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EP1077307A1 - Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers - Google Patents

Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers Download PDF

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Publication number
EP1077307A1
EP1077307A1 EP00112795A EP00112795A EP1077307A1 EP 1077307 A1 EP1077307 A1 EP 1077307A1 EP 00112795 A EP00112795 A EP 00112795A EP 00112795 A EP00112795 A EP 00112795A EP 1077307 A1 EP1077307 A1 EP 1077307A1
Authority
EP
European Patent Office
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cable connection
outer tube
connector parts
connection according
cable
Prior art date
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EP00112795A
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English (en)
French (fr)
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EP1077307B1 (de
Inventor
Werner Dipl.-Ing. Harthauser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Spezialtiefbau GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections

Definitions

  • the invention relates to a cable connection between two rod sections of a worm drill, which has a non-rotatable Coupling can be released at a fixed angle in a specified coupling position are interconnected, with the boom sections one Have inside and an outer tube carrying the coil.
  • the invention further relates to a connector for use with this cable connection as well as a boom section of a Auger.
  • the invention has for its object a cable connection of the type mentioned at the beginning, which also applies to a Auger drill with concrete pipe can be used.
  • the mechanical connection of the rod sections 12, 13 takes place via a non-rotatable and pull-resistant coupling 14, the one has polygonal connector, which consists of a There is a father and a mother part.
  • the most angular Coupling position ensures that the helix 11 in Connection area is not interrupted, but one has a continuous transition. Because of this, the end Helical spiral always at precisely defined angular positions related to the connector.
  • boom sections 12, 13 used different lengths, resulting in different Angular positions of the helix approaches can be determined by means of the Coupling 14 adjusted such angular offsets.
  • the helix 11 is in one on each rod section 12, 13 Outer tube 15 attached. Runs in the outer tubes 15 each have an inner tube 16, which as a concreting or flushing tube serves. Is located between the inner and outer tubes 16, 15 in each rod section 12, 13 a cavity 17 in which a or several cables 18 for supplying sensors (not shown) on the auger and for data transmission run.
  • Each rod section 12, 13 is at both ends each have a passage opening 19, 20 in the tubular jacket of the associated outer tube 15 provided.
  • the two Through openings 19, 20 are in the same way as that Approaches of the helix 11 at a fixed angle in a predetermined angular position Coupling position arranged. That means it is ensured that regardless of the length of the individual boom sections 12, 13 the angular position of opposite passage openings 19, 20 of two linkage sections 12, 13 to be coupled for the entire auger 10 is at least the same in pairs.
  • Connector part 21 There is one at each of the passage openings 19, 20 Connector part 21 arranged, which with the in the cavity 17 lying cables 18 is electrically connected. In the cavities 17 of the rod sections 12, 13 lying cables 18th thus each have a connector part 21 at their ends which is accessible from the outside.
  • a separate one Connector 22 has more at both ends Connector parts 23 to the connector parts 21 on the rod sections 12, 13 are complementary.
  • the Connector 22 has a cable connection 24, which connects the associated further connector parts 23.
  • All connector parts 21, 23 are with releasable, tight Provide covers 25, which are also mechanically robust to to withstand the harsh conditions in drilling operations. Prefers are the covers 25 on the rod sections 12, 13 screwed.
  • a flexible hose cover 26 e.g. a commercial one Provide hydraulic hose, the free ends of which with the Cover of the associated further connector parts 23 tight are connected by an internally sealed pipe socket 27 the ends of the hose cover 26 bridged to cover 25. Because the hose cover 26 and the internal cable connection 24 are somewhat flexible, the other connector parts can 21 in a simple manner on the drill pipe side Plug connector parts 21 plugged in or removed from these become. It is particularly easy when the connector parts a radial insertion direction with respect to the outer tube 15 exhibit.
  • the connector 22 As further protection of the connector 22 against corrosion and abrasive media, it is advantageous to connect the connector 22 to be provided with a metal jacket, for example one Cover plate, which is attached to the outer tube 15.
  • a metal jacket for example one Cover plate
  • protective ribs made of solid steel on Outer tube 15 may be attached, behind which the Connector 22 is protected against drillings.
  • the connecting piece 22 runs axially parallel to the auger 10. A good protection during of drilling operations is guaranteed even if that Connecting piece runs below and along the helix 11, so that the foot area of the helix 11 as mechanical protection serves for the connector 22.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers, die über eine drehfeste Kupplung winkelfest in einer vorgegebenen Koppelposition lösbar miteinander verbunden sind. Die Gestängeschüsse (12,13) weisen ein Innen- (16) und ein die Wendel tragendes Aussenrohr (15) auf. Es ist vorgesehen, dass in jedem Gestängeschuss zwischen Innen- und Aussenrohr ein Kabel (18) geführt ist, dass das Aussenrohr (15) an seinen beiden Enden mit jeweils einer Durchtrittsöffnung (19,20) im Rohrmantel des Aussenrohres (15) versehen ist, dass die beiden Durchtrittsöffnungen (19,20) winkelfest in vorgegebener Winkellage zur Koppelposition angeordnet sind, dass jeweils ein Steckverbinderteil (21,23) an den Durchtrittsöffnungen (19,20) angeordnet ist, und dass ein die Gestängeschüsse am Aussenrohr überbrückendes Verbindungsstück (22) mit komplementären Steckverbinderteilen (21,23) sowie einer Kabelverbindung (24) zur Verbindung von gegenüberliegenden Steckverbinderteilen zweier Gestängeschüsse (12,13) vorhanden ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers, die über eine drehfeste Kupplung winkelfest in einer vorgegebenen Koppelposition lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Gestängeschüsse ein Innen- und ein die Wendel tragendes Aussenrohr aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verbindungsstück zur Verwendung bei dieser Kabelverbindung sowie einen Gestängeschuss eines Schneckenbohrers.
Im Tiefbau werden bekanntlich Schneckenbohrer mit einer Endlosschnecke eingesetzt, die aus einzelnen Schneckenstücken, sogenannten Gestängeschüssen, zusammengesetzt sind. Die Gestängeschüsse sind mit einem Aussenrohr versehen, welches die Wendel trägt. Ausserdem ist ein Innenrohr vorhanden, über welches beim Ziehen des Schneckenbohrers nach dem Abbohren Beton unter Überdruck in das Bohrloch gefüllt wird.
Es erweist sich, dass beim Abteufen die Richtung des Schneckenbohrers immer wieder korrigiert werden muss. Um die Korrektur automatisch durchführen zu können, müssen im Bereich des Schneckenbohrers verschiedenen Sensoren zur Ermittlung von Neigung, Verrollung u.ä. vorhanden sein. Das setzt aber auch eine Verbindung zu oberirdischen Versorgungs- und Steuereinrichtungen voraus.
Es ist zwar aus DE 198 19 626 A2 bekannt, innerhalb eines Bohrrohres zu diesem Zweck ein Versorgungs- und Datenkabel anzuordnen. Allerdings ist dort kein Betonierrohr oder Spülrohr vorhanden, so dass die Kabel mittig geführt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelverbindung der eingangs genannten Art anzugeben, welche auch bei einem Schneckenbohrer mit Betonierrohr einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:
Figur 1
eine teilweise geschnittenen Ansicht eines Abschnitts eines Schneckenbohrers; und
Figur 2
eine Einzelheit II der Figur 1 in vergrösserter Darstellung.
Der in Fig. 1 dargestellte Abschnitt eines Schneckenbohrers 10 mit einer Wendel 11 einer Endlosschnecke gibt die Verbindungsstelle zwischen zwei Gestängeschüssen 12, 13 wieder. Um die Zeichnung übersichtlich zu halten, ist in diesem Übergangsbereich die Wendel 11 nicht dargestellt und der Schneckenbohrer 10 ist teilweise angeschnitten, so dass im Inneren liegende Elemente sichtbar sind.
Die mechanische Verbindung der Gestängeschüsse 12, 13 erfolgt über eine drehfeste und ziehfeste Kupplung 14, die ein polygonartiges Verbindungsstück aufweist, welches aus einem Vater- und einem Mutterteil besteht. Die winkelfeste Koppelposition stellt sicher, dass die Wendel 11 im Verbindungsbereich nicht unterbrochen ist, sondern einen kontinuierlichen Übergang aufweist. Aus diesem Grund enden die Schneckenwendeln immer an genau definierten Winkelpositionen bezogen auf das Verbindungsstück. Werden Gestängeschüsse 12, 13 unterschiedlicher Länge eingesetzt, was zu unterschiedlichen Winkellagen der Wendelansätze führen kann, werden mittels der Kupplung 14 derartige Winkelversätze angepasst.
Die Wendel 11 ist bei jedem Gestängeschuss 12, 13 auf einem Aussenrohr 15 angebracht. In den Aussenrohren 15 verläuft jeweils ein Innenrohr 16, welches als Betonier- oder Spülrohr dient. Zwischen Innen- und Aussenrohr 16, 15 befindet sich in jedem Gestängeschuss 12, 13 ein Hohlraum 17, in welchem ein oder mehrere Kabel 18 zur Versorgung von Sensoren (nicht dargestellt) am Schneckenbohrer sowie zur Datenübertragung verlaufen.
Jeder Gestängeschuss 12, 13 ist an seinen beiden Enden mit jeweils einer Durchtrittsöffnung 19, 20 im Rohrmantel des zugehörigen Aussenrohres 15 versehen. Die beiden Durchtrittsöffnungen 19, 20 sind in gleicher Weise wie die Ansätze der Wendel 11 winkelfest in vorgegebener Winkellage zur Koppelposition angeordnet. Das heisst, es ist sichergestellt, dass unabhängig von der Länge der einzelnen Gestängeschüsse 12, 13 die Winkellage gegenüberliegender Durchtrittsöffnungen 19, 20 von zwei zu koppelnden Gestängeschüssen 12, 13 für den gesamten Schneckenbohrer 10 zumindest paarweise gleich ist.
An den Durchtrittsöffnungen 19, 20 ist jeweils ein Steckverbinderteil 21 angeordnet, welches mit den im Hohlraum 17 liegenden Kabeln 18 elektrisch leitend verbunden ist. Die in den Hohlräumen 17 der Gestängeschüsse 12, 13 liegenden Kabel 18 weisen somit an ihren Enden jeweils ein Steckverbinderteil 21 auf, welches von aussen zugänglich ist. Ein separates Verbindungsstück 22 weist an seinen beiden Enden weitere Steckverbinderteile 23 auf, die zu den Steckverbinderteilen 21 an den Gestängeschüssen 12, 13 komplementär sind. Das Verbindungsstück 22 weist eine Kabelverbindung 24 auf, welche die zugehörigen weiteren Steckverbinderteile 23 verbindet. Durch Aufstecken der weiteren Steckverbinderteile 23 des Verbindungsstückes 22 auf die Steckverbinderteile 21 an den Gestängeschüssen 12, 13 werden somit die zugehörigen Kabel verbunden, wobei die Gestängeschüsse 12, 13 am Aussenrohr 15 überbrückt werden. Die Steckrichtung ist radial zum Aussenrohr 15.
Alle Steckverbinderteile 21, 23 sind mit lösbaren, dichten Abdeckungen 25 versehen, die ferner mechanisch robust sind, um den rauhen Bedingungen im Bohrbetrieb standzuhalten. Bevorzugt sind die Abdeckungen 25 auf den Gestängeschüssen 12, 13 verschraubt.
Als Schutz der Kabelverbindung 24 ist dieses mit einem flexiblen Schlauchüberzug 26, z.B. einem handelsüblichen Hydraulikschlauch versehen, dessen freie Enden mit der Abdeckung der zugehörigen weiteren Steckverbinderteile 23 dicht verbunden sind, indem ein innen abgedichteter Rohrstutzen 27 die Enden des Schlauchüberzugs 26 zur Abdeckung 25 überbrückt. Da der Schlauchüberzug 26 und die innenliegende Kabelverbindung 24 etwas flexibel sind, können die weiteren Steckverbinderteile 21 auf einfache Weise auf die bohrrohrseitigen Steckverbinderteile 21 aufgesteckt bzw. von diesen abgezogen werden. Es ist besonders einfach, wenn die Steckverbinderteile bezüglich des Aussenrohres 15 eine radiale Steckrichtung aufweisen.
Als weiterer Schutz des Verbindungsstücks 22 gegen Korrosion und abrasive Medien ist es vorteilhaft, das Verbindungsstück 22 mit einem Metallmantel zu versehen, beispielsweise einem Abdeckblech, welches am Aussenrohr 15 befestigt ist. Zusätzlich oder alternativ können auch Schutzrippen aus massivem Stahl am Aussenrohr 15 angebracht sein, hinter welchen das Verbindungsstück 22 gegen Bohrgut geschützt ist.
In dem dargestellten Beispiel verläuft das Verbindungsstück 22 achsparallel zum Schneckenbohrer 10. Ein guter Schutz während des Bohrbetriebs ist auch dann gewährleistet, wenn das Verbindungsstück unterhalb und entlang der Wendel 11 verläuft, so dass der Fussbereich der Wendel 11 als mechanischer Schutz für das Verbindungsstück 22 dient.

Claims (11)

  1. Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers, die über eine drehfeste Kupplung winkelfest in einer vorgegebenen Koppelposition lösbar miteinander verbunden sind, wobei die Gestängeschüsse ein Innen- und ein die Wendel tragendes Aussenrohr aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in jedem Gestängeschuss (12, 13) zwischen Innen- und Aussenrohr (16, 15) ein Kabel (18) geführt ist, dass das Aussenrohr (15) an seinen beiden Enden mit jeweils einer Durchtrittsöffnung (19, 20) im Rohrmantel des Aussenrohres (15) versehen ist,
    dass die beiden Durchtrittsöffnungen (19, 20) winkelfest in vorgegebener Winkellage zur Koppelposition angeordnet sind,
    dass jeweils ein Steckverbinderteil (21) an den Durchtrittsöffnungen angeordnet ist, und
    dass ein die Gestängeschüsse (12, 13) am Aussenrohr (15) überbrückendes Verbindungsstück (22) mit komplementären Steckverbinderteilen (23) sowie einer Kabelverbindung (24) zur Verbindung von gegenüberliegenden Steckverbinderteilen (19, 20) zweier Gestängeschüsse (12, 13) vorhanden ist.
  2. Kabelverbindung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steckverbinderteile (21, 23) mit lösbaren, dichten Abdeckungen (25) versehen sind.
  3. Kabelverbindung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abdeckungen (25) über die Steckverbinderteile (21, 23) geschraubt sind.
  4. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kabelverbindung (24) im Verbindungsstück (22) mit einem Schlauchüberzug (26) versehen ist, dessen freie Enden mit der Abdeckung (25) der jeweils zugehörigen Steckverbinderteile (23) dicht verbunden sind.
  5. Kabelverbindung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlauchüberzug (26) mit einem Metallmantel versehen ist.
  6. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steckverbinderteile (21, 23) bezüglich des Aussenrohres (15) radial ausgerichtet sind.
  7. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Winkellagen der Durchtrittsöffnungen (19, 20) eines Gestängeschusses (12, 13) in Abhängigkeit von der Länge des Gestängeschusses (12, 13) unterschiedlich sind.
  8. Kabelverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsstück (22) achsparallel zum Schnekkenbohrer (10) verläuft.
  9. Kabelverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsstück (22) entlang und unterhalb der Wendel (11) angeordnet ist.
  10. Verbindungsstück zur Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es an beiden Enden mit jeweils einem Steckverbinderteil (23) versehen ist, und dass es einen Schlauchüberzug (26) aufweist.
  11. Gestängeschuss eines Schneckenbohrers mit einem Innen- und einem die Wendel tragenden Aussenrohr,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen dem Innen- und Aussenrohr (16, 15) ein Kabel (18) geführt ist,
    dass es an seinen beiden Enden mit jeweils einer Durchtrittsöffnung (19, 20) im Rohrmantel des Aussenrohres (15) versehen ist, und
    dass an den Durchtrittsöffnungen (19, 20) Steckverbinderteile (21) für das Kabel (18) angeordnet sind.
EP00112795A 1999-08-18 2000-06-16 Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers Expired - Lifetime EP1077307B1 (de)

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