DE2856126C2 - Drehbohrgestänge zum Spülbohren - Google Patents

Description

a) der Schnappstift (15), das Schnappstiftloch (17), der Ansatz der Einlaufnute (13) und die Stirnenden (3,4) der Außenwendel (2) liegen auf derselben Rohrseite in einer gemeinsamen Längsebene;

b) die Einlaufnute (13) erstreckt sich über die gesamte Dicke der Rohrwand (14);

c) der Kupplungsfinger (20,20') und der Dichtfortsatz (22,32'}weisen gegenüber der Einsteckhülse (8, 8') beziehungsweise dem Dichtbereich (29) ein erhebliches Radialspiel auf.

2. Gestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufnute (13) unter einem Winkel von etwa 15 bis 25° zur Rohrlängsachse verlaufL

3. Gestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsfinger (20') einschließlich Dichtfortsatz (22') einerseits und die Einsteckhülse (8') einschließlich des Dichtbereichs (29) andererseits Bestandteile von mit dem zentralen Längenabschnitt des Gestängerohrs (1') durch Reibschweißen verbundene Kupplungsstücke (25,26) bilden.

Die Erfindung richtet sich auf ein Drehbohrgestänge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Gestänge zählt durch die DE-PS 36 443 zum Stand der Technik. Dieses hat sich zwar in der Praxis, insbesondere im untertägigen Grubenbetrieb, wegen der leichten Handhabung und der zuverlässigen Betriebsweise im großen und ganzen bewährt. Indessen hat gerade sein praktischer Einsatz aber auch ergeben, daß es in einigen Punkten noch verbesserungsfähig ist. So können beispielsweise Schwierigkeiten bei der automatischen oder doch zumindest halbautomatischen Kupplung der Gestängerohre auftreten. Jedes neue Gestängerohr muß nämlich beim Abbohren mit einer Bohrmaschine so an die bereits im Bohrloch befindliche Bohrgestänge-Tour angesetzt werden, daß nicht nur die Außenwendeln kontinuierliche aufeinanderfolgen, sondern daß auch die Schnappstifte in derselben Ebene wie die Schnappstiftlöcher und auf derselben Rohrseite zu liegen kommen. Ob dies aber tatsächlich der Fall ist, konnte bislang nur durch eine unmittelbare manuelle Kontrolle des Kupplungsbereichs von zwei aufeinanderfolgenden Gestängerohren festgestellt werden. Der Vorteil der automatischen Kupplung ist damit aufgehoben. Außerdem ist eine solche Kontrolle im untertägigen Grubenbetrieb nur unter erschwerten Sichtbedingungen durchzuführen und folglich auch von daher naturgemäß mit Mängeln behaftet.

Es zeigte sich ferner beim Entkuppeln, daß manchmal das Trennen der Gestängerohre nur mit einem urheblichen Kraftaufwand durchgeführt werden konnte. Als Ursache hierfür wurde eine Verlagerung der Bohrmaschine beim Bohren aus ihrer ursprünglichen Position erkannt Hierdurch trat eine Biegebeanspruchung zwischen den bereits abgebohrten Gestängerohren und den noch in der Bohrmaschine geführten Gestängerohren auf. Bei nicht genügender Sorgfalt während des Bohrbetriebs und fehlenden Korrekturmaßnahmen mußten demnach im nachhinein umfangreiche Richtarbeiten an den Gestängerohren und teilweise auch an der Bohrmaschine durchgeführt werden.

Eier Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Drehbohrgestänge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß auch beim automatischen Kuppeln der Gestängerohre ein einwandfreier Anschluß eines neuen Gestängerohrs an ein bereits im Bohrloch befindliches Gestängerohr bewirkt werden kann und daß ferr~r beim automatischen Entkuppeln der Gestängerohre keine Schwierigkeiten mehr bei fehlender Koaxialität von Bohrmaschine und abgebohrter Bohrgestänge-Tour zu erwarten sind.

Gemäß der Erfindung besteht die Lösung dieser Aufgabe in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Ein Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß selbst unter den anerkanntermaßen schlechten Arbeitsbedingungen unter Tage nunmehr ein einwandfreies Kuppeln der Gestängerohre gewährleistet werden kanu. Bei manueller Kupplung der Gestängerohre werden jeweils die Kupplungsfinger zunächst so weit in die Einsteckhülsen der voraufgehend abgebohrten Gestängerohre eingeführt, bis die über den Umfang der Kupplungsfinger im Dickenbereich der Rohrwand vorstehenden Schnappstifte an den Stirnseiten der Einsteckhülsen zur Anlage gelangen. Durch Drehen eines Gestängerohi's oder beider Gestängerohre um die Längsachse wenden die Schnappstifte dann mit den Einlaufnuten in Übereinstimmung gebracht, so daß anschließend das weitere Zusammenschieben der miteinander zu kuppelnden Gestängerohre erfolgen kann. Die Schnappstifte werden durch die sich über die gesamte Dicke der Rohrwand erstreckenden Einlaufnuten radial in den Ki'pplungsfinger eingedrückt und springen unter der Wirkung der Federn im Bereich der Schnappstiftlöcher von selbst wieder heraus.

Aber auch ein automatisches Kuppeln wird nun in einfacher Weise dadurch sichergestellt, daß die Außenwendeln gewissermaßen als Orientierungshilfe für die einwandfreie koaxiale Übereinstimmung aufeinanderfolgender Gestängerohre genutzt werden können. Stehen nämlich die Stirnflächen der Außenwendeln von zwei aufeinanderfolgenden Gestängerohren genau voreinander, ist sichergestellt, daß auch die Schnappstifte und die Schnappstiftlöcher auf derselben Seite liegen. Aufgrund dieser Maßnahme ist es mithin unmöglich, zwei Gestängerohre so zusammenzustecken, daß die Schnappstifte in einer anderen Ebene zu liegen kommen als die Schnappstiftlöcher der voraufgehenden Gestängerohre.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung ist das Radialspiel zwischen den Kupplungsfingern und den Einsteckhülsen beziehungsweise zwischen den Dichtfortsätzen und den Dichtbereichen. Dieses erhebliche Radialspiel ermöglicht nämlich eine Abwinlclung von zwei aufeinanderfolgenden Gestängerohre, ohne daß die Dichtfunktion zwischen den Dichtfortsätzen und den Dichtbereichen aufgehoben wird und ohne daß die Schnappstifte aus den Schnappstiftlöchern herausgleiten können. Diese Abwinklung ist dann von großem Nutzen, wenn Gestängerohre mit Bohrmaschine abgebohrt werden. Diese Bohrmaschinen werden vor dem Bohren genau ausgerichtet und in ihrer Position verankert Während des Bohrens kommt es jedoch immer wieder vor, daß die Bohrmaschinen aus ihrer ursprünglichen Position herauswandern. Auf diese Weise entsteht eine Biegebeanspruchung zwischen der abgebohrten Gestängetour und den noch in der Maschine geführten Gestängerohren. Die Biegebeanspruchung würde dann in erheblichem Maß das Entkuppeln beeinträchtigen. Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung werden diese Nachteile aber vermieden. Auch beim Abbohren entsteht durch die Möglichkeit des Abwinkeins kein Nachteil. Das jeweils bereits im Bohrloch befindliche Gestängerohr ist im Bohrloch geführt und zieht auf diese Weise auch das nachfolgende Gestängerohr in das Bohrloch hinein. Die Dichtfunktion zwischen den Dichtfortsätzen und den Dichtbereichen bleibt einwandfrei erhalten, wobei es unwesentlich ist, ob am Dichtfortsatz ein Dichtring in einer Umfangsnute angeordnet ist und der Dichtbereich glatt zylindrisch ausgebildet ist oder ob im Dichtbereich eine innere Umfangsnute mit einem darin eingelegten Dichtring vorgesehen und der Dichtfortsatz glatt zylindrisch ausgebildet ist.

Das einwandfreie Einführen eines Schnappstifts in ein Schnappstiftloch wird gemäß der Erfindung dadurch erleichtert, daß die Einlaufnute unter einem Winke! von etwa 15 bis 25° zur Rohrlängsachse verläuft.

Der Kupp'ungsfinger kann als gesonderter Bauteil ausgebildet und in den zentralen Längenabschnitt des Gestängerohrs mit Preßsitz eingesteckt sein. Die Einsteckhülse kann einteilig in das Gestängerohr eingeformt sein. Nach der Erfindung ist es jedoch von Vorteil, wenn der Kupplungsfinger einschließlich Dichtfortsatz einerseits und die Einsteckhülse <inschließlich des Dichtbereichs andererseits Bestandteile von mit dem zentralen Längenabschnitt des Gestängerohrs durch Reibschweißen verbundene Kupplungsstücke bilden. Diese Kupplungsstücke können dann in vorteilhafter Weise unabhängig vom eigentlichen Gestängerohr gefertigt werden. Sie sind bei der Herstellung handlicher als ein langes Gestängerohr. Selbstverständlich ist auch eine solche Kombination möglich, bei der Einsteckhülse oder Kupplungsfinger direkte Bestandteile eines Gestängerohrs bilden oder angesetzt beziehungsweise eingesetzt sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Ansicht, teilweise in vertikalem Längsschnitt, ein Gestängerohr;

Fig.2 in Ansicht, teilweise in vertikalem Längsschnitt, eine weitere Ausführungsform eines Gestängerohrs;

F i g. 3 bis 7 vertikale Querschnitte durch das Gestängerohr gemäß der Fig. I. entsprechend den Schnittlinien III-Ill bis VII-VIl;

Fig.8 in Ansicht, teilweise in vertikalem Längsschnitt den Kupplungsbereich von zwei aufeinanderfolgenden Gestängerohren in koaxialer Lage und

Fig.9 in Ansicht den Kupplungsbereich von zwei aufeinanderfolgenden Gestängerohren bei abgewinkelter Zuordnung.

In der F i g. 1 ist mit 1 ein Gestängerohr eines Drehbohr- beziehungsweise Spülgestänges bezeichnet. Das Gestängerohr 1 hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist am Außenumfang mit einer angeschweißten, im

ίο Querschnitt quadratischen Wendel 2 vergleichsweise großer Steigung versehen. Die endseitigen Stirnflächen 3 und 4 der Wendel 2 liegen in derselben vertikalen Längsebene und schließen mit den Stirnflächen 5,6 des Rohrs 1 bündig ab.

Das eine Ende 7 des Gestängerohrs 1 (siehe auch F i g. 6) ist innenseitig als im wesentlichen quadratische Einsteckhülse 8 ausgebildet. Die Länge der Einsteckhülse 8 entspricht etwa dem doppelten Außendurchmesser des Gestängerohrs 1. Die längsgerichteten Eckbereiche 9 der Einsteckhülse 8 sind leicht fläcirig ausgebildet, so daß der Übergang von den Vertikalsek<:n 10 auf die Oberseite It beziehungsweise die Unterseite 12 nicht abrupt unter einem Winkel von 90°, sondern unter einer zweimaligen Abwinklung von jeweils 45° erfolgt

Im Bereich der Mündung der Einsteckhülse 8 ist in derselben Ebene, in der die Stirnflächen 3,4 der Wendel 2 liegen, eine schräg verlaufende Einlaufnute 13 eingearbeitet Die Einlaufnute 13 beginnt am Außenumfang des Gestängerohrs 1 und erstreckt sich unter einem Winkel von etwa 20° über die gesamte Dicke der Rohrwand 14 bis zur Oberseite 11 der Einsteckhülse 8. Die Breite der Einlaufnute 13 ist etwas größer bemessen als der Durchmesser des nachstehend noch näher erläuterten Schnappstifts 15 am anderen Ende 16 des Gestängerohrs 1.

Im Anschluß an den mittleren Längenbereich der Einsteckhülse 8 ist zur Rohrmitte hin versetzt ein Schnappstiftlpch 17 radial in die Rohrwand 14 eingearbeitet. Das Schnappstiftloch 17 liegt ebenfalls in derselben Ebene wie die Stirnflächen 3,4 der Wendel 2 und die Einlaufnute 13. Der Durchmesser des Schnappstiftlochs 17 ist größer als der Durchmesser des Schnappstifts 15 bemessen.

Im Abstand vom inneren Ende der Einsteckhülse 8 ist zur Bohrmitte hin verlagert eine Ringnute 18 in die Wand 14 des Gestängerohrs 1 eingearbeitet. In die Ringnut 18 ist ein im Querschnitt kreisförmiger Dichtring 19 eingesetzt.

Das Ende 16 des Gestängerohrs 1 (siehe auch Fi g. 5) ist innenseitig entsprechend dem Querschnitt der Einsteckhülse 8 quadratisch profiliert. Die Querschnittsfläche ist jedoch kleiner als die Querschnittsfläche der Einsteckhülse 8. In diesen quadratischen Querschnitt ist ein außenseitig quadratisch profilierter Kupplungsfinger 20 eingepreßt und damit im Gestängerohr 1 festgelegt. Der Kupplungsfinger 20 weist eine durchgehende Längsbohrung 21 auf, die endseitig konisch erweitert ist. Das freie Ende 22 des Kupplungsfingers 20 (beachte auch F i g. 3) ist am Außenumfang zylindrisch gestaltet und endseitig leicht konisch abgeschrägt.

Etwa im Endbereich des quadratischen Längenabschnitts des Kupplungsfingers 20 ist eine Querbohrung 23 vorgesehen, in die ein durch eine Schraubendruckfeder 24 radial verschi .-bücher Schnappstift 15 eingesetzt

6¹) ist. Der Schnappstift 15 liegt ebenfalls in derselben Ebene und auf derselben Rohrseite wie die Stirnflächen 3,4 der Wendel 2, das Schnappstiftloch 17 und die Einlaufnute 13.

Die Ausführungsform eines Gestängerohrs Γ gemäß der Fig. 2 entspricht in den Grundzügen der Ausführungsform der Fig. I und 3 bis 7. Ein Unterschied ist der, daß sowohl der Endabschnitt 25 des Gestängerohrs Γ mit dem Kupplungsfinger 20' als auch der Endabschnitt 26 mit der Einsteckhülse 8' als gesonderte Kupplungsstücke hergestellt und durch Reibschweißen mit dem zentralen Längenabschnitt des Gestängerohrs Γ verbunden sind. Aber auch hierbei ist sichergestellt, daß Schnappstift 15, Schnappstiftloch 17, Einlaufnute 13 und die Stirnflächen 3, 4 der Wendel 2 in derselben Ebene und auf derselben Rohrseite liegen.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß der zylindrische Dichtfortsatz 22' am freien Ende des Kupplungsfingers 20' mit einer umfangsseitigen Ringnut 27 versehen ist, in die ein im Querschnitt kreisförmiger Dichtring 28 eingesetzt ist. In diesem Fall fehlt dann ein Dichtring im Dichtbereich 29 des Kupplungsstücks 26. Dieser Dichtbereich 29 ist glatt zylindrisch ausgebildet.

Die F i g. 8 veranschaulicht die Kupplung zweier aufeinanderfolgender Gestängerohre Γ. Es ist ersichtlich, daß sowohl der Kupplungsfinger 20' gegenüber der Einsteckhülse 8' als auch der Dichtfortsatz 22' gegenüber dem Dichtbereich 29 ein erhebliches radiales Spiel aufweisen. Dieses radiale Spiel ermöglicht in Verbindung mit dem Spiel, das der Schnappstift 15 im Schnappstiftloch 17 hat, daß die beiden Gestängerohre Γ gemäß F i g. 9 um einen Winkel gegenseitig abgelenkt werden können, dessen Größenordnung bis zu etwa 15° geht.

Aus der F i g. 8 ist ferner erkennbar, daß beim Einführen des Kupplungsfingers 20' in die Einsteckhülse 8' der Schnappstift 15 bei koaxialer Anordnung zur Einlaufnute 13 selbsttätig radial eingeschoben wird und dann beim weiteren Einführen des Kupplungsfingers 20' an der Oberseite 11' der Einsteckhülse 8' entlanggleitet, bis er im Schnappstiftloch 17 unter dem Einfluß der Druckfeder wieder radial nach außen gleitet. Die beiden Gestängerohre Γ sind damit axial miteinander verriegelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Drehbohrgestänge zum Spülbohren, das aus mehreren lösbar gekuppelten Gestängerohren mit aneinander anschließenden Außenwendeln besteht, bei dem jedes Gestängerohr an einem Ende in einen längsdurchbohrten mehrkantigen Kupplungsfinger mit einem unter Federkraft querverschieblichen Schnappstift ausläuft, der endseitig in einen zur Abdichtung vorgesehenen zylindrischen Fortsatz geringeren Querschnitts übergeht, und am anderen Ende als im Querschnitt an den Kupplungsfinger angepaßte Einsteckhülse mit quergerichtetem Schnappstiftloch ausgebildet ist, an die sich zur Rohrmitte hin im Spülkanal des Rohres eiin zylindrischer Dichtbereich für den Dichtfortsatz anschließt, wobei an der Mündung der Einsteckhülse eine zur Rohrlängsachse schräg verlaufende Schnappstift-Einlaufnute vorgesehen ist, gtkennzeichnet durch folgende Merkmale: