DE3249691C2

DE3249691C2 - Vorrichtung zum Herstellen eines Gesteinsbohrlochs

Info

Publication number: DE3249691C2
Application number: DE3249691A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1986-10-30
Also published as: FR2512876B1; IT8249131A0; US4470470A; DE3234552C2; GB2108552A; GB2108552B; AU557254B2; DE3249691A1; FR2512876A1; IT1149082B; DE3234552A1; AU8840182A

Description

Schafts 3 ragen durch die axial langgestreckten Fenster

14 im Trägerrohr 2 radial hindurch. Diese Ringsegmente

15 sind am Meißelträgerschaft 3 so festgekeilt, dcß sie nicht in Umfangsrichtung des Schaftes bewegt werden können. Die Ringsegmente 13 und die Ringsegmente 5 bilden zusammen einen geschlossenen ringförmigen Körper.

Die Keile, mit denen die Ringsegmente 13 und 15 auf dem Trägerrohr 2 bzw. Meißelträgerschaft 3 festgekeilt sind, sind etwas länger als die axiale Länge des betreffenden Ringsegments 13 bzw. 15 ausgebildet Die Ringsegmente 13 und 15 sind auf dem Umfang des Trägerrohres 2 und des Meißelträgerschaftes 3 geringfügig axial verschiebbar.

Wenn das äußere Rohr 2 in eine Stellung bewegt wird, in der die Verriegelungsteile 10 in den Ausnehmungen 12 innerhalb des Bohrrohres 1 anliegen und die Arme 6 mit den Erweiterungsmeißeln 5 radial nach außen geschwenkt sind, sind die Ringsegmente 13 und die Ringsegmente 15 in Umfangsrichtung so zueinander podaß

sie den rin^cTfonn!^cT "eschlossenen

bilden. Im Bohrrohr 1 befindet sich eine Ringrehulter 16, die die Ringsegmente 13 und 15 bei abgesenktem Trägerrohr 2 abstützen. Die auf der Ringschulter 16 abgestützten Ringsegmente 13 und 15 wirken als geschlossene Wassersperre. Die Ringsegmente 15 und die Ringschulter 16 dienen auch als eine Sperreinrichtung für den Meißelträgerschaft 3 beim Einführen des Trägerrohres 2 und des Meißelträgerschaftes 3 in das Bohrrohr 1. Durch diese Sperreinrichtung wird der Meißelträgerschaft 3 in einer Stellung gestoppt, in der die Verriegelungsteile 10 zwar ausgerichtet, jedoch noch nicht in den Ausnehmungen 12 anliegen.

Das Trägerrohr 2 weist am oberen Ende einen Wassereinlaß 17 auf, der mit dem Inneren des Meißelträgerschaftes 3 in Verbindung steht Das Wasser wird durch diesen Wassereinlaß 17 und durch den Meißelträgerschaft 3 zum Zentralmeißel und zu den Erweiterungsmeißeln 5 geführt.

Das Träj^errohr 2 weist am oberen Ende einen konisch geformten und nach oben ragenden Vorsprung 18 auf.

Das Trägerrohr 2 und der Meißelträgerschaft 3 werden wie folgt in das Bohrrohr 1 eingeführt: Das Trägerrohr 2 wird relativ zum Meißelträgerschaft 3 derart bewegt, daß die Arme 6 mit den Erweiterungsmeißeln 5 eingeschwenkt und dadurch in das Bohrrohr 1 eingeführt werden können. Wenn die Verriegelungst«ile 10 im Trägerrohr 2 festgehalten sind, wird dieses zusammen mit dem Meißelträgerschaft 3 in das Bohrrohr 1 eingeführt und in diesem abgesenkt, wobei auch Druckwasser voü oben her in das Bohrrohr 1 eingeführt wird. Wenn der Meißelträgerschaft 3 die Sohle des Bohrlochs am unteren Ende des Bohrrohres 1 erreicht, werden die Ringsegmente 15 von der Ringschulter 16 festgehalten und in der betreffenden Stellung verriegelt. Das Trägerrohr 2 wird unter der Einwirkung der Trägheitskraft und des Wasserdrucks weiter abgesenkt Es schwenkt dadurch die Arme 6 mit den Erweiterungsmeißeln 5 nach außen, so daß die Erweiterungsmeißel 5 radial über das Bohrrohr 1 hinausragen, und bewirkt außerdem, daß die Verriegelungsteile 10 in den Ausnehmungen 12 anliegen und dadurch das Bohrrohr 1 und der Meißelträgerschaft miteinander verbunden sind. Die Ringsegmente 13 liegen ebenfalls auf der Ringschulter 16 auf und wirken zusammen mit den Ringsegmenten 15 als Wassersperre, die verhü Jert, daß Wasser zwischen dem TräEerrohr 2 und dem Bohrrohr 1 zur Sohle des Bohrlochs fließt Das Wasser wird dadurch gezwungen, durch den Wassereinlaß 17 und den Meißelträgerschaft 3 zum Zentralmeißel 4 und zu den Erweiterungsmeißeln 5 hinzufließen. Nunmehr kann die Vorrichtung zur Vertiefung des Bohrlochs angetrieben werden.

Sind abgenutzte Meißel auszutauschen, wird zuerst das Trägerrohr 2 mit Hilfe eines an dem Vorsprung 18 befestigten Seiles aufwärts bewegt Dadurch werden die Arme 6 einwärts geschwenkt und die Erweiterungsmeißel 5 wieder in den radial inneren Bereich des Bohrrohres 1 gebracht Die Verriegelungsteile 10 können dabei durch die Verriegelungs-Steuerfenster 11 radial nach innen in das Trägerrohr 2 gezogen werden, worauf der Meißelträgerschaft 3 von dem Bohrrohr 1 gelöst ist Gleichzeitig werden die Ringsegmente 13 relativ zu den Ringsegmenten angehoben, wie dies in der linken Längshälfte der F i g. 1 und in der F i g. 2 veranschaulicht ist Dadurch kann Wasser zwischen dem Trägerrohr 2 und dem Bohrrohr 1 nach unten fließen, wodurch das Aufholen des Trägerrohres 2 ur.·' des Meißelträgerschaftes 3 mit Hilfe des Seiles erieicisten wird, weil die Druckwasserbelastung verringert wird.

Die Ringsegmente 13 und 15 können an dem Trägerrohr 2 bzw. dem Meißelträgerschaft 3 so befestigt sein, daß sie nicht axial verschiebbar sind, vorausgesetzt, daß diese Kingsegmente 13 und 15 an einer Stelle auf der Ringschulter 16 abgestützt werden, in der die Verriegelungsteile 10 in den Ausnehmungen 12 des Bohrrohres 1 anliegen. Dabei neigen jedoch die Kanten der Verriegelungsteil-Steuerfenster 11 dazu, in die Verriegelungsteile J.O einzuschneiden. Dies kann zur Folge haben, daß die Verriegelungsteile 10 weniger gleichmäßig durch das Trägerrohr 2 hindurchragen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit sind die Ringsegmente 13 und 15 geringfügig axial verschiebbar an dem Umfang des Trägerrohres 2 und des Meißelträgerschaftes 3 angebracht. Dadurch kann die Entriegelung durch die nach oben und unten gehende Hin- und

Herbewegung des Bohrgestänges 1 erleichtert werden und Abmessungstoleranzen können hingenommen wc-den.

Die Fenster 14 können nach oben über die Ringsegmente 13 hinausragen und mit dem Innenraum des Meißelträgerschaftes 3 derart in Verbindung stehen, daß die betreffenden Fenster 14 anstelle des Wassereinlasses 17 als Wassereinlässe dienen können.

Die an der Innenfläche des Bohrrohres vorgesehene Ringschulter 16 zur Verhinderung des Durchtritts von Wasser zwischen dem Bohrrohr 1 und dem Trägerrohr 2 trägt zu einer Sperrstufe bei, die verhindert, daß der Meißelträgerschaft 3 durch das untere Ende des Bohrrohres 1 austropft. Dadurch erhält die Vorrichtung insofern eine einfachere Konstruktion als das Bohrrohr keine getrennten Stufen zur Verhinderung eines Durchtritts von Wasser und eines Austropfens des Meißeiträgerschaftes aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 dem Bohrrohr verriegelt in der linken Hälfte dagegen Patentansprüche: entriegelt gezeigt ist, Fig.2 in vergrößerter perspektivischer Darstellung

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Gesteins- die auf dem Trägerrohr angebrachte und vom äußeren bohrlochs, mit einem äußeren Bohrrohr (1), in das 5 Bohrrohr entfernte Wassersperre nach F i g. 1,

und aus dem ein Trägerrohr (2) für eine Meißelan- Fig.3 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig.2,

Ordnung (4,5) absenkbar bzw. aufholbar ist mit ei- und

nem von dem Trägerrohr (2) umschlossenen, gegen- F i g. 4 in perspektivischer Darstellung die au^einanüber dem Trägerrohr (2) axial bewegbaren, eine dergenommenen Ringsegmente der Wassersperre,
durchgehende Axialbohrung aufweisenden Meißel- io In der F i g. 1 ist das äußere Bohrrohr mit 1 bezeichträgerschaft (3), der mit dem Bohrrohr (1) verriegel- net In dem Bohrrohr 1 ist das Trägerrohr 2 für die bar ist und mit einer beim Bohren geschlossenen Meißelanordnung absenkbar und aufholbar. Der vom Wassersperre (13, 15), die beim Aufholen des Trä- Trägerrohr 2 umschlossene, gegenüber diesem axial begerrohrs (2) einen Durchtritt von Wasser aus dem vegliche und eine durchgehende Axialbohrung 31 aufBereich oberhalb des Meißelträgerschafts (3) in den 15 weisende Meißelträgerschaft 3 ist mit dem Bohrrohr Bereich unterhalb des Meißekrägerschafts (3) zu- verriegelbar. Die Meißelanordnung besteht aus einem läßt dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Meißelträgerschaft angesetzten Zentralnieißel 4 Wassersperre (13,15) durch axial zu einem Ring zu- und aus Erweiterungsmeißeln 5, die an Armen 6 befesammenschkbbare, an der Innenfläche des Bohr- stigt sind, welche in axialen Seitenschlitzen 7 des Meirohrs (1) gleizende Ringsegemente (13:15) gebildet 20 ßelträgerschaftes 3 an Bolzen 8 radial verschwenkbar ist die am Umfang des Trägerrohrs (2) und des Mei- angelenkt sind. Jeder Arm 6 wird von einer an den Meißekrägerschafts (3) angebracht sind. ßelträgerschaft 3 befestigten Feder 9 in eine radial ein-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- geschwenkte Position gedrückt

zeichnet daß die Ringsegmente (13,15) geringfügig Durch Absenken des Trägerrohrs relativ zum Meißelaxial verschiebbar an dem Umfang des Trägerrohrs 25 trägerschaft 3 können die Arme 6 dadurch ausge-(2) und des Meißekrägerschafts \3) angebracht sind. schwenkt werden, daö das untere Ende 2a des Träger-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch rohrs 2 gegen schräge Angriffsflächen 6a andrückt die gekennzeichnet daß die Ringsegmente (15) am Um- an rückwärtigen Verlängerungen der Arme 6 ausgebiifang des Meißelträgerschafts (3) durch axial langge- det sind. Dieser Zustand ist in der rechten Längshälfte streckte Fenster (14) im Trägerrohr (2) radial hin- 30 der F i g. 1 dargestellt während in der linken Längshälfdurchragen. te der Arm 6 eingeschwenkt ist

4. Vorrichtung nach einem -uer vorhergehenden Der Meißelträgerschaft 3 ist mit dem Bohrrohr 1 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sich im durch axial rückwärts des Endes 2a des Trägerrohres 2 Bohrrohr (1) eine Ringschulter (IJ) befindet, die die angeordnete Verriegelungsteile 10 verriegelbar, die ho-Ringsegemente (13,15) bei abgesenktem Trägerrohr 35 rizontal zwischen zwei Positionen in Ausnehmungen (2) abstützen. verschwenkbar angeordnet sind, die auf dem Umfang

des Meißelträgerschaftes 2 ausgebildet sind. In der lin-

ken Längshälfte der Fig. 1 ist das \<rriegelungsteil 10

an dem Meißelträgerschaft 3 angelegt In der rechten 40 Längshälfte der F i g. 1 greift das Verriegelungsteil 10

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstel- mit einem Vorsprung radial durch ein im Trägerrohr 2 len eines Gesteinsbohrlochs nach dem Oberbegriff des ausgebildetes Verriegelungsteil-Steuerfenster 11 in eine Patentanspruchs 1. in der Innenwand des Bohrrohres 1 ausgebildete Aus-Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der DE- nehmung 12, wodurch der Meißelträgerschaft 3 mit dem -AS 23 51 742 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist die 45 Bohrrohr 1 derart verriegelt ist, daß der Meißelträger-Wassersperre im Zentrum des Bohrrohres in Form ei- schaft 3 und das Bohrrohr 1 gegen eine relative Bewenes Schaltventils (siehe Position 29 in F i g. 3 der DE-AS) gung sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung angeordnet, bei dessen öffnen Wasser mit nur verhält- verriegelt sind. Die Verriegelungsteile 10 sind mit der nismäßig kleinem Querschnitt fließen kann. Kraft einer nicht dargestellten Feder beaufschlagt

Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand 50 Das obere Ende des Meißelträgerschaftes 3 liegt tie-

dafür zu sorgen, daß der Durchflußquerschnitt des Was- fer als das obere Ende des Trägerrohres 2. Das Träger-

sers beim Aufholen des Trägerrohres vergrößert wird. rohr 2 weist einen oberen Endabschnitt 2b auf, in oder

_V( Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden aus dessen Bereich das obere Ende des Meißelträger-

! Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge- Schafts 3 gebracht werden kann, wenn das Trägerrohr 2

fü löst. 55 und der Meißelträgerschaft 3 in axialer Richtung relativ

j!; Bei dieser Lösung ergibt sich eine Vergrößerung des zueinander bewegt werden.

t| Durchflußquerschnitts für das Wasser dadurch, daß Nach den F i g. 2 und 3 weist die Wassersperre zwei

:;| hierzu der Gesamtspalt zwischen dem Bohrrohr und Ringsegmente 13 auf, die einem Kreisbogen von etwa

ay dem Trägerrohr ausgenützt wird. 140° entsprechen und auf dem oberen Endabschnitt 2b

''■ Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er- 60 des Trägerrohres 2 diametral einander gegenüberlie-

• findung gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 4 hervor. gend angeordnet sind. Die Ringsegmente 13 sind auf

.;; Die Erfindung wird anhand der Figuren in der nach- dem Trägerrohr 2 so festgekeilt, daß sie in Umfangsrich-

; j. folgenden Beschreibung beispielhaft erläutert. Von den tung des Trägerrohres 2 nicht bewegt werden können.

! Figuren zeigt Im Trägerrohr 2 sind zwischen den Ringsegmenten 13

: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung b5 axial langgestreckte Fenster 14 in einem Bereich ausge-

zum Herstollen eines Gesteinsbohrlochs mit der hier bildet, in dem das Trägerrohr 2 und der Meißelträger-

vorgeschlagenen Wassersperre, wobei in der rechten schaft 3 ständig einander überlappen.

ΐ Längshälfte dieses Schnitts der Meißelträgerschaft mit Ringsegmente 15 am Umfang des Meißelträger-