DE10159712B4 - Drilling rig and method for making earth bores - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen und Aufweiten horizontaler Erdbohrungen oder zum zerstörenden Ersetzen horizontalverlegter Rohrleitungen mit Hilfe eines in einer Startgrube angeordneten Bohrgeräts mit einem aus mehreren Abschnitten bestehenden Bohrgestänge und einem Werkzeug am vorderen Gestängeende, bei dem die Gestängeabschnitte in eine Aufnahme des Bohrgeräts eingebracht und mit dem in die Startgrube hineinragenden rückwärtigen Ende eines bereits in das Erdreich eingebrachten Gestängeabschnitts verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansetzen eines Gestängeabschnitts der Drehantrieb oder die Aufnahme des Drehantriebs mittels eines Hubantriebs aus ihrer Bohrposition nach oben verlagert, der Gestängeabschnitt in die Aufnahme eingebracht und die Aufnahme oder der Drehantrieb in die Bohrposition zurückbewegt wird.method for the production and expansion of horizontal earth bores or for destructive Replace horizontally routed pipes with the help of one in one Starting pit arranged drill with a multi-section drill pipe and a tool at the front end of the boom, where the boom sections in a recording of the drill introduced and with the rear end protruding into the starting pit a linkage section that has already been brought into the ground, characterized in that the Attaching a boom section the rotary drive or the inclusion of the rotary drive by means of a The linear actuator is shifted upwards from its drilling position, the rod section introduced into the receptacle and the receptacle or the rotary drive moved back to the drilling position becomes.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrgerät und ein Verfahren zum Herstellen und zum Aufweiten von Erdbohrungen oder zum zerstörenden Ersetzen von im Erdreich verlegten Leitungen. The Invention relates to a drilling rig and a method of manufacturing and to expand boreholes or to replace destructively cables laid in the ground.
Vefahren dieser Art benuzen im allgemeinen ein zum Horizontalbohren geeignetes Bohrgerät mit einem Gestänge, an dessen freiem Ende sich ein Werkzeug zum Bohren und/oder Aufweiten im Erdreich oder zum Zerstören eines im Erdreich verlegten Altrohrs eignet. Das Gestänge besteht aus einzelnen Abschnitten, die miteinander verschraubt sind bzw. am rückwärtigen Ende des bereits im Erdreich befindlichen Gestängeteils angesetzt und verschraubt werden. Das Ansetzen und Verschrauben stößt jedoch auf Schwierigkeiten, weil sich das Bohrgerät auf dem Höhenniveau der Erdbohrung bzw. des Altrohrs befinden muß und demgemäß üblicherweise in einer Startgrube, d.h. in einer zuvor ausgehobenen Grube oder in einem bereits vorhandenen Kontrollschacht einer Kanalisation angeordnet ist.Vefahren This type generally uses one suitable for horizontal drilling drill with a linkage, at the free end there is a tool for drilling and / or expanding in the ground or to destroy an old pipe laid in the ground is suitable. The linkage is there from individual sections that are screwed together or on rear end of the rod part already in the ground are attached and screwed. The attachment and screwing bumps however difficulties because the drilling rig is at the level of the earth drilling or of the old pipe must be and accordingly usually in a starting pit, i.e. in a previously excavated pit or in an existing sewer inspection shaft is arranged.
Die Gesamtlänge des Gestängeabschnitts und des Bohrgeräts kann höchstens dem Durchmesser des Kontrollschachts bzw. der Kontrollschaftöffnung entsprechen, so daß hinter dem Bohrgerät noch Platz zum axialen Einschieben eines Gestängeabschnitts in das Bohrgerät ist, um einen neuen Gestängeabschnitt mit dem bereits im Erdreich befindlichen Gestängeteil zu verbinden, wonach das Bohrgerät wieder in Betrieb gesetzt wird, um den angesetzten Gestängeabschnitt einzuziehen. Bei einem Abstand zwischen den Kontrollschächten von bis zu 60 m und einem Durchmesser üblicher Kontrollschächte von 100 bis 120 cm, höchstens bis 160 cm, bedeutet dies, daß mit dem Einbringen eines Gestängestrangs über die ganze Distanz ein erheblicher Zeitaufwand verbunden ist.The overall length of the rod section and of the drill can at most correspond to the diameter of the inspection shaft or inspection shaft opening, so that behind the drill there is still space for axially inserting a rod section into the drill a new boom section to connect with the rod part already in the ground, after which the drill is put back into operation around the attached boom section collect. At a distance between the inspection shafts of up to 60 m and a diameter of standard inspection shafts of 100 to 120 cm, at most up to 160 cm, this means that with the introduction of a rod string over the entire distance is a considerable amount of time.
Aufgrund der Kürze der Gestängeabschnitte ist zudem eine große Zahl – beispielsweise sechzig oder siebzig – von teuren und störanfälligen Muffen- oder Schraubverbindungen erforderlich. Hinzu kommt, daß es bei pneuma tisch angetriebenen Bohrgeräten Startschwierigkeiten gibt, wenn die von einem Kompressor zum Bohrgerät geführte Schlauchlänge einen bestimmten Wert überschreitet.by virtue of the brevity is the linkage sections also a big one Number - for example sixty or seventy - of expensive and fault-prone sleeve or screw connections required. On top of that, it there are starting difficulties with pneumatically driven drilling rigs, when the length of hose from a compressor to the drill is one exceeds a certain value.
Die vorgenannten Probleme treten sowohl auf, wenn zwischen Kontrollschächten eine neue Erdbohrung hergestellt und eine neue Rohrleitung eingezogen wird als auch, wenn sich zwischen den Kontrollschächten eine alte Rohrleitung befindet, die durch ein Schneidwerkzeug am Gestänge zerstört wird, um anschließend eine neue Rohrleitung einzuziehen.The The aforementioned problems arise both when there is a new earth hole drilled and a new pipeline pulled in will as well if there is a old pipeline is located, which is destroyed by a cutting tool on the rod, to then pull in a new pipe.
Beim Bohren mit einem in einer ausgehobenen Baugrube angeordneten Bohrgerät treten dieselben Schwierigkeiten auf, wenn die Baugrube etwa dieselbe lichte Weite wie ein üblicher Kontrollschacht besitzt; sie lassen sich beseitigen bzw. vermindern, wenn die lichte Weite (erheblich) größer ist. Das erfordert jedoch einen dem entsprechenden größeren Erdaushub und damit erhöhte Kosten. Es ist zudem wegen der Notwendigkeit, das ausgehobene Erdreich zwischenzulagern oder abzutransportieren problematisch.At the Start drilling with a drill located in an excavated excavation the same difficulties if the excavation pit is about the same As wide as usual Has control shaft; they can be eliminated or reduced if the clear width is (considerably) larger. However, this requires a correspondingly larger excavation and thus increased costs. It is also because of the need to temporarily store the excavated soil or to remove it is problematic.
Aus der Zeitschrift "s + t 46 (1992) 11", Seiten 10, 12, 14 ist auch bereits ein Verfahren zum grabenlosen Verlegen von Versorgungsleitungen bekannt, bei dem zunächst zwei Baugruben, d.h. eine Startgrube und eine Zielgrube, ausgehoben werden. Alsdann schafft ein oberirdisches, schräg ansetzendes Bohrgerät eine Schrägbohrung zu der Startgrube und sodann eine im wesentlichen horizontale Bohrung bis zu der Zielgrube. In der Zielgrube wird dann das Bohrgestänge mit einem in der Gegenrichtung arbeitenden Aufweitkopf versehen und schließlich bis in die Startgrube zurückgezogen.Out the magazine "s + t 46 (1992) 11 ", Pages 10, 12, 14 is already a trenchless process Laying of supply lines known, initially with two Construction pits, i.e. a starting pit and a target pit. Then an above-ground, obliquely positioned drilling device creates an oblique hole to the launch pit and then a substantially horizontal hole to the target pit. The drill pipe will then be in the target pit an expanding head working in the opposite direction and finally withdrawn to the starting pit.
Das Erstellen einer Hilfsbohrung ist jedoch oft nicht zulässig, sehr aufwendig und erfordert ein späteres Verschließen der Hilfsbohrung und ein Wiederherstellen der Schachtwandung sowie der Oberflächengestaltung (Straßendecke, Vorgartenbepflanzung etc.).The However, creating an auxiliary hole is often not allowed, very much complex and requires a later one close the auxiliary hole and a restoration of the shaft wall as well the surface design (Pavement, Front yard planting etc.).
Aus
der
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die Nachteile zu vermeiden, die sich aus der begrenzten Länge der Gestängeabschnitte oder der Notwendigkeit des Aushebens einer Baugrube mit einem für längere Gestängeabschnitte geeigneten Durchmesser oder dem Erstellen und späteren Beseitigen einer Hilfsbohrung ergeben.The The invention is therefore based on the problem of avoiding the disadvantages resulting from the limited length the boom sections or the need to dig a trench with one for longer boom sections suitable diameter or the creation and later removal of an auxiliary hole result.
Um diese Nachteile zu vermeiden, schlägt die Erfindung das Verfahren gemäß Anspruch 1 und das Bohrgerät gemäß Anspruch 4 vor. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.To avoid these disadvantages, suggests the invention, the method according to claim 1 and the drilling device according to claim 4. Advantageous embodiments are given in the subclaims.
Bei dem Verfahren wird das die Gestängeabschnitte aufnehmende Bohrgerät bzw. Antriebsaggregat zunächst in eine Raumlage gebracht, die es erlaubt, die Gestängeabschnitte ohne Behinderung durch das in die Maschinengrube hineinragende rückwärtige Ende eines bereits in das Erdreich eingebrachten Gestängeabschnitts in das Antriebsaggregat einzubringen. Sobald dies geschehen ist, wird das Antriebsaggregat zurück in die Bohrposition, d.h. zum Fluchten mit der Bohrung bzw. dem im Erdreich befindlichen Teil des Gestänges gebracht und dort mit dem letzten Gestängeabschnitt des bereits im Erdreich befindlichen Gestängeteils verbunden.at the process that becomes the rod sections receiving drill or drive unit first placed in a position that allows the boom sections without hindrance due to the rear end protruding into the machine pit a linkage section that has already been brought into the ground into the drive unit contribute. As soon as this is done, the drive unit will back in the drilling position, i.e. to align with the hole or the brought part of the boom in the ground and there with the last boom section of the rod part already in the ground.
Zum Einbringen eines Gestängeabschnitts genügt es, wenn die Aufnahme für die Gestängeabschnitte, beispielsweise eine Kupplung am Drehantrieb für das Gestänge aus ihrer Bohrposition bewegt, beispielsweise nach oben verlagert wird.To the It is sufficient to insert a rod section if the recording for the boom sections, for example a coupling on the rotary drive for the linkage from its drilling position moved, for example, is shifted upwards.
Der Positionswechsel des Antriebsaggregats, beispielsweise eines üblichen Bohrgeräts kann auch durch Verschwenken zwischen der Bohr- und der Aufnahmeposition geschehen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Aufnahme für die Gestängeabschnitte oder das Bohrgerät zwischen den beiden Positionen mit Hilfe eines Hubschlittens oder einer Art Hebebühne zu bewegen, die es erlauben, die Gestängeabschnitte oberhalb der Bohrebene, beispielsweise an der Erdoberfläche in das Gerät einzubringen.The Change of position of the drive unit, for example a conventional one drill can also by swiveling between the drilling and the receiving position happen. Another possibility is recording for the boom sections or the drill between the two positions using a lifting carriage or a kind of lifting platform to move, which allow the boom sections above the Drilling level, for example, to be brought into the device on the surface of the earth.
Beim Verschwenken kann ein Bohrgerät zur Verwendung kommen, das in Bohrrichtung vorne oder hinten mit mindestens einem Schwenklager versehen ist. Ein solches Gerät kann aus einem Grundrahmen und einer schwenkbar darauf angeordneten Lafette mit dem eigentlichen Bohrgerät bestehen. Zwischen dem Grundrahmen und der Lafette befindet sich dann ein Schwenkantrieb, beispielsweise ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder. Des weiteren können der Grundrahmen und die Lafette mit einer Verrieglung versehen sein, die das Bohrgerät während des Bohrens gegen unerwünschte Bewegungen sichert.At the A drill can pivot come into use with the front or back in the direction of drilling at least one pivot bearing is provided. Such a device can a base frame and a mount that can be pivoted thereon with the actual drill consist. Is located between the base frame and the carriage then a swivel drive, for example a hydraulic or pneumatic one Cylinder. Furthermore, you can the base frame and the carriage are provided with a lock, the drill during the Drilling against unwanted Secure movements.
Außerdem kann der Grundrahmen auch als Hebebühne dienen oder auf einer Hebebühne angeordnet sein, mit der das Gerät aus der höhenveränderlichen Bohrposition an die Erdoberfläche gefahren wird, um dort einen neuen Gestängeabschnitt einzuschieben oder – in einer Zielgrube – zu entnehmen.Besides, can the base frame also as a lifting platform serve or on a lift be arranged with which the device from the variable height Drilling position on the earth's surface is driven to insert a new boom section there or in a target pit - too remove.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich der Vorteil, daß die Rohrabschnitte zum Einschieben in das Bohrgerät oder zum Entnehmen keinen zusätzlichen Raum in einem vorhandenen Kontrollschacht oder in einer ausgehobenen Startgrube erfordern; sie können daher eine dem Schachtdurchmesser bzw. der Länge des Bohrgeräts entsprechende Länge besitzen. Andererseits braucht eine Maschinengrube bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine größere Abmessung in horizontaler Richtung zu besitzen als in etwa der Länge des Bohrgeräts entspricht.at the use of the device according to the invention there is the advantage that the No pipe sections for insertion into the drill or for removal additional Space in an existing control shaft or in an excavated one Require launch pit; you can therefore one corresponding to the shaft diameter or the length of the drill Have length. On the other hand, a machine pit needs to use the device according to the invention no larger dimension in the horizontal direction than about the length of the drill equivalent.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The The invention is explained below with reference to two exemplary embodiments. In the drawing shows:
In
einem üblichen
Kontrollschacht
Sobald
der Gestängeabschnitt
Bei
dem Ausführungsbeispiel
der
Das
in einer ausgehobenen Maschinen- bzw. Startgrube
Bei
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