190481. lajstromszámú szabadalom • Dulapcsövű fúrórud
1 190 481 2 A találmány tárgya duplacsövű fúrórúd csavarkötéssel, amelynek kúpos menettel ellátott, a két koncentrikus cső közül a belső cső végén elrendezett és ezekkel anyagzáróan egyesített összekötőelemeit legalább egy, a két cső közti gyűrűtérbe torkolló tengelyirányú csatornával vannak ellátva az öblitőanyag áthatolása számára, a külső cső pedig a csavarkötést meghatározóan van kialakítva. Az ilyen fúrórudakat különösen a geológiai kutatófúrások esetében lehet jól használni, ahol a gyürütéren át sűrített levegőt juttatnak a fúrólyukba, a kifúrt anyagot pedig ellentétes anyagmozgással a belső csövön átjuttatják ki. De alkalmazhatók folyamatos magkijuttatású kimosási technikát alkalmazó fúrásoknál is laza közökben, amikor az öblítőanyag víz vagy tixotróp folyadék. Alkalmazási lehetőség adódik a mélylyuk-forrásos esetekben is, ahol a sűrített közeg bevezetése a gyürütéren át történhet. A bevezetőben említett duplacsövű fúrórudak már régóta ismertek, amelyek lényegében a csavarkötések kialakításában és ezzel az egyik szakaszból a másik szakaszba történő anyagátvezetésben különböznek egymástól. A 346 791 sz. osztrák szabadalmi leírás duplacsövű fúrórudak számára kicsavarodás- és ütésálló csőkötést ismertet, amelynek értelmében a menetet hordozó és felfekvő felülettel ellátott összekötő részei a külső cső végein vannak elrendezve, míg a belső cső az összekötő részek belső átmeneténél kialakított vállaknál egymásba dughatok. Az öszszekötő elemek masszív, a gyürüteret a külső és a belső cső között áthidaló alkatrészekként vannak kialakítva, amik az öblítőanyag áthaladási keresztmetszetét több koncentrikus, tengelyirányú furatra szűkítik, ahol a furatok a kúpos menet középső részén elrendezett gyűrühoronyban végződnek. Ehhez hasonló megoldást ismertet a 3 469 640 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leirás. Mind a két megoldást a rendkívül nagy keresztmetszetcsökkenés jellemzi a csavarkötések körzetében az öblítőanyag áthaladása számára, aminek következtében jelentős mértékben megnövekszik a helyi ellenállás és az öblítőáram turublenciája a gyűrűcsatornában, ez pedig hátrányosan hat a fúrási anyag kijuttatására. További hátrány mutatkozik abban, hogy az összekötő részek hordozó menete gyürühoronnyal van megszakítva és ezzel gyengítve, aminek következtében itt könnyen haj szál repedések keletkeznek. A sűrített levegőt alkalmazó kijuttató eljárások esetében ráadásul nem kerülhető el a mosóanyag visszafelé történő áramlása, aminek következtében nagy a gyűrühoronyban a lerakódás veszélye, ez pedig az átmeneti nyílások lezáródásához vezethet. Az utóbb említett hátrányokat a 71 736 sz. NDK-beli szabadalmi leírás szerinti megoldás igyekszik elkerülni, a mosóanyag keresztmetszetének erős csökkenése azonban az összekötő részek körzetében továbbra is fennáll. Az említett megoldások kizárólag csak a külső csövet vonják be a fúrási folyamat során keletkező erők átvitelébe, aminek következtében megfelelőképpen kell méretezni falvastagságukat, ebből viszont a fúrórúd szakaszok megnövekedett saját tömege adódik. A külső és a belső cső közötti anyagzáró összeköttetést alkalmazó duplacsövű fúrórudat mutat a 4 243 252 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás duplacsövű fúrórudak számára. Ezek esetében rendkívül kompakt szerkezetről van szó, ahol a kúpos menettel ellátott és a belső cső végére hegesztett összekötő részek egyúttal a külső cső centirozását is megoldják és a külső csővel furatokban elhelyezett, a kerület mentén elosztott hegesztési helyek útján szilárdan össze van kötve. Ezek a külső és a belső cső közötti gyűrűteret szintén áthidaló összekötő részek a mosóanyag átengedése számára hosszanti nutokkal vannak ellátva, amelyeknek áteresztő keresztmetszete technológiai okokból van korlátozva. Ezek a nut-alakú öblítőcsatornák a menetes részek közelében elhelyezett gyűrű alakú csatornával vannak összeköttetésben, amelynek vezető keresztmetszete az összekötő menet legnagyobb átmérője által korlátozva van és ezzel meghatározó szerepű a külső cső belső átmérője számára is. Ez az elrendezés szintén jelentős hidraulikus ellenállást okoz az öblítőcsatornában és semmiképpen sem alkalmas arra, hogy megakadályozza a mosóanyag visszajutása miatti lerakódást a sűrített levegőt alkalmazó fúrási eljárások esetében. Szükségessé teszi azt is, hogy a külső cső homlokfelületét alkalmazzák érintkező felületként a kúpos menetes kötés szabályozása számára, aminek következtében megfelelő falvastagságra van szükség a saját tömeg és a duplacsövű fúrórúd külső méreteinek kárára. Az ilyen duplacsövű fúrórudak gyártása is költséges és kedvezőtlen paraméterei miatt a fúrólyukak átmérőinek további csökkentése és a geológiai kutatófúrások feltáró költségeinek a csökkentése szempontjából nem elfogadhatóak. A találmánnyal megoldandó feladat most máraz ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése mellett olyan duplacsövű fúrórúd kialakítása, amelynek kisebb a saját tömege, a külső mérete, jobbak viszont a mechanikai és áramlástechnikai tulajdonságai, kisebbek az előállítási költségei és a fúrási folyamat technológiai és gazdasági javítását teszi lehetővé. A találmány továbbfejlesztése értelmében most már a belső cső végein szilárdan elrendezett, menetet hordozó összekötő elemek a külső csővel kinyúló hegesztőcsapok segítségével össze vannak kötve, a külső cső végein pedig széles felfekvö felületű támasztógyűrük és védőgyürűk vannak elrendezve. Az így kialakított csavarkötés a fúrási folyamat során keletkező erőknek a külső, valamint a belső csőre történő biztos átvitelét és a szokásos vékony falú csövek alkalmazását teszi lehetővé. Annak következtében, hogy a menetet hordozó összekötő részek érintkező felület nélkül vannak kialakítva, ezeket is kis külső átmérőjűre lehet készíteni, aminek következtében csökken a csövek külső átmérője, a fúrólyuk mérete és a duplacsövű fúrórudak tömege is. A találmány további részleteit kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással mutatjuk be. A rajzon az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 2
