AT393293B - Verfahren zum drehbohren und drehbohrvorrichtung - Google Patents
Verfahren zum drehbohren und drehbohrvorrichtung Download PDFInfo
- Publication number
- AT393293B AT393293B AT3109/88A AT310988A AT393293B AT 393293 B AT393293 B AT 393293B AT 3109/88 A AT3109/88 A AT 3109/88A AT 310988 A AT310988 A AT 310988A AT 393293 B AT393293 B AT 393293B
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- force
- pressure
- rotary
- drilling
- pressure chamber
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 78
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 claims 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 claims 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 11
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 10
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
- E21B19/086—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with a fluid-actuated cylinder
-
- 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
- E21B3/00—Rotary drilling
- E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Description
AT 393 293 B
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drehbohren, wobei ein Drehkopf gegen einen zu bohrenden Gegenstand vorgeschoben wird und wobei ein am Drehkopf montierter und mit Bohrmitteln verbundener Ansatz um seine Längsachse relativ zum Körper des Drehkopfes rotiert wird.
Drehbohren ist eine Art eines Mahlwerks, bei dem die tatsächliche Mahlarbeit durch ein Mahlwerkzeug ausgeführt wird, das üblicherweise ein Drehbohrer, eine sogen. Krone ist, der mit drei Kegelrädern ausgestattet ist. Die Kegelräder sind auf dem Körper eines Bohrmeißels in einem Neigungswinkel von 120° drehbar gelagert Die Kegelräder sind mit Hartmetalleinsatzstiften mit einem runden vorstehenden Ende ausgestattet. Der Drehbohrer ist am Ende einer Drehstange befestigt Das andere Ende der Drehstange ist entweder mit einem Ansatzelement verbunden, das von dem Drehkopf getragen wird, oder mittels ein» Schraubverbindung an einer übertragenden Drehstange verbunden. Das Zermahlen des Gesteins wird beim Drehbohren dadurch bewirkt, daß ein Drehbohrmeißel senkrecht gegen einen zu bohrenden Gegenstand, wie z. B. einen Felsen, vorgeschoben wird, wobei er mittels der Bohrstangen unter Verwendung eines Ansatzelementes, das von dem Drehkopf getragen wird, gedreht wird. Der Drehkopf ist mittels einer Vorschubeinrichtung zur Bewegung innerhalb eines Mastes eingerichtet, der mit einer Drehbohrmaschine verbunden ist Der Vorschubmechanismus umfaßt entweder einen Zahnstangen- oder einen Ketten/Motor-Antrieb. Die Hochleistungs-Drehbohreinrichtungen werden elektrisch betrieben. Der Drehkopf ist üblicherweise mit zwei Gleichstrommotoren und einem notwendigen Getriebe ausgestattet, dessen Ausgangswelle von einem Ansatzelement gebildet ist, an welchem die obere Bohrstange angeschraubt ist.
Bei der gegenwärtig verwendeten Drehbohrvorrichtung ist das Ansatzelement mit dem Drehkopf axial unbeweglich befestigt. Somit wird dadurch die Vorschubkraft unmittelbar auf die Drucklager des Drehkopfs übertragen.
Eines der ernstesten Probleme bei einer Vorrichtung, die nach dem Drehbohrprinzip arbeitet, ist die unregelmäßige Vibration, die zum einen durch die Struktur eines Drehbohrmeißels und zum anderen durch die Merkmale des zu bohrenden Gegenstandes bewirkt wird. Vor allem ist die äußere Flache der Kegelräder eines Drehbohrmeißels mit Hartmetallstiften versehen, die von der Außenfläche der Kegelräder vorstehen. Die Nabe der Kegelräder wird in hin- und hergehende vertikale Bewegung versetzt, was bei der jetzt verwendeten Einrichtung die Bohrstangen und einen Drehkopf an deren Ende zu einer entsprechenden Bewegung zwingt. Eine zweite und vielleicht signifikantere Vibrationsquelle stellen gebrochene Felsstücke dar, die nicht sofort durch das Spülmittel unterhalb des Drehbohrmeißels weggespült werden können. Der Drehbohrmeißel muß solche Gesteinsstücke in kleinere Teilchen zermahlen. Während des Mahlvorgangs erzeugen diese Felsstücke eine nach oben gerichtete Kraft auf den Drehbohrmeißel.
Aus den oben stehenden Gründen weisen die gegenwärtig verwendeten Drehbohrmechanismen eine beträchtliche Anzahl an Nachteilen auf, wobei die wichtigsten unten angeführt sind: - Die Lebensdauer eines Drehbohrmeißels ist kurz, da die Lager der Kegelräder rasch ermüden und die Hartmetallstifte abgenutzt werden und brechen infolge Überlastung, - die Bohrkapazität ist nicht hoch, da die Schwankung der Vorschubkraft beträchtlich ist (die zum Brechen des Gesteins benötigte Vorschubkraft ist zeitweilig zu niedrig, wenn in dem Mechanismus nach oben gerichtete Beschleunigungen auftreten), - eine beträchtliche Vibration, die den Aufbau der Drehbohrmaschine und eines Drehbohrmechanismus belastet und Beschädigungen der Verbindungen und des Vorschubmechanismus bewirkt, - die Lager des Drehkopfes und der elektrisch»! Motoren werden belastet, - die Vibration führt dazu, die gesamte Drehbohrmaschine anzuheben, wodurch die Gefahr eines Veibiegens, Brechens und Festfressens der Bohrrohre in einem Bohrloch hervorgerufen wird, und - die Arbeitssicherheit und die Bedingungen für das Bedienungspersonal einer Drehbohrmaschine sind schlecht, insbesondere infolge der Vibration.
Fig. 1 zeigt eine Kurve, die die Änderung der Vorschubkraft gegenwärtig verwendeter Drehbohrmechanismen, bezogen auf die Zeit, zeigt Eine gerade Linie (Fg) parallel zur Zeitachse zeigt eine Vorschubkraft an, die für die
Mahlwirkung in einer gegebenen Situation benötigt ist Eine die jeweilige Vorschubkraft anzeigende Kurve verläuft zu beiden Seiten dieser Linie. Die die gerade Linie (Fg) nach oben kreuzenden Belastungsspitzen stellen eine besondere Belastung der Lager eines Drehbohrmeißels dar,wobei deren Lebensdauer durch die Spitzen bestimmt wird. Die Kräfte unterhalb der Linie (Fg) sind nicht genügend hoch, um einen Felsen zu zermahlen. Die raschen Änderungen der Vorschubkraft bewirken Vibration.
Es ist natürlich unmöglich, die oben stehenden Faktoren zu eliminieren, die eine Wirkung auf das Drehbohren haben und zum einen vom Drehbohrmeißel und zum anderen von dem gebohrten Gegenstand abhängen, ab» es können deren schädliche Wirkungen sowohl auf den Drehbohrvorgang als auch auf die Drehbohrvorrichtung vermieden werden, indem das erfindungsgemäße Verfahren zum Drehbohren angewendet wird.
Um dieses Sei zu erreichen, ist ein erfindungsgemäßes Verfahren hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß - das Ansatzelement in normaler Bohrsitutation durch Zwischenschaltung des Drehkopfköipers zwei einander entgegengesetzt gerichteten Kräften unterworfen wird, die von ehrem Druckmedium erzeugt werden, wobei die »ste in Bohrrichtung und die zweite in d» zur Bohrrichtung entgegengesetzten -2-
AT 393 293 B
Richtung wirken und die erste Kraft die größere ist und eine Differenz zwischen den Kräften eine Vorschubkraft vorsieht, daß - das Ansatzelement dazu eingerichtet ist, in Wirkrichtung der Vorschubkraft bewegbar zu sein, wodurch sich das Ansatzelement, wenn in einer Bohrsituation eine dem Ansatzelement beaufschlagte und der Vorschubkraft entgegengesetzte Kraft größer ist als die Vorschubkraft, in eine Richtung relativ zum Drehkörper bewegt, die entgegengesetzt der Bohrrichtung ist, daß - während dieser Bewegung die Stärke der ersten Kraft wenigstens gleich zu ein»' Normalsituation gehalten und die Wirkung der zweiten Kraft aufgehoben wird und daß bei Verringerung der Wirkung einer auf das Ansatzelement angreifenden Kraft entgegengesetzt zur Vorschubkraft die Wirkung der ersten und zweiten Kräfte und somit der durch die zwischen ihnen erzeugte Vorschubkraft wieder hergestellt wird, wenn das Ansatzelement sich in Bohrrichtung bewegt
Die obige Lösung kann die auf den Drehkopf ein» Drehbohreinrichtung gerichteten Vibrationen eliminieren, kann eine Vorschubkraft so einstellen, daß sie zu jedem Gegenstand paßt und weiters kann die Vorschubkraft auf einer richtigen Größe gehalten werden. Die Schwankung d» Vorschubkraft wird auf einem Minimum gehalten, da die Masse der Einrichtung nicht nach aufwärts gerichteten Beschleunigungen unterworfen wird. Der Drehbohrmeißel befindet sich stets unter der Wirkung ein» Kraft, die gleich oder größer ist als jene, die für das Mahlen benötigt wird, wodurch das Mahlen zeitweise effektiver ist als mit der herkömmlich verwendeten Ausrüstung. Die Lagerbelastungen an den Kegelrädern eines Drehbohrmeißels sind gleichmäßiger verteilt, und die Standzeit der Lager ist verbessert. Dies bedeutet, daß mit der gleichen berechneten Lebenszeit wie bei herkömmlichen Lösungen die Vorschubkraft »höht und somit eine verbesserte Bohrkapazität erzielt werden kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei harten Felsarten, da das Mahlen mehr Kraft benötigt Andererseits hängt der Anstieg der Bohrkapazität natürlich davon ab, ob das von einem Spülmedium bewirkte Entfernen gemahlener Steine ohne Einschränkungen »höht werden kann.
Weitere charakteristische Merkmale des Verfahrens sind in den anhängenden, nicht unabhängigen, auf ein Verfahren gerichteten Anbrüchen ausgeführt
Die Erfindung betrifft ebenso eine Drehbohreinrichtung, die dazu bestimmt ist, in Verbindung mit einer Drehbohrmaschine installiert zu werden und die jene Vorrichtungen umfaßt, die im Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs, der auf eine Drehbohrvorrichtung gerichtet ist, angeführt sind.
Die Drehbohrvorrichtung bringt jene Vorteile mit sich, die zuvor in Verbindung mit dem Verfahren beschrieben sind. Die charakterisierend»! Hauptm»kmale ein» Drehbohrvorrichtung sind im charakterisierenden Teil des unabhängigen Anspruchs angeführt d» auf die Drehbohrvorrichtung gerichtet ist
Einige bevorzugte Ausführungen der Drehbohrvorrichtung sind in den nicht unabhängigen Ansprüchen, die auf eine Drehbohrvorrichtung ausgerichtet sind, angeführt
Die Erfindung wird nun detaillierter in der folgenden Beschreibung unter Bezug auf ein Ausführungsbeispiel dargestellt das in den anhängenden Zeichnungen illustriert ist In den Zeichnungen zeigt Fig. 2 die Schwankung ein» Vorschubkraft bei einem Verfahren und einer Drehbohrvorrichtung gemäß Erfindung, bezogen auf die Zeit Fig. 3 schematisch das Arbeitsprinzip des Verfahrens, Fig. 4 und 5 sind allgemeine Ansichten der Drehbohrmaschine in Seiten- und Frontansicht und Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch den Körp» eines Drehkopfes.
Die in Fig. 2 gezeigte Kurve für die Schwankungen der Vorschubkraft wird nach d»n in Hg. 3 dargestellten Prinzip erhalten. Fig. 3 illustriert schematisch das Arbeitsprinzip des Verfahrens. Demzufolge ist d» Körper (1) des Drehkopfes mit einem Zylindenaum (2) versehen, der mit einem von einem Ansatzelement (3) getragenen Kolben (3a) ausgestattet ist Der Kolben (3a) teilt den Zylinderraum (2) in zwei Druckkammern. Eine obere Druckkammer (4) ist über eine Zuleitung (5) mit einer Druckmediumquelle v»bunden. Zusätzlich ist diese obere Druckkammer (4) über eine Leitung (6) mit einem Druckspeicher (7) verbunden. D» in der ersten Druckkamm» herrschende Druck eines Druckmediums wirkt mit ein» Kraft (Fj) auf eine erste Druckfläche (8) am Kolben (3a) des Ansatzelementes (3). Dies erzeugt eine »ste Kraft (Fj), die in Bohrrichtung (Pfeil (P)) wirkt. Eine untere Druckkamm» (9) ist über eine Zuleitung (10) mit ein» Drackmediumquelle verbunden, und der in dieser Druckkammer herrschende Druck wirkt auf eine zweite Druckfläche (11) am Kolben (3a) des Ansatzelementes (3). Dies erzeugt eine zweite Kraft (F2), die in eine Richtung entgegengesetzt der Bohrrichtung (Pfeil (P)) wirkt Der Drehkopfkörper (1) ist weiters mit einem ringförmigen Auslaßraum (12) versehen, der mit einer entsprechenden Auslaßleitung (13) in V»bindung steht
In einer Bohrsitutation, wenn der Drehkopf in Bohrrichtung vorgeschoben wird und die Kraft (Fj) so gewählt wird, daß sie die Kraft (F2) übersteigt, entspricht die effektive Vorschubkraft (F§) der Differenz zwischen den Kräften (Fj und F2) in ein» normalen Bohrsituation. Dabei stellt sich das Ansatzelement (3) in eine Gleichgewichtslage, wie in Fig. 3a dargestellt Dabei ist die Vorschubkraft größer als od» gleich d» Kraft O^m), die für eine Mahlwirkung benötigt wird.
Wenn die für das Mahlen benötige Kraft (F^) wegen einiger der oben beschriebenen Gründe ansteigt bewegt sich das Ansatzelement in die Richtung entgegengesetzt d» Bohrrichtung innerhalb des Zylinderraums (2). Dabei gelangt während der Bewegung eines Ansatzelementes etwas Druckmedium von der Druckkammer (4) -3-
AT 393 293 B in den Druckspeicher (7), und gleichzeitig öffnet sich eine Verbindung von der unteren Druckkammer (9) zum Auslaßraum (12). Dies eliminiert die Wirkung dar zweiten Kraft ^), und die Kraft der Vorschubkraft (F2) ist gleich jener Kraft, die durch den in dar oberen Druckkammer (4) herrschenden Druck erzeugt wird. Somit steigt die effektive Vorschubkraft (Fg) an. Dieser Anstieg der auf das Ansatzelement wirkenden Kraft in Bohrrichtung bedeutet, daß das Ansatzelement nun dazu neigt, sich stärker in Bohrrichtung (Pfeil (P)) zu bewegen und somit den Zustand aus einer Stellung gemäß Fig. 3b zurück zu einem ausgeglichenen Zustand entsprechend der normalen Bohrsituation gemäß Fig. 3a zurückzubringen. Diese Anordnung bringt eine Vorschubkraft-Schwankungskurve mit sich, die in Fig. 2 dargestellt ist, die zu jedem Zeitpunkt zumindest gleich der benötigten minimalen Vorschubkraft (Fg) ist, die in Fig. 2 durch eine gerade Linie dargestellt ist Andererseits gibt es keine spitzenförmigen Überlastspitzen.
Ein Verfahren und eine Drehbohrvorrichtung gemäß Erfindung können z. B. in Verbindung mit einer Drehbohrmaschine angewendet werden, die in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Eine in den Fig. 4 und 5 dargestellte Drehbohrmaschine ist dazu eingerichtet auf Spurketten (14) bewegt zu werden, und sie umfaßt eine Kabine (15) und einen Mast (16), der in vertikale Ebene geschwenkt werden kann. Die Arbeitsmaschine umfaßt Stützbeine (17), um sie während des Drehbohrens am Grund abzustützen. Eine Drehbohrvorrichtung (18) ist dazu eingerichtet, mittels eines (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus entlang Führungen in Längsrichtung eines Mastes bewegt zu werden. Der Mast (16) umfaßt weiters einen Bohrstangenspeicher (19).
Fig. 6 zeigt in teilweisem Schnitt eine Drehbohrvomchtung (18) und bezugsweise einen Antriebsmechanismus. Die Figur zeigt nicht die Anordnung eines Mastes an der Drehbohrvorrichtung oder die detaillierte Ausführung eines Antriebsmechanismus. Fig. 6 umfaßt die gleichen Bezugszeichen wie Fig. 3, um korrespondierende Elemente zu bezeichnen.
Dar Drehkopf umfaßt einen Körper (1), zwei Motore (20), ein Wechselgetriebe (21) und ein Ansatzelement (3). Das Ansatzelement (3) umfaßt einen unteren Gewindeabschnitt (22) für die Befestigung einer oberen Bohrstange (23). Das Ende einer unteren Bohrstange trägt einen Drehbohrmeißel (24), der als Mahlwerkzeug dient. Beim Getriebe (21) befindet sich eine Kupplung (25) zur Übertragung der Drehbewegung eines Ansatzelementes, und über Lager (26, 27) ist sie am Körper (1) des Drehkopfes drehbar gelagert Die Konstruktion einer solchen Kupplung (25), die die axiale Bewegung eines Ansatzelementes bezüglich des Drehkopfkörpers (1), aber auch die Übertragung einer Drehkraft ermöglicht, ist für einen Fachmann offensichtlich, sodaß sie nicht detaillierter in diesem Zusammenhang erklärt werden muß. Der Drehkopfkörper umfaßt weiters ein Formstück (la), in welchem der hintere Abschnitt des Ansatzelementes (3) sitzt und insbesondere ein davon getragener Kolben (3a). Durch das rohrförmige Ansatzelement (3) (das Loch ist nicht dargestellt) wird spülende Luft mittels einer Rohrverbindung (28) zugeleitet, die am hinteren Abschnitt eines Ansatzelementes montiert ist. Die spülende Luft gelangt durch das Ansatzelement und die Bohrstange (23) zu einem Drehbohrloch (24). Zu beiden Seiten des Zylinderraums (2) sind Dichtungen (29 und 30) angeordnet. Die Drehbohrvorrichtung umfaßt eine Druckmediumeinheit (31), die einen Motor und eine hydraulische Pumpe umfaßt. Diese Einheit ist über einen Satz Ventile (32) mit einer oberen (4) und einer unteren Druckkammer (9) verbunden. Ein Ventilsatz (32) besteht aus zwei Drucksteuerventilen (33a und 33b), die mittels Steuersignalen gesteuert werden, die von dem Antriebsmechanismus (34) für den Drehkopf (striclüicherte Linien (35)) kommen.
Eine erfindungsgemäße Drehbohrvorrichtung arbeitet wie folgt: Beim Bohren bewegt der Antriebsmechanismus (34) die Drehbohrvorrichtung (18), die Bohrstangen (23) und den Meißel (24) gegen einen zu bohrenden Gegenstand, wie z. B. einen Felsen, entlang Führungen, die von dem Mast getragen werden. Unter Mitwirkung des Wechselgetriebes (21) setzen die Motoren (20) das Ansatzelement (3), die Bohrstangen und das Mahlwerkzeug in Drehbewegung. Der Fels zerbricht, wenn die wirksame Vorschubkraft (Fg) eine
Grenzkraft erreicht, die zum Brechen benötigt wird, wobei das Ansatzelement (3) unter jener Druckkraft steht, die in der oberen Druckkammer (4) herrscht. Eine in der oberen Druckkammer herrschende Druckkraft (Fj) wird mittels eines Ventils (33a) auf einen vorberechneten Wert eingestellt, wie von der Vorschubkraft gesteuert. In die untere Druckkammer (9) wird über ein Ventil (33b) nur soviel Druck zugeführt, daß eine zweite Druckfläche (11) am Kolben (3a) des Ansatzelementes (3) in eine Lage benachbart zu einer Kante (12a) des Auslaßraumes gebracht wird, um den Drosselspalt einzustellen (Fig. 3). Es wird absichtlich der Versuch gemacht, die Kraft (F2) so klein wie möglich zu halten, da sie Variationen im Gleichgewicht der Kräfte hervorruft, wodurch die
Schwankung der Vorschubkraft erhöht wird. Da die Kraft (F^), die vom Drehbohrmeißel (24) auf das
Ansatzelement in zur Bohrrichtung entgegengesetzten Richtung übertragen wird, die Bohrstange (23) nach oben zwingt, bewegt sich auch das Ansatzelement nach oben und drückt in der oberen Druckkammer (4) enthaltenes Druckmedium in den Druckspeicher (7), wodurch das in dem Druckspeicher enthaltene Gas zusammengepreßt wird. In bevorzugter Weise steht das Gasvolumen des Druckspeichers (7) in einem solchen Verhältnis zur Fläche der ersten Druckfläche (8) des Ansatzelementes (3), daß die Elastizitätskonstante des Druckspeichers (7) innerhalb des Hauptbereiches der Vorschubkraft einer Drehbohrvomchtung liegt. Somit ist der Druckanstieg, der durch die Bewegung des Ansatzelementes (3) in der ersten Druckkammer (4) hervorgerufen wird, gering. Die Bewegung des Ansatzelementes (3) in die zur Bohrrichtung entgegengesetzte Richtung bringt nicht eine Kraft -4-
Claims (10)
- AT 393 293 B hervor, die jene übersteigt, die von der ganzen Masse einer Drehbohrmaschine aufgebracht wird und als Gegenkraft zur Vorschubkraft dient. Somit unterliegt die Masse einer Drehbohrmaschine nicht einer nach oben gerichteten Bewegung. Natürlich würde dies zu einer Reduktion der Vorschubkraft und zur Vibration führen. Sobald sich das Ansatzelement (3) selbst in die zur Bohnichtung entgegengesetzte Richtung geschoben hat, fällt der Druck in der unteren Druckkammer (9) ab, da sich die Verbindung zwischen der unteren Druckkammer (9) und dem Auslaßraum (12) öffnet (Druckmediumeinheit (31)). Somit ist eine in Bohrrichtung wirkende Kraft (Fg) gleich einer Kraft (Fj), die in der oberen Druckkammer (4) wirkt Diese Kraft übersteigt die wirksame Vorschubkraft (Fg). Somit bewegt sich das Ansatzelement (3) zurück in die Gleichgewichtsstellung. Demzufolge gleicht der Anstieg eines in der unteren Druckkammer (9) herrschenden Druckes die Lage aus. Die untere Druckkammer und ein darin harschend»: Druck senkt die Bewegungsgeschwindigkeit des Ansatzelementes (3) in Bohnichtung relativ zum Bohrkopfkörper ab, wodurch das Ansatzelement nicht in hin- und hergehende Bewegung gesetzt wird. Nach Fertigstellung eines zu bohrenden Loches werden die Bohrstangen (23) und der Drehbohrmeißel (24) nach oben abgezogen. Während des Rückschübs muß in der unteren Druckkammer (9) ein hoher Druck aufgewendet werden, um den Kolben (3a) des Ansatzelementes daran zu hindern, auf den Boden der unteren Druckkammer abzusinken. Die Drucksteuerung ist in einer Zufuhreinheit mit dem Steuerventil (33b) gekuppelt, und der Druck der oberen Druckkammer (4) ist während des Rückschubs nahezu Null In jeder Bohrsituation steuert der Antriebsmechanismus (34) die Ventile (33a und 33b), wodurch die Differenz zwischen den Kräften (Fj und F2) und das herrschende Druckniveau einem vorgegebenen zu bohrenden Gegenstand angepaßt werden können. Es ist offensichtlich, daß die Erfindung in konstruktiver Weise auf mehrere Weg realisiert werden kann. Somit kann ein Zylindenaum (2) auch unter einem Wechselgetriebe (21) oder sogar derart angeordnet sein, daß die obere Druckkammer über dem Wechselgetriebe und die untere unter dem Wechselgetriebe zu liegen kommt. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Drehbohren, wobei ein Drehkopf gegen einen zu bohrenden Gegenstand vorgeschoben wird und wobei ein am Drehkopf befestigtes und mit Bohreinrichtungen verbundenes Ansatzelement um dessen Längsachse relativ zum Körper des Drehkopfes gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß - das Ansatzelement (3) in normaler Bohrsituation durch Zwischenschaltung des Drehkopfkörpers (1) zwei einander entgegengesetzt gerichteten Kräften (Fj, F2) unterworfen wird, die von einem Druckmedium erzeugt werden, wobei die erste (Fj) in Bohrrichtung und die zweite (F2) in der zur Bohrrichtung entgegengesetzten Richtung wirken, und die erste Kraft (Fj) die größere ist und eine Differenz zwischen den Kräften eine Vorschubkraft (Fg) vorsieht, daß - das Ansatzelement (3) mit einer Möglichkeit zur Bewegung in Wirkrichtung der Vorschubkraft versehen ist, wodurch sich das Ansatzelement (3), wenn in einer Bohrsituation eine dem Ansatzelement (3) beaufschlagte und der Vorschubkraft (Fg) entgegengesetzte Kraft (FM) größer ist als die Vorschubkraft (Fg), in die Richtung relativ zum Drehkppfkörper (1) bewegt, die entgegengesetzt der Bohrrichtung ist, daß - während dieser Bewegung die Stärke der ersten Kraft (Fj) wenigstens gleich zu einer Normalsituation gehalten und die Wirkung der zweiten Kraft (F2) aufgehoben wird, und daß - bei Verringerung da Wirkung der auf das Ansatzelement (3) angreifenden Kraft (FM) entgegengesetzt zur Vorschubkraft (Fg) die Wirkung der ersten Kraft (F j) und zweiten Kraft (F2) und somit der durch die zwischen ihnen erzeugte Vorschubkraft wieder hergestellt wird, wenn das Ansatzelement (3) sich in Bohrrichtung bewegt
- 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kraft (Fj) in einer gegebenen Bohrsituation im wesentlichen konstant gehalten wird.
- 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (F j) und zweite Kraft (F2) und somit die Vorschubkraft einstellbar sind und daß sie entsprechend den Anforderungen des zu bohrenden Gegenstandes eingestellt werden. -5- AT 393 293 B
- 4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (Fj) und zweite Kraft (F2) mittels getrennter Ventile (33a und 33b) eingestellt werden, die so eingerichtet sind, daß sie ihre Steuerung von einem Drehkopf-Antriebsmechanismus (34) erhalten.
- 5. Drehbohrvorrichtung gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, die einen Drehkopf mit einem Körper, einem Ansatzelement, Motoren und einem Wechselgetriebe für das Drehen des Ansatzelementes gegenüber dem Körper des Drehkopfes umfaßt und mit einem Antriebsmechanismus in Verbindung steht, um den Drehkopf gegen einen zu bohrenden Gegenstand vorzuschieben, dadurch gekennzeichnet, daß - ein Ansatzelement (3) vorgesehen ist, das in Richtung seiner Längsachse relativ zum Drehkopfkörper (1) bewegbar ist, daß - der Drehkopfkörper mit einem Zylinderraum (2) oder ähnlichem versehen ist, in welchem ein vom Ansatzelement (3) getragener Kolben liegt, daß - dieser Kolben (3a) den Zylinderraum (2) in zwei Druckkammern (4,9) teilt, daß - die zwei Druckkammern (4, 9) mit ihnen gekuppelte Drucksteuerventile (33a, 33b) aufweisen, um den Druck eines in der oberen (4) und unteren Druckkammer (9) enthaltenen Druckmediums zu regeln, daß - die obere Druckkammer (4) einen Druckspeicher (7) aufweist, der mit ihr in Verbindung steht, und daß - der Drehkopfkörper (1) mit einem Auslaßraum (12), da* in einer bestimmten Position des Kolbens (3a) mit der unteren Druckkammer (9) in Verbindung steht, versehen ist.
- 6. Drehbohrvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsmöglichkeit für das Ansatzelement (3) in Richtung seiner Längsachse durch eine Kupplung (25) vorgesehen ist, die am Drehkopfkörper (1) zwischen dem Ansatzelement (3) und einem Wechselgetriebe (21) drehbar gelagert ist.
- 7. Drehbohrvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (2) oberhalb und/oder unterhalb (8) des Drehkopfkörpers (1) vorgesehen ist.
- 8. Drehbohrvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Regelung des Druckes eines Druckmediums in der oberen (4) und unteren Druckkammer (9) Drucksteuerventile (33a, 33b) umfassen, die in Verbindung mit einer Druckmediumeinheit (31) montiert sind, welche von der Drehbohr-vomchtung umfaßt wird und die mittels Steuersignalen gesteuert wird, die von einem Antriebsmechanismus (34) kommen, der mit der Drehbohrvorrichtung in Verbindung steht.
- 9. Drehbohrvorrichtung gemäß den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasvolumen des Druckspeichers (7) mit dem Volumen der oberen Druckkammer (4) in einem derartigen Verhältnis steht, daß die Elastizitätskonstante des Druckspeichers (7) innerhalb des hauptsächlichen Arbeitsbereiches der Vorschubkraft der Drehbohrvorrichtung liegt
- 10. Drehbohrvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßraum (12) am Kolben (3a) des Ansatzelementes (3) im Drehkopfkörper (1) bevorzugterweise als ringförmiger Raum vorgesehen ist, der den Kolben (3a) umgibt und über eine Auslaßleitung (10) innerhalb des Körpers mit der Druckmediumeinheit (31) kommuniziert Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -6-
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI875631A FI85178C (fi) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | Foerfarande i rotationsborrning och rotationsborrningsanordning. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ATA310988A ATA310988A (de) | 1991-02-15 |
AT393293B true AT393293B (de) | 1991-09-25 |
Family
ID=8525597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
AT3109/88A AT393293B (de) | 1987-12-21 | 1988-12-20 | Verfahren zum drehbohren und drehbohrvorrichtung |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4971158A (de) |
JP (1) | JPH01287392A (de) |
AT (1) | AT393293B (de) |
AU (1) | AU601653B2 (de) |
DE (1) | DE3842891A1 (de) |
FI (1) | FI85178C (de) |
FR (1) | FR2624909B1 (de) |
GB (1) | GB2213853B (de) |
SE (1) | SE8804457A0 (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4425905A1 (de) * | 1994-07-21 | 1996-01-25 | Bald Hubert | Vorrichtung und Verfahren zur Kompensation von Querschwingungen an Unwuchtvibratoren mit vorgegebener Schwingrichtung |
DE19543910A1 (de) * | 1995-11-26 | 1997-05-28 | Gedib Ingbuero Innovation | Verstelleinrichtung für einen Unwucht-Richtschwinger mit verstellbarem Fliehmoment |
US6536520B1 (en) | 2000-04-17 | 2003-03-25 | Weatherford/Lamb, Inc. | Top drive casing system |
US7770668B2 (en) * | 2008-09-26 | 2010-08-10 | Longyear Tm, Inc. | Modular rotary drill head |
US8991524B2 (en) | 2010-09-13 | 2015-03-31 | Longyear Tm, Inc. | Impregnated drill bits with integrated reamers |
US20130220705A1 (en) * | 2010-10-12 | 2013-08-29 | Shijiazhuang Zhongmei Coal Mine Equipment Manufacture Co., Ltd. | Assembled drilling tool |
FI123185B (fi) * | 2011-04-15 | 2012-12-14 | Sandvik Mining & Constr Oy | Pyöritysyksikkö, kallionporausyksikkö ja menetelmä kallionporaukseen |
EP3006662B1 (de) | 2014-10-09 | 2018-03-21 | Sandvik Mining and Construction Oy | Dreheinheit, Gesteinsbohreinheit und Gesteinsbohrverfahren |
WO2021151189A1 (en) * | 2020-01-31 | 2021-08-05 | Amega West Services Llc | Drilling apparatus and method for use with rotating drill pipe |
US12152467B2 (en) | 2022-03-18 | 2024-11-26 | NTS Amega West USA, Inc | Clutch assembly and related systems and methods |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT333227B (de) * | 1973-10-09 | 1976-11-10 | Tampella Oy Ab | Verfahren zur steuerung einer grosslochbohrmaschine und grosslochbohrmaschine zur durchfuhrung des verfahrens |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL286163A (de) * | 1961-11-30 | 1900-01-01 | ||
US3550697A (en) * | 1966-04-27 | 1970-12-29 | Henry Hobhouse | Drilling condition responsive drive control |
US3525404A (en) * | 1968-02-23 | 1970-08-25 | Hughes Tool Co | Rotary drilling rig with direct power drive and simplified controls |
US3734202A (en) * | 1971-03-12 | 1973-05-22 | L Gyongyosi | Automatic feed control system |
US3746329A (en) * | 1971-11-05 | 1973-07-17 | Hughes Tool Co | Piston type shock absorbing and static load supporting drill string apparatus |
US3917006A (en) * | 1972-09-29 | 1975-11-04 | Smith International | Floorlevel motion compensator |
US4031716A (en) * | 1975-03-03 | 1977-06-28 | Clarence John Zabcik | Automatic sequential dual action sealing system |
DE2541795C2 (de) * | 1975-09-19 | 1985-09-26 | Helmut Dipl.-Ing. 6200 Wiesbaden Sieke | Vorrichtung zum Tiefbohren |
EP0065601A1 (de) * | 1981-05-22 | 1982-12-01 | James Dorman Lawrence | In stätigem Kontakt mit der Bohrlochsohle gehaltenes Werkzeug |
US4721172A (en) * | 1985-11-22 | 1988-01-26 | Amoco Corporation | Apparatus for controlling the force applied to a drill bit while drilling |
-
1987
- 1987-12-21 FI FI875631A patent/FI85178C/fi not_active IP Right Cessation
-
1988
- 1988-12-09 SE SE8804457A patent/SE8804457A0/sv unknown
- 1988-12-09 GB GB8828808A patent/GB2213853B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-15 AU AU26890/88A patent/AU601653B2/en not_active Ceased
- 1988-12-20 DE DE3842891A patent/DE3842891A1/de not_active Withdrawn
- 1988-12-20 AT AT3109/88A patent/AT393293B/de not_active IP Right Cessation
- 1988-12-21 US US07/287,239 patent/US4971158A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-21 FR FR888816942A patent/FR2624909B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-21 JP JP63320743A patent/JPH01287392A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT333227B (de) * | 1973-10-09 | 1976-11-10 | Tampella Oy Ab | Verfahren zur steuerung einer grosslochbohrmaschine und grosslochbohrmaschine zur durchfuhrung des verfahrens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI85178B (fi) | 1991-11-29 |
FI85178C (fi) | 1992-03-10 |
SE8804457A0 (sv) | 1989-06-22 |
FI875631A (fi) | 1989-06-22 |
FI875631A0 (fi) | 1987-12-21 |
AU2689088A (en) | 1989-06-22 |
GB2213853A (en) | 1989-08-23 |
GB8828808D0 (en) | 1989-01-18 |
AU601653B2 (en) | 1990-09-13 |
FR2624909A1 (fr) | 1989-06-23 |
JPH01287392A (ja) | 1989-11-20 |
DE3842891A1 (de) | 1989-08-24 |
FR2624909B1 (fr) | 1991-05-03 |
GB2213853B (en) | 1991-12-11 |
SE8804457D0 (sv) | 1988-12-09 |
US4971158A (en) | 1990-11-20 |
ATA310988A (de) | 1991-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69206792T2 (de) | Vorrichtung für erdöl-, erdgas- oder geothermische bohrungen | |
DE4436045C2 (de) | Ausgleichselement | |
EP0472982B1 (de) | Hydraulisch betriebene Schlagdrehbohrvorrichtung, insbesondere zum Ankerlochbohren | |
EP0014695B1 (de) | Schrämkopf mit Wasserdüsen und Verfahren zum Betreiben dieses Schrämkopfes | |
AT393293B (de) | Verfahren zum drehbohren und drehbohrvorrichtung | |
DE2705191A1 (de) | Schlagbohrwerkzeug | |
DE69216400T2 (de) | Verfahren und anordnung zur kontrolle der luftzufuhr zu festgesteinsbohrmaschinen | |
DE3023600A1 (de) | Hydraulische bohrvorrichtung | |
DE4011083A1 (de) | Verfahren und anordnung zur regelung einer gesteinsbohrmaschine | |
AT392670B (de) | Anordnung fuer ein axiallager einer bohrmaschine | |
DE2208660C2 (de) | Hydraulisch betriebene Bohrhammer | |
DE2622218A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum sichern von in geneigten oder steilen floezen eingesetzten gewinnungsmaschinen | |
DE2802979A1 (de) | Hydraulische antriebsschaltung fuer kettenfahrzeuge | |
EP0829319B1 (de) | Schmiedemaschine | |
DE69712089T2 (de) | Bohreinrichtung | |
EP0145701B1 (de) | Regelung einer Schlagbohrmaschine | |
AT407071B (de) | Einrichtung zum dämpfen von schwingungen von teilschnittschrämmaschinen | |
DE3427962A1 (de) | Tragarmstellvorrichtung fuer bergwerksmaschinen, insbesondere fuer schraemwalzenlader und teilschnittvortriebsmaschinen | |
DE4028304C2 (de) | ||
DE919761C (de) | Durch ein endloses umlaufendes Mittel angetriebene Gewinnungseinrichtung | |
DE3618633C2 (de) | ||
DE946677C (de) | Einwalzenmisch- und -reibmaschine mit einer oder mehreren Reibbarren | |
DE3420548C2 (de) | ||
DE2409834C3 (de) | Walzenschrämmaschine mit stirnseitig angeordneter Brechwalze | |
DE2623016C2 (de) | Hobelandrucksteuerung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ELJ | Ceased due to non-payment of the annual fee |