[发明专利]钻杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的具有至少两个杆件的钻杆，至少两个杆件以旋转固定和可分离的方式彼此连接。

背景技术

钻杆的杆件均具有内管和外管，内管和外管之间形成有环形的接收空间。而且，杆件均具有沿钻杆的纵向轴线延伸的能量线和/或数据线。杆件的能量线和/或数据线均被连接至感应线圈，其中感应线圈能够彼此电感耦合以用于沿钻杆传输能量和/或数据。

所关注的钻杆具体可以是用于在地下打孔的螺旋钻的钻杆。这样的孔被制成例如用于地基加固或者用于制造钻孔桩或截水墙。

由于要在地下打的孔经常具有相当可观的深度或长度的事实，因此钻杆常常由包括多个杆件的多个部分构成。各个杆件均在其末端具有用于机械连接至相邻杆件的连接装置。例如杆件的第一端具有阳接合区而位置与第一端相对的第二端则具有阴接合区。用这种方式，具有基本相同设计的多个杆件即可被连接至钻杆或钻柱。在这种连接中，重要的是不但外管必须要彼此连接，而且内管也必须要彼此连接。

在打孔期间，经常需要向钻孔设备的操作人员输送钻孔内特别是钻孔尖端的状态数据。这样的数据可以包括例如钻孔内的压力或温度值、倾斜角或盐含量。而且，在某些钻孔方法中，向钻孔尖端或钻头输送数据例如操作参数可能是有利的。为此已知可以在钻杆内设置能量线和/或数据线，经由缆线即可沿钻杆输送信息。

在DE29914494U1中介绍了具有两个杆部分（每一个杆部分都包括外管和内管）的螺旋钻示例。每一个杆部分内的缆线都在内管和外管之间引导。缆线通过插接式连接器彼此耦合。

为了连接钻柱内的线路，进一步已知的是在杆件的轴向端设置感应线圈，线路通过感应线圈可电感耦合。

US2002/0193004A1中公开了电感耦合的示例，不过并不是双管的情形。感应线圈被直接设置在杆件的轴向连接区域上。

发明内容

本发明基于以下目标：提供一种紧凑且易于改装的用于钻杆内能量线和/或数据线的连接，钻杆包括具有内管和外管的杆件。

上述目标根据本发明由具有权利要求1中所述特征的钻杆实现。在从属权利要求以及说明书和附图中列出了优选实施例。

根据本发明的钻杆特征在于第一杆件具有位于其内管外周的内部感应线圈并且第二杆件具有位于其外管内周的外部感应线圈，而且还在于感应线圈被分段构造为几个环形段部分并且至少在某些区域内沿径向方向重叠。

基本上，钻杆可以在任何钻孔方法中使用并且可以用于任何需要的钻孔设备。也可以被称作双杆的钻杆的内管，能够被用作例如所谓的冲洗管。在很多情况下，地下的孔都是以冲洗的方式完成，也就是通过钻杆将冲洗液体引入地下，冲洗液体在钻孔底部从钻杆涌出并将移除的钻孔土石冲回。所以，内管在此情况下用于将冲洗液体引入钻孔内。

内管的另一项功能还可以在于引入强化悬浮液。为了制造钻孔桩，例如可以在钻孔完成后收回钻杆期间通过内管将混凝土引入钻孔内。因此，内管也可以被称作混凝土管。

本发明的第一基本思想事实上在于相互有效连接的感应线圈并非设置在同一根管上，也就是说并非在任何情况下都设置在内管或外管上，而是将第一感应线圈设置在内管上并将第二感应线圈设置在相应杆件的外管上。因此，根据本发明，感应线圈位于内杆和外杆之间。由此，杆件的正面或杆件的连接区域就能保持不受影响以使得仍然可以使用常规的连接器系统。根据本发明的感应线圈的设置因此提供了易于改装现有钻杆或杆件的可能性，在此情况下能够继续使用已有连接器系统，特别是外管的连接器系统。

本发明的另一种基本思想可以被认为事实上在于相互有效连接的感应线圈被设置为使得在杆件相互连接的情况下线圈沿径向方向重叠，也就是说线圈至少在一些区域内被相对于彼此径向设置。由于杆件的轴向正面可以保持不受影响，因此感应线圈相对于彼此的径向设置也增加了用于改装的优化可能性。

为了便于安装感应线圈，根据本发明的感应线圈由几段构成。这具体应该被理解为感应线圈不是由一个部件而是由几个部件构成。各个部件或部分构成了环形线圈的环形部分。

本发明提供了将感应线圈设置在两个杆件之间但是位于杆件连接或耦合区域以外的过渡部分上的可能性。用这种方式，连接区域就不会被感应线圈干扰。在此，连接区域具体应该被理解为外管和/或内管的用于相应管路彼此间旋转和轴向固定连接的区段。连接区域可以包括例如螺纹、一个或几个凹槽、弹簧锁或插接式连接或者其他的连接器系统。根据本发明，感应线圈优选地以与杆件的连接区域或连接面轴向和/或径向间隔开的方式设置。