DE1153333B

DE1153333B - Drill rods provided with an additional air line

Info

Publication number: DE1153333B
Application number: DEH41615A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Herbold
Original assignee: WOLFGANG HERBOLD DR ING
Current assignee: WOLFGANG HERBOLD DR ING
Priority date: 1961-02-02
Filing date: 1961-02-02
Publication date: 1963-08-29

Description

Mit einer zusätzlichen Luftleitung versehenes Bohrgestänge Es ist beim Bohren bekannt, mit Hilfe eines mit einer zusätzlichen Luftleitung versehenen Bohrgestänges Druckluft zum Hochfördern der mit Bohrgut beladenen Spülflüssigkeit in das Bohrgestängeinnere einzublasen So verwendet man Gestängerohre, die über Flansche miteinander verbunden und an denen außen Luftzuleitungsrohre befestigt sind, die mit ihren Enden durch die Flansche hindurchgehen.Drill rods equipped with an additional air line It is known when drilling, with the help of one provided with an additional air line Drill rods Compressed air for pumping up the rinsing liquid loaded with drillings to be blown into the inside of the drill pipe This is how drill pipes are used that have flanges connected to each other and to which outside air supply pipes are attached, the pass through the flanges with their ends.

Nach dem Zusammenbau der Gestängerohre werden die Luftzuleitungsrohre mit Hilfe geeigneter Gummiringdichtungen luftdicht verbunden. Derartige Gestängerohre sind jedoch nur für Bohrungen mit größerem Durchmesser und von verhältnismäßig geringer Tiefe, z. B. für Brunnenbohrungen geeignet. Bei tieferen Bohrungen besteht die Gefahr, daß die durch große Zug-, Biege- und Torsionsbelastungen des Gestängestranges sehr stark beanspruchten Verbindungsschrauben an den Flanschen abreißen. Wenn dies beim Bohren erfolgt, tritt Luft in das mit Spülung gefüllte Bohrloch ein, und die unverrohrte Bohrlochwand kann durch die plötzlich einsetzende Rufströmung im Bohrloch einstürzen und das Bohrgestänge festklemmen.After assembling the drill pipes, the air supply pipes connected airtight with the help of suitable rubber ring seals. Such drill pipes However, they are only for holes with a larger diameter and relatively smaller Depth, e.g. B. suitable for well drilling. With deeper holes there is a risk of that the high tensile, bending and torsional loads on the rod string Tear off heavily used connecting screws on the flanges. If this is the Drilling takes place, air enters the borehole, which is filled with mud, and the uncased one The borehole wall can collapse due to the sudden call flow in the borehole and clamp the drill pipe.

Derartige Gestänge sind für kleinere Bohrlochdurchmesser auch deshalb ungeeignet, weil an den Flanschen ungünstig auf die Bohrlochwand einwirkende Strömungen auftreten und die seitlichen Luftleitungen bei größerer Bohrdrehzahl, wie sie bei kleinen Bohrlochdurchmessern erforderlich ist, eine starke Drehströmung in der im Bohrloch befindlichen Flüssigkeit erzeugt. Darüber hinaus ist die mechanische Beanspruchung der Bohrlochwand durch die nach außen überstehenden Flansche und Luftleitungsrohre wegen des nicht ganz geradlinigen Verlaufs der Bohrlöcher nachteilig.Such rods are therefore also suitable for smaller borehole diameters unsuitable because the flanges have unfavorable currents on the borehole wall occur and the lateral air ducts at a higher drilling speed, as in small borehole diameters is required, a strong rotary flow in the im Liquid located in the borehole is generated. In addition, the mechanical stress the borehole wall through the outwardly protruding flanges and air ducts disadvantageous because of the not entirely straight course of the drill holes.

Es ist deshalb vorgeschlagen worden, doppelwandige Bohrgestänge mit Schraubverbindungen zu verwenden und die Druckluft durch den Ringraum zwischen Innen- und Außengestängerohr bis zu der Teufe, in der die Luft ins Bohrgestängeinnere eingeführt werden soll, nach unten zu leiten. Die Innen-und Außenrohre sind hierbei über radial verlaufende Stege fest miteinander verbunden. Derartige Bohrgestänge sind aber nicht nur schwer und teuer, sondern auch verhältnismäßig biegesteif, so daß die Gewindeverbindungen größeren Beanspruchungen ausgesetzt sind, als dies bei normalen biegeelastischen Bohrgestängen der Fall ist. Außerdem müssen die Verbindungen sorgfältig gepflegt werden, damit die eingelegten Dichtungen ihren Zweck erfüllen.It has therefore been proposed to use double-walled drill pipes To use screw connections and the compressed air through the annulus between the inner and outer drill pipe to the depth at which the air is introduced into the drill pipe interior should be headed down. The inner and outer tubes are here about radially running webs firmly connected to one another. Such drill rods are not only heavy and expensive, but also relatively rigid, so that the threaded connections are exposed to greater stresses than is the case with normal flexible ones Drill pipe is the case. In addition, the connections must be carefully maintained so that the inserted seals fulfill their purpose.

Beim Schachtbohren nach Honigmann ist es bekannt, die Druckluft durch eine von oben ins Gestänge frei eingehängte Luftleitung zuzuführen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß grobes Bohrgut beim Aufsteigen durch das Luftrohr behindert wird, dieses schnell verschleißt und dementsprechend oft ausgewechselt werden muß. Beim Schachtbohren fällt zwar der Zeitaufwand für das getrennte Aus- und Einbauen der Luftleitung bei jedem Nachsetzen eines Gestängerohres nicht ins Gewicht, weil der Bohrfortschritt ohnehin klein ist. Bei den großen Bohrfortschritten aber, wie sie bei Bohrungen kleinerer Durchmesser erzielt werden, ist die Luftzuführung nach der bekannten Art zu zeitraubend und daher eine frei im Gestänge hängende Luftleitung nicht anwendbar.When drilling shafts according to Honigmann, it is known to use compressed air feed an air line freely suspended in the boom from above. This method has the disadvantage that coarse cuttings obstruct the ascent through the air tube becomes, this wears out quickly and accordingly has to be replaced often. When drilling a shaft, the time required for separate removal and installation is reduced of the air line every time a drill pipe is repositioned, because the drilling progress is small anyway. In the case of the major drilling advances, however, how they can be achieved with holes of smaller diameter, the air supply is after of the known type too time-consuming and therefore an air line hanging freely in the linkage not applicable.

Zweck der Erfindung ist es, ein mit einer zusätzlichen Luftleitung versehenes Bohrgestänge, insbesondere zum Bohren nach dem Drucklufthebeverfahren, vorzuschlagen, bei dem die Luftleitung an der Innenwand des Bohrgestänges befestigt ist und welche die Nachteile der bekannten Gestänge vermeidet, also insbesondere die Biegeelastizität des Bohrgestänges nicht beeinträchtigt, einfache Gestängerohrverbindungen zuläßt und die Kosten des Bohrgestänges nicht wesentlich belastet. Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Luftleitung exzentrisch im Bohrgestänge angeordnet ist und einen wesentlich kleineren Durchmesser als das Gestänge hat. Hierbei ist es vorteilhaft, die Luftleitungsrohre jeweils nur an einem Ende in den Bohrgestängerohren zu befestigen. Eine derartige Ausbildung des Bohrgestänges ermöglicht insbesondere auch eine vorteilhafte Arbeitsweise beim Zusammenbau des Bohrgestänges, indem zunächst beim Zusammensetzen der Gestängeschüsse die Leitungsverbindungen der Luftleitungsrohre hergestellt und dann das Bohrgestänge zusammengeschraubt wird. Die einerends frei pendelnde Anordnung der Luftleitungsrohre ermöglicht es dabei, die beim Zusammenschrauben des Gestänges notwendige Bewegung auszuführen. Vorteilhaft sind jedoch gemäß der Erfindung die Befestigungsvorrichtungen der Luftleitungsrohre sämtlich in gleicher Weise nach den Gewindeverbindungen derBohrgestängeschüsseorientiert, so daß sie im zusammengeschraubten Gestängestrang übereinanderliegen.The purpose of the invention is to provide one with an additional air line provided drill rods, in particular for drilling according to the compressed air lifting method, propose where the air line is attached to the inside wall of the drill pipe is and which avoids the disadvantages of the known linkage, so in particular the bending elasticity of the drill pipe is not affected, simple drill pipe connections allows and does not significantly burden the cost of the drill string. To solve this Tasks is proposed according to the invention that the air line eccentrically in the Drill rod is arranged and a much smaller diameter than the rod Has. It is advantageous here to have the air ducts only at one end to be fixed in the drill pipe. Such a training of the drill pipe enables in particular also an advantageous way of working with Assemble the drill pipe by first assembling the pipe sections the duct connections of the air ducts are made and then the drill pipe is screwed together. The one end of the freely oscillating arrangement of the air ducts it enables the movement required when screwing the rod together to execute. However, the fastening devices are advantageous according to the invention the air ducts are all oriented in the same way according to the threaded connections of the drill rod sections, so that they lie one on top of the other in the screwed-together linkage.

Der Zusammenbau des Bohrgestänges nach der Erfindung kann fernerhin noch dadurch erleichtert werden, daß die Luftleitungsrohre ganz oder teilweise längsbeweglich ausgebildet oder gelagert sind, wobei vorteilhaft die Längsbeweglichkeit derart gewählt wird, daß das untere Ende des jeweiligen Luftleitungsrohres etwas aus dem unteren Ende des zugehörigen Gestängerohres herausragt.The assembly of the drill string according to the invention can also are made easier by the fact that the air ducts are completely or partially longitudinally movable are formed or stored, the longitudinal mobility being advantageous in such a way is chosen that the lower end of the respective air duct tube something from the the lower end of the associated drill pipe protrudes.

Bei der Erfindung -wird als Luftleitung ein enges Rohr mit größerem Reibungswiderstand als bisher üblich verwendet, also bewußt ein großer Druckabfall im Luftleitungsrohr in Kauf genommen, der vom Luftverdichter zusätzlich zu dem sich aus der Einblasteufe ergebenden Druck mit aufzubringen ist. Dieser Maßnahme liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Gewinn an Förderleistung für Bohrgut durch tiefere Einblasteufe bei einer engen Luftleitung bei kleinerer Luftmenge größer ist als der zusätzliche Leistungsaufwand für die Luftverdichtung auf höhere Drücke zur Überwindung des Reibungswiderstandes in der engenLuftleitung.Die erforderlichenVerdichterkönnen daher in der Ansaugleistung kleiner, wenn auch für höheren aufzubringenden Druck ausgelegt sein, wobei aber insgesamt bei im Vergleich zu den bisher üblichen Anlagen kleineren Gesamtleistungsaufwand eine größere Förderleistung erzielt wird. Zudem ergibt sich als besonderer Vorteil eine große Gleichmäßigkeit der Bohrgutförderung.In the invention, a narrow pipe with a larger one is used as the air line Frictional resistance than previously used, so deliberately a large pressure drop accepted in the air duct, the air compressor in addition to the the pressure resulting from the injection stage must also be applied. This measure lies based on the knowledge that the gain in production capacity for drilling cuttings through deeper Inlet level for a narrow air duct is greater than when the air volume is smaller the additional effort required to compress the air to higher pressures to overcome the frictional resistance in the narrow air duct therefore the suction power is smaller, albeit for a higher pressure to be applied be designed, but overall in comparison to the previously common systems smaller total output a larger delivery rate is achieved. In addition The particular advantage is that the cuttings are conveyed very uniformly.

Bisher bemüht man sich, den Luftleitungsquerschnitt so groß zu halten, daß möglichst wenig Druckverlust entsteht. Das hat zur Folge, daß die Luftleitung einen verhältnismäßig großen Inhalt hat. Wird nun die Spülsäule im Gestänge durch schnelles Nachlassen des Bohrmeißels stärker mit Bohrgut beladen, dann steigt der Druck. an der Lufteinblasstelle an, es tritt weniger Luft aus der Luftleitung ins Bohrgestänge über, und der Druck in der Luftleitung selbst steigt. Die Luftlieferung ins Gestänge und damit auch die Bohrgutförderung nimmt ab. Umgekehrt liefert bei abnehmendem Druck an der Einblasstelle durch geringere Beladung der Spülsäule im Gestänge mit Bohrgut die Luftleitung, die wie ein Windkessel wirkt, mehr Luft ins Gestängeinnere. Die Luftabgabe ins Gestängeinnere ist daher bei größerem Luftleitungsquerschnitt unregelmäßig und schwankend.So far, efforts have been made to keep the air duct cross-section so large that there is as little pressure loss as possible. As a result, the air line has a relatively large content. The rinsing column in the linkage is now carried out rapid wear of the drill bit more heavily loaded with cuttings, then the increases Pressure. at the air inlet point, less air enters from the air line Drill pipe over, and the pressure in the air line itself increases. The air delivery into the boom and thus also the conveyance of the cuttings decreases. Conversely, delivers decreasing pressure at the injection point due to lower loading of the rinsing column in the Rods with cuttings, the air line, which acts like an air chamber, more air into the Rod interior. The air release into the interior of the boom is therefore with a larger air duct cross-section irregular and fluctuating.

Nach der Erfindung hat die Luftleitung aber nur einen kleinen Querschnitt und damit Rauminhalt, so daß derartige Schwankungen der Förderleistung nicht auftreten können.According to the invention, however, the air line only has a small cross section and thus volume, so that such fluctuations in the delivery rate do not occur can.

Die Luftleitung weist darüber hinaus nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung Drosselbohrungen auf, die so bemessen sind, daß die Druckverhältnisse überkritisch sind und durch jede Drosselbohrung eine nur von ihrem Querschnitt und.vom Luftleitungsinnendruck abhängige Teilluftmenge hindurchtritt. Die Eigenart von Drosselbohrungen besteht darin, daß bei überkritischem Druckverhältnis (pi/pa größer als 1,9 für Luft) sich nur die kritische Geschwindigkeit einstellen kann, die nur vom Innendruck, nicht jedoch vom Außendruck abhängt. Die durch die Drosselbohrung fließende Luftmenge bleibt daher bei überkritischem Druckverhältnis konstant.The air line also points to a further suggestion of the invention throttle bores which are dimensioned so that the pressure conditions are supercritical and through each throttle bore only one of its cross-section and Air line internal pressure dependent partial air volume passes. The peculiarity of throttle bores consists in the fact that with supercritical pressure ratio (pi / pa greater than 1.9 for Air) can only set the critical speed, which can only be determined by the internal pressure, does not, however, depend on the external pressure. The amount of air flowing through the throttle bore therefore remains constant at a supercritical pressure ratio.

Während sich bei der Erfindung bereits durch den engeren Querschnitt des Luftleitungsrohres eine wesentlich gleichmäßigere Förderung der Spülung ergibt, als bei den bisher bekannten Bohrgestängen für das Lufthebeverfahren, wird diese Gleichmäßigkeit der Spülungsförderung durch die Anbringung von Drosselbohrungen noch verbessert. Die Förderwirkung kann noch dadurch erhöht werden, daß die Luft nicht nur in einer einzigen Teufe ins Gestängeinnere eingeblasen wird, sondern an mehreren über den Teufenbereich verteilten Stellen.While the invention is already due to the narrower cross-section the air pipe results in a much more even delivery of the flushing, than with the previously known drill rods for the air lifting process, this Uniformity of the mud delivery through the attachment of throttle bores still improved. The conveying effect can be increased by the fact that the air is not only blown into the interior of the rod at a single depth, but at several places distributed over the depth range.

Es sind zwar Lufthebebohrgestänge für indirekte Spülung bekannt, bei denen am Bohrgestänge mehrere getrennt angebrachte, in ihrer Länge abgestufte Zuleitungen vorgesehen sind, durch welche die Luft von oben her je nach Bedarf an verschiedenen Stellen ins Bohrgestänge eindringt. Derartige Anordnungen erfordern jedoch so viele getrennte Luftleitungen, wie Lufteintrittsstellen vorgesehen sind. Auch wenn in einer Luftleitung eines derartigen Gestänges mehrere Austrittsöffnungen übereinander vorgesehen sind, tritt die Luft immer nur an der obersten Stelle in das Gestängeinnere über, weil eine Drosselwirkung der Austrittsöffnung nur dann eintritt, wenn die Öffnung im Querschnitt und der Luftdruck in bestimmter Weise aufeinander abgestimmt sind.Although there are air lift drill rods for indirect flushing known at which on the drill pipe several separately attached, in their length supply lines are provided through which the air from above depending on the needs of different Penetrates into the drill pipe. However, such arrangements require so many separate air lines, such as air inlet points are provided. Even if in an air line of such a linkage several outlet openings one above the other are provided, the air only ever enters the boom at the top over, because a throttling effect of the outlet only occurs when the Opening in cross-section and the air pressure coordinated in a certain way are.

Die Anbringung von Drosselbohrungen bei dem erfindungsgemäßen Gestänge bietet den großen Vorteil, daß die Einblasstelle während des Fortschreitens der Bohrung nicht berichtigt zu werden braucht, der Gestängestrang also im Bohrloch verbleiben kann und die Bohrarbeit ohne Unterbrechung weitergehen kann. Bisher war es erforderlich, das Bohrgestänge, sobald die Einblasstelle beim Fortschreiten der Bohrung eine bestimmte, dem Verdichterhöchstdruck entsprechende Teufe erreicht hatte, bis zum Einblasstück aus dem Bohrloch auszubauen, um dann das Einblasstück an einer höheren Stelle beim Wiedereinbauen des Gestänges zwischenzuschalten. Wird hierbei das Einblasstück wesentlich höher eingebaut, kommt man zwar mit weniger häufigem Gestängeaus-und -einbau aus, muß aber dafür den Nach-"il in Kauf nehmen, daß zunächst die Einlaßstelle zu hoch liegt und nur eine geringe Förderleistung erreicht wird. Nach der Erfindung entfällt das Berichtigen der Einlaßstelle überhaupt, weil die mit dem Fortschreiten der Bohrung aus dem Druckbereich des Verdichters sich entfernenden Einblasdrosselbohrungen sich von selbst abschalten, gleichzeitig aber oben mit dem Nachsetzen einzelner Gestängerohre gleiche Luftcinlaßquerschnittsflächen erneut in Tätigkeit treten, so daß ständig über die ganze Länge der Bohrung gleiche Einblasverhältnisse aufrechterhalten bleiben.The attachment of throttle bores in the linkage according to the invention has the great advantage that the injection point during the advancement of the Borehole does not need to be corrected, so the drill string is in the borehole can remain and the drilling work can continue without interruption. So far it was it required the drill pipe as soon as the injection point is progressing The bore had reached a certain depth corresponding to the maximum compressor pressure, to remove the injection piece from the borehole, in order to then remove the injection piece to a interposed higher point when reinstalling the linkage. Will here the inlet piece installed much higher, you come with less frequent Rod removal and installation, but must accept the disadvantage that initially the inlet point is too high and only a low delivery rate is achieved. According to the invention, there is no need to correct the inlet point at all because the moving away from the pressure range of the compressor as the bore progresses Injection throttle bores switch themselves off, but at the same time on top with the Repositioning of individual drill pipes with the same air inlet cross-sectional areas again come into action, so that the same blowing conditions over the entire length of the bore be maintained.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise erläutert ist. Es zeigt Fig. 1 einen Gestängeschuß nach der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 2 die besondere Ausbildung des untersten Gestängeschusses im Längsschnitt, Fig. 3 eine nach der Erfindung ausgebildete Mitnehmerstange im Längsschnitt mit daneben veranschaulichtem auswechselbarem Zusatzstück und die Fig. 4 und 5 je zwei Längsschnitte durch besondere Ausführungsformen der Luftleitungsbefestigungen. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in einem normalen Stück eines Schraubgestänges 1 an der Innenwand ein Haltebügel 2 befestigt. In diesem hängt locker das gleich lange Stück Luftleitungsrohr 3 mit einer Muffe 4, die sich mit der unteren Schulterfläche auf den Haltebügel 2 abstützt. Beim ersten oder untersten Gestängestück, an welches das Bohrwerkzeug angeschraubt ist, ist das Luftrohr 2 so angebracht, wie es Fig 2 zeigt: Die Muffe 4 sitzt höher und das Luftrohr 3 ist an zwei Haltebügeln unten und oben eingehängt oder auch fest angebracht. Beim Nachsetzen eines Nachfolgegestängestückes nach Fig. 1 wird nun zuerst das unten an dem Gestängestück herausragende Ende des Luftleitungsrohres 3 in die Muffe 4 des unteren Rohres eingeschoben und in bekannter Weise mittels eingelegter selbstlidernder Dichtung (z. B. Nutringdichtung oder O-Ring) luftdicht verbunden. Es ist aber auch eine Schraubverbindung der Luftrohre möglich, auch können an Stelle von Metallrohren Schlauchstücke verwendet werden. Nunmehr kann das Gestängestück 1 ohne weiteres mit dem vorhergehenden verschraubt werden, den durch die lockere Aufhängung im Haltebügel 2 (Fig. 1) kann das Luftrohr 3 unten über den ganzen lichten Querschnitt des Gestängestückes seitlich wandern. Das Luftrohr 3 schiebt sich beim Zusammenanschrauben nach oben, bis die Muffe 4 am oberen Ende des zugehörigen Gestängeabschnitts 1 die Höhenlage hat wie in Fig. z. Beispielsweise bei 5 in Fig. 1 befindet sich eine Drosselbohrung in jedem Luftrohr 3. Das Luftrohr 3 in Fig. 2 ist unten offen, die Drosselbohrung 5 kann, braucht aber hier nicht zu fehlen.Further advantageous details of the invention are shown in the drawing can be seen in which the invention is explained, for example. It shows Fig. 1 a rod section according to the invention in longitudinal section, Fig. 2 the special training of the lowest rod section in longitudinal section, Fig. 3 one after of the invention trained driving rod in longitudinal section with next illustrated interchangeable additional piece and FIGS. 4 and 5 each have two longitudinal sections through special Embodiments of the air line fastenings. In the embodiment according to Fig. 1 is a normal piece of a screw rod 1 on the inner wall Retaining bracket 2 attached. The length of the air duct hangs loosely in this 3 with a sleeve 4, which is with the lower shoulder surface on the bracket 2 supports. At the first or lowest rod section to which the drilling tool is screwed on, the air tube 2 is attached as shown in Fig. 2: The sleeve 4 sits higher and the air tube 3 is attached to two brackets at the top and bottom or permanently attached. When repositioning a follower linkage according to Fig. 1 is now first the end of the air duct protruding from the rod section 3 inserted into the sleeve 4 of the lower tube and in a known manner by means inserted self-lid seal (e.g. U-ring seal or O-ring) airtight tied together. However, a screw connection of the air pipes is also possible, too Hose pieces can be used instead of metal pipes. Now the linkage can 1 can be screwed to the previous one without further ado, the one through the loose Suspension in the bracket 2 (Fig. 1) can clear the air tube 3 down over the whole Hike the cross-section of the linkage to the side. The air tube 3 pushes at Screw together upwards until the sleeve 4 is at the upper end of the associated rod section 1 the altitude has as in Fig. For example, at 5 in Fig. 1 is located a throttle bore in each air tube 3. The air tube 3 in Fig. 2 is open at the bottom, the throttle bore 5 can, but need not be missing here.

Will man dem Bohrgestängestrang z. B. 5 m3/min angesaugte Luft zuführen und mit einem maximalen Verdichterdruck von 10 atü fahren, dann kann die tiefste Einblasteufe etwa 100 m betragen.If you want the drill string z. B. supply 5 m3 / min of sucked air and drive with a maximum compressor pressure of 10 atü, then the deepest injection level can be about 100 m.

Es können dann auf 1.00 m Gestängestranglänge z. B. zwanzig Drosselbohrungen 5 in zwanzig Luftleitungsstücken 3 vorgesehen werden, die so bemessen sind, daß sie bei 10 atü Luftdruck überkritisch je 2ä = 0,25 m3/min angesaugte Luft durchlassen. Zwar wird in den untersten noch Luft einblasenden Drosselbohrungen 5 keine überkritische Luftströmung mehr herrschen, da der Spülsäulendruck im Bohrgestänge schon zu groß ist, diese lassen also von einer bestimmten Teufe an etwas weniger Luft hindurch als weiter oben, aber andererseits ist der Druckabfall durch Reibungswiderstand im Luftrohrstrang von Drosselbohrung zu Drosselbohrung nach unten hin immer kleiner, da die im Luftrohrstrang zu fördernde Luftmenge nach unten hin stufenweise abnimmt.It can then on 1.00 m rod length z. B. twenty throttle bores 5 are provided in twenty air line pieces 3, which are dimensioned so that At 10 atmospheres air pressure, they let through supercritical air drawn in every 2ä = 0.25 m3 / min. It is true that there is no supercritical one in the lowest throttle bores 5 that are still blowing in air There is more air flow because the flushing column pressure in the drill pipe is already too high is, so they let a little less air through from a certain depth than above, but on the other hand the pressure drop is due to frictional drag in the air pipe run from throttle bore to throttle bore downwards, becoming smaller and smaller, because the amount of air to be conveyed in the air pipe line gradually decreases towards the bottom.

Erfindungsgemäß braucht nicht jedes Luftrohr 3 mit einer Drosselbohrung 5 versehen zu sein. Es kann z. B. zweckmäßig sein, nur jedes zweite oder dritte Luftrohr mit einer Bohrung 5 zu versehen.According to the invention, each air tube does not need 3 with a throttle bore 5 to be provided. It can e.g. B. be appropriate, only every second or third To provide the air pipe with a hole 5.

Bei Beginn der Bohrung tritt die ganze Luft unten aus dem offenen Luftstrang aus. Mit zunehmender Bohrteufe übernehmen die Drosselbohrungen 5 zunehmend die Luftbeschickung des Bohrgestängestranges, schließlich steigt mit weiter zunehmender Bohrteufe Wasser im Luftstrang hoch, und die mit dem Bohrfortschritt tiefer wandernden Drosselbohrungen kommen außer Tätigkeit, so daß immer nur eine von oben an gerechnete ganz bestimmte Gestängestranglänge mit Luft beschickt wird. Durch diese Längenverteilung der Luftzufuhr tritt eine weitere regulierende Wirkung auf den Spülstrom ein, sogar bei örtlich unterschiedlicher Beladung der Spülsäule mit Bohrgut bleibt die zugeführte Luftmenge gleichmäßig.At the beginning of the drilling, all the air comes out of the open below Air strand off. As the drilling depth increases, the throttle bores 5 increasingly take over the air supply of the drill string, eventually increases with further increasing Drilling depth of water in the air stream, and those that move deeper as the drilling progresses Throttle bores come out of action, so that only one is calculated from above very specific rod length is charged with air. Because of this length distribution The air supply has a further regulating effect on the flushing flow, even if the rinsing column is loaded with cuttings at different locations, the one supplied remains Air volume evenly.

Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Mitnehmerstange im Schnitt, die ihren Drehantrieb vom Drehtisch über die Mitnehmerlängsrippen 8 erhält. Das Luftrohr 3 ist am unteren Ende mit einem luftdicht abgedichteten Verschiebestück 6 versehen, daß durch inneren Anschlag gegen Herausfallen gesichert ist. Es paßt in die Muffen 4 der Gestängestücke nach Fig. 1 und 2 und schiebt sich beim Aufschrauben der Mitnehmerstange auf ein Gestängestück der Höhenlage der Luftrohrmuffe 4 entsprechend nach oben in das Luftrohr 3 der Mitnehmerstange hinein. Das das Luftrohr 3 in der Mitnehmerstange nur oben befestigt ist, kann es sich unten frei quer bewegen, so daß das Aufschrauben der Mitnehmerstange bei verbundener Luftleitung möglich ist.Fig. 3 shows an example embodiment of the driving rod in section showing their rotary drive from the turntable via the longitudinal driver ribs 8 receives. The air tube 3 is at the lower end with an airtightly sealed sliding piece 6 provided that is secured against falling out by an inner stop. It fits into the sleeves 4 of the rod pieces according to FIGS. 1 and 2 and pushes itself when screwing on the driving rod on a rod piece of the height of the air pipe sleeve 4 accordingly up into the air tube 3 of the drive rod. That the air tube 3 in the The drive rod is only attached at the top, it can move freely across the bottom, so that the driving rod can be screwed on when the air line is connected.

Damit beim verschraubten Bohrgestängestrang der Luftrohrstrang überall an derselben Innenseite des Gestänges liegt, werden die Haltebügel 2 und die obere Durchführung des Luftrohres 3 in der Mitnehmerstange nach Fig. 3 orientiert angebracht. Hierzu werden mittels Gewindekaliber die Gewindelagen gemessen und danach die Haltebügel 2 alle gleich zum Gewinde orientiert angebracht.This means that the air pipe string is everywhere with the screwed drill pipe string is on the same inside of the linkage, the brackets 2 and the upper Implementation of the air tube 3 in the driver rod according to FIG. 3 oriented attached. For this purpose, the thread layers are measured by means of the thread caliber and then the retaining brackets 2 all attached with the same orientation to the thread.

Eine nicht zu große Winkelabweichnung vom Sollwert ist bedeutungslos, denn der Luftrohrstrang legt sich beim Bohren durch die Fliehkraft von selbst eng an die Gestängeinnenwand.A not too large angular deviation from the target value is meaningless, because centrifugal force causes the air pipe string to self-tighten when drilling to the inside wall of the boom.

In engen Bohrgestängen würde das Anbringen der Haltebügel 2 unter Umständen schwierig sein. Erfindungsgefäß werden die Bügel dann so abgewandelt, wie Fig. 4 zeigt. Ein entsprechend verlängert geformter Bügel 2 kann am oberen Ende innen angeschweißt werden. Soll am Gestänge selbst nicht geschweißt werden, dann kann nach der Erfindung der Bügel auch mit einem Einlegering 10 verbunden werden, der so in den oberen Gestängeverbinder paßt, daß kein zusätzlicher Strömungswiderstand verursacht wird.In tight drill rods, the attachment of the retaining bracket 2 would take less Circumstances can be difficult. According to the invention, the stirrups are then modified so that as Fig. 4 shows. A correspondingly elongated bracket 2 can be at the upper end be welded inside. If the boom itself is not to be welded, then According to the invention, the bracket can also be connected to an insert ring 10, which fits into the upper linkage so that there is no additional flow resistance caused.

Wie Fig. 5 zeigt, ist eine Verdrehungssicherung 11 mit vorgesehen.As FIG. 5 shows, a rotation lock 11 is also provided.

Grundsätzlich kann das Luftrohr 3 nach der Erfindung auch auf einen unten im Gestängestück angebrachten Haltebügel abgestützt werden, während es oben frei querbeweglich ist.In principle, the air tube 3 according to the invention can also be on a The bracket attached to the bottom of the linkage can be supported, while it is at the top is freely transversely movable.

Um Unfälle zu vermeiden, wird beim Nachsetzen von Gestängestücken das Luftrohr nicht mit der Hand zusammengesteckt, sondern mit einer Spezialzange, die mit einer Lampe so vereinigt ist, daß auch im Dunkeln das Zusammenstecken mühelos erfolgen kann.In order to avoid accidents, when repositioning rod sections the air tube is not plugged together by hand, but with special pliers, which is so united with a lamp that it can be put together effortlessly even in the dark can be done.

Beim Lufthebebohrverfahren ist es nachteilig, daß die Bohrung nicht von oben angefangen werden kann, weil eine Mindesteintauchtiefe vorhanden sein muß, um die Spülförderung in Gang zu bringen. Erfindungsgemäß wird, um diesem abzuhelfen, bei Beginn der Bohrung das Schiebestück 6 am Luftrohr 3 in der Mitnehmerstange nach Fig. 3 durch einen aufwärts gerichteten Krümmer mit Strahldüse 9 ersetzt und an Stelle von Luft in den Ringraum 7 Druckwasser von einer Kreiselpumpe zugeführt. Dieser Vorschlag ist schon im Deutschen Patent 1016 657 grundsätzlich bekannt. Diese hier nur als Hilfsvorrichtung dienende Maßnahme wird nur für den Anfang der Bohrung getroffen, die Wasserstrahlenergie braucht deshalb nur so groß zu sein, wie sie für eine geringe Bohrlochteufe erforderlich ist.In the air lift drilling method, it is disadvantageous that the hole is not can be started from above because there must be a minimum immersion depth, to get the flushing pumping going. According to the invention, in order to remedy this, at the beginning of the bore the sliding piece 6 on the air tube 3 in the drive rod Fig. 3 replaced by an upward bend with jet nozzle 9 and on Place of air in the annular space 7 pressurized water supplied by a centrifugal pump. This suggestion is already in principle in German patent 1016 657 known. This serving here only as an auxiliary device measure is only for the Hit at the beginning of the drilling, so the water jet energy only needs that much to be as it is required for a low borehole depth.

Der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auch auf schlagendes Bohren und sowohl auf Schachtbohrungen größten Durchmessers bis auf enge Bohrungen größter Teufe.The scope of the present invention also extends on percussive drilling and on shaft bores of the largest diameter up to for narrow bores of great depth.

Sämtlich vorstehend erläuterten und in der Zeichnung dargestelten technischen Einzelheiten sind erfindungswesentlich.All explained above and shown in the drawing technical details are essential to the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Provided with an additional air line Drill rods, in particular for drilling according to the compressed air lifting method, in which the Air line is attached to the inner wall of the drill pipe, characterized in that that the Luftleiturig (3) is arranged eccentrically in the drill pipe (1), and one has a much smaller diameter than the linkage.

2. Device according to claim 1, characterized in that the air ducts in each case only at one end are attached to the drill pipe.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the air ducts are longitudinally movable in the drill pipes are attached.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the fastening devices of the air ducts are arranged in such a way that they protrude in a hanging position at the lower end of the drill pipes from these.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the air ducts at one end in suspension brackets arranged inside the rods so that they can move lengthways are.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that all Fastening devices for the air ducts according to the threaded connections of the Drill pipes are oriented in such a way that they are bolted together The rods lie one on top of the other.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized characterized in that the air conduit pipe at both ends in the lowest drill string section is attached to the inner wall of the boom. B.

Device according to claims 1 to 7, characterized in that the air duct in the driver rod at the bottom The end is provided with a longitudinally displaceable coupling piece.

9. Device according to the claims 1 to 8, characterized in that the coupling piece by a upward bend with water spray nozzle is replaceable.

10. Device according to claims 1 to 9, characterized in that the air line has throttle bores has, which are dimensioned so that the pressure conditions are supercritical and through each throttle bore one only from its cross-section and from its internal air line pressure dependent partial air volume passes through. References contemplated: United States Patent Specification No. 2,850,264; German interpretative document No. 1060 817.