DE10020139C2

DE10020139C2 - Electro-hydraulic earth drilling device

Info

Publication number: DE10020139C2
Application number: DE2000120139
Authority: DE
Inventors: Anatoliy Pakulov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2020-04-15
Also published as: DE10020139A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Erdbohrvorrichtung, die zur Zerstörung von Gestein beim Bohren nutzbar ist.The invention relates to an electrohydraulic earth drilling device which is used to destroy Rock can be used when drilling.

Werkzeuge zum Bohren und Werkzeuge zum Zerstören von Gestein sind bekannt.Tools for drilling and tools for destroying rock are known.

In der SU 100 876 werden eine Bohrmethode und ein Bohrwerkzeug beschrieben, die elekt rische Impulse nutzen. Bei dieser Bohrmethode wird das Gestein mit hydraulischen Schlä gen zerstört, die durch impulsive elektrische Entladungen erzeugt werden. Die Vorrichtung besteht aus einer unbeweglichen Krone mit Zähnen, die als die äußere Elektrode dient und mit einer fixierenden und lokalisierenden Abschirmung versehen ist und aus einer rotieren den Elektrode innerhalb der Krone. Diese Vorrichtung wird in das Wasser am Grund des Bohrloches herabgelassen und an einen elektrischen Hochspannungskreis angeschlossen. Diese Vorrichtung hat kaum Verbreitung gefunden, weil sie wenig produktiv und zusätzlich störanfällig war.In SU 100 876 a drilling method and a drilling tool are described, the elect Use the momentum. With this drilling method, the rock is cut with hydraulic blows destroyed by impulsive electrical discharges. The device consists of an immovable crown with teeth that serves as the outer electrode and is provided with a fixing and localizing shield and rotate from one the electrode inside the crown. This device is placed in the water at the bottom of the Lowered borehole and connected to an electrical high-voltage circuit. This device has hardly been used because it is not very productive and additional was prone to failure.

Ähnlich ausgebildet ist der elektrohydraulische Bohrer nach der SU 118 436.The electrohydraulic drill is similarly designed according to SU 118 436.

Seine Besonderheit besteht darin, dass sich die unbewegliche zentrale Elektrode mit einem Tellerende in einem Stahlrohr befindet. Die Krone ist glatt und hat zwei Reihen von Öff nungen zur. Abfuhr von Wasser und Gestein. Diese technische Lösung ist für dichtes Gestein nicht geeignet.Its peculiarity is that the immovable central electrode with one Plate end is located in a steel tube. The crown is smooth and has two rows of open for the. Removal of water and rock. This technical solution is for dense rock not suitable.

In der US 3,500,942 wird eine spezielle Elektrodenanordnung im Zusammenhang mit einer Bohreinrichtung beschrieben, die sich in der Praxis ebenfalls nicht durchgesetzt hat.In US 3,500,942 a special electrode arrangement in connection with a Drilling device described, which has also not prevailed in practice.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Produktivität und Lebensdauer von einer elektrohydrauli schen Erdbohrvorrichtung zur Gesteinszerstörung zu erhöhen. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object of the invention is to increase the productivity and life of an electrohydrauli Earth's drilling device to increase rock destruction. This task is solved with the features of claim 1, advantageous embodiments are the subject of Dependent claims.

Der erfindungsgemäße elektrohydraulische Erdbohrvorrichtung, die zur Zerstörung von Gestein hydraulische Stöße nutzt, besteht aus einem Schaft mit Bohrkrone, wobei in einer zylindrischen Elektroentladekammer innerhalb des rotierenden Schaftes und auf dessen Drehachse ein beweglicher Magnetkern angeordnet ist, der sich ständig nach Norden ausrichtet, zwei mit der Elektroentladekammer rotierende Entladungskontakte vorhanden sind, die durch einen Kontakt des Magnetkerns bei jeder Umdrehung zu einer Funkenübertragung angeregt werden, unterhalb der Elektroentladekammer in Ausnehmungen des Schaftes min destens zwei schräg nach unten weisende Elektroden angeordnet sind, deren Pluspol in Kontakt mit dem Entladungskontakt steht und deren Negativpol über eine weitere Strom zuführung gespeist ist und die Elektrode von Wasser durchströmt ist, so dass sich ein Kon densator über die Entladungskontakte mittels der Elektroden in Flüssigkeit entladen kann, wobei ein elektrohydraulischer Stoß erzeugt wird.The electrohydraulic earth drilling device according to the invention, which is used to destroy Rock using hydraulic shocks consists of a shaft with a drill bit, being in one cylindrical electrical discharge chamber inside and on the rotating shaft Axis of rotation, a movable magnetic core is arranged, which is constantly aligned to the north, there are two discharge contacts rotating with the electrical discharge chamber, by a contact of the magnetic core with every revolution to a spark transmission be excited below the electrical discharge chamber in recesses of the shaft min at least two electrodes are arranged at an angle downwards, the positive pole of which is in Contact is made with the discharge contact and its negative pole via a further current feed is fed and water flows through the electrode, so that a con can discharge the capacitor into liquid via the discharge contacts by means of the electrodes, producing an electro-hydraulic shock.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Pluspol als zylindermantelförmige Wicklung um die in ihr axial und mit Abstand angeordnete Stromzuführung ausgebildet.In an advantageous embodiment, the positive pole is around as a cylindrical jacket-shaped winding the power supply arranged in it axially and at a distance.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass Kühlkanäle im Mantel des Schaftes angeordnet sind, wobei diese in Bohrrichtung verlaufen.Furthermore, the invention provides that cooling channels are arranged in the jacket of the shaft, these run in the direction of drilling.

Die Stromzuführung zum Negativpol verläuft vor dem Abzweig zu den Elektroden vorteil hafterweise in der Achse des Schaftes.The power supply to the negative pole is advantageous before the branch to the electrodes in the axis of the shaft.

Ein Ausführungsbeispiel der elektrohydraulischen Erdbohrvorrichtung soll anhand der Zeichnung erläutert werden.An embodiment of the electrohydraulic earth boring device is based on the Drawing are explained.

Die elektrohydraulische Erdbohrvorrichtung besteht aus dem Schaft 1 mit Bohrkrone 2. Innerhalb des rotierenden Schaftes 1 befindet sich in einer zylindrischen Elektroentlade kammer 4 auf der Drehachse des Schaftes 1 ein beweglicher Magnetkern 6, der sich ständig nach Norden ausrichtet.The electrohydraulic earth drilling device consists of the shaft 1 with the drill bit 2 . Within the rotating shaft 1 is in a cylindrical electrical discharge chamber 4 on the axis of rotation of the shaft 1, a movable magnetic core 6 , which is constantly aligned to the north.

Weiterhin sind zwei mit der Elektroentladekammer 4 rotierende Entladungskontakte 5 vor handen, die durch einen Kontakt des Magnetkerns 6 bei jeder Umdrehung zu einer Funken übertragung angeregt werden. Furthermore, two with the electrical discharge chamber 4 rotating discharge contacts 5 are present before, which are excited by a contact of the magnetic core 6 with each revolution to a spark transmission.

Unterhalb der Elektroentladekammer 4 sind in Ausnehmungen des Schaftes 1 mindestens zwei schräg nach unten weisende Elektroden 7 angeordnet. Deren Pluspol 10 steht in Kon takt mit den Entladungskontakten 5 und deren Negativpol wird über eine Stromzuführung 9 gespeist.Below the electrical discharge chamber 4 , at least two electrodes 7 pointing obliquely downward are arranged in recesses in the shaft 1 . Their positive pole 10 is in contact with the discharge contacts 5 and their negative pole is fed via a power supply 9 .

Die Elektrode 7 ist von Wasser durchströmt, so dass sich ein Kondensator über die Entla dungskontakte 5 mittels der Elektroden 7 in Flüssigkeit entladen kann, wobei ein elektro hydraulischer Stoß erzeugt wird.Water flows through the electrode 7 , so that a capacitor can discharge into the liquid via the discharge contacts 5 by means of the electrodes 7 , an electro-hydraulic shock being generated.

In der dargestellten Ausführung ist der Pluspol 10 als zylindermantelförmige Wicklung um die in ihr axial und mit Abstand angeordnete Stromzuführung 9 ausgebildet.In the illustrated embodiment, the positive pole 10 is designed as a cylindrical jacket-shaped winding around the power supply 9 arranged axially and at a distance from it.

Die Kühlkanäle 3 sind im Mantel des Schaftes 1 angeordnet und verlaufen in Bohrrichtung.The cooling channels 3 are arranged in the jacket of the shaft 1 and run in the direction of drilling.

Die Stromzuführung 9 ist vor dem Abzweig zu den Elektroden 7 in der Achse des Schaftes 1 angeordnet. The power supply 9 is arranged in front of the branch to the electrodes 7 in the axis of the shaft 1 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Schaft
shaft

22

Bohrkrone
drill bit

33

Kühlkanäle
cooling channels

44

Elektroentladekammer
Elektroentladekammer

55

Entladungskontakte
discharge contacts

66

Magnetkern
magnetic core

77

Elektroden
electrodes

88th

Stromkontaktgeber
Power contactor

99

Stromzuführung
power supply

1010

Pluspol
positive pole

1111

Wasser
water

1212

Schacht
shaft

Claims

1.Electrohydraulic earth drilling device which uses hydraulic impacts to destroy rock, consisting of a shaft ( 1 ) with a drill bit ( 2 ), in which a movable magnetic core () on the axis of rotation in a cylindrical electrical discharge chamber ( 4 ) within the rotating shaft ( 1 ) and on its axis of rotation ( 6 ) is arranged, which constantly faces north,
there are two discharge contacts ( 5 ) rotating with the electrical discharge chamber ( 4 ), which are excited to transmit sparks by a contact of the magnetic core with each revolution,
at least two electrodes ( 7 ) pointing obliquely downward are arranged below the electrical discharge chamber ( 4 ) in recesses in the shaft ( 1 ),
whose positive pole ( 10 ) is in contact with the discharge contacts ( 5 ) and whose negative pole is fed via a power supply ( 9 ) and
water flows through the electrode ( 7 ) so that a capacitor can discharge into liquid via the discharge contacts ( 5 ) by means of the electrodes ( 7 ), an electro-hydraulic shock being generated.

2. Electro-hydraulic earth drilling device according to claim 1, characterized in that the positive pole ( 10 ) is designed as a cylindrical jacket-shaped winding around the power supply ( 9 ) arranged axially and at a distance from it.

3. Electro-hydraulic earth drilling device according to claim 1, characterized in that cooling channels ( 3 ) are arranged in the jacket of the shaft ( 1 ).

4. Electro-hydraulic earth drilling device according to claim 3, characterized in that the cooling channels ( 3 ) extend in the drilling direction.

5. Electro-hydraulic earth drilling device according to claim 1, characterized in that the power supply ( 9 ) runs in front of the branch to the electrodes ( 7 ) in the axis of the shaft ( 1 ).