EP0548588A1 - Device for making boreholes in the ground - Google Patents
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- EP0548588A1 EP0548588A1 EP92120355A EP92120355A EP0548588A1 EP 0548588 A1 EP0548588 A1 EP 0548588A1 EP 92120355 A EP92120355 A EP 92120355A EP 92120355 A EP92120355 A EP 92120355A EP 0548588 A1 EP0548588 A1 EP 0548588A1
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- displacement head
- jet nozzles
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- displacement
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
- E21B7/205—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal
- E21B7/206—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal using down-hole drives
Definitions
- the invention relates to a device for producing earth bores according to the preamble of patent claim 1.
- a conical displacement head is arranged in front of the tubes to be inserted, the maximum diameter of which is somewhat larger than the diameter of the tube to be drawn in.
- Such a displacement head produces the required borehole on the way of the displacement of the earth. The soil is not cleared, but is pushed radially outwards into the pores of the surrounding substrate.
- a static thrust hydroaulic press or attachment weights
- a dynamic one Ram drilling machine ramming hammer, quick-impact hammer
- a compressed air or oil-powered dynamic ram boring machine whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the pipe to be inserted, with the displacement head, which is arranged in front of the pipes to be introduced, has a releasable, non-positive connection. This ensures that the ramming impacts are loss-free and can be implemented in a short distance to earth displacement, thereby creating a borehole into which the pipes can be easily inserted.
- the non-positive connection between the displacement head and the drive unit is released and this is withdrawn within the pipe.
- a dynamic ram boring machine or quick-action hammer this is usually done by switching to reverse.
- Another disadvantage is that the water permeability of the subsoil around the borehole is reduced, particularly in the case of well bores, since the displaced soil closes pores and thus channels through which the water is to flow to the well bore.
- the invention is therefore based on the object of specifying a device of the type mentioned at the outset which, using technically simple means, significantly reduces the displacement or tip resistance during the drilling process.
- a device for the production of earth bores with simultaneous pipe laying comprising an earth boring device with a drive device and a displacement head arranged coaxially to the latter, the outer diameter of which is larger than the outer diameter of the drive device and the tube enveloping it and the non-positive connection to the drive device is releasable, wherein according to the invention at least one liquid jet nozzle is arranged at least approximately symmetrically to the longitudinal axis of the displacement head, which is connectable to a pressure fluid source, pointing approximately in the drilling direction. If there is only one jet nozzle, this means that it is arranged at least approximately at the tip of the displacement head in the longitudinal axis thereof.
- the liquid pressure can vary between approx. 10-300 bar.
- a hydraulic fluid can be used which has thixotropic or lubricant properties.
- additives in the drilling fluid e.g. Polymers that significantly reduce the friction between the pipe to be drawn in and the soil, so that greater lengths or depths are also possible.
- the displacement head has additional liquid jet nozzles which are oriented at least approximately in the opposite direction to the drilling direction, since this loosens up the soil that has already been displaced and improves its water permeability.
- a further improvement of this effect can be achieved in that further liquid jet nozzles are arranged on the displacement head, which are directed outwards perpendicularly to the longitudinal axis of the earth drilling device.
- a directional control of the earth boring device is possible in that the pressure fluid for each fluid jet nozzle is controlled individually with regard to pressure and / or quantity of the pressure fluid.
- the degree of loosening of the soil in a certain angular range around the displacement head of the earth drilling device can be carried out by the selection of the liquid jet nozzles acted upon by hydraulic fluid and / or the choice of pressure in such a way that a large or small change in direction of the earth drilling device can be triggered by this loosening , since in the loosened soil the resistance opposed to the displacement head of the earth drilling rig is reduced and the displacement head of the earth drilling rig inevitably dodges to the side of the lower resistance.
- the same effect can be achieved in that the respective jet angle of the liquid jet nozzles is adjustable.
- the displacement head of the earth drilling device can be designed in a conventional manner.
- the displacement head can be conical in shape and can have grooves distributed symmetrically with respect to the longitudinal axis over the conical surface, in which grooves the liquid jet nozzles are arranged.
- the displacement head can also have a stepped shape and likewise have grooves distributed symmetrically with respect to the longitudinal axis, in which grooves the liquid jet nozzles are in turn arranged. Due to the arrangement of the liquid jet nozzles within the grooves, they are resistant to wear and possible Destruction protected.
- the stepped displacement head has better shattering properties because the stepped surfaces can exert a higher pressure.
- the hydraulic fluid supply to the individual liquid jet nozzles is expediently arranged either in the housing wall of the drive device or between the housing edge and the pipe to be drawn in in parallel to the earth drilling device.
- the ends of the channels for the hydraulic fluid supply, which are remote from the head, are connected to a hydraulic fluid source via flexible lines.
- control valves for controlling the pressure fluid supply to the individual liquid jet nozzles can either be provided in the displacement head itself or on the pressure fluid source.
- the latter embodiment has the advantage that the control lines for controlling the control valves are short and do not have to be pulled along with the earth drilling machine.
- a transmitter can be provided in the displacement head, which emits the desired and suitable position signals.
- Figure 1 is generally designated 10, an earth drilling device, which consists of a quick-action hammer 12 and a displacement head 14, with the help of which a tube or tunnel is to be created in the ground, in which a pipe 16 is drawn in simultaneously with the drilling process.
- the displacement head 14 shown in FIG. 1 has a plurality of liquid jet nozzles 18 which are oriented approximately in the drilling direction and which serve to loosen the soil located in front of the displacement head 14.
- the displacement head 14 shown in FIG. 1 has additional liquid jet nozzles 20 and further liquid jet nozzles 22 which are at least approximately opposite to the drilling direction or perpendicular to the longitudinal axis of the earth drilling machine 10 are directed outwards.
- a plurality of channels 26 are arranged axially parallel to the longitudinal axis of the earth boring machine 10 between the housing of the quick-action hammer 12 and the inner wall of the drawn tube 16. These channels 26 are connected at the far end to the head via flexible lines with the pressure fluid source, not shown.
- control valves 28 which are indicated schematically in FIG. With these control valves 28, the amount and / or the pressure of the individual liquid jet nozzles 18, 20 and 22 supplied hydraulic fluid can be adjusted individually so as to ensure the above-described directional control of the earth boring device 10.
- the compressed air supply for the quick-action hammer 12 takes place via the hose 30.
- Figure 2 shows a stepped displacement head 14, which has better shattering properties for use in hard and stony soil.
- This displacement head 14 has grooves 24 arranged symmetrically to its longitudinal axis, in which here two liquid jet nozzles 18 are arranged one behind the other as an example, the radiation angle of which can be selected to be the same or different, so as to increase the possibility of control.
- the liquid jet nozzles 18 can be connected in a groove 24 to a common or else to separate hydraulic fluid lines.
- FIGS. 3 and 4 each show a liquid jet nozzle 18 which is designed in the form of a slotted screw which can be screwed into the respective nozzle opening and through which a nozzle channel 32 runs.
- the nozzle channel 32 is axially directed, whereas in the embodiment according to FIG. 4 the nozzle channel 32 forms an angle with the screw axis.
- the jet angle of the liquid jet nozzles 18 can be adjusted by screwing in liquid jet nozzles 18 with a differently designed nozzle channel 32. In the case of an obliquely directed nozzle channel 32, the jet direction can also be changed by rotating the liquid jet nozzle 18.
- a ram boring machine has been described as an embodiment. Both the loosening of the soil and the control with the help of liquid jet nozzles arranged on the displacement head of a ram boring machine and through the hydraulic fluid escaping as a result can also be done with a static earth boring machine be used.
- This earth drilling machine is driven not by the ramming impacts of a high-speed hammer, but by the feed pressure introduced via a linkage. Otherwise, however, the statements made regarding the ram boring machine described above also apply in the same way to a static earth boring machine.
- a transmitter 34 shown schematically in FIG. 1, can be arranged in the displacement head 14 of the earth drilling device 10, which enables the earth drilling device 10 to be correctly positioned.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Erdbohrungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for producing earth bores according to the preamble of patent claim 1.
Zur Herstellung von vertikalen, horizontalen oder geneigten Verdrängungsbohrungen werden übliche Rammbohrgeräte (Erdverdrängungshammer, Erdrakete) in Verbindung mit größeren Verdrängungsköpfen eingesetzt, um gleichzeitig die für Brunnen oder andere Anschlüße, meist im Abwasserbereich, verwendeten Rohre aus Stahl, Kunststoff, Beton oder anderen Werkstoffen einbringen zu können.For the production of vertical, horizontal or inclined displacement bores, conventional ram boring machines (earth displacement hammer, earth rocket) are used in connection with larger displacement heads in order to simultaneously introduce the pipes made of steel, plastic, concrete or other materials used for wells or other connections, mostly in the wastewater sector can.
Zur gleichzeitigen Einbringung dieser Rohre bzw. Schutzrohre mit dem Verdrängungsbohrgang wird vor den einzubringenden Rohren ein konischer Verdrängungskopf angeordnet, dessen maximaler Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des einzuziehenden Rohres. Ein derartiger Verdrängungskopf stellt das erforderliche Bohrloch auf dem Weg der Erdverdrängung her. Dabei wird das Erdreich nicht geräumt, sondern radial nach außen in die Poren des umhüllenden Untergrundes verdrängt. Um den Verdrängungskopf mit den nachfolgenden Rohren in das Erdreich einzubringen, wird entweder eine statische Schubkraft (hydraulische Presse oder Aufsatzgewichte) oder ein dynamisches Rammbohrgerät (Rammhammer, Schnellschlaghammer) an den Verdrängungskopf kraftschlüssig angesetzt. Dabei ist es wünschenswert, daß ein Druckluft- oder ölbetriebenes dynamisches Rammbohrgerät, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des einzubringenden Rohres, mit dem Verdrängungskopf, der vor den einzubringenden Rohren angeordnet ist, eine lösbare, kraftschlüssige Verbindung hat. Dadurch ist sichergestellt, daß die Rammschläge verlustfrei und auf kurzem Weg in Erdverdrängung umsetzbar sind und dabei ein Bohrloch erzeugt wird, in welches die Rohre leicht eingebracht werden können. Wenn bei einer Brunnenbohrung das Bohrloch die gewünschte Eindringtiefe erreicht hat, wird die kraftschlüssige Verbindung zwischen Verdrängungskopf und dem Antriebsgerät gelöst und dieses innerhalb des Rohres zurückgezogen. Bei einem dynamischen Rammbohrgerät bzw. Schnellschlaghammer geschieht dies üblicherweise durch Schalten auf Rückwärtslauf.For the simultaneous introduction of these tubes or protective tubes with the displacement bore, a conical displacement head is arranged in front of the tubes to be inserted, the maximum diameter of which is somewhat larger than the diameter of the tube to be drawn in. Such a displacement head produces the required borehole on the way of the displacement of the earth. The soil is not cleared, but is pushed radially outwards into the pores of the surrounding substrate. In order to bring the displacement head with the following pipes into the ground, either a static thrust (hydraulic press or attachment weights) or a dynamic one Ram drilling machine (ramming hammer, quick-impact hammer) attached to the displacement head with a positive fit. It is desirable that a compressed air or oil-powered dynamic ram boring machine, whose outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the pipe to be inserted, with the displacement head, which is arranged in front of the pipes to be introduced, has a releasable, non-positive connection. This ensures that the ramming impacts are loss-free and can be implemented in a short distance to earth displacement, thereby creating a borehole into which the pipes can be easily inserted. When the borehole has reached the desired depth of penetration in a well bore, the non-positive connection between the displacement head and the drive unit is released and this is withdrawn within the pipe. With a dynamic ram boring machine or quick-action hammer, this is usually done by switching to reverse.
Dabei ist es allerdings von Nachteil, daß ein relativ kleines Rammbohrgerät einen relativ großen Querschnitt verdrängen muß, da der Verdrängungskopf zwangsläufig deutlich größer als der Durchmesser des Rammbohrgerätes ist. Deshalb können vor allem vertikale Bohrungen, z.B. zur Herstellung von Brunnen, häufig nicht erfolgreich durchgeführt werden, da insbesondere beim vertikalen Arbeiten mehrere Bodenschichten, zum Teil auch harte Bodenschichten, zu durchfahren sind.However, it is disadvantageous that a relatively small ram boring machine has to displace a relatively large cross-section, since the displacement head is inevitably significantly larger than the diameter of the ram boring machine. Therefore vertical bores, e.g. for the production of wells, are often not carried out successfully, since several layers of soil, in some cases also hard layers of soil, have to be traversed, particularly when working vertically.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß insbesondere bei Brunnenbohrungen die Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes rund um das Bohrloch verkleinert wird, da der verdrängte Boden Poren und damit Kanäle verschließt, durch die das Wasser der Brunnenbohrung zufließen soll.Another disadvantage is that the water permeability of the subsoil around the borehole is reduced, particularly in the case of well bores, since the displaced soil closes pores and thus channels through which the water is to flow to the well bore.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit technisch einfachen Mitteln den Verdrängungs- bzw. Spitzenwiderstand beim Bohrvorgang deutlich herabsetzt.The invention is therefore based on the object of specifying a device of the type mentioned at the outset which, using technically simple means, significantly reduces the displacement or tip resistance during the drilling process.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Erdbohrungen mit gleichzeitiger Rohrverlegung, insbesondere zur Herstellung von Brunnenbohrungen, umfassend ein Erdbohrgerät mit einem Antriebsgerät und einem koaxial zu diesem angeordneten Verdrängungskopf, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Antriebsgerätes und des diesen umhüllenden Rohres und dessen kraftschlüssige Verbindung mit dem Antriebsgerät lösbar ausgebildet ist, wobei erfindungsgemäß am Verdrängungskopf annähernd in Bohrrichtung zeigend wenigstens eine Flüssigkeitsstrahldüse mindestens annähernd symmetrisch zur Längsachse des Verdrängungskopfes angeordnet ist, die an eine Druckflüssigkeitsquelle anschließbar ist. Bei nur einer Strahldüse heißt das, daß diese an der Spitze des Verdrängungskopfes mindestens annähernd in der Längsachse desselben angeordnet ist.This object is achieved according to the invention by a device for the production of earth bores with simultaneous pipe laying, in particular for the production of well bores, comprising an earth boring device with a drive device and a displacement head arranged coaxially to the latter, the outer diameter of which is larger than the outer diameter of the drive device and the tube enveloping it and the non-positive connection to the drive device is releasable, wherein according to the invention at least one liquid jet nozzle is arranged at least approximately symmetrically to the longitudinal axis of the displacement head, which is connectable to a pressure fluid source, pointing approximately in the drilling direction. If there is only one jet nozzle, this means that it is arranged at least approximately at the tip of the displacement head in the longitudinal axis thereof.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es bei einem Bohrvorgang möglich, mittels aus den Flüssigkeitsstrahldüsen austretender Druckflüssigkeit das vor dem Verdrängungskopf befindliche Erdreich derart aufzulockern, daß für den Vorschub des Erdbohrgerätes eine wesentlich geringere Energie benötigt wird, da in dem aufgelockerten Erdreich der dem Verdrängungskopf entgegengesetzte Spitzenwiderstand verringert wird.With the aid of the device according to the invention, it is possible during a drilling operation to loosen up the soil located in front of the displacement head by means of hydraulic fluid emerging from the liquid jet nozzles in such a way that a much lower energy is required for advancing the earth drilling device, since the loosened soil has the opposite peak resistance to the displacement head is reduced.
Der Flüssigkeitsdruck kann dabei je nach Bodenart zwischen ca. 10-300 bar variieren. Um den Vortrieb des Erdbohrgerätes durch eine Verbesserung seiner Gleiteigenschaften zu erleichtern, kann eine Druckflüssigkeit verwendet werden, die thixotrope oder Gleitmitteleigenschaften aufweist. Desweiteren können Zusätze in der Bohrflüssigkeit, z.B. Polymere, die Reibung zwischen dem einzuziehenden Rohr und dem Erdreich deutlich verringern, so daß auch größere Längen bzw. Tiefen möglich sind.Depending on the type of soil, the liquid pressure can vary between approx. 10-300 bar. In order to facilitate the advance of the earth drilling rig by improving its sliding properties, a hydraulic fluid can be used which has thixotropic or lubricant properties. Furthermore, additives in the drilling fluid, e.g. Polymers that significantly reduce the friction between the pipe to be drawn in and the soil, so that greater lengths or depths are also possible.
Um ggf. einen großflächigeren Bereich des Erdreiches auflockern zu können, ist es zweckmäßig, eine Mehrzahl von Flüssigkeitsstrahldüsen in Längsrichtung des Verdrängungskopfes hintereinander anzuordnen. Diese Wirkung kann dadurch verstärkt werden, wenn die Flüssigkeitsstrahldüsen in Längsrichtung des Verdrängungskopfes unterschiedliche Strahlwinkel aufweisen.In order to be able to loosen up a larger area of the soil if necessary, it is expedient to arrange a plurality of liquid jet nozzles one behind the other in the longitudinal direction of the displacement head. This effect can be enhanced if the liquid jet nozzles have different jet angles in the longitudinal direction of the displacement head.
Für Brunnenbohrungen ist es von besonderem Vorteil, wenn der Verdrängungskopf zusätzliche Flüssigkeitsstrahldüsen aufweist, die der Bohrrichtung mindestens annähernd entgegengesetzt ausgerichtet sind, da dadurch das bereits verdrängte Erdreich aufgelockert und dessen Wasserdurchlässigkeit verbessert wird. Eine weitere Verbesserung dieser Wirkung kann dadurch erzielt werden, daß am Verdrängungskopf weitere Flüssigkeitstrahldüsen angeordnet sind, die senkrecht zur Längsachse des Erdbohrgerätes nach außen gerichtet sind.For well bores, it is particularly advantageous if the displacement head has additional liquid jet nozzles which are oriented at least approximately in the opposite direction to the drilling direction, since this loosens up the soil that has already been displaced and improves its water permeability. A further improvement of this effect can be achieved in that further liquid jet nozzles are arranged on the displacement head, which are directed outwards perpendicularly to the longitudinal axis of the earth drilling device.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Richtungssteuerung des Erdbohrgerätes dadurch möglich, daß die Druckflüssigkeit zu jeder Flüssigkeitsstrahldüse bezüglich Druck und /oder Menge der Druckflüssigkeit individuell gesteuert wird. Durch die Auswahl der mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Flüssigkeitsstrahldüsen und/oder die Wahl des Druckes läßt sich der Grad der Auflockerung des Erdreiches in einem bestimmten Winkelbereich um den Verdrängungskopf des Erdbohrgerätes herum so durchführen, daß durch diese Auflockerung eine große oder kleine Richtungsänderung des Erdbohrgerätes ausgelöst werden kann, da in dem aufgelockerten Erdreich der dem Verdrängungskopf des Erdbohrgerätes entgegengesetzte Widerstand verringert wird und der Verdrängungskopf des Erdbohrgerätes zwangsläufig nach der Seite des geringeren Widerstandes ausweicht. Der gleiche Effekt kann dadurch erzielt werden, daß der jeweilige Strahlwinkel der Flüssigkeitsstrahldüsen verstellbar ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, a directional control of the earth boring device is possible in that the pressure fluid for each fluid jet nozzle is controlled individually with regard to pressure and / or quantity of the pressure fluid. The degree of loosening of the soil in a certain angular range around the displacement head of the earth drilling device can be carried out by the selection of the liquid jet nozzles acted upon by hydraulic fluid and / or the choice of pressure in such a way that a large or small change in direction of the earth drilling device can be triggered by this loosening , since in the loosened soil the resistance opposed to the displacement head of the earth drilling rig is reduced and the displacement head of the earth drilling rig inevitably dodges to the side of the lower resistance. The same effect can be achieved in that the respective jet angle of the liquid jet nozzles is adjustable.
Der Verdrängungskopf des Erdbohrgerätes kann mit Ausnahme der Anordnung der Flüssigkeitsstrahldüsen in herkömmlicher Weise ausgebildet sein. So kann der Verdrängungskopf konisch geformt sein und über die Konusfläche symmetrisch bezüglich der Längsachse verteilte Rillen aufweisen, in denen die Flüssigkeitsstrahldüsen angeordnet sind. Im Gegensatz zu diesem reinen Verdrängungskopf kann der Verdrängungskopf auch gestuft ausgeformt sein und ebenfalls symmetrisch bezüglich der Längsachse verteilte Rillen aufweisen, in denen wiederum die Flüssigkeitsstrahldüsen angeordnet sind. Durch die Anordnung der Flüssigkeitstrahldüsen innerhalb der Rillen sind diese gegen Verschleiß und eventuelle Zerstörungen geschützt. Der abgestufte Verdrängungskopf weist bessere Zertrümmerungseigenschaften auf, da die abgestuften Flächen einen höheren Druck ausüben können.With the exception of the arrangement of the liquid jet nozzles, the displacement head of the earth drilling device can be designed in a conventional manner. For example, the displacement head can be conical in shape and can have grooves distributed symmetrically with respect to the longitudinal axis over the conical surface, in which grooves the liquid jet nozzles are arranged. In contrast to this pure displacement head, the displacement head can also have a stepped shape and likewise have grooves distributed symmetrically with respect to the longitudinal axis, in which grooves the liquid jet nozzles are in turn arranged. Due to the arrangement of the liquid jet nozzles within the grooves, they are resistant to wear and possible Destruction protected. The stepped displacement head has better shattering properties because the stepped surfaces can exert a higher pressure.
Die Druckflüssigkeitszufuhr zu den einzelnen Flüssigkeitsstrahldüsen ist zweckmäßigerweise entweder in der Gehäusewand des Antriebsgerätes oder zwischen dem Gehäuserand und dem einzuziehenden Rohr achsparallel zum Erdbohrgerät angeordnet. Die kopffernen Enden der Kanäle für die Druckflüssigkeitszufuhr sind über flexible Leitungen mit einer Druckflüssigkeitsquelle verbunden.The hydraulic fluid supply to the individual liquid jet nozzles is expediently arranged either in the housing wall of the drive device or between the housing edge and the pipe to be drawn in in parallel to the earth drilling device. The ends of the channels for the hydraulic fluid supply, which are remote from the head, are connected to a hydraulic fluid source via flexible lines.
Die Steuerventile zur Steuerung der Druckflüssigkeitszufuhr zu den einzelnen Flüssigkeitsstrahldüsen können entweder im Verdrängungskopf selbst oder an der Drcukflüssigkeitsquelle vorgesehen sein. Die letztere Ausführungsform hat den Vorzug, daß die Steuerleitungen zur Steuerung der Steuerventile kurz sind und nicht auch mit dem Erdbohrgerät mitgezogen werden müssen.The control valves for controlling the pressure fluid supply to the individual liquid jet nozzles can either be provided in the displacement head itself or on the pressure fluid source. The latter embodiment has the advantage that the control lines for controlling the control valves are short and do not have to be pulled along with the earth drilling machine.
Zur Feststellung und Überwachung der Position und Ausrichtung des Erdbohrgerätes kann in dem Verdrängungskopf ein Sender vorgesehen sein, der die gewünschten und geeigneten Positionssignale aussendet.To determine and monitor the position and orientation of the earth drilling device, a transmitter can be provided in the displacement head, which emits the desired and suitable position signals.
Um den Einsatz eines als dynamisches Rammbohrgerät ausgebildeten Erdbohrgerätes auch unter Wasser zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Abluft der pneumatischen Rammeinrichtung durch eine wasserdichte Leitung nach rückwärts abgeführt wird.In order to enable the use of an earth boring machine designed as a dynamic ram boring machine even under water, it is expedient if the exhaust air of the pneumatic ramming device is discharged backwards through a watertight line.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- einen die Längsachse enthaltenden Schnitt durch ein Erdbohrgerät gemäß einer ersten Ausführungsform,
- Figur 2
- eine perspektivische Ansicht eines Verdrängungskopfes gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
- Figur 3 und 4
- jeweils eine schematische Schnittdarstellung einer Flüssigkeitsstrahldüse.
- Figure 1
- FIG. 2 shows a section through an earth drilling device containing the longitudinal axis according to a first embodiment,
- Figure 2
- 2 shows a perspective view of a displacement head according to a further embodiment according to the invention,
- Figures 3 and 4
- each a schematic sectional view of a liquid jet nozzle.
In Figur 1 ist allgemein mit 10 ein Erdbohrgerät bezeichnet, das aus einem Schnellschlaghammer 12 und einem Verdrängungskopf 14 besteht, mit dessen Hilfe im Erdreich eine Röhre oder ein Tunnel erzeugt werden soll, in dem gleichzeitig mit dem Bohrvorgang ein Rohr 16 eingezogen wird.In Figure 1 is generally designated 10, an earth drilling device, which consists of a quick-
Der in Figur 1 dargestellte Verdrängungskopf 14 weist mehrere annähernd in Bohrrichtung augerichtete Flüssigkeitsstrahldüsen 18 auf, die zur Auflockerung des vor dem Verdrängungskopf 14 befindlichen Erdreiches dienen.The
Da es insbesondere bei Brunnenbohrungen notwendig ist, daß das verdrängte Erdreich zur Erhöhung bzw. Wiederherstellung seiner Wasserdruchlässigkeit aufgelockert wird, weist der in Figur 1 dargestellte Verdrängungskopf 14 zusätzliche Flüssigkeitsstrahldüsen 20 und weitere Flüssigkeitsstrahldüsen 22 auf, die der Bohrrichtung mindestens annähernd entgegengesetzt bzw. senkrecht zur Längsachse des Erdbohrgerätes 10 nach außen gerichtet sind.Since it is necessary in particular for well drilling that the displaced soil is loosened to increase or restore its water permeability, the
In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen dem Gehäuse des Schnellschlaghammers 12 und der Innenwand des mitgezogenen Rohres 16 mehrere Kanäle 26 achsparallel zur Längsachse des Erdbohrgerätes 10 angeordnet. Diese Kanäle 26 sind am kopffernen Ende über flexible Leitungen mit der nicht dargestellten Druckflüssigkeitsquelle verbunden.In the embodiment shown in Figure 1, a plurality of
Die Zufuhr zu den einzelnen Flüssigkeitsstrahldüsen 18, 20 und 22 wird über in Figur 1 schematisch angedeutete Steuerventile 28 gesteuert. Mit diesen Steuerventilen 28 kann die Menge und /oder der Druck der den einzelnen Flüssigkeitsstrahldüsen 18, 20 und 22 zugeführten Druckflüssigkeit individuell eingestellt werden, um so die oben beschriebene Richtungssteuerung des Erdbohrgerätes 10 sicherzustellen.The supply to the individual
Die Druckluftzufuhr für den Schnellschlaghammer 12 erfolgt über den Schlauch 30.The compressed air supply for the quick-
Figur 2 zeigt einen gestuften Verdrängungskopf 14, der bessere Zertrümmerungseigenschaften für den Einsatz in hartem und steinhaltigem Erdreich aufweist. Dieser Verdrängungskopf 14 weist symmetrisch zu seiner Längsachse angeordnete Rillen 24 auf, in denen hier als Beispiel je zwei Flüssigkeitsstrahldüsen 18 hintereinander angeordnet sind, deren Abstrahlwinkel gleich oder auch unterschiedlich gewählt sein kann, um so die Steuerungsmöglichkeit zu vergrößern. Dabei können die Flüssigkeitsstrahldüsen 18 in einer Rille 24 an eine gemeinsame oder auch an getrennte Druckflüssigkeitsleitungen angeschlossen sein.Figure 2 shows a
In den Figuren 3 und 4 ist jeweils eine Flüssigkeitsstrahldüse 18 dargestellt, die in Form einer in die jeweilige Düsenöffnung einschraubbaren Schlitzschraube ausgebildet ist, durch die ein Düsenkanal 32 verläuft. Bei der Flüssigkeitsstrahldüse 18 gemäß Figur 3 ist der Düsenkanal 32 axial gerichtet, wogegen bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 der Düsenkanal 32 einen Winkel mit der Schraubenachse bildet. Duch Eindrehen von Flüssigkeitsstrahldüsen 18 mit unterschiedlich ausgebildetem Düsenkanal 32 kann der Strahlwinkel der Flüssigkeitsstrahldüsen 18 eingestellt werden. Auch kann bei einem schräg gerichteten Düsenkanal 32 durch eine Drehung der Flüssigkeitsstrahldüse 18 die Strahlrichtung verändert werden.FIGS. 3 and 4 each show a
In der vorstehenden Beschreibung wurde ein Rammbohrgerät als ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Sowohl die Auflockerung des Erdreiches als auch die Steuerung mit Hilfe von am Verdrängungskopf eines Rammbohrgeräts angeordneten FLüssigkeitsstrahldüsen und durch die dadurch austretende Druckflüssigkeit können auch bei einem statischen Erdbohrgerät eingesetzt werden. Dieses Erdbohrgerät wird nicht durch Rammstöße eines Schnellschlaghammers sondern durch den über ein Gestänge eingeleiteten Vorschubdruck vorgetrieben. Im übrigen gelten jedoch die zu dem vorstehend beschriebenen Rammbohrgerät gemachten Ausführungen in gleicher Weise auch für ein statisches Erdbohrgerät.In the above description, a ram boring machine has been described as an embodiment. Both the loosening of the soil and the control with the help of liquid jet nozzles arranged on the displacement head of a ram boring machine and through the hydraulic fluid escaping as a result can also be done with a static earth boring machine be used. This earth drilling machine is driven not by the ramming impacts of a high-speed hammer, but by the feed pressure introduced via a linkage. Otherwise, however, the statements made regarding the ram boring machine described above also apply in the same way to a static earth boring machine.
In allen Ausführungsbeispielen kann in dem Verdrängungskopf 14 des Erdbohrgerätes 10 ein in Figur 1 schematisch dargestellter Sender 34 angeordnet sein, der eine einwandfreie Positionsbestimmung des Erdbohrgerätes 10 ermöglicht.In all of the exemplary embodiments, a
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