DE2351742C3 - Durch einen Rohrstrang absenkbare Bohreinrichtung und Fangvorrichtung dafür - Google Patents
Durch einen Rohrstrang absenkbare Bohreinrichtung und Fangvorrichtung dafürInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohreinrich- 3c
tung, welche durch einen Rohrstrang in ein Bohrloch absenkbar ist und Bohrmeißel, einen Tieflochantrieb
für die Bohrmeißel, einen Fangkopf für die Kupplung mit einer an einem Seil hängenden Fangvorrichtung
sowie eine durch diese betätigbare Verriegelungseinrichtung zum Festlegen der Bohreinrichtung in dem
Rohrstrang aufweist, welche Ausnehmungen eines hülsenförmigen Körpers durchgreifende, schwenkbar
gelagerte und in Ausnehmungen des Rohrstranges einrastbare Verriegelungsglieder besitzt.
Eine Bohreinrichtung der vorstehend genannten Art ist bereits bekannt (USA.-Patentschrift
3036646). Bei dieser bekannten Bohreinrichtung sind die Verriegelungsglieder in einem Zylinderteil
derart gelagert, daß sie von einem zu den Bohrmeißeln hin zu leitenden Druckfluid umspült werden, was an
sich nicht erwünscht ist. Darüber hinaus sind bei dieser bekannten Bohreinrichtung lediglich an deren unteren
Ende Bohrmeißel vorgesehen, die auf ihr Herausführen aus dem Rohrstrang nur so weit nach außen ge- 5<>
schwenkt werden, daß das schließlich hergestellte Bohrloch einen solchen Durchmesser erhält, daß an
dem Rohrstrang vorgesehene Stabilisationsringe bzw. Schraubteile in das betreffende Bohrloch hineinpassen.
Dies bedeutet aber, daß das jeweils hergestellte Bohrloch einen relativ geringen Durchmesser besitzt.
Es ist ferner eine Bohreinrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 1 896 106), welche durch einen
Rohrstrang in ein Bohrloch absenkbar ist und Bohrmeißel mit einem Tief lochantrieb sowie Seile aufweist,
an denen die betreffende Bohreinrichtung hängt. Die betreffende bekannte Bohreinrichtung weist ferner
Pilotmeißel und Nachbohrmeißel auf, die ausschwenkbarsind. Die betreffende bekannte Bohreinrichtung
weist jedoch keinen Fangkopf auf. Darüber hinaus ist die betreffende bekannte Bohreinrichtung
an ihrer Oberseite mit einer Reihe von Rohrleitungen die bei in ein Bohrloch abgesenkter Bohreinrichtung
zur Erdoberfläche hochführen. Damit zeichnet sich diese bekannte Bohreinrichtung aber
durch einen relativ aufwendigen Aufbau aus. Überdiesdurfte
der Betrieb dieser bekannten Bohreinrichtung nicht ganz unproblematisch sein.
Es ist schließlich eine Bohreinrichtung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 256 602), welche durch einen
Rohrstrang in ein Bohrloch absenkbar ist und Bohrmeißel aufweist. Die betreffende Bohreinrichtung
ist ferner mit Verriegelungseinrichtungen zum Festlegen der Bohreinrichtung in dem Rohrstrang
versehen. Ferner weist die betreffende bekannte Bohreinrichtung einen Fangkopf für die Kupplung mit
einer an einem Seil hängenden Fangvorrichtung auf. Diese Fangvorrichtung und das Seil sind so ausgebildet,
daß sie bei Zufuhr einer Druckflüssigkeit zu der Bonreinrichtung von dieser Druckflüssigkeil umspült
werden. Dies ist häufig jedoch nicht erwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie die Bohreinrichtung der eingangs
genannten Art auszubilden ist, damit die vorgesehene Verriegelungseinrichtung bei relativ geringem konstruktiven
Aufwand nicht mit einer der Bohreinrichtung zuzuführenden Druckflüssigkeit in Berührung
gelangt und überdies Bohrlöcher hergestellt werden können, die größer sind als die mit der eingangs betrachteten
bekannten Bohreinrichtung herstellbaren Bohrlöcher.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Bohreinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch, daß die Verriegelungsglieder an einem Innenzylinder angeordnet sind, der von einem
Außenzylinder umgeben ist, welcher axial gegenüber dem Innenzylinder beweglich ist und Fenster zum
Durchlaß der Verriegelungsglieder aufweist, und daß die Verriegelungseinrichtung mit dem Fangkopf verbunden
ist. der bei Kupplung mit der Fangvorrichtung zur axialen Bewegung des Außenzylinders gegenüber
dem Innenzylinder unter Lösung der Verriegelungsglieder aus der Verriegelungsstellung und zum Aufziehen
der die Bohrmeißel tragenden Teile der Bohreinrichtung ausgebildet ist, wobei die Bohrmeißel aus
Pilotmeißeln und Nachbohrmeißeln bestehen.
Die Erfindung bringt gegenüber den oben betrachteten bekannten Bohreinrichtungen, soweit diese
Verriegelungseinrichtungen zum Festlegen der jeweiligen Bohreinrichtung in einem Rohrstrang aufweisen,
den Vorteil mit sich, daß mit relativ geringem konstruktiven Aufwand sichergestellt ist, daß die betreffende
Verriegelungseinrichtung ihre Funktion erfüllt, ohne mit einer der betreffenden Bohreinrichtung zuzuführenden
Druckflüssigkeit in Berührung zu kommen; überdies bringt die Erfindung den Vorteil mil
sich, daß mit relativ geringem konstruktiven Aufwand relativ große Bohrlöcher hergestellt werden können.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Tieflochantrieb eine hydraulische
Bohrturbine, mit deren Rotor die Pilotmeißel und die Ncchbohrmeißel und mit deren Stator der Innenzyünder
verbunden sind, und bei der zusätzlich zu einem Kanal für die Beaufschlagung des Rotors mit Druckflüssigkeit
zwischen dem Rotor und dem Stator noch ein Nebenkanal vorgesehen ist, der von dem Innenzylinder
unter Umgehung des erstgenannten Kanals zu den Bohrmeißeln geführt ist, und ferner ist eine Ventileinrichtung
vorgesehen, durch die der Nebenkanal in Verriegelungsstellung der Sperrglieder gegen den
Durchfluß der Druckflüssigkeit absperrbar ist, und die
cine Einrichtung aufweist, die durch den Außenzylinder zu öffnen und zu schließen ist. Hierdurch ergilbt
sich der Vorteil eines relativ geringen konstruktiven Aufwands für den Tieflochantrieb.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind von den Sperrglicdern getrennte
innere Sperrglieder am oberen Ende des Imnenzylinders und ein ein Fenster aufweisendes
Schieberrohr vorgesehen, welches dem Fangkopf zugeordnet und axial verschiebbar zwischen dem Innenzylinder
und dem Außenzylinder eingesetzt ist und durch welches die inneren Sperrglieder über eine Feder
durch die Fenster des Schieberrohrcs in eine Ausnehmung in der Innenseite des Außenzylinders ausschwenkbar
und beim Hochziehen des Fangkopfes in das Fenster des Schieberrohres einziehbar sind. Hierdurch
ergibt sich der Vorteil eines besonders geringen konstruktiven Aufwands für die Festlegung des Fangkopfes
an dem genannten Innenzylinder.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist für das Einlassen der Bohrmeißel
in den Rohrstrang die Druckflüssigkeitszufuhr zum Ticflochantrieb verschließbar und zur Verriegelungseinrichtung
offengehalten, wobei letztere auslösbar gehalten ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil,
daß mit besonders geringem konstruktiven Aufwand ein sicheres Einlassen der Bohrmeißel in den Rohrstrang
ermöglicht ist.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Fangkopf hohl ausgebildet,
und ferner ist axial durch die die Bohrmeißel tragenden Teile eine Flüssigkeitsverbindung zum Bohrlochtiefsten
hin gebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß mit besonders geringem konstruktiven
Aufwand sichergestellt ist, daß eine der Bohreinrichtung zuzuführende Druckflüssigkeit nicht mit den erwähnten
Verriegelungsgliedern in Berührung kommt.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Endteil des Fangkopfes
eine Vielzahl von konischen Durchgangslöchern gebildet, in denen Stahlkugeln angeordnet sind,
und ferner i*t eine auf dem Außenumfang des Endte ils
in axialer Richtung bewegbare Hülse vorgesehen, aul deren Innenfläche ein abgesetzter Teil gebildet ist.
zwischen dem eine Feder eingesetzt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß mit relativ geringem konstruktiven
Aufwand die Flüssigkeitszufuhr zum Tieflochantricb verschließbar ist.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgjestaltung
der Erfindung weist das an einem Ende mittels eines Stiftes in dem Innenzylinder schwenkbar gelagerte
Verriegelungsglied an seinem anderen Ende eine Ausnehmung auf, und außerhdem ist das betreffende
Verriegelungsglied aus dem Innenzylinder diametral ausschwenkbar. Hierdurch ergibt sich der Vorteil
eines besonders einfachen Aufbaus und einer besonders einfachen Lagerung für das betreffende
Verriegclungsglied.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist das Verriegelungsglied
eine Ausnehmung der oberen Stirnfläche auf, die in eine obere Nut des Fensters des Außenzylinders eiinlcgbar
ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß iiuf relativ einfache Weise eine Sicherung der Verriegelungsstellung
des betreffenden Verricgclungsgliedes erreicht ist.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung
di-i ΙτΙίιπΙιιημ sind die Bohrmeißel von dem
Bohrmeißelteil abnehmbar. Dadurch können in vor teilhafter Weise die betreffenden Bohrmeißel bei Bedarf
leicht ausgewechselt werden.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausge
staltung der Erfindung ist auf der Innenfläche des unteren Endteiles des Rohrstrangs ein ringförmig abgc
sctzter Teil vorgesehen, gegen den ein ein axial verlaufendes Fenster des Außenzylinders durchra
gender konvexer Teil des Innenzylinders zur Begrenzung von dessen axialer Beweglichkeit zum Bohrlochtiefsten hin anlcgbar ist. Hierdurch ist in vorteilhafter
Weise die axiale Beweglichkeit der Bohrcinrichtunj] zum Bohrlochtiefsten hin auf einfache Weise begrenzt.
1S Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung ist ein mit dem Innenzylinder zusammenhängender Ansatz vorgesehen, der die
Sperrglieder trägt und der der Innenfläche des unteren Endes des Rohrstranges bei mit diesem verbundenen
zn Bohrmeißelteil zugewandt ist, wobei der Ansatz nähci
dem Bohrlochtiefsten liegt als die Verriegelungseinrichtung, und ferner ist eine Vielzahl axial verlaufender
Nuten in Abständen voneinander auf der Oberfläche des Ansatzes vorgesheen, in die ein Druckstück
ein- und ausführbar ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders wirksamen Kupplung für die
Bohrmeißel.
Gernäß einer noch wciteen zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung ist das zuvor genannte Druck stück durch den Außenzylinder betätigba/. Dies stellt
in vorteilhafter Weise eine besonders wirksam arbeitende Anordnung dar.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Druckstück durch einen
Kolben in die Nuten ein- und ausführbar, der durch die einen zentralen Kanai des Ansatzes durchströmende
Druckflüssigkeit betätigbar und durch eine Feder zurückholbar ist. Hierdurch ist in vorteilhafter
Weise eine besonders sichere Kupplung der Bohrmeißel mit dem erwähnten Außenzylinder sichergestellt.
Gemäß einer noch weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist der Nachbohrmeißel eine
unter rechten Winkeln zur Achse des Innenzylinders verlaufende halbkreisförmige Ausbuchtung auf, die
an einem Ende in eine konkave Aushöhlung des Innenzylinders eingesetzt ist, und außerdem besitzt
der Nachbohrmeißel einen säulenförmigen Zapfen, der durch einen Stift in der Aushöhlung des Innenzylinders
gehalten ist, der an beiden Enden von Schrauben in der Aushöhlung des Innenzylinders befestigt
ist, wobei der Boden der konkaven Aushöhlung und die Oberfläche des Nachbohrmeißels einen konvexer
bzw. konkaven Teil aufweisen, welche aneinander anliegen und in axialer Richtung verlaufen. Hierdurch
ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen Anordnung und Lagerung der Nachbohrmeißel.
Im Zusammenhang mit einer Bohreinrichtung gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, eine Fangvorrichtung
zu verwenden, welche durch ein Windwerk über ein Kabel in ein Bohrloch einlaßbar und aus diesem
aufholbar ist und aus einem rohrförmigen Körpei mit einer Führung und Fanghaken besteht und dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Fangvorrichtung füi die Zufuhr von Druckflüssigkeit zu der Bohreinrich-
tung an beiden Enden offen und das Kabel hohl aus gebildet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß du
Fangvorrichtung von der der Bohrcinrichtung zuzu führenden Druckflüssigkeit nicht umspült wird.
Von Vorteil bei der zuvor betrachteten Fangvorrichtung
ist es gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung, daß die Fangvorrichtung nahe ihrem unteren
Ende eine ringförmige Nut aufweist, in welche an dem oberen Endteil eines Fangkopfes der Bohreinrichtung
angeordnete Stahlkugeln eindrückbar sind. Hierdurch ist eine sichere Verbindung zwischen dem Fangkopl
der Bohreinrichtung und der Fangvorrichtung sichergestellt.
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispiclen näher erläutert.
Fig. 1 bis6/.eigen in verschiedenen Halbsehnittansichtcn
eine Ausführungsform einer Bohreinrichtung gemäß der Erfindung, bei der unter Druck stehendes
Wasser in einen Rohrstrang eingeleitet wird;
Fig. 2 zeigt einen Halbschnitl. der sich mit der Schnittlinie B-B an die Schnittlinie A-A gemäß Fig. 1
anschließt;
Fig. 3 zeigt einen Halbschnitt, der sich mit einer
Schnittlinie D-D an die Schnittlinie C-C gemäß Fig. 2 anschließt;
Fig. 4 zeigt einen Halbschnitt, der sich mit einer
Schnittlinie F-F an die Schnittlinie E-E gemäß Fig. 3
anschließt;
Fig. 5 zeigt einen Halbschnitt, der sich mit einer
Schnittlinie H-H an die Schnittlinie G-G gemäß Fig. 4 anschließt;
Fig. 6 zeigt einen Halbschnitt, der sich mit einer
Schnittlinie J-J an die Schnittlinie /-/ gemäß Fig. 5 anschließt;
Fig. 7 veranschaulicht in einer Tcilschnittansicht der in Fig. 3 dargestellten Anordnung die Arbeitsweise
eines Schaltventils:
Fig. 8 zeigt in derselben Ansicht wie Fig. 1 den
Zustand eines Wasser-Durchlaß Absperrmechanismus für den Fall, daß die Bohrmeißel hochgezogen
werden;
Fig. 9 zeigt in derselben Ansicht wie Fig. 1 den
Zustand des Wasser-Durchlaß Absperrmechanismus für den Fall, daß die Bohrmeißel nach unten durch
den Rohrstrang geführt werden;
Fig. 10zeigt in derselben Ansicht wie Fig. 2 einen
Festhaltemechanismus für den Fall, daß der Wasser-Durchlaß-Absperrmechanismus
sich im Zustand gemäß Fig. 9 befindet;
Fig. 11 zeigt in einer vertikalen Halbschnittansicht
eine Ausführungsform des Festhaltemechanismus;
Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht längs der in Fig. 11 eingetragenen Linie XlI-XII;
Fig. 13a und 13b veranschaulichen die Beziehung
eines Sperrgliedes und eines Außenzylinders;
Fig. 14 zeigt in einer vertikalen Schnittansicht einen Fangkopf einer Bohreinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 15 zeigt in einer Perspektivansicht eine Fangvorrichtung;
Fig. l^zeigteine Halbschnittansicht der in Fig. 15 dargestellten Fangvorrichtung;
Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht längs der in
Fig.'16 eingetragenen Linie XVII-XVII;
Fig. 18 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung des
Hochziehens einer Bohreinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 19 und 20 zeigen die Verbindung der Fangvorrichtung
und des Fangkopfes;
Fig. 21 und 22 zeigen in einer Zusammensetzung, gemäß der die Schnittlinie K-K in Fig. 21 mit der
Schnittlinie L-L in Fig. 22 verbunden ist. einen vertikalen
Halbschnitt einer Bohreinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung:
Fig. 23 zeigt eine Perspektivansicht eines in Fig. 22 dargestellten Nachbohrmeißels mit einem
Stift:
Fig. 24 zeigt eine Schnittansicht längs der in Fig. 22 eingetragenen Linie XXIV-XXIV;
Fig. 25 zeigt eine ähnliche Schnittansicht wie ίο Fig. 24:
Fig. 2h zeigt in einer Halbschnittansicht eine Ausiiihrungslorm
eines Bohrmeißel-Befestigungsteiles einer Bohrcinrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 27 zeigt in einer perspektivischen Explosions-
>5 ansicht einen Nachbohrmeißel mit einem Stift sowie einem Keil und Schrauben.
Fig. 2S zeigt eine Schnittansicht gemäß der in
Fig. 26 eingetragenen Linie XXVllI-WVIIl.
In Fig. 1 bis K) sind ein Rohrstrang 1. Pilotmei-Bei
2. Nachbohrmeißel 3, cinTicflochantrieb in Form
eines Hydraulikmotors 4. ein Festhaltemcchanivmus 5, ein Wasser-Durchlaß Verschlußmechanismus
88 und ein die Teile 2 bis 5 und 88 umfassender Bohi meißelteil
6 vorgesehen, der an dem unteren Ende des Rohrstranges 1 festgehalten ist.
Der Festhaltemechanismus 5 besteht im wesentlichen aus einem Außenzylinder 7, einem Innenzylinder
8 und Sperrgliedern 9, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Der Außenzylinder 7 ist auf dem Außenumfang
des Innenzylinders 8 in axialer Richtung relativ verschiebbar; er besitzt einen solchen Außendurchmesser,
daß er in den Rohrstrang 1 einführbar ist. Der Außenzylinder 7 ist mit Fenstern 10 versehen, die in
axialer Richtung verlaufen. Auf dem Innenzylinder 8 ist ein konvex verlaufender Teil 11 vorgesehen, der
durch das genannte Fenster 10 aus dem Außenzylinder 7 hervorragt. Innerhalb dieses Fensters 10 kann
der konvexe Teil 11 eine axiale Bewegung ausführen, die erforderlich ist, um das Sperrglied 9 zu öffnen bzw.
zu schließen, wie dies im folgenden erläutert werden wird.
Ein ringförmig abgesetzter bzw. abgestufter Teil 12 ist auf der Innenfläche nahe des unteren Endteils des
Rohrstranges 1 gebildet, und zwar derart, daß dann, wenn der konvexe Teil 11 auf dem abgesetzten Teil
12 aufliegt, der Innenzylinder 8 an einer Weiterbewegung zu der Bohrlochsohlenseite innerhalb des Rohrstranges
1 gehindert werden kann.
Auf der Außenfläche ist ein offener konkaver Teil bzw. Hohlteil 13 vorgesehen, der näher bei der Bohrlochsohlenseite
liegt als der konvexe Teil 11 des Innenzylinders 8. In den konkaven Teil 13 ist ein plattenförmiges
Sperrglied 9 eingesetzt. Das Sperrglied S ist an einem Ende mit einem Stift 14 auf der Bohrloch
sohlenseite innerhalb des konkaven Teils 13 ange bracht; es ist so ausgebildet, daß es an dem anderer
Ende 15 sich nach außen öffnet, wobei der Stift 1* einen Drehpunkt festlegt. Die Öffnung des Sperrglie
des 9 nach außen erfolgt mittels einer Feder 16, di< Go zwischen dem Boden des konkaven Teils und den
Sperrglied 9 eingesetzt ist.
An einer dem Sperrglied 9 entsprechenden Stellt ist in dem Außenzylinder 7 ein Fenster 17 gebildet
und zwar derart, daß dann, wenn der Außenzylinder ' sich in axialer Richtung zu der Erdoberfläche in bezu]
auf den Innenzylinder 8 bewegt, das Sperrglied 9 ai der Seitenfläche mit der unteren Kante 18 des Fen
stcrs 17 in den konkaven Teil 13 gedruckt werdei
509 646/29;
kann. Bewegt sich der Außenzylinder 7 nach unten in bezug auf den Innenzylinder 8, so kann das Sperrglied
9 mittel» der Feder 16 aus dem Fenster 17 hervorragen.
Auf der Innenseite des Rohrstranges 1 ist eine ringförmige Ausnehmung 19 gebildet, in der das
Sperrglied 9 des Innenzylinders 8 anliegt, währenddessen der konvexe Teil Il des Innenzylinders 8 sich
in Kontakt mit dem abgesetzten Teil 12 des Rohrstranges 1 befindet. Die ringförmige Ausnehmung 19
ist dabei so ausgebildet, daß dann, wenn das Sperrglied 9 aus dem Fenster 17 herausragt und in der Ausnehmung
19 anliegt, der Innenzylinder 8 von dem anderen Ende IS des Sperrgliedes 9 festgehalten werden
kann, so daß er in bezug auf das Rohrgestänge zu der Erdoberfläche: hin nicht bewegbar ist.
Der Innenzylinder 8 wird daher durch den konvexen Teil 11. den abgesetzten Teil 12, das Sperrglied 9
und dif; Ausnehmung 19 derart festgehalten, daß er weder zu der Bohrlochsohlenseite noch zu der Erdoberfläche
in bezug auf den Rohrstrang 1 bewegbar ist.
In der Ausnehmung 19 ist eine sich in axialer Richtung
erstreckende Rippe 20 vorgesehen, die derart verläuft, daß dann, wenn die Seitenfläche des Sperrgliedes
9 sich berührt, der Innenzylinder 8 und der Rohrstrang 1 sich nicht relativ zueinander drehen
können. (Dies wird noch später beschrieben werden.)
In der der oberen Kante 21 des Fensters 17 gegenüberliegenden Kante ist an dem anderen Ende 15 des
Sperrgliedes 9 ein Ausschnitt 22 vorgesehen, in welchen die obere Kante 21 des Fensters 17 hineinpaßt,
wenn das Sperrglied 9 in der Ausnehmung 19 anliegt. Der Ausschnitt 22 ist dabei so ausgebildet, daß dann,
wenn das Sperrglied 9 in der Ausnehmung 19 liegt, die obere Kante 21 des Fensters 17 in dem Ausschnitt
22 anliegen kann, wobei das Sperrglied 9 daran gehindert ist, aus der Ausnehmung 19 herauszukommen
und in den konkaven Teil 13 des Innenzylinders 8 gedruckt zu weiden.
Der Außendurchmesser auf der Bohrlochsohlenseite der das Fenster 10 des Außenzylinders 7 umfassenden
Umfangsfläche ist kleiner als der Außendurchmesser auf der Erdoberfläche; an der betreffenden
Grenzlinie ist ein ringförmig abgesetzter Teil 23 gebildet, und 2'.war derart, daß dann, wenn die obere
Kante 21 des Fensters 17 in dem Ausschnitt 22 des Sperrgliedes 9 hegt, der ringförmig abgesetzte Teil 23
den ringförmig abgesetzten Teil 12 berühren kann, der auf der Innenseite des Rohrstranges 1 gebildet ist.
Auf diese Weise kann die Bewegung des Außenzylinders 7 zu der Bohrlochsohlenseite hin eingeschränkt
werden.
Einzelheiten des eine relative Drehung des oben beschriebenen Rohrstranges 1 und des Innenzylinders
8 verhindernden Mechanismus sind in Fig. 11
und 12 gezeigt. Wie aus einer Betrachtung dieser Figuren
ersichtlich sein dürfte, ist das Sperrglied als von der Mittelachse des Innenzylinders 8 entfernt liegend
vorgesehen. Demgemäß kann auf der Mittelachse des Innenzylinders 8 ein hohler Teil 35 gebildet werden,
der ein Wasserdurchgang ist. Das durch den Rohrstrang 1 hervorgerufene Drehmoment kann verteilt
werden, wenn das Sperrglied 9 aus der diametralen Richtung des Innenzylinders 8 herausgeführt wird.
Ferner tritt nahezu kein Ausfall in der Einstellung auf, die durch die Anlage des Sperrgliedes 9 an der Innenumfangsfläche
des Randes bzw. der Rippe 20 hervorgerufen wird.
Die Ausnehmung 22 ist in Form eines Einschnitt: bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 vorhanden
sie kann aber auch die Form einer Ausnehmung vor der Stirnfläche auf der Seitenfläche des Sperrgliedes l.
haben. In diesem Fall ist in der oberen Kante 21 eini
eingekerbte Nut 17'gebildet, die eine geringere Breiti
besitzt als der Umfangsbreite des Fensters 17 entspricht. Dadurch kann die obere Kante 21 des Fensters
17 des Außei-zylinders 7 in die Ausnehmung 22
hineinpassen. Wie oben beschrieben, kann lerner irgendeine
Anzahl von Sperrgliedern vorgesehen sein und zwar in Abhängigkeit vom Bohrungsdurchmesser
um eine ausreichende Kraft für die Übertragung de; Drehmoments und Drucks zu erhalten. Durch Erhö-
»5 hen der Anzahl von Sperrgliedern kann darüber hinaus
die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, einen Sperrzustand bzw. Verriegelungszustand zu erzielen.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Stator 24 (das ist der
nicht drehende Teil) eines hydraulischen Motors 4
«ο (der als hydraulische Bohrturbine in der Zeichnung
dargestellt ist) mit dem unteren Ende des Innenzylinders 8 verbunden. Ferner ist ein Rotor 25Xdrehender
Teil) konzentrisch in dem Stator vorgesehen. Die Mitte des Rotors 25 ist hohl ausgebildet; in der betreffenden
Mitte ist ein Nebenkanal 26 von dem Innenzylinder zu den Pilotmeißeln 2 gebildet. Mit 27 ist ein
Statorblatt auf der Statorseite bezeichnet, und mit 28 ist ein Rotorblatt bezeichnet. Ein zylindrisches Schaltventil
29 ist axial bewegbar in dem erdbodenseitigen Endteil des Rotors 25 eingepaßt. Ein Flanschteil 30
ist in dem Endteil des Innenzylinders 8 des Schaltventils 29 gebildet. Der Außendurchmesser des Flanschteils
30 ist größer als der Außendurchmesser des Endteils des Rotors 25. Zwischen dem Befestigungsteil
32 des Rotorblatts 28 und dem Flanschteil 30 ist eine Feder 33 eingesetzt, und zwar derart, daß sie das
Schaltventil V) gegen einen ringförmigen Ventilsitz 34 drückt, der auf der Innenfläche des Innenzylinders
8 gebildet ist. Ein zu dem Nebenkanal 26 von dem hohlen Teil 35 des Innenzylinders 8 hinführendes
Ventilloch 36 ist innerhalb des Endteils 31 des Rotors 25 vorgesehen. Wenn die Pilotmeißel 2 und die Nachbohrmeißel
durch den hydraulischen Motor 4 gedreht werden, um eine Bodenschicht anzuschneiden, liefert
dieses Schaltventil 29 Druckwasser von dem oberen Endteil des Rohrstranges 1 zu den Pilotmeißeln 2 hin.
und zwar durch den Innenzylinder 8. Der Druck dieses Druckwassers ist wesentlich höher als der Druck
des Druckwassers, welches aus den Pilotmeißeln 2 durch den Innenzylinder 8 herausgespült wird, wenn
der Bohrmeißelteil 6 zu der Erdoberfläche hin gezogen wird. Damit wirkt dieses Schaltventil 29 genauso
wie ein generell benutztes Sicherheitsventil. Die Feder 33 wird durch den hohen Druck des Druckwassers
zusammengepreßt, welches zum Zwecke des Bohrens zugeführt wird. Dadurch wird das Schaltventil 29 von
dem Ventilsitz 34 abgehoben. Der hohle Teil 35 des Innenzylinders 8 wird mit einem Wasserdurchlaß 37
verbunden, und zwar für die Erzeugung eines Dreh-
moments zwischen dem Statorblatt 27 und dem Rotorblatt 28. Das Schaltventil 29 wird gegen das Ventilloch
36 gedrückt, um dieses zu schließen. Dadurch ist verhindert, daß Wasser aus dem hohlen Teil 35
des Innenzylinders 8 zu dem Nebenkanal 26 hin ge-
langt.
Der Druck des Wassers, das zugeführt wird, um durch den Innenzylinder 8 hindurch und aus den Pilotmeißeln
2 herausgespült zu werden, wenn der
Bohrmeilk'lteil 6 zu der Erdoberfläche hin gezogen
wird, kann wesentlich niedriger sein als der Druck des Druckwassers, welches zum Zeitpunkt des Bohrens
zugeführt wird. Deshalb wird zum Zeitpunkt des Hochziehens des Bohrmeißelteils 6 der Flanschteil 30
des Schaltventils 29 gegen den Ventilsitz 34 gedruckt. Auf diese Weise ist verhindert, daß Wasser aus dem
hohlen Teil bzw. Hohlteil 35 zu dem Wasserdurchlaß
37 hinfließt. Dadurch kann der Rotor 25 sich nicht drehen. Das Schaltventil 29 öffnet das Ventilloch 36,
um Wasser zu den Piiotmeißeln 2 hin gelangen zu lassen, und zwar durch den Nebenkanal 26 von dem
Hohlteil 35 her.
Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, verläuft der untere Ansatz 38 des Stators 24 des hydraulischen Motors 4
zu dem unteren Ende des Rohrstranges 1 hin. Der untere Ansatz 39 des Rotors 25 verläuft in den unteren
Ansatz 38 des Stators 24. Der Rotor 25 ist konzentrisch zu dem Stator 24 in Lagern 40 und 41 drehbar
gelagert, die zwischen den beiden Enden des unteren Ansatzes 39 des Rotors 25 und des unteren
Ansatzes 38 des Stators 24 vorgesehen sind. In dem von dem Lager 40 aus auf der Seite des Rotors 25
liegenden Ansatz 39 ist ein Durchgangsloch 42 versehen, welches Wasser von dem Wasserdurchlaß 37 für
die Erzeugungeines Drehmoments in dem Ansatz 39 führt.
In der Außenumfangsfläche auf der unteren Seite des Ansatzes 38 sind in einem Abstand axial verlaufende
Nute 43 vorgesehen. In die Nut 43 ist ein rechteckförmiges Druckstück 44 eingesetzt; es weist eine
halbkreisförmige Rippe 45 auf, die unter rechten Winkeln zu der Mittellinie des Bohrmeißelteils verläuft
und die in einer schmalen, bogenförmigen konkaven Nut 46 eingepaßt ist, welche im Boden der Nut
43 gebildet ist. Auf diese Weise ist das betreffende
Druckstück schwenkbar, wobei die Paßfläche der beiden genannten Elemente als Drehpunkt dient und
wobei verhindert ist, daß das betreffende Druckstück aus der Nut 43 heraus gelangt. Zu diesem Zweck ist
eine ringförmige Feder 48 vorgesehen die in einer konkaven Nut 47 sitzt, welche gegenüber der Rippe
45 auf der Oberfläche der gegenüberliegenden Seite der Rippe 45 vorgesehen ist und welche den Ansatz
38 umgibt. An einer näher an der Erdoberfläche als ringförmige Feder 48 liegenden Stelle befindet sich
eine Ringfeder 49, die die gleiche Feder ist wie die ringförmige Feder bzw. Ringfeder 48. Durch diese
Ringfeder wird die näher bei der Erdoberfläche als bei der Rippe 45 des Druckstücks 44 liegende Seite
zu dem Boden der Nut 43 gedrückt. Auf der Erdoberfläche zwischen dem Boden der Nut 43 und dem
Druckstück 44 ist ein Keil 50 axial bewegbar eingedrückt. Ein Gleitstück 52 ist in einer axial verlaufenden
Nut 51 bewegbar eingesetzt, die auf der Außenfläche des Ansatzes 39 vorgesehen ist. Eine Feder 53
ist zwischen dem unteren Ende des Gleitstücks 52 und der Stirnwand der Nut 51 eingesetzt, und zwar derart,
daß sie das Gleitstück 52 zu der Erdoberfläche hin drückt. An dem oberen Ende des Gleitstücks 52 ist
ein Kolben 54 in Kontakt mit dem Boden der Nut 51 und der Innenfläche des Ansatzes 38 angeordnet.
Ein die Innenseite und die Außenseite verbindendes Fenster ist in dem oberen Boden der Nut 43 vorgesehen.
Der Keil 50 und das Gleitstück 52 sind mittels einer Schraube 56 miteinander verbunden, die durch
das Fenster 55 hindurchläuft. Ein kleines Loch 57, welches in den Innenraum des Ansatzes 59 hineinführt,
verläuft diagonal zu der Erdoberfläche hin, und zwar von dem oberen Ende der Nut 51 her.
Das mit hohem Druck auftretende Druckwasser (z.B. mit einem Druck von etwa 20 kg/cm2) tritt,
nachdem es den hydraulischen Motor zum Zeitpunkt eines Schneidvorgangs in Drehung versetzt hat, in den
Ansatz 39 unten von dem Loch 42 her ein. Ein Teil des Druckwassers tritt in eine Kammer ein, die durch
die Nut 51 und die Innenfläche des Ansatzes 38 gebildet
ist. Der betreffende Teil des Druckwassers gelangt durch das kleine Loch 57 hindurch; er drückt den Kolben
54 nach unten hin und bewegt das Gleitstück 52 nach unten entgegen der Feder 53. Sodann wird der
mit dem Gleitstück 52 verbundene Teil 50 zwischen das Druckstück 44 und die Nut 51 gedruckt, wodurch
das Druckstück 44 oben nach außen gegen die Ringfeder 49 bewegt wird, und außerdem wird das betreffende
Druckstück gegen die Innenfläche des Rohrstranges 1 gedruckt.
Wenn das Druckstück 44 auf diese Weise an die Innenfläche des Rohrstranges 1 gedrückt ist, ist der
Ansatz 38 konzentrisch zu dem Rohrstrang 1 innerhalb dieses Rohrstranges 1 festgelegt, so daß die
Bohrrichtung der Pilotmeißel 2 längs der Mittellinie gehalten wird.
Der Druck des Wassers, welches durch den Nebenkanal 26 geleitet wird, wenn der Bohrmeißelteil 6 zur
Erdoberfläche durch den Rohrstrang 1 hochgezogen wird, ist wesentlich niedriger als zum Zeitpunkt der
Ausführung eines Schneidvorgangs, so daß die Feder 53 den Kolben 54 zu der Erdoberfläche entgegen diesem
Wasserdruck zurückdrückt. Der Keil 50 bewegt sich dabei zu der Erdoberfläche hin, und die Ringfeder
49 führt das Druckstück 44 von der Innenfläche des Rohrstranges 1 weg. Dies führt dazu, daß die Außenfläche
des Druckstücks 44 derart eingeführt bzw. eingezogen wird, daß sie mit der offenen Fläche der Nut
43 fluchtet. Mit 48 ist eine Öffnung bezeichnet, die die Innenfläche des Ansatzes 39 mit der Nut 51 verbindet
und die näher bei der Bohrlochsohlenseite vorgesehen ist als das kleine Loch 57 und die außerdem
näher bei der Erdoberfläche vorgesehen ist als der Kolben 54, wenn dieser in die nächste Stellung zur
Erdoberfläche hin eingestellt ist.
Bei der oben betrachteten Ausführungsform der Erfindung können Längsnuten in der Außenfläche des
Ansatzes 39 gebildet sein, und an Stelle des Gleitstücks 52 kann eine Schiene verwendet werden. Darüber
hinaus kann das Druckstück 44 in Form eines Gelenks vorgesehen sein, welches an dem Ansatz 38
mittels eines Stiftes vorgesehen ist, und zwar an den Seitenflächen der Nut 43. Ferner kann auf beiden Seitenflächen
des Druckstücks 44 eine Nockennut bzw. Kurvennut an Stelle des Keiles 50 vorgesehen sein.
und ferner kann ein an der obenerwähnten Schiene vorgesehener Stift in die Nockennut eingeführt werden,
um das Druckstück 44 zu öffnen und zu schließen Darüber hinaus ist es möglich, das Druckstück 44 dadurch
zu betätigen, daß die obenerwähnte Schiene mil dem Außenzylinder 7 gemäß Fig. 2 verbunden wird
und zwar an Stelle der Verwendung des Kolbens 54 und der Feder 53.
Gemäß dieser zuvor beschriebenen Anordnunj können die Pilotmeißel und die Nachbohrmeißel ai
dem Rohrstrang 1 derart angebracht sein, daß in der Sperrstellungen keine Schwingung auftritt und daß di<
Ausheberichtung als in irgendeiner gewünschtei Richtung liegend gesteuert werden kann.
An dem unteren Ende des Ansatzes 39 ist ein Bohrmeißelhalter 59 angebracht, der zu der Bohl lochsohlenseite
hin von dem Ende des Rohrstranges 1 verläuft. Dieser Bohrmeißelhalter 59 ist ein an beiden
Enden offener Zylinder, der unten mit Pilotmeißeln 2 des Radtyps versehen ist. Ein Bohrmeißelkörper 60
der Pilotmeißel 2 ist in Form eines Stöpsels in den Endteil des Bohrmeißelhalters 59 eingeschraubt und
mit Abstrahlöffnungen 61 in der Mitte versehen, durch die Wasser zu den Pilotmeißeln 2 von dem
Bohrmeißelhalter 59 abgestrahlt werden kann.
Der Bohrmeißelhalter 59 ist mit drei bis vier Fenstern 62 in Abstand auf der Umfangsfläche der Erdoberfläche
von den Pilotmeißeln 2 aus versehen. Ein derartiges Fenster 62 ist derart ausgebildet, daß Nachbohrmeißel
3 vom Radtyp und diese Pilotmeißel tragende Bohrmeißelkörper 63 in diese Fenster gerade
hineinpassen. Der Bohrmeißelkörper 63. der mit Nachbohrmeißeln 3 versehen ist, ist in dem Endteil
auf der Bohrlochsohlenseite angebracht und in dem Endteil auf der anderen Seite in dem Fenster 62 mit
einem Stift 64 derart eingebaut, daß der betreffende Bohrmeißclkörper aus dem Fenster 62 auf der Seite
der Nachbohrmeißel 3 herauskommt und in dieses eintritt. Auf der Innenfläche des Bohrmeißelkorpers
63 ist eine Nut 65 gebildet. Ein in der Innenfläche des Fensters 62 vorgesehener Anschlag 66 ist in der
Nut 65 derart untergebracht, daß das Ausmaß des Nachaußenragens der Nachbohrmeißel 3 reguliert ist.
In eine ringförmige Nut, die in der Innenfläche der oberen Seite des Fensters 62 nahe des Stiftes 64 gebildet
ist, ist eine Feder 67 eingesetzt, und zwar derart, daß sie auf die Stirnfläche des Bohrmeißelkorpers 63
einen solchen Druck ausübt, daß die Nachbohrmeißel 3 stets in das Fenster 63 bewegt werden.
Ein Steuerrohr 68, welches das Ausfahren und Einfahren der Nachbohrmeißel 3 steuert, ist axial bewegbar
unter Berührung der Innenfläche des Bohrmeißelhalters 59 eingesetzt. Das Steuerrohr 68 ist an dem
unteren Ende zur Innenseite des Bohrmeißelkorpers 60 hin und an dem oberen Ende zu dem Hohlteil des
Ansatzes 39 hin offen. Ein Ringkolben 69 ist an dem oberen Ende des Steuerrohres 68 angebracht, und
zwar derart, daß er mit der Innenfläche des Bohrmeißelhalters 59 in Kontakt ist. Ein konvexer Teil 72 mit
einer Schräge 71, die nach unten schräg verläuft, ist auf der Außenfläche des Steuerrohres 68 gebildet; der
betreffende Teil zeigt derart zu den Fenstern 62 hin, daß dann, wenn der Kolben 69 nach unten durch den
Wasserdruck zum Zeitpunkt des Hochhebens gedrückt wird und wenn das Steuerrohr 68 sich nach
unten hin bewegt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, auf
die Innenflächen der Bohrmeißelkörper 63 durch den konvexen Teil 72 ein Druck ausgeübt werden kann.
Die Nachbohrmeißel 3 können aus der Außenumfangsfläche des Rohrstranges 1 durch die Fenster 62
herausgeführt werden. Wenn bei dieser Anordnung die Nachbohrmeißel 3 nach unten vorgeführt werden,
wirkt der Druck auf die Nachbohrmeißel 3 in der Weise, daß diese weiter auseinandergeführt werden.
Deshalb ist es erwünscht, eine derartige Anordnung in einem solchen Zustand zu halten, dem gut widerstanden
werden kann, und die genannten Elemente nicht mehr als notwendig auszufahren. Eine Feder 70,
die den Kolben 69 zu der Erdoberfläche hin drückt, ist zwischen dem Kolben 69 und einem abgesetzten
Teil 73 eingesetzt, welches auf der Innenfläche des Bohrmeißelhalters 59 gebildet ist. und zwar auf der
Außenfläche der Oberseite des Stcuerrohres 68. Auf diese Weise ist dem Kolben 69 ermöglicht, sich nach
unten entgegen dem Druck des Wassers zu bewegen, welches zum Zeitpunkteines Aushebe Vorgangs in den
Bohrmeißelhalter 59eingeführt wird. Die betreffende Feder vermag jedoch den Kolben 69 zu der Erdoberfläche
hin zurückzudrücken, und zwar entgegen dem obenerwähnten Druck des Wassers, welches durch
den Bohrmeißelhalter 59 zu den Pilotmeißeln 2 hin
ίο geleitet wird, wenn der Bohrmeißelteil 6 nach oben
zu der Erdoberfläche hin gezogen wird; außerdem wird das Steuerrohr 68 zu der Erdoberfläche hin bewegt,
ferner ist dem konvexen Teil 72 ermöglicht, sich zu einer Ausnehmung 72 in der Innenfläche des Bohr-
meißelkörpers 73 zu bewegen, und schließlich ist jedem
Nachbohrmeißd 3 ermöglicht, in das Fenster 62
zurückzukehren. In dnem zu dem Nachbohrnieißel 3
hinzeigenden Teil des Steuerrohres 68 ist eine Öffnung 75 vorgesehen, so daß Wasser durch die Fenster
»ο 62 vom Innenraum des Steuerrohres 68 zu den Nachbohrmeißeln
3 hingeführt werden kann.
Wie oben beschrieben, ist in dem Bohrmeißelteil 6 der Wasserdurchgang gebildet. Ein Wasser-Durchlaß
Sperrmechanismus 88 bewirkt eine Unterbre-
*5 chung des Eintritts des Wassers in den Wasserdurchgang
in folgender Weise.
Die Oberseite de;, Außenzylinders 7 verläuft zu der Erdoberfläche weiter als das obere Ende 76 des Innenzylinders
8; ein nach innen gebogenes Schulterteil
77 ist in dem Endteil des Außenzylinders 7 gebildet. Ein zylindrischer Fangkopf 78 (im einzelnen in
Fig. 14 gezeigt und weiter unten näher beschrieben) wird axial bewegbar in dem Ansatz des Außenzylinders
7 gehalten; er ragt zum Teil auf der Oberseite aus dem Außenzylinder 7 heraus. Das untere Ende
79 innerhalb des Außenzylinders 7 des Fangkopfes 78 befindet sich in Kontakt mit dem oberen Ende 76 des
Innenzylinders 8.
Das Ausmaß, in welchem der Fangkopf 78 aus dem Außenzylinder 7 hervorragt, wird durch einen ringförmigen
konvexen Teil 81 reguliert bzw. festgelegt, der innerhalb des Slchulterteiles 77 des Außenzylinders
7 untergebracht ist. Zwischen dem Außenzylin-.ier 7 und dem Fangkopf 78 ist ein Zwischenraum 82
gebildet, und zwar zwischen dem an dem Außenumfang des unteren Endes 79 befestigten Ring 80 und
dem ringförmigen konvexen Teil 81. Ein mit dem Außenumfang des Fangkopfes 78 in Gleitkontakt befindliches
ringförmiges Ventil 83 ist mit dem Außenzylinder 7 in dem Zwischenraum 82 auf der Innenfläche
des Aulknzylinders 7 zusammenhängend ausgebildet. Der Fangkopf 78 ist von dem oberen
Ende 84, welches außerhalb des Außenzylinders 7 vorgesehen ist, bis zu dem Innenraum des ringförmi-
gen konvexen Teils 81 hohl ausgebildet. Ein Durchgang 85 führt zu dem Zwischenraum 82 von dem Innenraum
des ringförmigen konvexen Teils 81 her. Der Fangkopf 78 ist ferner an dem unteren Ende 79 hohl
ausgebildet, und zwar derart, daß er mit dem Hohlteil 35 des Innenzylinclers 8 in Verbindung steht. Ein mit
dem Zwischenraum 82 in Verbindung stehendes Ventilloch 86 ist von dem Durchgang 85 getrennt gebildet.
Der Teil des Fangkopfes 78 zwischen dem Durchgang 85 und dem Ventilloch 86 ist fest ausgebildet. Wie
in Fig. 1 dargestellt, ist ein ringförmiges Ventil 83 des Außenzylindeiis 7 als näher bei der Bohrlochsohlenseite
als dem Ventilloch 86 des Kopfes 78 liegend vorgesehen, wenn das untere Ende 79 des Fangkopfes
fr
(Q
78 in Kontakt mit dem oberen Ende 76 des Innenzylinders 8 ist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und
wenn die obere Kante 21 des Fensters 17 des Außenzylinders 7 in der Nut 22 des Sperrgliedes 9
untergebracht ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Wenn somit der Bohrmeißelteil 6 durch den Rohrstrang 1 festgehalten wird, tritt das in den Rohrstrang
1 von dessen oberen Ende her eingeführte Druckwasser in den Fangkopf 78 von dessen oberen
Ende 84 her ein, und außerdem tritt das betreffende Druckwasser erneut in den Fangkopf 78 durch den
Zwischenraum 82 und das Ventilloch 86 von dem Durchgang 85 her ein. Das betreffende Druckwasser
fließt in den Innenzylinder 8 hinein; es kommt durch den Sperrmechanismus bzw. -teil 5 von dem Innenzylinder
8 her zu dem hydraulischen Motor 4 hin, wird zu dem Schaltventil 29 hingeleitet, um das Ventilloch
36 zu schließen. Schließlich gelangt das Druckwasser durch den Wasserdurchgang 37, wodurch ein Drehmoment
des hydraulischen Motors 4 erzeugt wird. Auf diese Weise wird der Rotor 25 des hydraulischen
Motors 4 gedreht, wodurch die Nachbohrmeißel 3 und die Pilotmeißel 2 gedreht werden. Ein Teil des
aus dem hydraulischen Motor 4 austretenden Druckwas*ers
übt einen Abwärtsdruck auf den Kolben 54 aus, wodurch die Nachbohrmeißel 3 geöffnet bzw.
nach außen ausgefahren werden. Der andere, größere Teil des Druckwasses gelangt durch den Bohrmeißelhalter
59 hindurch, um durch die Öffnungen 75 an die Nachbohrmeißel 3 und durch die Abstrahlöffnungen
61 an die Pilotmeißel 2 abgestrahlt zu werden. Das Wasser, das an die Pilotmeißel 2 und an die Nachbohrmeißel
3 abgegeben worden ist und das durch diese abgelöstes Bohrklein mit sich führt, wird durch
die Außenseite des Rohrstranges 1 an die Erdoberfläche abgegeben. Der Boden kann allein durch Vorrükken
des Rohrstranges 1 in den Boden ohne Drehung des betreffenden Rohrstranges aufgebohrt werden.
Wenn der Bohrmeißelteil 6 durch den Rohrstrang 1 zur Erdoberfläche hochgezogen wird, währenddessen
der Rohrstrang 1 im Boden belassen wird, und zwar durch Auslösung des Bohrmeißelteils 6 und
des Rohrstranges 1, arbeitet die Einrichtung wie folgt.
Bevor dieser HochzieVorgang erläutert wird, sei zuerst
der in Fig. 14 dargestellte Fangkopf 78 näher erläutert.
Wie in F i g. 14 gezeigt, sind mehrere, die Innenseite
und die Außenseite miteinander verbindende konische Löcher 91 radial verlaufend im Abstand auf dem
Umfang des Endteils 90 vorgesehen, und zwar außerhalb
des Außenrohres des Fangkopfes 78. Die Seite kleinen Durchmessers des konischen Lochs 91 liegt
auf der Hohlteilseite. Eine Stahlkugel 92 ist in das betreffende Loch eingesetzt; sie besitzt einen solchen
Durchmesser, daß sie in gewissem Grad von der den kleinen Durchmesser besitzenden Seite vorsteht. Die
Dicke der Umfangswand dieses Endteils 90 ist kleiner gewählt als der Durchmesser der Stahlkugel 92, so
daß in dem Fall, daß die Stahlkugel 92 von dem konischen Loch 91 auf der Hohlteilseite vorsteht, die betreffende
Stahlkugel 92 von der Außenumfangsfläche des Endteils 90 nicht vorstehen kann. Eine auf der
Außenfläche konisch verlaufende Hülse 93 ist in Form
eines Flansches auf dem Außenumfang des Endteils 90 derart angebracht, daß sic axial bewegbar ist.
Zwischen einem auf der Außenseitenfläche des Fangkopfs 78 und einem auf der Innenseitenfläche
der Hülse 93 vorgesehenen abgesetzten Teil 94, 95 ist eine Feder 96 eingesetzt, die die Hülse 93 von dem
Endteil 90 nach außen drückt. Die an der Stirnflächenseite des Endteils 90 befindliche Innenfläche 97
der Hülse 93 ist so ausgebildet, daß sie einen großen Durchmesser besitzt. Auf diese Weise können die
Stahlkugeln 92 zu der Außenumfangsfläche zurückweichen und zumindest mit der Innenfläche des Endteils
90 fluchten. Im übrigen können die Stahlkugeln von der Außenumfangsfläche des Endteils 90 vorste-
hen. Ferner besitzt die Innenseitenfläche bzw. Innenfläche der Hülse 93 zwischen der Innenfläche 97 und
dem abgesetzten Teil 95 einen solchen Innendurchmesser, daß durch Druckausübung auf die Stahlkugeln
92 diese in den Hohlteil des Endteils 90 hineinragen,
is wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Mit 98 ist
ein Stopfring bezeichnet, der auf den Außenumfang des Endteils 90 aufgebracht ist und der verhindert,
daß der zwischen der Innenfläche 97 der Hülse 93 und dem abgesetzten Teil 95 liegende Teil durch die
ao Feder 96 über die Stelle hinwegragt, die dem konischen
Loch 91 entspricht.
Nunmehr sei das Hochziehseil 100 betrachtet, mit dessen Hilfe der in dem Rohrstrang 1 festgehaltene
Bohrmeißelteil 6 zur Erdoberfläche hochgezogen
*5 wird. Das betreffende Seil 100 besteht aus einem flexiblen
Schlauch, der dadurch hergestellt ist, daß ein Gummischlauch 102 in einer Schicht 101 aus zylindrisch
verdrallten Drähten vorgesehen ist, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist. Es ist aber auch möglich, daß das
Hochzieh- bzw. Zugseil durch ein schraubenlinienförmig gewickeltes Metall gebildet ist. Ein Anschlußrohr
bzw. -schlauch 104 ist an einem Ende mit dem Seil 100 über eine an einem Ende vorgesehene Überwurfmutter
verbunden.
Wie in F i g. 16 gezeigt ist, ist an dem anderen Ends
105 des Verbindungen <hres 104 ein Teil gebildet, welches einen solchen Durchmesser und eine solche
Länge besitzt, daß es in den abgesetzten Teil 99 eingeführt werden kann, der in dem Endteil 90 des Fangkopfes
78 gemäß F ig. 14 gebildet ist. Indem Außenumfang des Verbindungsrohres 104 ist eine ringförmige
Nut 106, in der die Stahlkugeln 92 aufgenommen werden können, gebildet, und zwar entsprechend dem
konischen Loch 91, des Endteils 90 in dem Fall, daß
4ü das andere Ende 105 in den abgesetzten Teil 99 innerhalb
des Endteils 90 des Fangkopfes 78 eingeführt ist.
Der Außendurchmesser des Mittelteils 107 des Vcrbindungs- bzw. Anschlußrohres 106 ist größer als
der des übrigen Teils. In Form eines axial in zwei Teile aufgeteilten Rohres vorliegende Führungen 108 sind
einander gegenüberliegend auf der Außenfläche des Mittelteils 107 vorgesehen. Der Außendurchmesser
der Führung 108 ist ein wenig kleiner als der Innen-
durchmesser des Rohrstranges 1. Das Verbindungsrohr 104 wird konzentrisch zu dem Rohrstrang 1 gehalten und innerhalb des Rohrstranges 1 bewegt. Eine
Vielzahl von Nuten 109 verläuft in axialer Richtung in Abständen auf der Außenfläche der Führung 108,
iSo und zwar derart, daß dann, wenn die Führungen 108
innerhalb des Rohrstranges vorbewegt werden, Wasser durch diese Nuten 109 hindurchtreten kann.
Zwischen die Führungen 108 sind schienenförmige Haken 111 eingesetzt, die jeweils einen L-förmigen
Haken an einem Ende 110 aufweisen, wobei die L-förmigen Teile einander gegenüberliegen. An der
anderen Endscite des Hakens 111 ist ein halbkreisförmiger konvexer Teil 112gcbildet,der in einem flachen
509 646/295
bogenförmigen konkaven Teil 113 untergebracht ist, welcher in der Außenumfangsfläche des einen großen
Durchmesser besitzenden Teiles 107 vorgesehen ist, und zwar auf der der Überwurfmutter 103 zugewandten
Endteilseite. Die beiden Führungen 108, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, sind über
Stifte 114 miteinander verbunden, welche von den Seitenflächen der Nuten 109 der Führungen 108 in
die Mitten der Halbkreise der konvexen Teile 112 eingesetzt sind. Der Haken 111 ist dabei so ausgebildet,
daß er an einem Ende 110 um den einen Drehpunkt festlegenden Stift 114 bewegbar ist, derart, daß
eine Trennung bzw. ein Abheben von dem Verbindungsrohr 104 erfolgt. Der Haken 111 verläuft an
dem Ende 110 über das andere Ende 105 des Verbin- 1S
dungsrohres 104 hinaus, und zwar derart, daß dann, wenn das Verbindungsrohr 104 mit dem anderen
Ende 105 in den abgesetzten Teil 99 des Fangkopfes 78 eingesetzt ist, der Haken 111 an dem Ende 110
an der den Pilotmeißeln 2 zugewandten Seitenstirn- ao
fläche der Hülse 93 hängen kann. Zwischen dem anderen Ende 115 des Hakens 111 und dem Verbindungsrohr
104 ist eine Feder 116 eingesetzt, durch die die Haken 111 an den Enden 110 derart zusammengedrückt
werden, daß sie näher zusammengeführt a5
sind. Der Haken 111 und die Führung 108 sind mittels
des Stifts 114 verbunden. Der konvexe Teil 112 des Hakens 111 liegt in dem konkaven Teil 113 des Verbindungsrohres
104, weshalb der Haken 111 in bezug auf das Verbindungsrohr nicht axial bewegt wird. 3<>
Wie in Fig. 18 gezeigt wird, wird das Seil 100 auf eine Winde 117 aufgewickelt; es ist im Bereich der
Mittelachse der Winde 117 mit einer Pumpe 118 verbunden. Das mit einer Fangvorrichtung 119, die aus
dem obenerwähnten Verbindungsrohr 104 und den Haken 111 besteht, versehene Seil 100 wird an einem
Ende in den Rohrstrang 1 von der Erdoberfläche her eingeführt, und außerdem wird Druckwasser in den
Rohrstrang 1 eingeleitet, um die Fangvorrichtung 119 zu dem Bohrmeißelteil 6 hin zu führen.
Wie in Fi g. 19 dargestellt, übt die Fangvorrichtung
119, nachdem sie den Bohrmeißelteil 6 erreicht hat, einen Druck auf die Hülse 93 des Fangkopfes 78 aus,
wobei ein Ende 110 des jeweiligen Hakens 111 gegen die Feder 96 gedruckt wird, so daß die Stahlkugeln
92 aus dem konischen Loch 91 vorstehen und in die Innenfläche 97 der Hülse 93 hineinragen können.
Wenn det Haken 111 sich an dem Ende 110 zu den Pilotmeißeln 2 vorbewegt, und zwar durch Entlanggleiten
auf der Oberfläche der Hülse 93, währenddes- 5" sen auf die Hülse 93 ein Druck ausgeübt wird, so tritt
das Verbindungsrohr 104 am anderen Ende 105 in den Endteil 90 des Fangkopfes 78 ein. Wenn die betreffende
Hülse in den abgesetzten Teil 99 hineingelangt, ragi das eine Ende 110 des Hakens 111 etwas
aus der Endfläche auf der Bohrmeißelseite der Hülse
93 heraus. Dadurch drückt die Feder 96 die Hülse 93 entgegen der Reibungskraft zwischen der Endfläche
des Endes 110 und der Hülse 93 etwas zurück. Die Hülse 93 führt die Stahlkugeln 91 in die Nut 106
des Verbindungsrohres 104, und außerdem erfaßt ein Ende des Hakens Ul die auf der Seite des Pilotmeißels
2 liegende Oberfläche der Hülse 93. Auf diese Weise kann das Verbindungsrohr 104 untrennbar mit
dem Fangkopf 78 verbunden werden.
Sodann wird das Seil 100 über eine gewisse Länge festgehalten und mittels der Seilzuführeinrichtung 120
und 121 aufgewickelt, in der zwei Sätze von Förderbändern nebeneinanderliegend angeordnet sind, wie
dies in Fig. 18 gezeigt ist. Das Seil 100 wird mittels der Winde 117 auf- bzw. abgewickelt.
Wenn der Bohrmeißelteil 6 mit dem Seil 100 nach
oben gezogen wird, wird in derselben Weise wie in dem Fall, daß der Bohrmeißelteil 106 in den Rohrstrang
1 eingesetzt wird, der Fangkopf 78 zur Erdoberfläche hin gezogen. Damit wird der Außenzylinder
7, so wie er ist, zu der Erdoberfläche hin gezogen. Sodann wird der Außenzylinder 7 in bezug auf den
Innenzylinder 8 zu der Erdoberfläche hin bewegt, woraufhin die obere Kante 21 des Fensters 17 des
Außenzylinders 7 von der Nut 22 des Sperrgliedes 9 getrennt und angehoben wird. Durch die Bewegung
des Außenzylinders 7 zu der Erdoberfläche hin bewirkt ferner die untere Kante 18 des Fensters 17, daß
das Sperrglied 9 auf die Seitenfläche gedruckt wird, wodurch das betreffende Sperrglied von der Ausnehmung
10 des Rohrstranges 1 getrennt und in die Ausnehmung 13 des Innenzylinders 8 eingedrückt wird.
Auf diese Weise wird der Bohrmeißelteil 6 von dem Rohrstrang 1 gelöst. Damit kann der Bohrmeißelteil 6
von dem unteren Ende des Rohrstranges 1 zu der Erdoberfläche hin gezogen werden. Zu diesem Zeitpunkt
sind die relativen Lagen des Außenzylinders 7 und des Fangkopfes 78 dieselben, wie sie in Fig. 1
gezeigt sind. Der Außenzylinder 7 wird in bezug auf den Innenzylinder 8zu der Erdoberfläche hin bewegt,
wie dies in Fig. 8 gezeigt ist.
In dem Fall, daß es erforderlich ist, in den Rohrstrang 1 1500 1 Wasser pro Minute einzuführen, und
zwar im Falle eines Bohrvorgangs - obwohl dies von der Größe des Systems abhängt - und wenn etwa 200 I
Wasser pro Minute in den Innenzylinder 8 durch das hohle Seil bzw. den hohlen Schlauch zum Zeitpunkt
des Hochziehens des Bohrmeißelteils 6 eingeführt werden, ist der auf das Schaltventil 29 und die Kolben
54 und 69 üusgeübte Wasserdruck wesentlich niedriger als zum Zeitpunkt des Aushebens. Dadurch wird
das Schaltventil 29 durch die Feder 33 gegen den Ventilsitz 34 gedrückt, wodurch das Wasser von dem
Hohlteil 35 des Innenzylinders 8 durch den Nebenkanal 26 zu dem Bohrmeißelhalter 59 hin fließt. Auf
diese Weise kann der Rotor 25 des hydraulischen Motors in Stillstand gehalten werden. Ferner wird der
Kolben 54 durch die Feder 53 zur Erdoberfläche hin bewegt, wodurch das Druckstück 44 von der Innenfläche
des Rohrstranges 1 abgehoben wird. Der Kolben 69 wird durch die Feder 70 zur Erdoberfläche hin bewegt,
und die Nachbohrmeißel 3 werden durch die Feder 67 innerhalb des Fensters 62 eingefahren, wodurch
der Rohrstrang 1 durchfahrbar ist. Da der Bohrmeißelteil somit hochgezogen werden kann,
während Wasser aus den Abstrahlöffnungen 61 des Bohrmeißelkörpers 60 abgegeben wird, wird um die
Pilotmeißel 2 innerhalb des Rohrstranges 1 und dem in der Formation gebohrten Loch kein Unterdruck
bzw. Vakuum hervorgerufen. Dies hat zur Folge, daß die Bohrlochwand nicht zusammenbricht und daß die
Hochziehkraft vermindert werden kann.
Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich sein dürfte, kann die Geschwindigkeit des Hochziehens des
Bohrmeißelteils 6 von dem unteren Ende des Rohrstranges 1 höher gewählt werden, als dies bisher möglich
war. Außerdem kann die für das Hochziehen erforderliche Kraft vermindert werden.
Das hohle Seil 100 kann mit einem Ende direkt mit dem Elohrmeißelteil 6 verbunden sein, so daß das
I .
d des Bohrvorgangs benötigte Wasser durch las Seil 100 geleitet werden kann. Eine große Menge
ies Wassers muß jedoch, wie oben erwähnt, um die Bohrmeißel während des Bohrens geleitet werden.
Die Querschnittsfläche des Seils ist dabe; jedoch derart kleiner als die des Rohrstrangs, daß zur Zuführung
derselben Wassermenge durch das Seil der Wasserdurchlaßwiderstand höher ist als bei der Durchführung
von Wassei durch den Rohrstrang. Demgemäß wird der ausgeübte Druck höher gemacht, und fender
sind eine einen hohen Abgabedruck liefernde Pumpe und hohe Leistungskosten erforderlich. Wenn das Seil
in dem Rohrstrang hängt, wird nicht nur während des Bohrvorgangs das betreffende Seil auf Grund seines
Eigengewichts ermüden und damit eine verkürzte Lebensdauer besitzen, sondern es wird außerdem erforderlich
sein, das Seil in Anpassung an die Geschwindigkeit der Einführung des Rohrstranges in den Boden
abzurollen bzw. abzugeben, und ferner wird bei dem Bohren durch Drehen des Rohrstranges zwischen der ao
Innenfläche des Rohrstranges und dem Seil eine Reibunghervorgerufen.
Aus diesem Grund wird eine dies vermeidende Einrichtung benötigt, und außerdem
wird der Betrieb kompliziert. Wenn das Seil jedoch von dem Bohrmeißelteil lösbar ausgebildet ist, um Ie- »5
diglich dazu verwendet zu werden, den Bohrmcißelteil hochzuziehen, wie dies bei dem vorliegenden System
der Fall ist, ergeben sich Vorteile insofern, als der Be trieb erleichtert ist und als die Leistungskosten und
Einrichtungskosten vermindert werden können.
Der Bohrmeißelteil 6 wird von dem oberen Ende des Rohrstranges 1 aus nach unten geleitet und unten
wie folgt festgemacht.
Wie in Fig. 8 gezeigt, wird der Außenzylinder 7 in bezug auf den Innenzylinder 8 zur Erdoberfläche
hingezogen und in den Rohrstrang 1 eingeführt, während das Sperrglied 9 geschlossen ist. Sodann werden
z. B. 750 1 Wasser pro Minute in den Rohrstrang 1 von oben her eingeführt, und der Bobrmeißelteil 6
wird mit Hilfe dieses Druckwassers durch den Rohrstrang 1 nach unten geführt. Da der einen nennenswerten
Außendurchmesser besitzende Gummiring 89, der sich mit der Innenfläche des Rohrstranges 1 in
Kontakt befindet, auf dem Außenumfang des Außenzylinders 7 aufgebracht ist, wie dies \λ Fig. 2
gezeigt ist, wird der Druck des in den Rohrstrang eingeführten Wassers zuerst auf diesen Gummiring 89
und den Schulterteil 77 des Außenzylinders 7 ausgeübt, wodurch der Außenzylinder 7 nach unten in bezug
auf den Innenzylinder 8 bewegt wird. Dadurch bewegt sich die untere Kante 18 des Fensters 17, welches
das Sperrglied 9 zu der Innenseite hin gedrückt hat, nach unten, wobei das Sperrglied 9 aus dem Fenster
17 derart vorsteht, daß es in halb geöffnetem Zustand, wie dies in Fi g. 10 gezeigt ist, die Innenseitenfläche
bzw. Innenfläche des Rohrstranges 1 berührt und unter Ausführung einer Reibwirkung an der Innenfläche
des Rohrstranges 1 bewegt wird. Ferner wird der Außenzylinder 7 nach unten bewegt. Da jedoch
das Sperrglied 9 halb geöffnet ist, vermag die obere Kante 21 des Fensters 17 nicht, in die Ausnehmung
22 des Sperrgliedes 9 hinein zu gelangen. Vielmehr wird der Außenzylinder 7 an einer Bewegung
nach unten in bezug auf den Innenzylinder 8 gehindert. Da andererseits der zwischen dem Durchgang
85 und dem Ventilloch 86 befindliche Teil fest ist, wird der Wasserdruck außerdem auf diesen Teil auseeübt
und bringt den Fangkopf 78 in Kontakt mit dem Innenzylinder 8, wie dies in Fi g. 9 gezeigt ist. Da der
Außenzylinder 7 jedoch bezüglich des Innenzylinders 8 oben liegt, und zwar auf Grand der Tiefe der
Ausnehmung 22 des Sperrgliedes 9, bewirkt das in dem Außenzylinder 7 vorgesehene ringförmige Ventil
83 ein Schließen des Ventillochs 86 des Fangkopfes 78, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist.
Wenn somit der Bohrmeißelteil 6 nach unten zu führen ist und wenn Wasser in den Rohrstrang 1 eingeführt
ist, bewirkt der Wasser-Durchlaß/Sperrmechanismus 88, daß das Wasser an einem Durchtritt
durch den Bohrmeißelteil 6 gehindert ist. Daher kann der Bohrmeißelteil 6 wirksam eingeführt werden, und
gleichzeitig wird durch den hydraulischen Motor 4 ein Drehmoment erzeugt, woraufhin die Nachbohrmeißel
3 durch die Zentrifugalkraft ausgefahren werden. Überdies kann die Innenfläche des Rohrstranges 1 vor
einer Beschädigung geschützt werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Wasser-Durchlaß/Sperrmechanismus 88 hauptsächlich
durch den Fangkopf 78 und den Außenzylinder 7 gebildet. Es sei jedoch bemerkt, daß der betreffende
Mechanismus auch durch den Außenzylinder 7 und den Innenzylinder 8 gebildet sein kann, oder daß
er durch die Koinzidenz oder Nichtkoinzidenz von Löchern betrieben werden kann, die in diesen beiden
Teilen vorgesehen sind. Darüber hinaus kann das Schaltventil 29 derart ausgebildet sein, daß es mit dem
Außenzylinder gesteuert wird, ohne daß die Feder 33 verwendet wird. Der die Nachbohrmeißel 3 öffnende
und schließende Mechanismus kann ebenfalls abgeändert werden. Außerdem können bekannte Nachbohrmeißei
ebenfalls verwendet werden. Der hydraulische Motor 4 kann vom Turbinentyp, vom Ziehpumpentyp
oder von einem sonstigen Typ sein. Der Rotor kann außen liegen und der Stator kann innen
liegen. Die zu verwendenden Pilotmeißel 2 können Bohrmeißel für das Ausschneiden von Kernen sein.
Gemäß der oben beschriebenen Bohreinrichtung gemäß der Erfindung kann der vorgesehene hydraulische
Motor, der direkt mit den Nachbohrmeißeln und den Pilotmeißeln verbunden ist, zu dem unteren Ende
des Rohrstranges hingeleitet und durch den Rohrstrang hochgezogen werden, währenddessen die Drehung
des hydraulischen Motors angehalten wird. Das Einfließen von Wasser in den Bohrmeißelteil kann
dabei in geeigneter Weise vorgenommen werden, und ferner kann die Bohrarbeit wirksam ausgeführt werden.
Nunmehr sei die in Fig. 21 und 22 dargestellte Ausführungsform näher erläutert. Bei dieser Ausführungsform,
die von der in F i g. 1 bis 10 gezeigten Ausführungsform abweicht, wird die Aushebekraft auf
den Rohrstrang von der Erdoberfläche übertragen, wie dies bei dem als Beispiel gegebenen konventionellen
System der Fall war. Außerdem sind noch weitere Unterschiede hinsichtlich des Aufbaus zu der obenerwähnten
Ausführungsform festzustellen. Der Grundgedanke der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch
derselbe wie der der oben betrachteten Ausführungsform; es erübrigt sich daher festzustellen,
daß die Merkmale dieser Ausführungsform zu den Merkmalen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis
10 hinzuaddiert werden können.
In Fig. 21 und 22 sind dieselben Teile wie die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 10 mit den
entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet wie in den Fig. 1 bis 10.
Mit 1 ist ein Rohrstrang bezeichnet, wobei in derselben Weise wie die bei der herkömmlichen Bohreinrichtung
in Abhängigkeit von der Tiefe der zu bohrenden Bohrung eine Mehrzahl von Rohrsträngen 1
miteinander verbunden verwendet werden kann. Wie im folgenden noch erläutert werden wird, wird dieser
Rohrstrang 1 hauptsächlich ein Drehmoment und eine Schubbewegung im Boden an die Pilotmeißel 2'
abgeben, die an dem unteren Ende festgehalten sind. Der Pilotmeißel 2' ist so ausgebildet, daß er an dem
unteren Ende 122 des Innenzylinders 8 anzubringen ist. Der Außenzylinder 7 ist um den Außenumfang
des Innenzylinders 8 herum angeordnet, und zwar derart, daß er relativ zu dem Innenzylinder 8 axial
verschiebbar ist. Der Außenzylinder 7 und der Pilotmeißel 2' besitzen solche Durchmesser, daß sie in den
Rohrstrang 1 eingeführt werden können.
In der Außenfläche nahe des unteren Endes 122 des Innenzylinders 8 sind in axialer Richtung verlaufende
konkave Nuten 123 vorgesehen bzw. ausgebildet. Ein Nachbohrmeißel 3' von solcher Breite und
Länge, daß er in der konkaven Nut 123 untergebracht werden kann, ist mit Hilfe eines Stiftes 64' in der konkaven
Nut 123 auf der dem unteren Ende 122 zugewandten Seite schwenkbar gelagert, und zwar in anderer
Weise als bei der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 10. Die Lagerung des
Nachbohrmeißels ist hier in einer solchen Weise vorgenommen, daß dieser in die konkave Nut 123 auf
der anderen Seite hinein und aus der betreffenden Nut heraus gelangt, wobei der Stift 64' einen Drehpunkt
festlegt. Der betreffende Nachbohrmeißel 3' ist mit einem Diamantgefüge versehen, welches in derselben
Weise wie bei dem Pilotmeißel 2' auf der Außenfläche als der Außenseite der konkaven Nut 123 derart übersteht,
daß in Erdreich und Sand eingeschnitten wird. Das Sperrglied 9 ist an einem Ende mit einem Stift
bzw. Zapfen 14 schwenkbar auf der dem oberen Ende 76 des Innenzylinders 8 zugewandten Seite anstatt auf
der dem Nachbohrmeißel 3' zugewandten Seite gelagert. Das betreffende Sperrglied verläuft mit dem anderen
Ende in axialer Richtung zu dem oberen Ende 76 des Innenzylinders 8 hin, und zwar derart, daß es
mit dem betreffenden anderen Ende aus dem Fenster 17 herauszuragen vermag, welches in dem Außenzylinder
7 gebildet ist. Das Herausragen des genannten anderen Endes bewirkt eine Feder 16, die zwischen
dem genannten anderen Ende und dem Innenzylinder 8 vorgesehen ist.
An einer näher bei dem oberen Ende 76 als dem Sperrglied 9 liegenden Stelle ist ferner ein konvexer
Teil 11 an dem Innenzylinder 8 angebracht; dieser Teil steht von dem Innenzylinder 8 weg und ragt aus
dem in dem Außenzylinder 7 gebildeten Fenster 10 hindurch. Das Fenster 10 besitzt eine solche axiale
Länge, daß der konvexe Teil 11 in axialer Richtung innerhalb des betreffenden Fensters 10 bewegbar ist,
und zwar derart, daß die erforderliche relative axiale Bewegung des Innenzylinders 8 und des Außenzylinders
7 vorgenommen werden kann.
Der Außenzylinder 7 erstreckt sich an dem unteren Ende 124 zu der konkaven Nut 123 des Innenzylinders
8 hin. In axialer Richtung von dem betreffenden Ende aus ist ein Bohrmeißelteil 125 gebildet, und der
Nachbohrmeißel 3' ist in dem Bohrmeißelteil 125 untergebracht. Ein zur Innenfläche verlaufender Stift
126 ist nahe des Endteiies der Innenfläche gegenüber dem BohrmeißcHeil 125 vorgesehen und in einer Nut
127 untergebracht, die auf jeder Seitenfläche de; Nachbohrmeißels 3'gebildet ist. Die Nut 127 verläufi
in Form eines S in Längsrichtung auf der Seitenfläche,
des Nachbohnneißels 3', und zwar derart, daß sie dann, wenn der Außenzylinder 7 in axialer Richtung
relativ zu dem Innenzylinder 8 bewegt wird — wobei der Nachbohrmeißel 3' unter Verwendung des Stiftes
64' als Drehpunkt gedreht werden kann - in der konkaven Nut 23 enthalten sein kann und aus dem Rohrstrang
1 von der konkaven Nut 123 vorstehen kann.
Auf der Innenfläche des Rohrstranges 1 ist ein
ringförmiger konvexer Teil 128 vorgesehen, und zwar
derart, daß der konvexe Teil 11 des Innenzylinders 8
mit diesem konvexen Teil in Kontakt gelangen kann.
»5 Wenn der konvexe Teil 11 mit dem ringförmigen konvexen
Teil 128 in dem Innenzylinder 8 zusammenstößt, können die Nachbohrmeißel 3' und die Pilotmeißel
2' aus dem unteren Ende 129 des Rohrstranges 1 herausragen bzw. vorstehen, während die
ao anderen Teile in dem Rohrstrang 1 behalten weiden können.
Die auf der Innenfläche des Rohrstranges 1 gebildete Ausnehmung 19 liegt zu diesem Zeitpunkt
dem Sperrglied 9 gegenüber. Wenn der Außenzylin-
»5 der 7 relativ zu dem Innenzylinder 8 bewegt wird, so
daß die Nachbohrmeißel 3' aus dem Rohrstrang 1 hervorstehen, ragt das Sperrglied 9 aus dem Fenster
17 heraus und kommt zur Anlage in der Ausnehmung 19 des Rohrstranges 1.
Somit kann der Innenzylinder 8 festgehalten bzw. verriegelt werden, so daß er sich nicht nach unten oder
zu der Erdoberfläche hin bewegt, und zwar auf Grund der Ausnehmung 19 und des ringförmigen konvexen
Teils 128 des Rohrstranges 1 und der Nachbohrmei-
ßel 3' sowie auf Grund des konvexen Teils 11 des Innenzylinders
8, währenddessen die Nachbohrmeißel 3' und die Pilotmeißel 2' aus dem unteren Ende 129
des Rohrstranges 1 hervorragen. Der auf den Rohrstrang 1 von oben nach unten durch diesen Mechanismus
ausgeübte Schub wird auf den Pilotmeißel 2' und den Nachbohrrneißel 3' übertragen.
In der Ausnehmung 19 des Rohrstranges 1 ist die in axialer Richtung verlaufende Rippe 20 vorgesehen,
und zwar derart, daß dann, wenn die Seitenfläche des Sperrgliedes 9 die Wand 22 berührt, das auf den
Rohrstrang 1 ausgeübte Drehmoment auf den Innenzylinder 8 übertragen werden kann, wobei die Pilotmeißel
2' und die Nachbohrmeißel 3' zusammen mit dem Rohrstrang 1 gedreht werden können (wie dies
oben im einzelnen erläutert worden ist).
In derselben Weise wie bei der oben betrachteten Ausführungsform ist auch hier das Sperrglied 9 mit
der Ausnehmung 23 versehen.
Um die Drehung des Rohrstranges 1 auf den In-
nenzylinder 8 zu übertragen, kann irgendein anderer Teil, z. B. der konvexe Teil 11, benutzt werden. Darüber
hinaus kann in der die Nachbohrmeißel 2' am unteren Ende 124 des Außenzylinders 7 ausfahrenden
bzw. einfahrenden Anordnung die dem Innenzy-
linder 8 zugewandte Seitenfläche der Nachbohrmeißel 3' im übrigen mit'dem unteren Ende 124 des
Außenzylinders 7 in Anlage kommen.
Wenn der Außenzylinder 7in bezug auf den Innenzylinder 8 zu der Seite des oberen Endes 76 hin bewegt
wird, wird der Nachbohrmeißel 3' von der Innenfläche bzw. Innenseite des Rohrstranges 1 aus nach
innen eingefahren bzw. geschlossen, woraufhin er durch den Rohrstrang 1 hindurchzulreten vermag.
ja»;
Wird jedoch der Außenzylinder 7 in bezug auf den
Innenzylinder 8 derart nach oben bewegt, daß der Nachbohrmeißel 3' eingeführt bzw. geschlossen wird,
so hebt sich gleichzeitig die obere Kante 21 des Fensters 17 von der Ausnehmung 22 des Sperrgliedes 9
ab, und der Außenzylinder 7 wird angehoben. Wenn der Nachbohrmeißel 3' von der Innenseite des Rohrstranges
1 aus nach innen eingefahren bzw. geschlossen ist und wenn sodann der Außenzylinder 7 weiter
angehoben wird, drückt die untere Kante 18 des Fensters 17 das Sperrglied 9 auf die Außenseite, wodurch
dieses Glied nach innen gedreht wird. Das Sperr glied 9 löst sich aus der Ausnehmung 19 des Rohrstranges
1, so daß der Innenzylinder 8 in bezug auf den Rohrstrang 1 zu nach oben hin bewegbar ist.
Wenn ein starker Schneidwiderstand in der Richtung des Einfahrens bzw. Schließens der Nachbohrmeißel
auf die Schneidfläche der Nachbohrmeißel 3' während des Aushebens des Bodens wirkt, führt dieser
Widerstand zu einer Kraft, die den Außenzylinder 7 zu der Erdoberfläche hin drückt und damit den
betreffenden Außenzylinder relativ zu dem Innenzylinder 8 zu der Erdoberfläche hin drückt. Wenn der
Außenzylinder 7 auf diese Weise angehoben wird, löst sich das Sperrglied 9 aus der Ausnehmung 19 des
Rohrstranges 1, wie dies oben beschrieben worden ist, und außerdem wird der Innenzylinder 8 vollständig
in den Rohrstrang 1 hineingelagen, so daß kein weiterer Schneidvorgang mehr vorgenommen werden
kann. Der dies verhindernde Mechanismus wird im folgenden näher erläutert werden.
An dem oberen Ende 76 des Innenzylinders 8 ist eine Ausnehmung 130 gebildet. In dieser Ausnehmung
130 ist ein inneres Sperrglied 131 an einer Endseitc mittels eines Stiftes 132 schwenkbar gelagert.
Das betreffende Sperrglied 131 ist so ausgebildet, daß es mit seiner anderen Endseite 133 aus der Ausnehmung
130 herausragt; dies wird durch eine Feder 134 bewirkt. Zwischen dem Innenzylinder 8 und dem
Außenzylinder 7 ist ein Schieberrohr 135 vorgesehen, welches auf der Oberfläche axial verschiebbar ist. Das
innere Sperrglied 131 kann mit der anderen Endseite 133 aus einem Fenster 136 herausragen, welches in
dem Schieberrohr 135 gebildet ist. Der Außenzylinder 7 ist mit einer Ausnehmung 137 versehen, in der
die andere Endseite 133 des inneren Sperrgliedes 131 sitzt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, wenn
der Außenzylinder 7 die Nachbohrmeißel 3' aus dem Rohrstrang 1 vorstehen läßt. Dabei kann das Sperrglied
9 in der Ausnehmung 19 des Rohrstranges 1 liegen. Wenn die aus dem Fenster 136 herausragende
andere Endseite 133 in der Ausnehmung 137 liegt, ist der Außenzylinder 7 daran gehindert, relativ zu
dem Innenzylinder 8 von der Stellung aus angehoben zu werden, in der die Nachbohrmeißel 3' und das
Sperrglied 9 ausgefahren bzw. aufgeweitet sind.
Bei dieser Ausführungsform verläuft der Außenzylinder 7 weiter in den Schulterteil 77' als das obere
Ende 76 de's Innenzylinders 8. Außerdem ist der betreffende
Außenzylinder verschlossen. Ein Fangkopf 78' läuft axial bewegbar innerhalb und außerhalb in
der Mitte des Außenzylinders 7, und ferner ist das Schieberrohr 135 mit einem Teil 138 verbunden, der
innerhalb des Außenzylinders 7 mit dem Fangkopf 78' zusammenhängend befestigt ist. Die Länge, um die
der Fangkopf 78' aus dem Außenzylinder 7 herauskommt oder in diesen hineintritt, wird durch einen
Flanschteil 139 reguliert, der Innerhalb des Schulterteils
77' des Außenzylinders 7 untergebracht ist und in welchem der Teil 138 untergebracht ist. Eine Feder
140 zieht den Fangkopf 78' zu der Seite des Innenzylinders 8 hin. Diese Feder 140 ist zwischen der Innenseite
des Schulterteils 77' und dem Flanschteil 139 innerhalb des Außenzylinders 7 des Fangkopfes 78'
vorgesehen.
Wird diese Feder 140 zusammengedrückt, um den Fangkopf 78' aus dem Außenzylinder 7 herauszuziehen,
so wird das Schieberrohr 135 zu dem Schulterteil 77' des Außenzylinders 7 hin bewegt, und zwar zwischen
dem Innenzylinder 8 und dem Außenzylinder 7, so daß das innere Sperrglied 131 an der anderen Endseite
133 aus der Ausnehmung 137 des Außenzylinders 7 gelöst werden kann, und zwar durch die un'tere
Seitenkante 141 des Fensters 136 des Schieberrohres 135. Das betreffende Sperrglied kann somit in die
Ausnehmung 130 des Innenzylinders 108 hincingedrückt werden.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgehen dürfte. zeigt die Zeichnung den Innenzylinder 8 als
an dem unteren Ende des Rohrstranges 1 befestigt, so daß es für einen Bohrvorgang bereit ist. Wenn der
Rohrstrang 1 auf dem Boden gedreht wird, während nach unten ein Druck ausgeübt wird, so wird mit den
Pilotmeißeln 2' ein Loch gebohrt, und die Nachbohrmeißel 3' weiten das mit Hilfe der Pilotmeißel 2' gebohrte
Loch derart auf. daß der Rohrstrang 1 weiter vordringen kann. Zu diesem Zeitpunkt wird unter
Druck stehendes Wasser von der Erdoberfläche in den Rohrstrang 1 eingeführt und in den Hohlteil 35 des
Innenzylinders 8 durch Löcher 142 eingeleitet, die in dem Schulterteil 77' des Außenzylinders 7 gebildet
sind. Das betreffende Wasser wird aus Wasseraustrittsöffnungen 143 der Pilotmeißel 2' abgestrahlt, um
die Pilotmeißel 2' zu kühlen und um sodann die Nachbohrmeißel 3' zu kühlen. Das durch diesen Vorgang
abgehobene Bohrklein wird schließlich auf der Erdoberfläche durch die Außenseite des Rohrstranges 1
abgeführt. Die Pilotmeißel 2' können ein Kernschneid-Bohrmeißel sein, der eine geologische Probe
in zylindrischer Form auzuschneiden imstande ist. In dem Innenzylinder 8 kann ein Kernaufnahmerohr untergebracht
sein.
Die Pilotmeißel 2' werden mit Fortschreiten des Bohrvorgangs abgenutzt werden. Wenn die Geschwindigkeit
des Vorrückens des Rohrstranges 1 in den Boden derart vermindert worden ist, daß es erforderlich
ist, die Pilotmeißel 2' auszutauschen, oder dann, wenn eine Bodenschicht in der Länge durchschnitten
worden ist, die in dem Kernaufnahrnerohi aufgenommen werden kann, dann wird eine an einem
Seil angebrachte Fangvorrichtung in den Rohrstrang 1 von oben her abgegeben und mit dem Fangkopf 78
verbunden.
Wenn das Seil hochgezogen wird, um dadurch der Fangkopf 78' zu der Erdoberfläche zu ziehen, beweg
sich das mit dem Fangkopf 78' verbundene Schieber rohr 135 zu der Seite des Schulterteiles 77' de
Außenzylinders 7 hin, und ferner löst die untere Sei tenkante 141 des Fensters 135 das innere Sperrgliec
131 an der anderen Endseite 133 aus der Ausneh mung 137 des Außenzylinders 7 heraus. Wenn de
Außenzylinder 7 sodann nach oben gezogen wird, ur relativ zu dem Innenzylinder 8 angehoben zu werder
werden die Nachbohrmeißel 3' geschlossen bjw. ein
gezogen, so daß sie weiter innen liegen als die Inner seite des Rohrstranges 1. Sodann wird das Spen
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glied 9 aus der Ausnehmung 19 des Rohrstranges I
gelöst, und zwar durch die untere Kante 18. Wenn somit das Seil weiter nach oben angehoben wird, kann
der die Pilotmeißel 2' und die Nachbohrmeißel 3' enthaltende Innenzylinder 8 durch den Außenzylinder 7
von dem Fangkopf 78' und durch den in dem Fenster
10 des Außenzylinders 7 eingesetzten konvexen Teil
11 nach oben hin gezogen werden, während der Rohrstrang
1 unten verbleibt.
Wenn die Pilotmeißel 5 ersetzt bzw. ausgetauscht sind und wenn die geologische Probe (Kern), die herausgeschnitten
worden war, aus dem Kernaufnahmerohr herausgenommen worden ist, wird dei Bohrmeißelteil,
bestehend aus dem Innenzylinder 8, dem Außenzylinder 7 und weiteren Elementen, nach unten
wie folgt eingeführt.
Im freien Zustand ist der Fangkopf 78' neben der Seite lies oberen Endes 76 des Innenzylinders 8 vorgesehen,
und das innere Sperrglied 131 kann an der anderen Endseite 133 aus dem Fenster 136 des Schieberrohres
135 herausragen. Wenn die Nachbohrmeißel 3' und die Sperrglieder 9 von dem Außenzylinder
7 unten wegstehen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, dann liegt außerdem das innere Sperrglied
131 in der Ausnehmung 137 des Außenzylinders 7. Wenn dabei der Fangkopf 78' zu der Seite hin
gezogen wird, auf der er aus dem Außenzylinder 7 herauskommt, ist das innere Sperrglied 131 aus der
Ausnehmung 137 herausgeführt bzw. von dieser gelöst, und außerdem sind die Pilotmeißel 2' festgeklemmt,
und der Innenzylinder 8 wird zu den Pilotmeißeln 2' aus dem Außenzylinder 7 gezogen. Die
Nachbohrmeißel 3' und die Sperrglieder 9 werden eingezogen, so daß der Bohrschneidteil durch den
Rohrstrang 1 eingeführt werden kann. Wenn der Fangkopf 78' gelöst bzw. getrennt ist, wird er auf
Grund der Feder 140 zu einem gewissen Teil in den Außenzylinder 7 zurückkehren. Da der Innenzylinder
8 zu der Seite des unteren Endes 124 des Außenzylinders 7 in bezug auf den Außenzylinder 7
bewegt worden ist, wird das innere Sperrglied 131 aus dem Fenster 136 des Schieberrohres 135 herausragen,
um mit der Innenfläche an der Seite des unteren Endes 124 anstatt mit der Ausnehmung 137 des Außenzylinders
7 in Kontakt zu gelangen.
In diesem Zustand wird der Bohrmeißelteil zu dem unteren Ende des Rohrstranges 1 heruntergeführt,
indem unter Druck stehendes Wasser od. dgl. benutzt wird. Wenn der Bohrmeißeheil den unteren Endteil
des Rohrstranges 1 erreicht, berührt der konvexe Teil des Innenzylinders 8 den ringförmigen konvexen
Teil 128 auf der Innenfläche des Rohrstranges 1, und die Pilotmeißel 2' sowie die Nachbohrmeißel 3'stehen
über den unteren Endteil 129 des Rohrstranges 1 hinaus. Sodann wird das in den Rohrstrang 1 von oben
herzugeführte Druckwasser den Außenzylinder 7 wie
einen Kolben nach unten drücken, wobei zuerst die Nachbohrmeißel 3' geöffnet bzw. ausgefahren werden
und wobei sodann das Sperrglied 9 in die Ausnehmung 19 des Rohrstranges 1 zur Anlage gebracht
wird. Ferner wird das innere Sperrglied 131 in der Ausnehmung 137 des Außenzylinders 7 zur Anlage
gebracht, und außerdem wird der Bohrmeißelteil in dem unteren Endteil des Rohrstranges 1 derart festgemacht,
daß es möglich ist, den Boden anzubohren. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist ein Gummiring
in Form eines Kolbenrings auf dem Außenumfang des Außenzylinders 7 aufgebracht; er dient dazu, den
Bohrmeißelteil zu der Bohrlochsohlenseite des Rohr stranges 1 hin mit Hilfe von Druckwasser führen zi
können. Außerdem dient der betreffende Ring dazi zu verhindern, daß Druckwasser aus dem Rohr
strang 1 durch den Bereich zwsichen dem Außenzylinder 7 und dem Rohrstrang 1 hindurchflicßt.
Bei der obigen Ausführungsform kann das innere Sperrglied 131 in Form eines Blockes ausgebildet seir
und in der Ausnehmung 130 des Innenzylinders i » derart enthalten bzw. untergebracht sein, daß er imstande
ist, aus der Ausnehmung 130 in derselben Weise auszutreten bzw. in diese wieder einzutreten
wie der Nachbohrmeißel 3' mit Hilfe der axialen Kante
des Fensters 136 des Schieberrohres 135.
Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung kann eine Bohreinrichtung erhalten werden,
bei der die Pilotmeißel und Nachbohrmeißel sicher und genau an dem unteren Ende des Rohrstranges 1
durch den betreffenden Rohrstrang 1 angebracht werden können und bei dem die betreffenden Pilotmeißel
nach oben hochgezogen werden können, wahrend der Rohrstrang 1, so wie er ist, unten belassen
wird.
a 3K,' dur °ben beschriebenen Ausführungsform ist
der Nachbohimeißel 3'derselbe, wie er in Fig 22 gezeigt
ist. 5 6
• 11Vf 'I" 23 und 24 ist der Fa" veranschaulicht, daß
vier Nachbohrmeißel 3' in entsprechenden konkaven Nu en 123 auf der Außenumfangsfläche des Innenzyhnders>
8 untergebracht sind. Trotz einer derartigen Form der Nachbohrmeißel 3' tritt in der Bohreinrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung keine besondere Störung auf. Da die Nachbohrmeißel 3' dieselbe
Eigenschaft besitzen wie eine Reibahle bei Schneidwerkzeugen für Maschinenwerkzeuge, ist es erwünscht,
die Anzahl der Nachbohrmeißel zu erhöhen, die an der Umfangsfläche des Innenzylinders 8 angebracht
bzw. vorgesehen sind, um den Schneidwirkungsgrad zu erhöhen.
M^KnrOmio' ,wi? dies in F'g- 25 Steigt ist, sechs
Nachbohrmeißel 3' an dem Innenzylinder 8 mit Hilfe vonSt.ften 64 angebracht sind, wie sie in Fig. 23 und
24 dargestellt sind, dürfte aus einem Verglich der Ma« lü« j miteinander ersichtlich sein, daß die
ISf κ f ^ Außenf'ächenteils des den Stift 64'
Ä Sen IeÜS SO kIein wird- daß dies ein Festigkeitsproblem
hervorruft. Deshalb kann bei dieser Anordnung die Anzahl an Nachbohrmeißeln nicht so sehr
n!iWS ' W1-e bei der An°rdnung nach Fig. 25.
ein? hÄ 1V* dieS in FiS- 26 b"28 gezeift ist,
5Ξ- ti ί "ΐ?™186 Nut 146' die zur Außenseite
derkonkave η Nut 123 hinzeigt und die unter rechten
Winkeln zur Mittellinie des Innenzylinders 8 verläuft, ZT Ende d" Nachbohrmeißels 3' vorgesehen,
Stift M" mit einer säulenförmigen
ScSh?nii !i1 den Innenzy»nder 8 mit Hilfe von
vor I4*1 dle außen an beiden Enden der Nut
dieS8 ?■ " Sln£ a"gebracht, und zwar derart, daß
f SÄ'!6 Oher^che ™ in die halbkreisför-
λ h™mPaSit· Es dürfte sich erübrigen
daß die mit dem Boden 149 der konkaanK^"takt befindliche
Oberfläche des ? als Sekrümmte Oberfläche 150
dem ander ^ *? ^ Nacnbohrmeißel 3' sich an
Sn nrJh" EHde f drehen kann' w°bei der Stift 64"
einen Drehpunkt festlegt
als in!Ä Y?6 kÖnnen mehr Nachbohrmeißel 3'
als in dem Fall der Anbringung der Nachbohrmeißel
3' mit Hilfe der Stifte 64', wie dies in Fig. 23 und 24 gezeigt ist, am Umfang des Innenzylinders 8 unter
ausreichender Festigkeit angebracht sein.
Der Nachbohrmeißel 3'wird jedoch in dem Innenzylinder
8 an lediglich einer Seitenfläche durch den Stift 64" gehalten. Im Falle der Aufweitung einer
Bohrung durch Abtragen der Lochwand bzw. Bohrungswand mit Hilfe der Nachbohrmeißel 3' wird somii
die Festigkeit gegenüber einem Verdrehen des Nachbohrmeißels 3' verringert. Um diese Festigkeit
zu erhöhen, ist in der Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite der Nut 146 des Nachbohrmeißels 3'
und auf dem Boden 149 der konkaven Nut 123 gegenüber der betreffenden Fläche eine Keilnut 151 gebildet,
in die ein gemeinsamer Keil 152 derart eingesetzt ist, daß dem Verdrehen des Nachbohrmeißels 3' ein
Widerstand erteilt werden kann. An Stelle der Verwendung eines Keiles können auch ein in axialer
Richtung des Innenzylinders 8 verlaufendes konvexes und konkaves Teil zwischen dem Nachbohrmeißel 3'
und der konkaven Nut 123 gebildet und miteinander
in Anlage gebracht sein.
Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf den Bohrmeißel-Verbindungsteil
gerichtet, der als mit dem unteren Endtei!
des Rohrstranges mittels der Sperrvorrichtung verbunden zu verwenden ist, so daß die Nachbohrmeißel
geöffnet bzw. ausgefahren und geschlossen bzw. eingefahren werden können, wenn sie wirksam mit dem
Sperrglied-Öffnungs- und Schließmechanismus dei
ίο Sperrvorrichtung verbunden sind. Abschließend se
noch bemerkt, daß die vorliegende Erfindung auch auf eine solche Anordnung zum Öffnen und Schließer
der Nachbohrmeißel unter Ausnutzung eines hydrau lischen Drucks angewandt werden kann, wie dies ir
>5 Fig. 1 bis 10 veranschaulicht ist. Die Erfindung kanr
ferner in dem Fall angewandt werden, daß lediglicr Lochwände bzw. Bohrungswände aufzuweiten sind
'ohne daß Pilotmeißel verwendet werden; es ist abei auch möglich, die Erfindung in dem Fall anzuwenden
a° daß Pilotmeißel für die Sammlung von Materialkernet
(geologische Proben) vorgesehen sind.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
v *■::
Claims (16)
1. Bohreinrichtung, welche durch einen Rohrstrang in ein Bohrloch absenkbar ist und Bohrmeißel,
einen Tieflochantrieb für die Bohrmeißel, einen Fangkopf für die Kupplung mit einer an einem
Seil hängenden Fangvorrichtung sowie eine durch diese betätigbare Verriegelungseinrichtung zum
Festlegen der Bohreinrichtung in dem Rohrsirang
aufweist, weiche Ausnehmungen eines hülsenförmigen
Körpers durchgreifende, schwenkbar gelagerte und in Ausnehmungen des Rohrstranges
einrastbare Verriegelungsglicder besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriege- 1S
lungsglieder (9) an einem Innenzylinder (8) angeordnet sind, der von einem Außenzylinder (7)
umgeben ist, welcher axial gegenüber dem Innenzylinder (8) beweglich ist und Fenster zum Durchlaß
der Verriegelungsglieder (9) aufweist, und daß die Verriegelungseinrichtung mit dem Fangkopf
(78) verbunden ist, der bei Kupplung mit der Fangvorrichtung (119) zur axialen Bewegung des
Außenzylinders (7) gegenüber dem Innenzylinder (8) unter Lösung der Verriegelungsglieder (9) aus a5
der Verriegelungsstellung und zum Aufziehen der die Bohrmeißel tragenden Teile (6) der Bohreinrichtung
ausgebildet ist, wobei die Bohrmeißel aus Pilotmeißeln (2) und aus Nachbohrmeißeln (3)
bestehen.
2. Bohreinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Tief lochantrieb (4) eine
hydraulische Bohrturbine ist, mit deren Rotor (25) die Pilotmeißel (2) und die Nachbohrmeißel (3)
und mit deren Stator (24) der innenzylinder (8) verbunden siind und bei der zusätzlich iOi einem
Kanal für die Beaufschlagung des Rotors (25) mit Druckflüssigkeit zwischen dem Rotor und dem
Stator (24) noch ein Nebenkanal (26) vorgesehen ist, der von dem Innenzylinder (8) unter Umge- <°
hung des erstgenannten Kanals zu den Bohrmeißeln geführt ist und daß eine Ventileinrichtung
(29) vorgesehen ist, durch die der Nebenkanal (26) in Verriegelungsstellung der Sperrglieder (9)
gegen den Durchfluß der Druckflüssigkeit absperrbar ist, und die eine Einrichtung aufweist, die
durch den Außenzylinder (7) zu offen und zu schließen ist.
3. Bohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den Sperrgliedern (9)
getrennte innere Sperrglieder (131) am oberen Ende des Innenzylinders (8) und ein ein Fenster
(136) aufweisendes Schieberrohr (135) vorgesehen sind, weiches dem Fangkopf (78') zugeordnet
uni' :\ial verschiebbar zwischen dem Innenzyiin- ss
der (8) und dem Außenzylinder (7) eingesetzt ist und durch welches die inneren Sperrglieder (131)
über eine Feder (134) durch die Fenster (136) des Schieberrohres (135) in eine Ausnehmung (137)
in der Innenseite des Außenzylinders (7) ausichwenkbar und beim Hochziehen des Fangkopfes
(78') in das Fenster (136) des Schieberrohres (135) einziehbar sind.
4. Bohreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einlassen der Bohrmeißel
in den Rohrstrang die Druckflüssigkeitszufuhr zum Tielflochantrieb (4) verschließbar und die
tür Verriegelungseinrichtung offengehalten ist.
wobei letztere auslösbar gehalten ist.
5. Bohreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fangkopf (78) hohl ausgebildet
und axial durch die die Bohrmeißel tragenden Teile (6) eine Flüssigkeitsverbinduiig zum
Bohrlochtiefsten hin gebildet ist.
fi. Bohreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Endteil (90) des
Fangkopfes (78) eine Vielzahl von konischen Durchgangsiöchern (91) gebildet ist, in denen
Stahlkugeln (92) angeordnet sind, und daß eine auf dem Außenumfang des Endteils (90) in axialer
Richtung bewegbare Hülse (93) vorgesehen ist, auf deren Innenfläche ein abgesetzter Teil (94,95)
gebildet ist, zwischen dem eine Feder (96) eingesetzt ist.
7. Bohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an einem Ende mittels
eines Stiftes (14) in dem Innenzylinder (8) schwenkbar gelagerte Verriegelungsglied (9) an
seinem anderen Ende eine Ausnehmung (22) aufweist und aus dem Innenzylinder (8) diametral
ausschwenkbar ist.
8. Bohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (9)
eine Ausnehmung (22) auf der oberen Stirnfläche aufweist, die in eine obere Nut (17') des Fensters
(17) des Außenzylinders (7* einlegbar ist.
9. Bohreinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrmeißel von dem
Bohrmeißelteil (6) abnehmbar sind.
K). Bohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des unteren
Endteiles des Rohrstrangs (1) ein ringförmig abgesetzter Teil (12) vorgesehen ist, gegen den
ein ein axial verlaufendes Fenster (10) des Außenzylinders (7) durchragender konvexer Teil
(11) des Innenzylinders (8) zur Begrenzung von dessen axialer Beweglichkeit zum Bohrlochticfsten
hin anlegbar ist.
11. Bohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein mit dem Innenzylinder (8) zusammenhängender Ansatz (28) vorgesehen
ist, der die Sperrglieder (9) trägt und der Innenfläche des unteren Endes des Rohrstranges (1) bei
mit diesem verbundenen Bohrmeißelteil (6) zugewandt ist, wobei der Ansatz (28) näher dem Bohrlochtiefsten
liegt als die Verriegelungseinrichtung und eine Vielzahl axial verlaufender Nuten (43)
in Abständen voneinander auf der Oberfläche des Ansatzes (28) vorgesehen ist, in die ein Druckstück
(44) ein- und ausführbar ist.
12. Bohreinrichtung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (44)
durch den Außenzylinder (7) betätigbar ist.
13. Bohreinrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckstück (44) durch einen Kolben (54) in die Nuten (43) ein-
und ausführbar ist, der durch die einen zentralen Kanal des Ansatzes (28) durchströmende Druckflüssigkeit
betätigbar und durch eine Feder zurückholbar ist.
14. Bohreinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbohrmeißel (3) eine
unter rechten Winkeln zur Achse des Innenzylinders (8) verlaufende halbkreisförmige Ausbuchtung
aufweist, die an einem Ende in einer konkaven Aushöhlung des Innenzylinders (8) eingesetzt
ist, und daß der Nachbohrmeißel (3) einen säulenförmigen Zapfen besitzt, der durch einen Stift (64)
in der Aushöhlung gehalten ist, der an beiden Enden von Schrauben in der Aushöhlrng des Innenzylinders
(8) befestigt ist, wobei der Boden der konkaven Aushöhlung und die Oberfläche des
Nachbohrmeißels (3) einen konvexen bzw. konkaven Teil aufweisen, welche aneinander anliegen
und in axialer Richtung verlaufen.
15. Fangvorrichtung für eine Bohreinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14, welche durch ein
Windwerk über ein Kabel in ein Bohrloch einlaßbar und aus diesem aufholbar ist, aus einem rohrförmigen
Körper mit einer Führung und Fanghaken, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangvor- 1S
richtung (119) für die Zufuhr von Druckflüssigkeit
zu der Bohreinrichtung an beiden Enden offen und das Kabel (100) hohl ausgebildet sind.
16. Fangvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangvorrichtung
(119) nahe ihrem unteren Ende eine ringförmige Nut (106) aufweist, in welche an dem oberen Endteil
eines Fangkopfes (78) der Bohreinrichtung angeordnete Stahlkugeln (92) eindrückbar sind.
25
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