DE1181149B - Verankerungsvorrichtung fuer ein Ablenkgeraet beim Diamantbohren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4fflt®k PATENTAMT Internat. Kl.: E 21b

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 5 a -18/20

Nummer: 1181149

Aktenzeichen: S 83691 VIa/5 a

Anmeldetag: 11. Februar 1963

Auslegetag: 12. November 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verankerungsvorrichtung für ein Ablenkgerät beim Diamanlh bohren, wobei das Ablenkgerät aus einem zylindrischen Ablenkrohr besteht, das bis zur Sohle eines Bohrloches eingebaut wird und im wesentlichen denselben Durchmesser wie das Bohrloch hat, und bei welchem die Mittellinie seiner inneren Mantelfläche einen kleinen Winkel mit der Mittellinie seiner äußeren Mantelfläche bildet.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art sind meistens mit langen Stahlkeilen zur Führung eines besonderen Bohrwerkzeuges versehen, mit dem das Bohrloch in der gewünschten Richtung erweitert wird. Derartige Vorrichtungen weisen mehrere Mängel auf. So hat das Bohrwerkzeug beispielsweise die Neigung, von dem Stahlkeil abzugleiten, so daß das Bohrloch in einer Richtung erweitert bzw. vorangetrieben wird, die von der gewünschten Richtung abweicht. Weiterhin ist die Abnutzung sowohl des Stahlkeiles als auch der Diamanten des Bohrwerkzeuges erheblich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Mängel der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, bei der keine Bohrstrecke verlorengeht. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung soll das Weiterbohren von der Bohrlochsohle aus möglich sein, während es bisher notwendig war, die Bohrlochwand auf eine längere Strecke zu erweitern. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung soll auch der Kernverlust beim Kernbohren praktisch ganz vermieden und außerdem unnötige Abnutzungen der Diamanten verhindert werden. Schließlich soll die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung auch als Einheit aus dem Bohrloch herausgezogen werden können, ohne daß irgendwelche Teile im Bohrloch verbleiben.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung weist daher Spreizmittel auf, die mit dem Ablenkungsrohr an dem der Bohrlochsohle zugekehrten Ende desselben verbunden sind und das Ablenkungsrohr in einer vorbestimmten Drehlage an der Bohrlochwand verriegeln, und sie weist ferner Kupplungsglieder 6 auf, um die Spreizmittel nebst Ablenkungsrohr mit einer in das Rohr eingeführten Vollbohrkrone zu verbinden. Mit dieser Vollbohrkrone wird wenigstens der erste Teil des weiteren Bohrvorganges in der gewünschten, von der früheren Richtung des Bohrloches abweichenden Richtung durchgeführt, und zwar unter Führung der Vollbohrkrone mit Hilfe der inneren Mantelfläche des Ablenkungsrohres.

Bei der praktischen Ausführung bestehen die Verankerungsvorrichtung fur ein Ablenkgerät
beim Diamantbohren

Anmelder:

Svenska Diamantbergborrnings Aktiebolaget,
Stockholm

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Dabringhaus, Patentanwalt,

Düsseldorf 1, Charlottenstr. 58

Als Erfinder benannt:

Eric Bertil Roxström, Hagersten (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 12. Februar 1962 (1525)

Spreizmittel aus einem äußeren zylindrischen Spreizrohr, das mit mehreren axialen Schlitzen versehen ist und dessen innere Mantelfläche sich gegen das Ablenkungsrohr kegelförmig verjüngt, und einem innerhalb des erstgenannten Spreizrohrs angeordneten inneren Spreizrohr, das seinerseits mit einer äußeren Mantelfläche ausgebildet ist, die sich auch gegen das Ablenkungsrohr verjüngt, so daß das innere Spreizrohr in Zusammenwirkung mit der inneren kegelförmigen Mantelfläche des äußeren Spreizrohrs bei einer axialen Bewegung des inneren Spreizrohrs in Richtung gegen die Bohrlochsohle im Verhältnis zu dem äußeren Spreizrohr das letztgenannte erweitert und an der Bohrlochwand verriegelt. Die Kupplungsglieder bestehen vorzugsweise aus mehreren Kupplungsstiften, die das innere Spreizrohr mit der Vollbohrkrone verbinden und die nach der Verriegelung der Spreizmittel bei axialem gegen die Bohrlochsohle gerichtetem Druck unter Freigabe der Vollbohrkrone abgeschert werden. Das innere Spreizrohr ist beim Einbau in das Bohrloch durch Sicherungsstifte mit dem äußeren Spreizrohr verbunden, welche durch einen axialen, gegen die Bohrlochsohle gerichteten Druck abscherbar sind, wobei dieser Druck geringer ist als der Druck, bei welchem die Kupplungsstifte abgeschert werden, um eine unbeabsichtigte Auslösung der Funktion der

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Spreizmittel zu verhindern, bevor die Bohrlochsohle geordneten inneren Spreizrohr 3. Das äußere Spreizerreicht worden ist. _ rohr 2 ist ringsum mit mehreren gleichmäßig ver-

Um die gesamte Vorrichtung auf einmal aus dem teilten axialen Schlitzen 4 versehen und besitzt eine

Bohrloch herausheben zu können, ist das äußere innere Mantelfläche, die sich in Richtung gegen das Spreizrohr an seinem von dem Ablenkungsrohr ab- 5 Ablenkungsrohr 1 kegelförmig verjüngt. Das innere

gekehrten Ende mit einem Hebering verbunden, der Spreizrohr 3 besitzt seinerseits eine äußere Mantel-

mit einem Ansehlag zur Begrenzung der axialen Be- fläche, die sich auch gegen das Ablenkungsrohr 1

wegung des inneren Spreizrohrs von der Bohrloch- verjüngt.

sohle weg versehen ist. Außerdem weist der in der- Das Ablenkungsrohr 1 und die Spreizmittel 2, 3 selben Richtung gekehrte Teil der Vollbohrkrone io sind dazu vorgesehen, von einer in denselben aneinen Ansatz auf, der an das zu dem Ablenkungsrohr geordneten Vollbohrkrone getragen, in das Bohrzugekehrte Ende des inneren Spreizrohrs bei der Be- loch hineingeführt zu werden. Mit dieser Vollbohrwegung der Vollbohrkrone von der Bohrlochsohle krone ist das innere Spreizrohr 3 durch eine Anzahl weg anstößt, so daß die ganze Vorrichtung mit Hilfe von ringsum gleichmäßig verteilten Kupplungsder Vollbohrkrone anhebbar ist. 15 stiften 6 lösbar verbunden, die in Löchern in dem

Um das Einführen der Vorrichtung in der ge- inneren Spreizrohr und dem hinteren Teil der Vollwünschten Lage in das Bohrloch zu erleichtern und bohrkrone 5 angeordnet sind. Wenn das Abdas Austreten der Vollbohrkrone aus dem unteren lenkungsrohr 1 an die Sohle des Bohrloches heran-Ende der Vorrichtung zu verbessern, ist das untere geführt worden ist und ein axialer, gegen die Bohr-Ende des Ablenkungsrohrs in einem spitzen Winkel 20 lochsohle gerichteter Druck auf die Vollbohrkrone 5 zur Längsachse des Rohrs abgeschnitten. aufgebracht wird, wird das innere Spreizrohr 3 da-

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung ge- durch von der Vollbohrkrone mitgenommen und schaffen, die nicht nur zum Korrigieren von Rieh- das äußere Spreizrohr 2 durch Zusammenwirken tungsabweichungen in Bohrlöchern benutzt werden der kegelförmigen Mantelflächen der beiden Rohre kann, sondern auch für andere Zwecke wertvoll ist, 25 erweitert, so daß das äußere Spreizrohr 2 und das wie Änderung der Richtung des Bohrloches, um damit verbundene Ablenkungsrohr an der Bohrloch-Hindernissen in dem Bohrloch zu entgehen, z. B. wand fest verriegelt wird. Die Kupplungsstifte 6 sind festgekeilte Werkzeuge. z.B. aus Aluminium hergestellt und so bemessen,

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher daß sie bei einem axialen Druck auf die Vollbohr-

erläutert, und zwar zeigt 3° krone 5 abgeschert werden, der größer ist als der

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch das Ab- zum Verriegeln der Spreizmittel erforderliche Druck,

lenkungsgerät nach einem Ausführungsbeispiel der wodurch die Vollbohrkrone 5 freigegeben wird und

Erfindung und bis zur Mündung des Ablenkungsrohrs 1 vorbewegt

F i g. 2 und 3 je einen Querschnitt durch das Ge- werden kann, wobei bei dem nachfolgenden Bohrrät nach der Linie II-II bzw. HI-III in F i g. 1. 35 Vorgang die Vollbohrkrone von der inneren Mantel-

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, umfaßt die fläche des Ablenkungsrohrs geführt wird.
Vorrichtung nach der Erfindung ein Ablenkungs- Um eine unbeabsichtigte Auslösung der Funktion rohr 1, das in ein Bohrloch bis an die Sohle des- der Spreizmittel zu verhindern, wenn das Abseiben einführbar ist und im wesentlichen denselben lenkungsrohr 1 während der Einführung desselben Durchmesser wie das Bohrloch hat. Das Ab- 40 in das Bohrloch versehentlich gegen Unregelmäßiglenkungsrohr 1 ist mit einer inneren Mantelfläche keiten oder Hindernisse anstoßen sollte, bevor es ausgebildet, deren Mittellinie einen kleinen Winkel die Bohrlochsohle erreicht hat, sind die beiden mit der Mittellinie der äußeren Mantelfläche bildet. Spreizrohre gegenseitig durch eine Anzahl Siche-Da es sich gezeigt hat, daß man bei Änderung der rungsstifte 7 verbunden, die vorzugsweise auch aus Richtung eines Bohrloches nicht in einem zu großen 45 Aluminium hergestellt sind und so bemessen sind, Winkel herausgehen darf, wenn man die Gefahr ver- daß sie zwecks Auslösung der Funktion der Spreizmeiden will, durch Biegen des Bohrstranges zu der rohre bei einen verhältnismäßig geringen axialen, ursprünglichen Richtung zurückzukommen, beträgt gegen die Bohrlochsohle gerichteten Druck auf die der Winkel zwischen den Mittellinien der inneren Vollbohrkrone 5 abgeschert werden. Jedenfalls und äußeren Mantelflächen zweckmäßigerweise nur 50 müssen sie bei einem wesentlich geringeren Druck 0,5 bis 2,5° und vorzugsweise 1,0 bis 1,5°. Das Ab- abgeschert werden, als die Kupplungsstifte 6.
lenkungsrohr 1 ist auch an seinem der Bohrloch- Um das Herausziehen der gesamten Vorrichtung sohle zugekehrten Ende in einer Ebene schräg ab- aus dem Bohrloch zu gewährleisten, ohne daß Teile geschnitten, die einen kleineren Winkel mit der darin gelassen werden, ist ein Hebering 8 mit dem Mittellinie der äußeren Mantelfläche des Ab- 55 von dem Ablenkungsrohr 1 abgekehrten Ende des lenkungsrohrs 1 bildet als mit der Mittellinie der Spreizrohrs 2 verbunden. Der Hebering 8 ist mit inneren Mantelfläche desselben, d. h., die Mündung einem Anschlag 9 versehen, der zur Begrenzung der des Rohrs weist in dieselbe Richtung, in die die axialen Bewegung des Spreizrohrs 3 in Richtung zum innere Mantelfläche des Rohrs von der äußeren Ablenkungsrohr 1 hin dient. Außerdem ist die VoIl-Mantelfläche desselben abweicht. 60 bohrkrone 5 an ihrem von der Bohrlochsohle ab-

Das Ablenkungsrohr X ist an seinem von der gekehrten Ende mit einem Ansatz 10 versehen, der

Bohrlochsohle abgekehrten Ende mit Spreizmitteln beim Herausziehen der Vollbohrkrone gegen das zu

verbunden. Diese Spreizmittel bestehen teils aus der Bohrlochsohle gekehrte Ende des inneren

einem äußeren Spreizrohr 2, das im wesentlichen Spreizrohrs 3 anstößt. Dadurch wird das innere

denselben Durchmesser wie das Ablenkungsrohr 1 65 Spreizrohr 3 beim Herausziehen der Vollbohr-

hat und das auf dem letztgenannten aufgeschraubt krone 5 von derselben mitgenommen, so daß das

oder auf eine andere Weise damit fest verbunden ist, äußere Spreizrohr 2 zunächst von seiner Verriege-

und teils aus einem innerhalb des Spreizrohrs 2 an- lung an der Bohrlochwand freigegeben wird und

dann das innere Spreizrohr 3 gegen den Anschlag 9 anstößt, woraufhin die ganze Vorrichtung zusammen mit der Vollbohrkrone 5 herausgezogen werden kann.

Das Verfahren zur Änderung der Richtung eines Bohrloches unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung spielt sich auf die folgende Weise ab. Die Vollbohrkrone 5 mit der darauf angebrachten Ablenkungsvorrichtung wird, mit der Mündung des Ablenkungsrohrs 1 zur Ablenkung in der ge- ίο wünschten Richtung orientiert, auf gewöhnliche Weise in das Bohrloch eingeführt. Wenn das Ablenkungsrohr 1 die Bohrlochsohle erreicht hat, wird auf die Vollbohrkrone 5 ein erster, verhältnismäßig geringer axialer und gegen die Bohrlochsohle gerichteter Druck aufgebracht, so daß die Sicherungsstifte 7 abgeschert werden. Dadurch wird das innere Spreizrohr 3 von dem äußeren Spreizrohr 2 freigegeben, so daß es bei gesteigertem axialem Druck auf die Vollbohrkrone 5 durch das äußere Spreizrohr 2 in Richtung gegen die Bohrlochsohle geführt wird. Durch die Zusammenwirkung der kegelförmigen Mantelflächen der Spreizrohre 2 und 3 wird dabei das Spreizrohr 2 und das damit verbundene Ablenkungsrohr 1 in der gewünschten Drehlage an der Bohrlochwand verriegelt. Dann wird ein noch gesteigerter axialer Druck gegen die Bohrlochsohle auf die Vollbohrkrone 5 aufgebracht, so daß die Kupplungsstifte 6 abgeschert werden und die Vollbohrkrone 5 von den Spreizmitteln 2, 3 freigegeben wird.

Mit der Vollbohrkrone 5, die zur Ablenkung in der gewünschten Richtung durch die innere Mantelfläche des Ablenkungsrohrs 1 geführt ist, wird nach Freigabe derselben nur eine solche kurze Strecke gebohrt, die ausreicht, um eine Richtungsanzeige zu erhalten, und zwar etwa 0,1 bis 0,2 m. Daraufhin wird die Vollbohrkrone 5 herausgezogen, wobei die ganze Ablenkungsvorrichtung durch Zusammenwirken zwischen dem Ansatz 10 der Vollbohrkrone 5, dem inneren Spreizrohr 3 und dem Anschlag 9 des Heberinges 8 als eine Einheit mitgenommen und durch ein vorzugsweise einfaches Kernrohr mit Bohrkrone von im wesentlichen derselben Abmessung wie die Vollbohrkrone 5 ersetzt wird. Mit dieser Bohrkrone wird dann eine längere Strecke gebohrt, zweckmäßigerweise 2 bis 4 m, woraufhin das abgelenkte Bohrloch schließlich mit einer Kernbohrkrone von im wesentlichen demselben Durchmesser wie das ursprüngliche Bohrloch erweitert wird, wobei diese Kernbohrkrone mit einem Führungsmeißel versehen ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verankerungsvorrichtung für ein Ablenkgerät beim Diamantbohren, wobei das Ablenkgerät aus einem zylindrischen Ablenkungsrohr besteht, das bis zur Sohle eines Bohrloches eingebaut wird und im wesentlichen denselben Durchmesser wie das Bohrloch hat, und bei welchem die Mittellinie seiner inneren Mantelfläche einen kleinen Winkel mit der Mittellinie seiner äußeren Mantelfläche bildet, gekennzeichnet durch Spreizmittel (2, 3), die mit dem Ablenkungsrohr (1) an dem von der Bohrlochsohle abgekehrten Ende desselben verbunden sind und das Ablenkungsrohr (1) in einer vorbestimmten Drehlage an der Bohrlochwand verriegeln, sowie Kupplungsglieder (6), um die Spreizmittel (2, 3) nebst Ablenkungsrohr (1) mit einer in dasselbe eingeführten Vollbohrkrone (5) zu verbinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizmittel aus einem äußeren, zylindrischen Spreizrohr (2), das mit mehreren axialen Schlitzen (4) versehen ist und dessen innere Mantelfläche sich gegen das Ablenkungsrohr (1) kegelförmig verjüngt, und einem innerhalb des erstgenannten Spreizrohrs angeordneten inneren Spreizrohr (3) bestehen, das seinerseits mit einer äußeren Mantelfläche ausgebildet ist, die sich auch gegen das Ablenkungsrohr (1) verjüngt, so daß das innere Spreizrohr in Zusammenwirkung mit der inneren, kegelförmigen Mantelfläche des äußeren Spreizrohrs bei einer axialen Bewegung des inneren Spreizrohrs (3) in Richtung gegen die Bohrlochsohle im Verhältnis zu dem äußeren Spreizrohr (2) das letztgenannte erweitert und an der Bohrlochwand verriegelt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsglieder aus mehreren Kupplungsstiften (6) bestehen, die das innere Spreizrohr (3) mit der Vollbohrkrone (5) verbinden und die nach der Verriegelung der Spreizmittel (2, 3) bei axialem, gegen die Bohrlochsohle gerichtetem Druck zur Freigabe der Vollbohrkrone (5) abgeschert werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Spreizrohr (3) beim Einbau in das Bohrloch durch Sicherungsstifte

(7) mit dem äußeren Spreizrohr (2) verbunden ist, welche durch einen axialen, gegen die Bohrlochsohle gerichteten Druck abscherbar sind, wobei dieser Druck geringer ist als der Druck, bei welchem die Kupplungsstifte (6) abgeschert werden, um eine unbeabsichtigte Auslösung der Funktion der Spreizmittel (2,3) zu verhindern, bevor die Bohrlochsohle erreicht worden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Spreizrohr (2) an seinem von dem Ablenkungsrohr (1) abgekehrten Ende mit einem Hebering

(8) verbunden ist, der mit einem Anschlag (9) zur Begrenzung der axialen Bewegung des inneren Spreizrohrs (3) von der Bohrlochsohle weg versehen ist, und außerdem daß der in derselbe Richtung gekehrte Teil der Vollbohrkrone (5) mit einem Ansatz (10) ausgebildet ist, der an das zu dem Ablenkungsrohr (1) zugekehrte Ende des inneren Spreizrohrs (3) bei der Bewegung der Vollbohrkrone (5) von der Bohrlochsohle weg anstößt, wodurch die ganze Vorrichtung mit Hilfe der Vollbohrkrone (5) anhebbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Ablenkungsrohrs (1) in einem spitzen Winkel zur Längsachse des Rohrs abgeschnitten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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