DE69417641T2 - Im-Loch-Bohrmaschine, betrieben mit einem Druckmedium - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fluidgetriebene, unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine, d. h. eine flüssigkeits- oder gasgetriebene Bohrmaschine. Mehr im speziellen bezieht sich die Erfindung auf eine unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine mit einem Rückwärtshammer zum Befreien eines festgefressenen Bohrmeißels.
• Bei einem bekannten Rückwärtshammer für unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschinen, siehe DE 38 02 391, wird eine getrennte Rückwärtshammereinheit verwendet, die bei Bedarf mit dem Bohrstrang verbunden wird, um den Bohrmeißel mit Hilfe von vom Bohrmeißel weg gerichteten Schlägen zu befreien. Die Verwendung dieser Vorrichtung ist sehr zeitaufwendig.
• Die vorliegende Erfindung, die in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, zielt darauf ab, eine fluidgetriebene, unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine zu erhalten, bei der der festgefressene Bohrmeißel durch einen rückwärts gerichteten Vorschub der unten im Bohrloch angeordneten Bohrmaschine leicht befreit werden kann.
• Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die angeschlossenen Zeichnungen beschrieben, in denen Fig. 1A den Vorderteil einer erfindungsgemäßen, unten im Bohrloch angeordneten Bohrmaschine zeigt. Fig. 1B zeigt den hinteren Teil der unten im Bohrloch angeordneten Bohrmaschine. Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß 2-2 in Fig. 1A. Fig. 3 zeigt einen Schnitt gemäß 3-3 in Fig. 1A. Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäß 4-4 in Fig. 1A.
• Die in der Zeichnung gezeigte, fluidgetriebene, unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine besitzt ein Gehäuse 1, in dessen vorderem Ende ein Bohrmeißel 3 angeordnet ist. Der Bohrmeißel ist mit dem Gehäuse 1 mittels einer, mit Keilnuten versehenen Kupplung 11 verbunden. Der Bohrmeißel besitzt einen Schaftteil 3 und einen Kopfteil 51, der mit nicht dargestellten Hartmetallknöpfen versehen ist. Der Schaftteil 3 und der Kopfteil 51 sind untereinander durch eine Gewindeverbindung 52 verbunden. Das Gehäuse 1 ist an seinem hinteren Ende mit einem Endstück 12 versehen, das mittels einer Gewindeverbindung 13 mit einem Rohrstrang 14 verbunden ist. Der Bohrmeißel 3 wird während des Bohrens durch die Drehung von Rohrstrang 14, Endstück 12 und Gehäuse 1 über die mit Keilnuten versehene Kupplung 11 gedreht. Das Fluid zum Antreiben der unten im Bohrloch angeordneten Bohrmaschine wird von einer nicht dargestellten Pumpe über den Kanal 9 im Rohrstrang zugeführt. Der Kanal 9 wirkt daher als Druckquelle. Im Gehäuse 1 ist ein Hammerkolben 2 hin und her bewegbar. Der Hammerkolben ist mit einem Kolbenkopf 15 mit einer ersten Antriebsfläche 5 versehen. Der Hammerkolben 2 wird im Gehäuse 1 durch den Kolbenkopf 15 und eine Führung 18 geführt. Der Hammerkolben 2 ist mit einer zweiten Antriebsfläche 16 versehen, die während des Bohrens über den Kanal 17 fortlaufend mit Druck beaufschlagt wird. Die hin- und hergehende Bewegung des Hammerkolbens wird durch das Ventil 4 gesteuert, das die Antriebsfläche 5 entweder mit der Druckquelle 9 oder mit einem niedrigen Druck über die Kanäle 21, 22, Schlitz 23, Nut 24 und Kanal 25 mit der Umgebung zum Spülen des Bohrloches verbindet. Die Kammer 31 um das Ventil 4 wird über die Kanäle 17 und 32 fortlaufend mit Druck beaufschlagt. Dieser Druck ist bestrebt das Ventil 4 zum Zusammenwirken mit einem Ventilsitz 33 in der Zeichnung nach rechts zu bewegen, wodurch die Verbindung zwischen der Druckquelle 9 und der ersten Antriebsfläche 5 über Kanal 34 unterbrochen wird. Dadurch wird die Verbindung zum niedrigen Druck über die Kanäle 21 und 22 geöffnet. Die hin- und hergehende Bewegung des Ventiles 4 wird durch den Druck in der das Ventil 4 umgebenden Kammer 35 gesteuert. Das unter Druck Setzen der Kammer 35 bewegt das Ventil 4 in der Zeichnung nach links, weil die unter Druck gesetzte Fläche in der Kammer 35 größer ist als die in der Kammer 31 unter Druck gesetzte Fläche. Die Kammer 35 ist über nicht dargestellte Kanäle mit den Löchern in der den Hammerkolben 2 umgebenden zylindrischen Wand verbunden. Diese Löcher, die in einem anderen Schnitt als dem gezeigten liegen, sind mit den Bezugszeichen 36 und 37 markiert. In der dargestellten Position des Hammerkolbens 2 ist die Kammer 35 über den Kanal 37, die Eindrehung 38 am Hammerkolben 2 und den Kanälen 39 und 22 mit niedrigem Druck verbunden. Wenn sich der Hammerkolben in seiner rückwärtigen Position befindet wird die Kammer 35 über den Kanal 17 und den Kanal 36 unter Druck gesetzt.
• Der Hammerkolben 2 ist an seinem vorderen Ende mit einem zylindrischen Teil 6 versehen. Dem zylindrischen Teil benachbart ist der Hammerkolben 2 mit einem Teil mit verringertem Durchmesser versehen. Der Teil mit verringertem Durchmesser ist mit zwei einander diametral gegenüberliegend angeordneten, ebenen Flächen 45 versehen. Der Schaftteil 3 des Bohrmeißels ist rückwärts mit einem ringförmigen Abschnitt 7 versehen, der den größeren Teil des zylindrischen Teiles 6 des Hammerkolbens umgibt. Der Bohrmeißel 3 besitzt eine erste Schlagfläche 41, gegen die der Hammerkolben 2 während des Bohrens schlägt. Der Bohrmeißel 3 besitzt darüberhinaus eine zweite Schlagfläche 42, gegen die der zylindrische Teil 6 schlagen kann, wenn das Gehäuse 1 in einer Richtung vom Bohrmeißel 3 weg vorgeschoben wird. Der ringförmige Abschnitt 7 enthält einen ersten Schlitz 44, dessen Weite es erlaubt, den zylindrischen Teil 6 am Bohrmeißel 2 von der Seite her in den Bohrmeißel 3 hineinzubewegen, wenn das vordere Rohr 61 des Gehäuses 1 an der Gewindeverbindung 62 gelöst wurde. Der ringförmige Abschnitt 7 enthält weiters einen zweiten Schlitz 46, dessen Weite dem Abstand zwischen den beiden ebenen Flächen 45 auf dem Teil 43 mit dem verringerten Durchmesser entspricht, sodaß dieser Teil den zweiten Schlitz 46 passieren kann, während gleichzeitig der zylindrische Teil 6 durch den ersten Schlitz 44 hineinbewegt wird. Da der Teil 43 mit dem verringerten Durchmesser mit zwei ebenen Flächen 45 hergestellt wurde, kann der zweite Schlitz 46 enger hergestellt werden. Dies bedeutet, daß die Fläche der zweiten Schlagfläche 42 größer hergestellt werden kann, sodaß die Beanspruchung verringert wird.
• Der Bohrmeißel 3 wird auf folgende Weise montiert. Der Schaftteil 3 und der Kopfteil 51 werden voneinander getrennt und das Rohr 61 des Gehäuses 1 wird abgeschraubt. In diesem Zu stand steht der Hammerkolben 2 über das Gehäuse 1 vor. Der Schaftteil 3 wird ausgerichtet, sodaß der zylindrische Teil 6 am Hammerkolben 2 durch den ersten Schlitz 44 in den Schaftteil 3 hineinbewegt werden kann, während gleichzeitig die zwei ebenen Flächen 45 am Hammerkolben 2 zum Passieren des zweiten Schlitzes 46 in Position gehalten werden. Danach wird der Schaftteil 3 von der Seite her auf den Hammerkolben bewegt und in der Zeichnung nach rechts, in die in der Zeichnung dargestellte Position geschoben. Danach wird das Rohr 61 auf den Schaftteil 3 geschoben, sodaß die mit Keilnuten versehene Kupplung 11 entsteht, worauf die Gewindeverbindung 62 festgezogen wird. Danach wird der Kopfteil 51 auf den Schaftteil 3 geschraubt.
• Die dargestellte, fluidgetriebene, unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine arbeitet auf folgende Weise. Während des Bohrens wird der Hammerkolben wie oben beschrieben hin und her bewegt, um auf den Bohrmeißel zu schlagen. Wenn der Bohrmeißel zum Festfressen tendiert, wird der Vorschub umgekehrt, d. h. der Rohrstrang 14 wird in Figur iß nach rechts getrieben. Dadurch schlägt der zylindrische Teil 6 am Hammerkolben 2 während der hin- und hergehenden Bewegung des Hammerkolbens 2 auf die zweite Schlagfläche 42, wodurch auf den Bohrmeißel zum Freikommen geschlagen wird. Diese Arbeitsweise wird beim Rückwärtsvorschub automatisch erzielt.

Claims (3)

1. Fluidgetriebene, unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine mit einem Gehäuse (1), einem im Gehäuse hin- und herbewegbaren und für das Schlagen auf einen im Gehäuse angeordneten Bohrmeißel (3) vorgesehenen Hammerkolben (2) und einem Ventil (4) zum abwechselnden Verbinden von zumindest einer (5) von zwei Antriebsflächen (5, 16) des Hammerkolbens mit einer Druckquelle (9) oder niedrigem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerkolben (2) einen zylindrischen Teil (6) besitzt, daß der Bohrmeißel (3) eine erste Antriebsfläche (41), eine zweite Antriebsfläche (42) und einen zwischen diesen Antriebsflächen angeordneten und einen den größeren Teil des zylindrischen Teiles des Hammerkolbens (2) umgebenden ringförmigen Abschnitt (7) besitzt, wobei während des Bohrens auf die erste Antriebsfläche (41) geschlagen wird und die zweite Antriebsfläche (42) Schlagenergie vom Hammerkolben (2) auf den Bohrmeißel (3) überträgt, wenn das Gehäuse (1) in einer Richtung vom Bohrmeißel (3) weg vorgeschoben wird.

2. Unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerkolben dem zylindrischen Teil (6) benachbart mit einem Teil (43) mit verringertem Durchmesser versehen ist und der Bohrmeißel (3) zwischen den Antriebsflächen (41, 42) mit einem ersten Schlitz (44) versehen ist, durch den der zylindrische Teil von der Seite in den Bohrmeißel (3) hineinbewegt werden kann.

3. Unten im Bohrloch angeordnete Bohrmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem verringerten Durchmesser versehene Teil (43) des Hammerkolbens (2) zwei einander diametral gegenüberliegende ebene Flächen (45) besitzt und der Bohrmeißel einen zweiten Schlitz (46) besitzt, wobei der mit dem verringerten Durchmesser versehene Teil (43) des Hammerkolbens (2) den zweiten Schlitz (46) an den ebenen Flächen (45) zur gleichen Zeit passieren kann, zu der der zylindrische Teil (6) in den Bohrmeißel (3) durch den ersten Schlitz (44) hineinbewegt wird.