DE2839868B2

DE2839868B2 - Drill bit

Info

Publication number: DE2839868B2
Application number: DE2839868A
Authority: DE
Inventors: Anton Sargans Broder (Schweiz)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1981-01-15
Also published as: DE2839868C3; DE2839868A1; CH622312A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrkrone mit einem Kronenkörper und mehreren über die Stirnfläche verteilten Räumbacken, welche in je einer Führung im Kronenkörper beim Bohren nach außen verschiebbar und beim Rückziehen der Bohrkrone aus dem Bohrloch wieder nach innen verschiebbar sind. Solche Bohrkronen werden insbesondere für das Bohren von Oberlagerungen verwendetThe invention relates to a drill bit with a bit body and several over the end face distributed broaching jaws, each of which can be moved outwards in a guide in the crown body when drilling and can be displaced inwards again when the drill bit is withdrawn from the borehole. Such drill bits are especially used for drilling Overlay used

An vielen Stellen ist die Erdoberfläche mit Gesteinsschutt überlagert, der meist glazialen Ursprungs ist Bei Bohrarbeiten stellt diese sogenannte Überlagerung meist größere Probleme als das Bohren in Fels. Damit das Bohrgestänge nicht verklemmt oder das Bohrloch nach dem Herausziehen des Bohrers durch Einbrechen der Wandung nicht zusammenfällt, wird meist ein Futterrohr verwendet, das entsprechend dem Vortrieb der Bohrung abgesenkt wird. Dies bedingt aber, daß der Bohrer eine Bohrung bewirkt deren Durchmesser mindestens so groß ist, wie der Durchmesser des Futterrohrs.In many places the earth's surface is covered with rock debris, which is mostly of glacial origin This so-called overlay usually poses greater problems than drilling in rock. In order to the drill pipe is not jammed or the drill hole breaks after the drill has been pulled out the wall does not collapse, a casing pipe is usually used, which corresponds to the advance the hole is lowered. However, this requires that the drill creates a bore with its diameter is at least as large as the diameter of the casing.

Es sind bereits Bohrköpfe bekanntgeworden, bei denen z. B. zwei Räumbacken in zwei in spitzem Winkel zur Bohrachse am Bohrkopf angeordneten Führungen angeordnet sind. Die Räumbacken werden zum Bohren nach außen verschoben. Beim Rückziehen des Bohrkopfs schlagen sie mit abgeschrägten Flächen am unteren Ende des Futterrohrs an und werden dadurch wieder nach innen verschoben (US-PS 33 65 010, GB-PS 9 7Ϊ790, US-PS 10 75 843, US-PS 9 79 106). Bfci diesen bekannten Bohrköpfen sind die Führungen der Räumbacken während des Bohrens ungeschützt den Einflüssen im Bohrloch ausgesetzt, wobei die Gef jhr besteht,There are already known drill heads in which z. B. two broaching jaws in two at an acute angle are arranged to the drilling axis on the drill head arranged guides. The broaching jaws are used for drilling shifted outwards. When retracting the drill head, they hit with beveled surfaces lower end of the casing and are thereby shifted inwards again (US-PS 33 65 010, GB-PS 9,7,790, US-PS 10 75 843, US-PS 9 79 106). Bfci this one known drill heads, the guides of the broaching jaws are unprotected from the influences during drilling exposed in the borehole, where the risk exists,

to daß sie beschädigt und verschmutzt werden. Dies kann dann zur Folge haben, daß die Räumbacken nach dem Bohren nicht mehr oder nicht mehr ganz zurückgezogen werden können. Dies führt dann dazu, daß beim Hochziehen der Bohrkopf im Futterrohr verklemmt was zum Verlust des Bohrkopfes oder zur Beschädigung des Futterrohrs führen kann.to that they are damaged and polluted. This can then have the consequence that the broaching jaws can no longer or no longer be retracted completely after drilling. This then leads to the Pulling up the drill head jams in the casing, resulting in loss of the drill head or damage of the casing.

Es ist auch eine Bohreinrichtung bekannt, bei welcher ein vom Druck des Spülwassers betätigter Kolben über eine Zahnstange und Zahnsegmente die Räumbacken inThere is also a drilling device known in which a piston actuated by the pressure of the rinsing water via a toothed rack and toothed segments in the clearing jaws

μ die ausgefahrene Stellung bewegt (US-PS 17 52 092). Auch bei dieser Einrichtung besteht die Gefahr, daß Zahnstange und Zahnsegmente im Bohrloch beschädigt oder verschmutzt werden, so daß sie verklemmen und ein Einfahren der Räumbacken verhindern.μ moves the extended position (US-PS 17 52 092). With this device, too, there is a risk that the toothed rack and toothed segments will be damaged in the borehole or become soiled, so that they jam and prevent retraction of the broaching jaws.

It is an object of the present invention to provide a To create drill bit of the type mentioned at the beginning

welcher die Räumbacken sicher in die zurückgezogenewhich the broaching jaws securely in the retracted

Position can be brought. According to the invention this is achieved in that

der Kronenkörper für jeden Räumbacken eine Kammer, aufweist, weCche über eine Bohrung mit einem Spülwasserkanal in Verbindung steht und in die hinein der Räumbacken bei seiner Bewegung nach innen verschieblich istthe crown body has a chamber for each broaching jaw, has, weCche via a hole with a Rinsing water channel is connected and into which the Räumbacken during its movement inward is movable

as Durch den Druck des Spülwassers werden daher beim Bohren die Räumbacken sicher in die äußere Stellung gebracht Während des Bohrens werden keinerlei Teile der jeweiligen Führung den Einflüssen im Bohrloch ausgesetzt, denn der Führungsabschnitt der bei ausgefahrener Räumbacke nicht in Berührung mit diesen steht befindet sich in der Kammer. Es besteht somit keine Gefahr der Beschädigung oder Verschmutzung der Führung, so daß die Räumbacken jeweils ohne Schwierigkeiten eingefahren werden können.As a result of the pressure of the flushing water, the broaching jaws are safely in the outer position when drilling During drilling, no parts of the respective guide are exposed to the influences in the borehole exposed because the guide section does not come into contact with when the broaching jaw is extended this is located in the chamber. There is therefore no risk of damage or contamination the guide so that the broaching jaws can be retracted without difficulty.

Vorteilhaft ist ein Anschlag vorgesehen, der die Verschiebung des Räumbackens nach außen begrenzt wobei in der Außenposition des Räumbackens die Kammer über eine öffnung, aus der Spülwasser entweichen kann, mit dem Bohrlochraum in VerbindungA stop is advantageously provided which limits the outward displacement of the broaching jaw wherein in the outer position of the broaching jaw, the chamber has an opening from which rinsing water can escape, with the borehole space in connection

so steht Da die Kammern beim Bohren immer von Spülwasser durchspült werden, bleiben sie sauber, so daß die sichere Aufnahme der Räumbacken stets gewährleistet bleibt Des weiteren wird durch das austretende Spülwasser eine Spülung in einem Arbeits-as it stands Since the chambers are always flushed with rinsing water when drilling, they stay clean, so that the safe reception of the broaching jaws is always guaranteed escaping flushing water flushing in a work

bereich der Bohrkrone bewirkt wo sie wesentlich zum Bohrfortschritt beiträgtarea of the drill bit causes where it makes a significant contribution to drilling progress

Die Räumbacken sind vorteilhaft in einem spitzen Winkel zur Bohrlochachse angeordnet Diese, an sich bekannte Anordnung hat den Vorteil, daß beim BohrenThe broaching jaws are advantageously arranged at an acute angle to the borehole axis known arrangement has the advantage that when drilling

go durch die auf die Räumbacke wirkenden Kräfte diese automatisch in die äußere Stellung gebracht werden.go by the forces acting on the broaching jaw, these are automatically brought into the outer position.

Vorteilhaft weist die Räumbacke, wenn die Bohrkrone zum Oberlagerungsbohren mit einem ihr nachgeführtem Futterrohr verwendet wird, an ihrem radial äußeren Ende eine Fläche auf, die schräg zur Bohrachse angestellt und beim Zurückziehen der Krone an das untere des Futterrohrs anlegbar ist, wobei der Backen in die Innenposition zurückschiebbar ist. Auf diese WeiseThe broaching jaw is advantageous if the drill bit is used for overlay drilling with one that tracks it Casing is used, at its radially outer end a surface which is oblique to the drilling axis employed and can be placed against the lower of the casing when the crown is withdrawn, the jaw in the inner position can be pushed back. In this way

wird mit einfachen, an sich bekannten Mitteln die Rückstellung der Räumbacken bewirktthe resetting of the broaching jaws is effected with simple, per se known means

Es ist möglich, in einer weiteren mit dem Spülwasserkanal in. Verbindung stehenden Bohrung im Kronenkörper einen Kolben vorzusehen, durch weichen die Räumbacke ober den SpQlwasserdruck in ihrer Außenposition haltbar ist Auf diese Weise kann auch Vibrationen des Räumbackens entgegengetreten werden, die beim Bohren langsam eine Abnützung der Führungen bewirken können.It is possible to use the flushing water channel in another in. Communicating bore in the crown body to provide a piston through which the Räumbacke above the SpQlwasserdruck can be kept in its outer position In this way, too Vibrations of the broaching jaws are counteracted, which slowly wear out the during drilling Can cause guided tours.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing explained. It shows

Fig. 1 die Bohrkrone mit ausgefahrenen Räumbakken, wobei das Futterrohr gestrichelt angedeutet ist 1 s1 shows the drill bit with the broaching jaws extended, the casing being indicated by dashed lines 1 s

Fig.2 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Bohrkrone undFig.2 is a plan view of the end face of the Drill bit and

F ig. 3 die Bohrkrone mit eingefahrenen Räumbacken beim Emporziehen durch das Futterrohr.Fig. 3 the drill bit with retracted broaching jaws when pulling up through the casing.

Die Bohrkrone 10 besteht aus einem Kronenkörper 11 and einer Räumervorrichtung, dje aus mehrereivüber die Stirnfläche verteilten Räumbacken 13 besteht uiese Räumbacken 13 sind in einer Führung 15 auf dem Kronenkörper 11 verschiebbar. Die Führuag 15 kann beispielsweise als Schwalbenschwanzführung ausgebildet sein. Zu beachten ist daß diese Führungen in einem spitzen Winkel zur Bohrlochachse angeordnet sind, so daß die beim Bohren auftretenden Kräfte die Tendenz haben, die Räumbacken nach außen zu bewegen. Anschläge 17 (Fig.3) sind vorgesehen um die Verschiebung der Räumbacken 13 nach außen zu begrenzen. Der Kronenkörper 11 weist für jeden Räumbacken 13 eine Kammer 19 auf, welche an einem Ende über eine Bohrung 21 mit dem Spülwasserkanal 23 in Verbindung steht Der Spülwasserkanal 23 besteht in üblicher Weise aus einer koaxialen Bohrung im Kronenkörper und weist noch eine öffnung 25 auf, die in der Stirnfläche der Bohrkrone mündet Mit dem Bezugszeichen 27 ist ein Gewinde gezeichnet wie es bei Bohrkronen zur Befestigung an einem Bohrgestänge üblich ist Es ist nun zu beachten, daß der Anschlag 17 so angeordnet ist, daß die Verschiebung des Räumbackens 13 nach außen so begrenzt wird, daß eine kleine öffnung 29 an dar Stirnseite der Bohrkrone entsteht aus der Spülwasser zur Spülung beim Bohren entweichen kann. Da das Spülwasser normalerweise unter einem Druck von etwa 50atü steht fließt beim Bohren ständig Spülwasser aus der öffnung ?9 und verhindert so ein Eindringen von Schmutz in die Kammer 19.The drill bit 10 consists of a bit body 11 and a reamer device, each of several over the end face distributed broaching jaws 13 consists uiese Broaching jaws 13 can be displaced in a guide 15 on the crown body 11. The Führuag 15 can be designed for example as a dovetail guide. It should be noted that these guides are in one are arranged at an acute angle to the borehole axis, so that the forces occurring during drilling the tendency have to move the broaching jaws outwards. Stops 17 (Fig.3) are provided around the To limit displacement of the broaching jaws 13 to the outside. The crown body 11 has for each Räumbacken 13 a chamber 19, which at one end via a bore 21 with the rinsing water channel 23 The rinsing water channel 23 consists in the usual manner of a coaxial bore in the Crown body and also has an opening 25 which opens into the end face of the drill bit Reference numeral 27 shows a thread as it is in the case of drill bits for attachment to a drill pipe It is usual to note that the stop 17 is arranged so that the displacement of the broaching jaw 13 is limited to the outside so that a small opening 29 on the face of the drill bit arises from which the flushing water for flushing can escape during drilling. Since the flushing water is normally under a pressure of around 50atü, it flows continuously when drilling Rinsing water from the opening? 9 and thus prevents dirt from penetrating into the chamber 19.

Jede Räumbacke 13 weist an ihrem äußeren Ende eine Fläche 31 auf, die derart schräg zur Bohrkronenachse oder Bohrlochachse 32 angeordnet ist daß sie beim Zurückziehen der Krone aus dem Bohrloch an dem in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Futterrohr 33 anstößt Wird also die Bohrkrone aus dem Bohrloch gezogen, so genügt es, die Spülung abzustellen, worauf die Räumbacken 13 in die in Fig.3 eingezeichnete Stellung zurückkehren. Geschieht dies nicht selbsttätig, so werden die Räumbacken durch die schräge Fläche 31 nach innen geschoben, wenn diese am Futterrohr 33 anstößtEach broaching jaw 13 has at its outer end a surface 31 which is inclined in this way to the drill bit axis or borehole axis 32 is arranged so that when the bit is withdrawn from the borehole at the in In the drawing, the casing 33 shown in dashed lines abuts the drill bit from the borehole pulled, it is sufficient to turn off the flush, whereupon the broaching jaws 13 in the drawn in Fig.3 Return position. If this does not happen automatically, the broaching jaws are opened by the inclined surface 31 pushed inwards when it hits the casing 33

Beim gezeigten Ausführungsb- ispiel sind der Kronenkörper und die Räumbacken mit Bohrstiften 35 aus Hartmetall oder dergleichen bestückt Es ist jedoch dem Fachmann klar, daß auch eine andere Bestückung gewählt werden kann, und daß je nach dem Verwendungszweck Abweichungen von der im Ausführungsbeispiel gezeigten Konstruktion gemacht werden können. So ist es zum Beispiel möglich, wie in F i g. 1 gezeigt eine Festhalterung vorzusehen, die aus einem in einer Bohrung 37 beweglichen Kolben 39 und einer Feder 41 besteht wobei der Kolben 39 in eine Kerbe 43 des Räumbackens 13 eingreifen kann, um diesen festzuhalten. Die Bohrung 37 ist über einen Kanal 38 mit dem Spülwasserkanal 23 verbunden, so daß der auf den Kolben wirkende Spülwasserdruck die Räumbacke 13 im Betrieb mit großer Kraft in ihrer Position hältIn the exemplary embodiment shown, the crown body and the broaching jaws are made up of drill pins 35 Tipped hard metal or the like, however, it is clear to the person skilled in the art that other equipment can also be used can be selected, and that, depending on the intended use, deviations from that in the exemplary embodiment shown construction can be made. For example, it is possible, as shown in FIG. 1 shown to provide a retainer consisting of a piston 39 movable in a bore 37 and a spring 41 consists wherein the piston 39 can engage in a notch 43 of the Räumbackens 13 to hold this. The bore 37 is connected to the flushing water channel 23 via a channel 38, so that the on the Rinsing water pressure acting on the piston holds the reaming jaw 13 in its position with great force during operation

Die Erfindung eignet sich vor allem für Oberlagerungsbohrungen unter Verwendung von Futterrohren, aber auch für Tiefbohrungen im Fels, für Brunnenbohrungen und dergleichen.The invention is particularly suitable for overlay bores using casing pipes, but also for deep drilling in rock, for drilling wells and the same.

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.Drill bit with a bit body and several broaching jaws distributed over the face, which each in a guide in the crown body when drilling to the outside and when Withdrawal of the drill bit from the borehole can be displaced inwards again, thereby characterized in that the crown body (11) has a Kanuner (19) for each broaching jaw (13) has, which via a bore (21) with a flushing water channel (23) is in communication and into the inside the broaching jaw (13) is displaceable inward during its movement

2. Drill bit according to claim 1, characterized in that a stop (17) is provided which limits the displacement of the broaching jaw (13) to the outside, wherein in the outer position of the broaching jaw (13) the chamber (19) via an opening (29 ), from which the flushing water can escape, is in communication with the Bohrlecäraum

3. Drill bit according to claim 1 or 2, characterized in that the broaching jaws (13) in Seen drilling direction are arranged at an acute angle to the borehole axis (32).

4. Drill bit according to one of claims 1 to 3, for overlay drilling K with a casing that simulates the drill bit, characterized in that that the broaching jaw (13) at its radially outer end has a surface (31) which is inclined to the Drill axis (32) employed and when withdrawing the Bohi crown (10) to the lower end of the Lining tube (33) attegbar / Λ whereby the broaching jaws (13) can be pushed back into the inner position

5. drill bit according to one of claims 1 to 4, characterized in that in a further one connected to the flushing water channel (23) Bore (37) in the crown body (11) a piston (39) is provided through which the broaching jaw (13) Can be kept in its outer position via the flushing water pressure