DE19813087A1

DE19813087A1 - Drilling device with tubular outer drill stem through which injection drill stem extends

Info

Publication number: DE19813087A1
Application number: DE19813087A
Authority: DE
Inventors: Guenter Klemm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-09-30

Abstract

A ring drill crown is fixed at the front end of the outer drill stem (10) and a central drill crown is coupled to the outer drill stem to rotate with it and to receive strokes. The central drill crown is axially movable relatively to the injection drill crown (24) and has a non-round outer profile, which for rotary drive engages in a corresponding inner profile of the ring drill crown.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einem drehend angetriebenen rohrförmigen Außengestänge, durch das sich ein ebenfalls drehend angetriebenes Injek tionsgestänge erstreckt, zur Durchführung von Erdbohr arbeiten und zum Injektionsbohren.The invention relates to a drilling device with a rotating tubular outer linkage, by which is also a rotating driven injek tion rod extends to carry out earth drilling work and for injection drilling.

Beim Injektionsbohren wird aus einem Injektionsgestänge eine Flüssigkeit oder Suspension mit sehr hohem Druck in das Erdreich eingespritzt, wodurch das Erdreich ge lockert und zum Teil fortgespült wird. Beim Injektions bohren können auch im Erdreich Betonpfähle erzeugt wer den, indem bei der Injektion oder danach eine Mörtel suspension in den Boden eingebracht wird.Injection drilling becomes an injection rod a liquid or suspension with very high pressure injected into the ground, causing the ground ge loosens and is partly washed away. At the injection Drilling can also be used to drill concrete piles in the ground by adding a mortar at injection or afterwards suspension is introduced into the ground.

Vor Durchführung einer Injektionsbohrung muß zunächst das Injektionsgestänge in den Boden eingebracht werden. Das Injektionsgestänge weist ein dünnwandiges ver schweißtes Rohr auf, das Innendrücken in der Größenord nung von 600 bar standhält. Ein derartiges Rohr darf keinen größeren mechanischen Belastungen ausgesetzt werden und es darf insbesondere nicht schlagend bela stet werden. Beim Injektionsbohren bzw. beim Ausbeto nieren von Bodenhohlräumen durch Injektion kann das Injektionsgestänge in den Boden eingebracht werden, indem zunächst durch mechanisches Bohren in üblicher Weise ein Bohrloch erzeugt wird, das in der Regel abge stützt werden muß und in das anschließend das Injek tionsgestänge eingeführt wird. Eine solche Vorgehens weise erfordert aber einen hohen Aufwand an Zeit und Bohrausrüstung.Before drilling an injection hole you must first the injection rods are placed in the ground. The injection linkage has a thin-walled ver welded pipe, the internal pressure in the order of magnitude withstands a pressure of 600 bar. Such a pipe may not exposed to major mechanical loads and in particular it should not be striking be steady. During injection drilling or when pouring concrete kidneys of floor cavities by injection can do that Injection rods are placed in the ground, by first mechanical drilling in the usual How a borehole is generated, which is usually abge must be supported and in the injek tion linkage is introduced. Such an approach wise, however, requires a lot of time and effort Drilling equipment.

In der Patentanmeldung DE 197 32 479 (nicht vorveröf fentlicht) ist eine Bohrvorrichtung beschrieben, die das Injektionsbohren ermöglicht. Diese Bohrvorrichtung weist ein Außengestänge auf, durch das ein Injektions gestänge verläuft. Das Außengestänge wird drehend und schlagend niedergebracht, während das Injektionsgestän ge ausschließlich mit einem Drehantrieb verbunden ist, nicht aber schlagend beaufschlagt wird. Damit gelingt es, das Injektionsgestänge mit dem Außengestänge nie derzubringen. Anschließend kann das Außengestänge zu rückgezogen werden, so daß die Injektion aus dem Injek tionsgestänge heraus erfolgen kann.In the patent application DE 197 32 479 (not previously published fentlicht) describes a drilling device that allows injection drilling. This drilling device has an outer linkage through which an injection linkage runs. The outer linkage turns and knocked down while the injection rod is exclusively connected to a rotary actuator, is not applied but striking. It works it, the injection rod with the outer rod never to bring. Then the outer linkage can be closed withdrawn so that the injection from the Injek tion linkage can take place.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvor richtung zu schaffen, mit der ein Injektionsgestänge im mechanischen Bohrbetrieb schnell und auf einfache Weise in den Boden eingebracht werden kann.The invention has for its object a Bohrvor to create direction with which an injection rod in the mechanical drilling operation quickly and easily can be introduced into the ground.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. This object is achieved with the invention the features specified in claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung ist in einem Außengestänge ein Injektionsgestänge enthalten. Während das Außengestänge vom rückwärtigen Ende her gedreht und geschlagen wird, ist für das Injektionsgestänge ledig lich ein Drehantrieb vorgesehen, jedoch keine Schlag vorrichtung. Dies bedeutet, daß das Außengestänge dre hend und schlagend niedergebracht wird, während sich das Injektionsgestänge darin befindet und gegen Schlag beaufschlagung geschützt ist. Somit wird das Injek tionsgestänge, das extrem hohen Innendrücken von mehre ren Hundert bar standhalten muß, zusammen mit dem Au ßengestänge niedergebracht, jedoch vor Schlagbeeinflus sung geschützt. Die beiden Drehantriebe sind unabhängig voneinander betreibbar, so daß für den mechanischen Bohrbetrieb nur der erste Drehantrieb zum Drehen des Außengestänges eingeschaltet sein kann, während der zweite Drehantrieb für das Injektionsgestänge still steht. Das Injektionsgestänge wird dagegen nur beim Injektionsbetrieb drehend angetrieben. Die auf das Au ßengestänge von der Schlagvorrichtung ausgeübten Schlä ge werden über das Außengestänge auf die daran befe stigte Ringbohrkrone übertragen. Um die gesamte Bohr lochsohle bearbeiten zu können, ist in der Ringbohrkro ne eine Zentralbohrkrone angeordnet, die mit der Ring bohrkrone drehend und schlagempfangend gekoppelt ist und relativ zu dem Injektionsgestänge axial bewegt wer den kann. Dadurch wird erreicht, daß die gesamte Bohr lochsohle schlagend bearbeitet wird. Von der Ringbohr krone werden sowohl Schlagkräfte als auch Drehkräfte auf die Zentralbohrkrone übertragen, welche die Bohr lochsohle bearbeitet. Von der Zentralbohrkrone werden jedoch weder Schläge noch Drehungen auf das Injektions gestänge übertragen. In the drilling device according to the invention is in one Outer rods contain an injection rod. While the outer linkage is rotated from the rear end and is beaten is single for the injection rod Lich provided a rotary drive, but no blow contraption. This means that the outer linkage dre is struck down while striking the injection rod is in it and against impact is protected. Thus the injection tion linkage, the extremely high internal pressure of several must withstand a hundred bar, together with the Au Lower rods brought down, but before impact solution protected. The two rotary drives are independent operable from each other, so that for the mechanical Drilling operation only the first rotary drive to turn the External linkage can be switched on during the second rotary drive for the injection linkage silent stands. The injection linkage, however, is only in the Injection operation driven by rotation. The on the Au outer rods from the striking device be attached to the befe via the outer linkage transferred ring core bit. To the entire drilling To be able to machine the perforated sole is in the ring drill ne a central drill bit arranged with the ring drill bit is coupled rotating and receiving shock and who moves axially relative to the injection linkage that can. This ensures that the entire Bohr punched hole is processed. From the ring drill crown become both impact and torque transferred to the central drill bit, which the Bohr Hole sole machined. From the central core bit however, no blows or twists on the injection transmission linkage.

Generell kann die Zentralbohrkrone ohne eine Verbindung mit dem Injektionsgestänge montiert sein und nach Been digung der mechanischen Bohrarbeit abgestoßen werden, so daß es sich um eine "verlorene Bohrkrone" handelt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch die Zentralbohrkrone an dem Injektionsge stänge drehbar und in Grenzen längsverschiebbar ge führt. Die Zentralbohrkrone ist gewissermaßen an dem Injektionsgestänge aufgehängt, jedoch axial bewegbar und drehbar. Dies hat den Vorteil, daß die Zentral bohrkrone nach Beendigung der Bohrarbeit zusammen mit dem Injektionsgestänge zurückgezogen werden kann und für eine Wiederverwendung zur Verfügung steht. Ein wei terer Vorteil besteht darin, daß während des mechani schen Bohrvortriebs durch das Injektionsgestänge Spül flüssigkeit zugeführt werden kann, die aus der Zentral bohrkrone austritt und zusammen mit dem Bohrgut in den Ringraum zwischen Außengestänge und Injektionsgestänge rückgespült wird.Generally, the central drill bit can be made without a connection with the injection linkage and after Been mechanical drilling work is repelled, so that it is a "lost drill bit". According to a preferred embodiment of the invention however, is the central drill bit on the injection gene rods rotatable and longitudinally movable within limits leads. The central drill bit is to a certain extent on that Injection linkage suspended, but axially movable and rotatable. This has the advantage that the central after completion of the drilling work together with the injection rod can be withdrawn and is available for reuse. A white Another advantage is that during the mechani drilling through the injection rod rinsing liquid can be supplied from the central drill bit emerges and together with the drill material into the Annulus between outer rod and injection rod is backwashed.

Vorzugsweise hat die Zentralbohrkrone ein unrundes Au ßenprofil, das zur Drehmitnahme in ein entsprechendes Innenprofil der Ringbohrkrone eingreift. Die Zentral bohrkrone und die Ringbohrkrone sind mit gegeneinander stoßenden Schlagübertragungsflächen versehen. Die Zen tralbohrkrone kann in die Ringbohrkrone eintauchen, so daß beide Bohrkronen gemeinsam eine zusammengesetzte Bohrkrone bilden, obwohl sie an unterschiedlichen Ge stängen hängen.The central drill bit preferably has a non-circular Au external profile, which is used for turning in a corresponding Internal profile of the core bit engages. The central The core bit and the ring core bit are against each other abutting impact transmission surfaces. The zen tral drilling bit can dip into the ring drilling bit, see above that both drill bits together form a composite Form drill bit, although they are at different Ge rods hang.

Die Zentralbohrkrone kann einen Schaft aufweisen, wel cher in einer Bohrung des Injektionsgestänges geführt und durch querlaufende Bolzen gegen Herausfallen gesi chert ist. Der Schaft dient dazu, eine begrenzte axiale Verschiebbarkeit der Zentralbohrkrone relativ zu dem Injektionsgestänge sicherzustellen. Dadurch werden ei nerseits die Längentoleranzen des Injektionsgestänges aufgenommen, und zum anderen wird die Entkopplung der Schläge von dem Injektionsgestänge gewährleistet. Im Bereich der Bohrung des Injektionsgestänges können In jektionsdüsen angeordnet sein, die durch den Schaft der Zentralbohrkrone verschließbar sind. Die Injektionsdü sen, die zum Spülen während des mechanischen Bohrbe triebs nicht benötigt werden, werden erst freigelegt, wenn das Injektionsgestänge hochgezogen wird und die Zentralbohrkrone herabhängt. In diesem Zustand wird der Hochdruck-Injektionsbetrieb durchgeführt.The central drill bit can have a shaft, which cher in a hole in the injection linkage and secured against falling out by transverse bolts chert is. The shaft serves a limited axial Slidability of the central drill bit relative to the Ensure injection rods. This will make egg the length tolerances of the injection boom is added, and secondly, the decoupling of the Blows from the injection linkage ensured. in the In the area of the bore of the injection rod can In can be arranged through the shaft of the Central drill bit can be closed. The injection nozzle for rinsing during mechanical drilling drives are not needed, are first exposed, when the injection rod is pulled up and the Central drill bit hangs down. In this state the High pressure injection operation carried out.

Um zu verhindern, daß während der Injektion Flüssigkeit unter hohem Druck durch die Spülbohrung der Zentral bohrkrone austritt, ist an der Zentralbohrkrone ein Sitz vorgesehen, der durch einen Sperrkörper verschlos sen werden kann. Bei dem Sperrkörper handelt es sich beispielsweise um eine Kugel, die in das Injektionsge stänge hineingeworfen wird und sich dann gegen den Sitz legt, um die Spülbohrung zu verschließen.To prevent liquid during injection under high pressure through the central flushing hole Drill bit emerges is on the central drill bit Seat provided, which is closed by a locking body can be sen. The locking body is for example, a ball that is in the injection gene is thrown in and then against the seat to close the flushing hole.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.The following is with reference to the drawings an embodiment of the invention explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Darstellung des Antriebsteiles am rückwär tigen Ende der Bohrvorrichtung, Fig. 1 is an illustration of the drive part on rückwär term end of the drilling device,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das vordere Ende der Bohrvorrichtung während des mechanischen Bohr betriebes, Fig. 2 is a longitudinal section through the front end of the drilling apparatus during the drilling operation, mechanical,

Fig. 3 eine Unteransicht der Ringbohrkrone, Fig. 3 is a bottom view of the ring bit,

Fig. 4 eine Unteransicht der Zentralbohrkrone und Fig. 4 is a bottom view of the central drill bit and

Fig. 5 einen Längsschnitt des unteren Bereichs der Bohrvorrichtung während des Injektionsbetrie bes. Fig. 5 bes a longitudinal section of the lower portion of the drilling apparatus during the Injektionsbetrie.

Die Bohrvorrichtung weist ein Außengestänge 10 auf, das aus mehreren miteinander verbundenen Rohren bestehen kann. Am rückwärtigen Ende des Außengestänges 10 ist ein Auswurfstück 12 vorgesehen, durch das rückgespültes Bohrgut ausgeworfen werden kann. Das rückwärtige Ende des Außengestänges 10 ist mit einem Einsteckende 13 verschraubt. Das Einsteckende 13 ist rohrförmig ausge bildet. Es erstreckt sich durch ein Gehäuse 14 eines Drehantriebes 15. Das Gehäuse 14 enthält ein Getriebe 16, welches von einem Hydraulikmotor 17 angetrieben wird und ein im wesentlichen rohrförmiges Drehorgan 18 antreibt. Das Drehorgan 18 ist mit einer inneren Keil verzahnung versehen, die mit einer äußeren Keilverzah nung 19 des Einsteckendes 13 zusammengreift. Das Ein steckende 13 wird also in dem Gehäuse 14 gedreht, wobei es sich in Grenzen axial bewegen kann.The drilling device has an outer rod 10 , which can consist of several tubes connected to one another. At the rear end of the outer rod 10 , an ejection piece 12 is provided, through which backwashed drillings can be ejected. The rear end of the outer linkage 10 is screwed to an insertion end 13 . The insertion end 13 is tubular forms. It extends through a housing 14 of a rotary drive 15 . The housing 14 contains a gear 16 , which is driven by a hydraulic motor 17 and drives an essentially tubular rotating member 18 . The rotating member 18 is provided with an internal spline which meshes with an external spline opening 19 of the insertion end 13 . The one stuck 13 is rotated in the housing 14 , whereby it can move axially within limits.

An dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 14 ist die Schlagvorrichtung 20 befestigt. Diese besteht aus einem mit dem Gehäuse 14 verbundenen Hammergehäuse 21 und einem darin bewegbaren rohrförmigen Schlagkolben 22. The impact device 20 is fastened to the rear end of the housing 14 . This consists of a hammer housing 21 connected to the housing 14 and a tubular impact piston 22 movable therein.

Die Einzelheiten der Schlagvorrichtung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen. Die Schlagvorrich tung arbeitet generell in der Weise, wie diejenige nach DE-PS 24 28 236. Sie weist einen (nicht dargestellten) Steuerkolben auf, der die Umsteuerung des Schlagkolbens 22 bewirkt und veranlaßt, daß der Schlagkolben 22 ab wechselnd Schlaghübe und Rückhübe ausführt. Bei einem Schlaghub schlägt er gegen die rückwärtige Stirnfläche 23 des Einsteckendes 13, das den Amboß für den Schlag kolben 22 bildet.The details of the impact device have been omitted for reasons of clarity. The Schlagvorrich device generally works in such a way as that according to DE-PS 24 28 236. It has a (not shown) control piston which causes the reversal of the percussion piston 22 and causes the percussion piston 22 to perform alternating stroke and return strokes. In a stroke stroke, it strikes against the rear end face 23 of the insertion end 13 , which piston 22 forms the anvil for the blow.

Durch das Außengestänge 10, das Einsteckende 13 und den Ringkolben 22 der Schlagvorrichtung 20 erstreckt sich das Hochdruck-Injektionsgestänge 24. Dieses ist am rückwärtigen Ende mit einem Einspeisekopf 26 versehen. Das Rohr der Bohrausrüstung 24 ist wesentlich dünner als dasjenige des Außengestänges 10. Der Durchgang des Injektionsgestänges 24 durch das Einsteckende 13 ist an beiden Enden des Einsteckendes mit einer Dichtung 27, 28 abgedichtet. Im übrigen besteht jeweils ein Ringspalt zwischen dem Injektionsgestänge 24 und dem Einsteckende 13 sowie dem Ringkolben 22, so daß das Rohr nicht in Berührung mit dem Material des Einsteckendes oder dem Ringkolben kommt.The high-pressure injection linkage 24 extends through the outer linkage 10 , the insertion end 13 and the annular piston 22 of the impact device 20 . This is provided with a feed head 26 at the rear end. The pipe of the drilling equipment 24 is much thinner than that of the outer rod 10 . The passage of the injection linkage 24 through the insertion end 13 is sealed at both ends of the insertion end with a seal 27 , 28 . Otherwise, there is an annular gap between the injection linkage 24 and the insertion end 13 and the annular piston 22 , so that the tube does not come into contact with the material of the insertion end or the annular piston.

Schläge, die von dem Ringkolben 22 auf das Einsteckende 13 ausgeführt werden, werden über die Stirnfläche 29 des Einsteckendes als Schlagübertragungsfläche auf das Außengestänge 10 übertragen.Blows that are carried out by the annular piston 22 on the insertion end 13 are transmitted to the outer linkage 10 as an impact transmission surface via the end face 29 of the insertion end.

Das Gehäuse 14 des Drehantriebs 15 ist an einem Schlit ten 30 befestigt, der auf einer (nicht dargestellten) Lafette verfahren werden kann, um die Bohrvorrichtung vorzutreiben. Auf dem Schlitten 30 ist ein zweiter Drehantrieb 31 mit einem Getriebegehäuse 32 und einem Drehmotor 33 angeordnet. Der Drehantrieb 31 dreht einen Spannkopf 34, in den das Injektionsgestänge 24 einge spannt ist und durch den dieses Gestänge hindurchragt.The housing 14 of the rotary drive 15 is attached to a Schlit th 30 , which can be moved on a (not shown) carriage to advance the drilling device. A second rotary drive 31 with a gear housing 32 and a rotary motor 33 is arranged on the slide 30 . The rotary drive 31 rotates a clamping head 34 into which the injection linkage 24 is clamped and through which this linkage projects.

Die beiden Drehantriebe 15 und 31 sind durch eine An triebsvorrichtung 35, hier in Form eines Hydraulik zylinders, untereinander verbunden, um ihren Abstand verändern zu können. Während der Drehantrieb 15 an dem Schlitten 30 fest ist, kann der Drehantrieb 31 auf dem Schlitten verschoben werden. Durch Betätigung der An triebsvorrichtung 35 wird das Injektionsgestänge 24 in bezug auf das Außengestänge 10 vorgeschoben oder zu rückgezogen.The two rotary drives 15 and 31 are connected to one another by a drive device 35 , here in the form of a hydraulic cylinder, in order to be able to change their distance. While the rotary drive 15 is fixed on the slide 30 , the rotary drive 31 can be moved on the slide. By operating the driving device 35 to the injection rod 24 is advanced with respect to the outer rod 10 or withdrawn.

Gemäß Fig. 2 ist am vorderen Ende des Außengestänges 10 eine Ringbohrkrone 40 befestigt, die als Schlagbohrkro ne ausgebildet und mit Meißelelementen 41 bestückt ist. Die Ringbohrkrone 40 ist rohrförmig ausgebildet, so daß sie beim Drehen des Außengestänges die Bohrlochsohle ringförmig bearbeitet. Vor der Ringbohrkrone 40 und teilweise in dieser versenkt ist eine Zentralbohrkrone 43 angeordnet, die an ihrer Stirnfläche ebenfalls mit Meißelelementen 44 versehen ist. Die Zentralbohrkrone 43 weist einen radialen Kragen 45 auf, der ein unrundes Außenprofil 46 bildet (Fig. 4). Das Außenprofil 46 ist im vorliegenden Fall generell sechseckig, wobei die geraden Flanken jedoch durch Ausnehmungen 47 für Spül medium unterbrochen sind.According to Fig. 2 of the outer rod 10 is fixed a ring bit 40 at the front end, the ne as Schlagbohrkro is equipped with chisel and formed elements 41. The ring drill bit 40 is tubular, so that when the outer rod is turned, it processes the bottom of the borehole in a ring. A central drill bit 43 is arranged in front of the ring drill bit 40 and partially sunk therein, which is also provided with chisel elements 44 on its end face. The central drill bit 43 has a radial collar 45 , which forms an out-of-round outer profile 46 ( FIG. 4). The outer profile 46 is generally hexagonal in the present case, but the straight flanks are interrupted by recesses 47 for flushing medium.

In der Ringbohrkrone 40 ist eine Ausnehmung 48 vorgese hen, die ein dem Außenprofil 46 entsprechendes (sechs eckiges) Innenprofil 49 aufweist. Der Boden dieser Aus nehmung 48 bildet eine Schlagübertragungsfläche 50. An dieser Schlagübertragungsfläche 50 liegt eine Schlag empfangsfläche 51 des Kragens 45 der Zentralbohrkrone 43 an.In the ring bit 40 , a recess 48 is hen vorgese, which has an outer profile 46 corresponding (hexagonal) inner profile 49 . The bottom of this recess 48 forms an impact transmission surface 50 . At this impact transmission surface 50 there is an impact receiving surface 51 of the collar 45 of the central drill bit 43 .

Auf die beschriebene Weise sind die Ringbohrkrone 40 und die Zentralbohrkrone 43 drehfest miteinander gekop pelt und die Schläge, die von der Schlagvorrichtung 20 über das Außengestänge 10 auf die Ringbohrkrone 40 aus geübt werden, werden auf die Zentralbohrkrone 43 über tragen.In the manner described, the ring drill bit 40 and the central drill bit 43 are rotatably coupled with one another and the blows which are practiced by the striking device 20 via the outer linkage 10 on the ring drill bit 40 are carried over to the central drill bit 43 .

Die Zentralbohrkrone 43 ist an ihrem rückwärtigen Ende mit einem axialen Schaft 51 versehen, an dem eine brei te Ringnut 52 ausgenommen ist. Die Ringnut 52 ist an ihren beiden Enden durch je ein Zylinderstück 53, 54 begrenzt. Der Schaft 52 mit den Zylinderstücken 53, 54 ist in einer zylindrischen Bohrung 55 eines Düsenstocks 56 verschiebbar, welcher das vordere Ende des Injek tionsgestänges 24 bildet. Der Düsenstock 56 besteht aus einem Rohr, das am rückwärtigen Ende mit einem Gewinde stutzen 57 versehen ist und mit dem vorderen Ende in die Ringbohrkrone 40 hineinragt. An der Rohrwand sind Injektionsdüsen 58 vorgesehen. Durch den Düsenstock 56 verlaufen tangentiale Querbohrungen, in die Bolzen 59 eingesetzt sind. Diese Bolzen 59 erstrecken sich mit einem Teil ihres Umfangs in die Ringnut 52 des Schafts 51 und sie bilden Anschläge zur Begrenzung der Längsbe wegung der Zentralbohrkrone 43. Die Zentralbohrkrone 43 ist innerhalb des Düsenstocks 56 frei drehbar. Durch ihre Längsverschiebbarkeit werden die Toleranzen der Längenausdehnung des Injektionsgestänges 24 aufgenommen und ferner wird eine Längsbewegbarkeit der Zentralbohr krone 43 erreicht, durch die verhindert wird, daß Schläge, die von der Ringbohrkrone 40 auf die Zentral bohrkrone 43 übertragen werden, Auswirkungen auf das empfindliche Injektionsgestänge 24 haben.The central drill bit 43 is provided at its rear end with an axial shaft 51 , on which a broad ring groove 52 is excluded. The annular groove 52 is delimited at both ends by a cylinder piece 53 , 54 . The shaft 52 with the cylinder pieces 53 , 54 is displaceable in a cylindrical bore 55 of a nozzle assembly 56 , which forms the front end of the injection rod 24 . The nozzle assembly 56 consists of a tube which is provided at the rear end with a thread 57 and protrudes with the front end into the ring drill bit 40 . Injection nozzles 58 are provided on the tube wall. Tangential transverse bores, through which bolts 59 are inserted, run through the nozzle assembly 56 . These bolts 59 extend with a part of their circumference in the annular groove 52 of the shaft 51 and they form stops for limiting the movement of the central core bit 43 . The central drill bit 43 is freely rotatable within the nozzle assembly 56 . Due to their longitudinal displaceability of the tolerances of the linear expansion are taken of the injection rod 24 and further comprising a Längsbewegbarkeit the Zentralbohr is crown reached 43 through which it is prevented that shocks, the drill bit from the ring bit 40 to the central transfer 43, affect the delicate injection tubing 24 to have.

Das Injektionsgestänge 24 ist bei dem vorliegenden Aus führungsbeispiel ein Doppelgestänge. Es besteht nämlich aus einem Innenrohr 60 und einem umgebenden Mantelrohrstrang 61. Das Innenrohr 60 bildet das eigentliche In jektionsrohr, das mit dem Hochdruck, z. B. 600 bar, be aufschlagt wird. Zwischen dem Innenrohr 60 und dem Man telrohr 61 befindet sich ein Ringkanal 62, durch den ein Zusatzmedium in das Bohrloch eingebracht werden kann, z. B. Druckluft oder eine Hilfsflüssigkeit.The injection linkage 24 in the present exemplary embodiment is a double linkage. This is because it consists of an inner tube 60 and a surrounding tubular casing 61 . The inner tube 60 forms the actual injection tube, which with the high pressure, for. B. 600 bar, be opened. Between the inner tube 60 and the man telrohr 61 there is an annular channel 62 through which an additional medium can be introduced into the borehole, for. B. compressed air or an auxiliary liquid.

Der Mantelrohrstrang 61 ist in seinem unteren Ende ebenfalls mit Injektionsdüsen 63 versehen, durch die das Hilfsmedium ausgestoßen werden kann.The casing tube string 61 is also provided in its lower end with injection nozzles 63 through which the auxiliary medium can be expelled.

Während des mechanischen Bohrbetriebes ist das Injek tionsgestänge 24 relativ zu dem Außengestänge 10 durch eine entsprechende Einstellung der Antriebsvorrichtung 35 (Fig. 1) so eingestellt, daß sich der in Fig. 2 ab gebildete Zustand ergibt, in dem die Zentralbohrkrone 43 lose in der Ausnehmung 48 sitzt und in Längsrichtung nach vorne und hinten frei bewegbar ist. Durch den Vor schubandruck werden beide Bohrkronen gegen die Bohr lochsohle gedrückt, während der erste Drehantrieb 15 das Außengestänge 10 dreht und die Schlagvorrichtung 20 in Betrieb ist. Der zweite Drehantrieb 31 ist nicht in Funktion. Über den Einspeisekopf 26 wird Spülmedium in das Innenrohr 60 eingeführt. Das Spülmedium gelangt in die Bohrung 55 und von dort in eine Spülbohrung 65, die durch den Schaft 51 hindurchgeht und mit Abzweigbohrun gen 66 der Zentralbohrkrone 43 verbunden ist. Die Ab zweigbohrungen 66 treten an der Stirnfläche der Zen tralbohrkrone 43 aus. Das Rückspülen erfolgt durch die Ausnehmungen 47 (Fig. 4) am Umfang der Zentralbohrkrone und anschließend durch längslaufende Nuten 67 im Innern der Ringbohrkrone 40. Das Bohrgut gelangt dann in den Ringraum 68 zwischen Außengestänge 10 und Injektionsge stänge 24 und wird durch das Auswurfstück 12 ausgewor fen (Fig. 1).During the mechanical drilling operation, the injection linkage 24 is adjusted relative to the outer linkage 10 by a corresponding setting of the drive device 35 ( FIG. 1) so that the state shown in FIG. 2 results in that the central drill bit 43 is loose in the recess 48 sits and is freely movable in the longitudinal direction to the front and back. By pushing before pressure, both drill bits are pressed against the bottom of the drill hole, while the first rotary drive 15 rotates the outer rod 10 and the impact device 20 is in operation. The second rotary drive 31 is not in operation. Flushing medium is introduced into the inner tube 60 via the feed head 26 . The flushing medium gets into the bore 55 and from there into a flushing bore 65 , which passes through the shaft 51 and is connected to branches 66 of the central core bit 43 . From the branch bores 66 emerge from the end face of the Zen tralbohrkrone 43 . Backwashing takes place through the recesses 47 ( FIG. 4) on the circumference of the central drill bit and then through longitudinal grooves 67 in the interior of the ring drill bit 40 . The drilling material then enters the annular space 68 between the outer rod 10 and the injection rod 24 and is ejected by the ejection piece 12 ( FIG. 1).

An dem Übergang von der Spülbohrung 65 zu den Abzweig bohrungen 66 befindet sich im Innern der Zentralbohr krone 43 ein Sitz 70 für einen Sperrkörper 71. Der Sperrkörper 71 ist gemäß Fig. 5 eine Kugel, die vom rückwärtigen Ende her in das Innenrohr 60 geworfen wird und dann in die Spülbohrung 65 gelangt, um schließlich vom Sitz 70 aufgefangen zu werden und den Durchgang zu den Abzweigbohrungen 66 zu versperren. Auf diese Weise wird der Spülbohrbetrieb beendet.At the transition from the flushing hole 65 to the branch holes 66 there is a seat 70 for a locking body 71 inside the central drilling crown 43 . The blocking body 71 is shown in FIG. 5 is a ball that is kicked out from the rear end into the inner pipe 60 and then passes into the flushing hole 65, to be collected finally from the seat 70 and to block the passage to the branch bores 66. In this way, the drilling operation is ended.

Nachdem die Bohrung im mechanischen Spülbohrbetrieb mit dem in Fig. 2 dargestellten Zustand der Bohrvorrichtung niedergebracht wurde, wird durch Betätigung der An triebsvorrichtung 35 (Fig. 1) das Außengestänge 10 zu sammen mit der Ringbohrkrone 40 zurückgezogen, so daß sich der in Fig. 5 dargestellte Zustand ergibt, bei dem das untere Ende des Injektionsgestänges 24 aus der Ringbohrkrone 40 herausragt. Dadurch werden die Injek tionsdüsen 58 und auch die Injektionsdüsen 63 freige legt. Die Zentralbohrkrone 43 hängt an den Bolzen 59 des Düsenstocks 56, so daß der Schaft 51 hängend aus dem Düsenstock 56 nach unten ragt.After the hole in the mechanical rinsing operation with the state shown in Fig. 2 of the drilling device has been brought down, by actuating the drive device 35 ( Fig. 1), the outer rod 10 is retracted together with the ring drill bit 40 , so that the in Fig. 5th shown state results in which the lower end of the injection rod 24 protrudes from the ring drill bit 40 . As a result, the injection nozzles 58 and also the injection nozzles 63 are exposed. The central drill bit 43 hangs on the bolts 59 of the nozzle assembly 56 , so that the shaft 51 projects downward from the nozzle assembly 56 .

In diesem Zustand wird der Sperrkörper 71 eingeworfen und dadurch der Sitz 70 versperrt. Dadurch baut sich in der Bohrung 55 ein hoher Druck auf und es kann nun die Hochdruckinjektion durch die Injektionsdüsen 58 begin nen. Ein Zusatzmedium zu dem Hochdruck-Injektionsmedium wird durch die Injektionsdüsen 63 ausgestoßen. Während der Injektion ist der zweite Drehantrieb 31 in Betrieb, während der erste Drehantrieb 15 mit laufen oder still stehen kann. Die Schlagvorrichtung ist beim Injektions betrieb abgeschaltet.In this state, the locking body 71 is thrown in and the seat 70 is thereby blocked. As a result, a high pressure builds up in the bore 55 and the high-pressure injection through the injection nozzles 58 can now begin. An additional medium to the high pressure injection medium is expelled through the injection nozzles 63 . During the injection, the second rotary drive 31 is in operation, while the first rotary drive 15 can run or stand still. The impact device is switched off during the injection operation.

Nach Beendigung der Bohrarbeiten kann die gesamte Bohr ausrüstung einschließlich der Zentralbohrkrone 43 aus dem Bohrloch herausgezogen werden.After completion of the drilling work, the entire drilling equipment including the central drill bit 43 can be pulled out of the borehole.

Claims

1. drilling device, with a tubular outer rod ( 10 ) through which an injection rod ( 24 ) extends, a first rotary drive ( 15 ) for rotating the outer rod ( 10 ), a second rotary drive ( 31 ) for rotating the injection rod ( 24 ), one on the outer rod ( 10 ) striking striking device ( 20 ), one at the front end of the outer rod ( 10 ) attached ring drill bit ( 40 ) and a central drill bit ( 43 ), which is coupled to the ring drill bit ( 40 ) rotating and striking intercepting and axially movable relative to the injection rod ( 24 ).

2. Drilling device according to claim 1, characterized in that the central drill bit ( 43 ) on the injection linkage ( 24 ) is rotatable and longitudinally displaceable within limits.

3. Drilling device according to claim 1 or 2, characterized in that the central drill bit ( 43 ) has a non-circular outer profile ( 46 ) which engages for rotation in a corresponding inner profile ( 48 ) of the ring bit ( 40 ).

4. Drilling device according to one of claims 1-3, characterized in that the central drill bit ( 43 ) and the ring drill bit ( 40 ) have abutting impact transmission surfaces ( 50 , 51 ).

5. Drilling device according to one of claims 1-4, characterized in that the central drill bit ( 43 ) has a shaft ( 51 ) which is guided in a bore ( 55 ) of the injection linkage ( 24 ) and by transverse bolts ( 59 ) against out is secured.

6. Drilling device according to claim 5, characterized in that at least one injection nozzle ( 58 ) is arranged in the region of the bore ( 55 ), which can be closed by the shaft ( 51 ) of the central drill bit ( 43 ).

7. Drilling device according to one of claims 1-6, characterized in that the central drill bit ( 43 ) has a flushing bore ( 65 ) with a tapering seat ( 70 ) for a locking body ( 71 ).

8. Drilling device according to one of claims 1-7, characterized in that the injection linkage ( 24 ) consists of an inner tube ( 60 ) and an outer tubular casing ( 61 ), the inner tube ( 60 ) for supplying the high-pressure injection medium and the Jacket pipe string ( 61 ) is used to supply an auxiliary medium under a lower pressure.