem Bohrkopf am unteren Ende des Gestänges befindet. In anderen Fällen kann das Rohr ohne Drehung axial mitgenommen werden. Dies kommt z. B. dann in Betracht, wenn das Rohr jeweils abgesetzt werden soll. Dann kann so gearbeitet werden, wie es Fig. 1 veranschaulicht. Das Rohr 5 wird dabei so geführt, daß der Bohrkopf 9 am Gestänge dem unteren Rohrende voreilt. Bei ausgefahrenem Erweiterungsmeißel 9a wird der Durchmesser des Rohres freigebohrt. Am Ende einer Bohroperation wird der Erweiterungsmeißel 9a eingezogen, der Bohrkopf 9 wird auf die Sohle des Bohrloches abgesetzt, wodurch eine Entlastung stattfindet. Das Rohr 5 kann dann kontrolliert durch Absenken des oberen Teiles des Bohrstranges mit der Vorrichtung 6 nach unten gelassen werden, wobei sich die Teleskopeinrichtung 7 einschiebt. Wenn das Rohr 5 seine Endposition erreicht hat, kann die Vorrichtung 6 zum Abkuppeln des Rohres 5 vom Bohrstrang 4 betätigt werden.The invention enables different ways of working, so that numerous needs can be particularly well taken into account. It allows a pipe to be taken along in the axial direction and at the same time rotating, in which case in particular the lower end of the pipe, which can carry a cutting ring or the like, is located approximately at the same height as the drill head at the lower end of the rod. In other cases, the pipe can be taken along axially without rotation. This comes e.g. B. when the pipe is to be discontinued. Then you can work as shown in Fig. 1. The pipe 5 is guided so that the drill head 9 leads the lower pipe end on the rod. When the extension chisel 9a is extended, the diameter of the tube is drilled out. At the end of a drilling operation, the extension chisel 9a is drawn in, the drill head 9 is placed on the bottom of the borehole, thereby relieving the load. The tube 5 can then be left in a controlled manner by lowering the upper part of the drill string with the device 6, the telescopic device 7 being inserted. When the pipe 5 has reached its end position, the device 6 for uncoupling the pipe 5 from the drill string 4 can be actuated.

Claims (19)

1. An apparatus (6, 86) for detachably connecting a boring line (4) to a tube (5) or a similar hollow member in the form of a unit which can be incorporated in the boring line, having coupling pieces engageable with the tube and piston-cylinder units which are associated with the said coupling pieces and the pistons of which can be acted upon with pressure medium on one side for transferring the coupling pieces to an outer active position and are acted upon by a spring on the other side for returning the coupling pieces, characterized by an actuation system (40), to be supplied at the surface by a pressure-medium source (61) by way of a single pressure-medium line (62), for the piston-cylinder units (17, 18, 77), the actuation system (40) comprising a directional control valve (48) reversible by means of a pressure-medium actuating drive (46) and with at least three connexions (51, 52, 53), of which one (51) is connected to a pressure-medium supply line (45, 45b), a second (52) is connected to at least part of the piston-cylinder units (17, 18, 77) and a third (53) is connected to an outlet line (49), the pressure-medium actuating drive (46) being connected to the supply line (45), and a coupling, ratchet (47) or the like operative in one direction being provided between the adjustable part (48a) of the directional control valve (48) and the actuating drive (46).
2. An apparatus according to Claim 1, characterized in that the actuating drive (46) is a piston-cylinder unit with a restoring spring (46a).
3. An apparatus according to one of Claims 1 and 2, characterized in that a pressurizing valve (63) is provided in the line (45b) leading to the first connexion (51) of the directional control valve (48).
4. An apparatus according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that a releasable non-return valve (55), the control line (56) of which is connected to a fourth connexion (54) of the directional control valve (48), is provided in the line (50) leading from the second connexion (52) of the directional control valve to the piston-cylinder units (17, 18, 77).
5. An apparatus according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the pressure-medium line (62) leading to the actuation system (40) is formed by a central cavity (16) of the boring line (4).
6. An apparatus according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that a non-return valve (41) is provided between a central cavity (16) of the apparatus and the actuation system (40).
7. An apparatus according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that a seat (57) for a sealing piston (58), which can be lowered by means of a cable in the boring line (4), is provided in a central cavity (16) of the apparatus.
8. An apparatus according to Claim 7, characterized in that the sealing piston (58) has a passage (94) with a valve (97) which can be actuated by a force transmitted by means of the cable.
9. An apparatus according to any one of Claims 1 to 8, characterized by coupling pieces (34) by means of which a downwardly directed force can be transmitted from the boring line (4) to the tube (5).
10. An apparatus according to any one of Claims 1 to 9, characterized by coupling pieces (24, 71, 81), by means of which an upwardly directed force can be transmitted from the boring line (4) to the tube (5).
11. An apparatus according to any one of Claims 1 to 10, characterized in that in the tube (5) or the like, which is to be coupled, receiving holes (39) are associated with the coupling pieces (24, 71) in a manner known per se.
12. An apparatus according to any one of Claims 1 to 11, characterized by coupling pieces (24, 71, 81), which are movable relative to the pistons (20) of the piston-cylinder units (17, 77) in each case against the force of a spring (28) and which have a bevelled portion (24a, 70) in each case in the region of the front end.
13. An apparatus according to any one of Claims 1 to 12, characterized by coupling pieces constructed as radial locking bars (24, 81, 91).
14. An apparatus according to any one of Claims 1 to 12, characterized by coupling pieces constructed as angled levers (71).
15. An apparatus according to any one of Claims 1 to 14, characterized in that coupling pieces constructed as support members (34, 71) are provided, which comprise a supporting surface (37, 67) which can be brought to bear against a surface (38, 69) on the tube (5) or the like.
16. An apparatus according to any one of Claims 1 to 15, characterized in that apart from movable support members (71, 81) on a casing (74, 84) of the apparatus at least one firm surface (80) facing a surface (68) on the tube (5) or the like is provided.
17. An apparatus according to any one of Claims 1 to 16, characterized in that a plurality of support members (34) and locking bars (24) spaced apart from one another in the axial direction of the apparatus are provided in each case as coupling pieces.
18. An apparatus according to any one of Claims 1 to 17, characterized in that the tube (5') to be coupled is provided on its upper edge with recesses (92) with which coupling pieces can be engaged.
19. An apparatus according to any one of Claims 1 to 18, characterized in that an inner member (88), which can be connected to parts of the boring line (4), is rotatably mounted in a casing (84, 85) containing the coupling pieces.
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