ES2898943T3

ES2898943T3 - horizontal drilling machine

Info

Publication number: ES2898943T3
Application number: ES20161566T
Authority: ES
Inventors: Wilfried Dekena; Marvin Dekena
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2022-03-09
Anticipated expiration: 2040-03-06
Also published as: DE202019101322U1; EP3705683A1; HUE056546T2; EP3705683B1; LT3705683T; PL3705683T3; PT3705683T; HRP20211829T1

Abstract

Dispositivo para realizar perforaciones horizontales mediante una barrena, en donde este presenta al menos un accionamiento para el avance de la barrena y al menos un accionamiento para la orientación angular de la barrena, caracterizado por que ambos accionamientos están formados por motores eléctricos (8, 12), siendo los motores eléctricos (8, 12) motores de baja tensión y estando prevista al menos una batería (14, 16) como fuente de energía eléctrica para los motores eléctricos (8, 12).Device for performing horizontal drilling using an auger, where it has at least one drive for advancing the auger and at least one drive for the angular orientation of the auger, characterized in that both drives are made up of electric motors (8, 12 ), the electric motors (8, 12) being low voltage motors and at least one battery (14, 16) being provided as a source of electric power for the electric motors (8, 12).

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Perforadora horizontalhorizontal drilling machine

La invención se refiere a un dispositivo para realizar perforaciones horizontales mediante una barrena, en donde este presenta al menos un accionamiento para el avance de la barrena y al menos un accionamiento para la orientación angular de la barrena.The invention relates to a device for carrying out horizontal drilling by means of a drill, in which it has at least one drive for advancing the drill and at least one drive for angular orientation of the drill.

Se realizan perforaciones horizontales para superar obstáculos en la superficie. Estos obstáculos son, por ejemplo, carreteras o vías férreas. Si un cable o tubería debe pasar por debajo de tales obstáculos, es más fácil y menos costoso realizar una perforación horizontal que interrumpir la carretera o la vía y cavar zanjas. Como barrena se pueden utilizar plataformas horizontales o plataformas de perforación horizontal.Horizontal drilling is done to overcome obstacles on the surface. These obstacles are, for example, roads or railways. If a cable or pipeline must pass under such obstacles, it is easier and less expensive to drill horizontally than to interrupt the road or track and dig trenches. Horizontal rigs or horizontal drilling rigs can be used as the auger.

Se conocen dispositivos del tipo mencionado al principio para grandes diámetros de cables o tubos. Se hace avanzar mecánicamente una barrena; a este respecto, la barrena se puede ensamblar gradualmente a partir de varias secciones de perforación. Hay disponibles componentes hidráulicos, mecánicos o también eléctricamente hidráulicos como accionamientos mecánicos.Devices of the type mentioned at the outset are known for large diameters of cables or tubes. A bit is mechanically advanced; in this regard, the auger can be gradually assembled from several drilling sections. Hydraulic, mechanical or also electrically hydraulic components are available as mechanical drives.

También hay dispositivos para realizar perforaciones horizontales, en los que la barrena se hace avanzar manualmente en la tierra. Se trata a este respecto de barrenas de pequeño diámetro de, por ejemplo, cinco centímetros para cables delgados o incluso tuberías delgadas. Una barrena de este tipo puede estar provista de una superficie oblicua en su extremo libre, de modo que mediante una orientación angular de la barrena se puede influir en su dirección durante el avance. El extremo libre de la barrena se puede empujar hacia arriba, hacia abajo o en otras direcciones en la tierra. There are also horizontal drilling devices, in which the auger is manually advanced into the ground. In this respect, small-diameter bits of, for example, five centimeters are concerned for thin cables or even thin pipes. Such an auger can be provided with an oblique surface at its free end, so that its direction during advance can be influenced by an angular orientation of the auger. The free end of the auger can be pushed up, down, or in other directions into the ground.

La introducción de la barrena a mano también se utiliza, por ejemplo, cuando la barrena está diseñada como barrena hueca con alimentación de agua a través de la barrena para un lavado libre por delante del extremo libre de la barrena. También en este caso el avance tiene lugar manualmente, por ejemplo, para cables de fibra óptica. A este respecto, el extremo libre de la barrena lleva, por ejemplo, una cabeza de perforación de plástico que debe manipularse con cuidado y, por lo tanto, manualmente.Entering the auger by hand is also used, for example, when the auger is designed as a hollow auger with water feeding through the auger for free flushing ahead of the free end of the auger. Also in this case the advance takes place manually, for example for fiber optic cables. In this connection, the free end of the auger carries, for example, a plastic drilling head that must be handled carefully and therefore manually.

El documento EP0757155 A1 divulga un equipo de perforación de tierra con un soporte pivotante y una unidad hidráulica electromotriz integrada en el área del soporte.EP0757155 A1 discloses an earth drilling rig with a pivoting stand and an electromotive hydraulic unit integrated in the stand area.

La invención se basa en el objetivo de permitir un funcionamiento mecánico eficiente incluso para barrenas delgadas o para barrenas con chorro libre.The invention is based on the objective of allowing an efficient mechanical operation even for thin bits or for free jet bits.

Según la invención, este objetivo se consigue porque ambos accionamientos están formados por motores eléctricos, siendo los motores eléctricos motores de baja tensión y estando prevista al menos una batería como fuente de energía eléctrica para los motores eléctricos.According to the invention, this object is achieved in that both drives are formed by electric motors, the electric motors being low-voltage motors and at least one battery being provided as a source of electrical energy for the electric motors.

En el dispositivo según la invención, el avance manual de una barrena se sustituye por un accionamiento con un motor eléctrico. El motor eléctrico es un motor de baja tensión, por lo que puede aplicar aproximadamente las fuerzas del modo de funcionamiento manual y, por lo tanto, con el mismo cuidado que en el caso del funcionamiento manual, también se puede impulsar en la tierra una barrena con una cabeza de perforación de plástico. También está previsto un motor eléctrico para una colocación angular de la barrena.In the device according to the invention, the manual advance of an auger is replaced by a drive with an electric motor. The electric motor is a low-voltage motor, so it can apply approximately the forces of the manual operation mode, and therefore, with the same care as in the case of manual operation, an auger can also be driven on the ground. with a plastic drill head. An electric motor for angular placement of the auger is also provided.

Según la invención, ambos motores eléctricos se alimentan con energía eléctrica a través de una o más baterías. El dispositivo según la invención es, por tanto, autosuficiente con respecto a tensiones de red o generadores hidráulicos o neumáticos, de modo que se puede utilizar en diferentes lugares sin gran esfuerzo.According to the invention, both electric motors are supplied with electrical energy through one or more batteries. The device according to the invention is therefore self-sufficient with respect to network voltages or hydraulic or pneumatic generators, so that it can be used in different places without great effort.

Según un primer perfeccionamiento de la invención está previsto que el motor eléctrico para el avance de la barrena esté en conexión operativa de transmisión de fuerza con un carro desplazable en traslación, estando dispuesto sobre el carro un medio de fijación para la barrena. La barrena que se va a introducir en la tierra debe hacerse avanzar en la tierra poco a poco. Esto se puede hacer con el carro desplazable que, en una posición alejada de la tierra, se dispone con la barrena fijada y, a continuación, el carro se desplaza hacia el suelo. La barrena es así arrastrada y se clava un poco en la tierra. Un modo de proceder similar es posible con el carro desplazable cuando la barrena se ensambla a partir de tramos de barrena individuales. Después de desplazar la barrena con el carro, el nuevo tramo de barrena en cada caso se conecta primero a los tramos de barrena ya tendidos.According to a first refinement of the invention, provision is made for the electric motor for advancing the auger to be in force-transmitting operative connection with a carriage that can be displaced in translation, a fastening means for the auger being arranged on the carriage. The auger to be driven into the ground must be advanced into the ground little by little. This can be done with the movable carriage which, in a position away from the ground, is set with the auger attached, and then the carriage is moved towards the ground. The auger is thus dragged and sticks a little into the ground. A similar procedure is possible with the sliding carriage when the auger is assembled from individual auger sections. After moving the auger with the carriage, the new auger section in each case is first connected to the already laid auger sections.

La conexión operativa de transmisión de fuerza entre el motor eléctrico y el carro se realiza preferiblemente mediante un mecanismo de transmisión. En este caso, la fuerza generada por el motor eléctrico se puede convertir adecuadamente a los requisitos necesarios del carro. Preferiblemente, está previsto un contrapeso para regular la transmisión de fuerza.The force transmission operative connection between the electric motor and the carriage is preferably carried out by means of a transmission mechanism. In this case, the force generated by the electric motor can be properly converted to the necessary requirements of the car. Preferably, a counterweight is provided to regulate the transmission of force.

La conexión entre el carro y el motor eléctrico y el mecanismo de transmisión se realiza preferiblemente mediante un medio de tracción en forma de cuerda. Este medio de tracción en forma de cuerda puede ser una cinta transportadora circulante, conectada al carro en su ramal superior y cargada con un contrapeso apropiado en su ramal inferior. The connection between the carriage and the electric motor and the transmission mechanism is preferably made by means of a rope-shaped traction means. This means of traction in the form of a rope can be a conveyor belt circulating, connected to the car in its upper branch and loaded with an appropriate counterweight in its lower branch.

Según otro perfeccionamiento constructivo de la invención, está previsto que el carro esté dispuesto en un bastidor de sujeción. Este bastidor de sujeción lleva el carro, también lleva el medio de tracción en forma de cuerda, así como el motor eléctrico y el mecanismo de transmisión. Los componentes en movimiento se pueden proteger con el bastidor de sujeción de modo que no haya riesgo de lesiones.According to a further constructional development of the invention, provision is made for the carriage to be arranged on a holding frame. This clamping frame carries the carriage, it also carries the traction means in the form of a rope, as well as the electric motor and the transmission mechanism. Moving components can be protected by the clamping frame so that there is no risk of injury.

Según un siguiente perfeccionamiento, está previsto que el motor eléctrico para la orientación angular de la barrena esté dispuesto sobre el carro. Este segundo motor eléctrico tiene acceso sobre el carro a la barrena y, por lo tanto, puede implementar un ajuste angular de la barrena. A este respecto, se puede determinar la dirección de la barrena; en el caso de un avance recto de la barrena, la barrena se puede poner en rotación continua.According to a further refinement, provision is made for the electric motor for the angular orientation of the auger to be arranged on the carriage. This second electric motor has access on the carriage to the auger and therefore can implement an angular adjustment of the auger. In this regard, the direction of the auger can be determined; in the case of a straight feed of the bit, the bit can be put into continuous rotation.

Un siguiente perfeccionamiento de la invención se refiere al bastidor de sujeción, que preferiblemente presenta un chasis. Con el chasis, el bastidor de sujeción y, por tanto, el dispositivo según la invención se pueden desplazar a diferentes lugares de aplicación.A further development of the invention relates to the holding frame, which preferably has a chassis. With the chassis, the holding frame and thus the device according to the invention can be moved to different places of application.

En particular, puede estar previsto a este respecto que el bastidor de sujeción en el chasis pueda pivotar alrededor de un eje horizontal transversalmente a la dirección de desplazamiento del chasis, apoyándose el bastidor de sujeción en el chasis mediante una viga de apoyo de longitud variable. El bastidor de sujeción se puede colocar en ángulo respecto al suelo gracias a esta capacidad de pivotado. El chasis descansa sobre el suelo y constituye el pilar del bastidor de soporte. A este respecto, el bastidor de sujeción se apoya en el chasis con la ayuda de la viga de apoyo, y la longitud de este apoyo se puede variar. Las variaciones de longitud se convierten, a este respecto, en variaciones angulares del bastidor de sujeción con respecto al suelo. También está previsto un modo de funcionamiento lineal de baja tensión para la viga de apoyo de longitud variable.In particular, it can be provided in this connection that the support frame on the chassis can pivot about a horizontal axis transversely to the direction of movement of the chassis, the support frame being supported on the chassis by a support beam of variable length. The clamping frame can be positioned at an angle to the ground thanks to this pivoting ability. The chassis rests on the ground and forms the pillar of the support frame. In this connection, the support frame is supported on the chassis with the help of the support beam, and the length of this support can be varied. The variations in length are converted, in this connection, into angular variations of the holding frame with respect to the ground. A low stress linear mode of operation is also provided for the variable length support beam.

Si se utiliza una barrena constituida por tramos de barrena para el dispositivo según la invención, entonces puede estar configurado un espacio de almacenamiento para estos tramos de barrena en el bastidor de sujeción. Este espacio de almacenamiento se extiende en paralelo al medio de tracción en forma de cuerda y, por tanto, en paralelo al recorrido del carro.If an auger consisting of auger sections is used for the device according to the invention, then a storage space for these auger sections can be configured in the holding frame. This storage space extends parallel to the rope-shaped traction means and therefore parallel to the path of the carriage.

En el dibujo se muestra un ejemplo de realización de la invención, del que se deducen otras características inventivas. Muestran:An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing, from which other inventive features can be deduced. They show:

La Figura 1, una vista lateral del dispositivo según la invención para realizar perforaciones horizontales, en forma esquemática;Figure 1, a side view of the device according to the invention for making horizontal perforations, in schematic form;

la Figura 2, una vista en perspectiva del dispositivo según la figura 1 yFigure 2, a perspective view of the device according to Figure 1 and

la Figura 3, otra vista en perspectiva del dispositivo según la figura 1.Figure 3, another perspective view of the device according to figure 1.

El dispositivo de la figura 1 tiene un bastidor de sujeción 1 para alojar otros componentes y un chasis 2. El bastidor de sujeción 1 está dispuesto en el chasis 2 de manera pivotante a través de la viga 3; una conexión adicional entre el bastidor de sujeción 1 y el chasis 2 está constituida por una viga de apoyo 4 de longitud variable. Con la ayuda de la viga de apoyo 4 y la articulación pivotante, el bastidor de sujeción 1 se puede ajustar de manera angularmente variable con respecto al suelo, no representado en detalle.The device in figure 1 has a holding frame 1 for housing other components and a chassis 2. The holding frame 1 is pivotally arranged on the chassis 2 via the beam 3; a further connection between the support frame 1 and the chassis 2 is constituted by a support beam 4 of variable length. With the help of the support beam 4 and the swivel joint, the support frame 1 can be variably angularly adjusted with respect to the ground, not shown in detail.

El bastidor de sujeción 1 lleva un medio de tracción 5 en forma de cuerda, en el que están dispuestos un carro 6 en el ramal superior y un contrapeso 7 en el ramal inferior. Un motor eléctrico 8, que está conectado en arrastre de fuerza con una pieza de árbol 9, está dispuesto sobre el carro 6. Con el motor eléctrico 8, la pieza de árbol 9 se puede poner en movimiento de rotación. La barrena o un tramo de barrena se puede colocar en el extremo libre 10 de la pieza de árbol 9. Con la pieza de árbol 9 se puede transmitir un movimiento de rotación a la barrena. Esta puede ajustarse angularmente, por ejemplo, en diferentes puntos durante un avance, o también puede ponerse en rotación continua. Las figuras 2 y 3 muestran este extremo libre 10 de la pieza de árbol 9 con un tramo de barrena 11 colocado.The holding frame 1 carries a rope-shaped traction means 5, on which a carriage 6 is arranged in the upper branch and a counterweight 7 in the lower branch. An electric motor 8, which is positively connected to a shaft part 9, is arranged on the carriage 6. With the electric motor 8, the shaft part 9 can be set in rotational movement. The auger or a section of auger can be attached to the free end 10 of the shaft part 9. With the shaft part 9, a rotational movement can be transmitted to the auger. This can be angularly adjusted, for example at different points during an advance, or it can also be set to continuous rotation. Figures 2 and 3 show this free end 10 of the shaft part 9 with a bit section 11 in place.

La figura 1 muestra el carro 6 en una posición inferior. Esta posición se alcanza cuando un tramo de barrena conectado a la pieza de árbol 9, por ejemplo, se ha hecho avanzar al máximo posible en la tierra. El carro 6 con el motor eléctrico 12 en el extremo superior del bastidor de sujeción 1 se ha llevado a esta posición inferior. Este motor eléctrico 12 actúa sobre el medio de tracción 5 a través de un mecanismo de transmisión de cadena 13, de modo que el carro 6 puede desplazarse con la ayuda del medio de tracción 5 en el bastidor de sujeción 1. Una batería 14 para los motores 8, 12 y para la viga de apoyo 4 también está dispuesta, alojada en una carcasa, en el bastidor de soporte 1. Este también lleva una consola de control 15 en la que también está contenida una batería 16.Figure 1 shows the carriage 6 in a lower position. This position is reached when a section of auger connected to the shaft part 9, for example, has been advanced as far as possible into the ground. The carriage 6 with the electric motor 12 at the upper end of the holding frame 1 has been brought to this lower position. This electric motor 12 acts on the traction means 5 through a chain transmission mechanism 13, so that the carriage 6 can be moved with the help of the traction means 5 on the holding frame 1. A battery 14 for the motors 8, 12 and for the support beam 4 is also arranged, housed in a housing, on the support frame 1. This also carries a control console 15 in which a battery 16 is also contained.

El bastidor de sujeción 1 también lleva una palanca 17 pivotante. Con esta, la barrena ya tendida se puede fijar cuando se añade un nuevo tramo de barrena 11 a la barrena ya tendida.The holding frame 1 also carries a pivoting lever 17. With this, the already laid auger can be fixed when a new auger section 11 is added to the already laid auger.

La figura 2 muestra que se proporciona un depósito de almacenamiento para tramos de barrena 11' en el bastidor de sujeción 1. En la figura 2, el carro 6 se encuentra debajo de una cubierta 18 en el extremo superior del bastidor de sujeción 1 dispuesto en ángulo. El medio de tracción 5 en forma de cuerda está claramente configurado como cadena. Fig. 2 shows that a storage bin for auger sections 11' is provided in the holding frame 1. In Fig. 2, the carriage 6 is located under a cover 18 at the upper end of the holding frame 1 arranged in angle. The cord-shaped traction means 5 is clearly designed as a chain.

La figura 2 muestra una indicación de la barrena 19 que ya está metida en la tierra. El tramo de barrena 11 se atornilla a esta barrena 19 ya tendida con la ayuda del motor eléctrico 8, luego se hace avanzar la longitud del tramo de barrena 11 con la ayuda del motor eléctrico 12 y el medio de tracción 5, antes de añadir un siguiente tramo de barrena 11 a la barrena 19. Ambos motores eléctricos 8, 12 son motores eléctricos de baja tensión accionados por baterías, que aplican fuerzas a los tramos de barrena 11 o a la barrena 19 con poco par de torsión.Figure 2 shows an indication of the auger 19 which is already in the ground. The auger section 11 is screwed to this already laid auger 19 with the help of the electric motor 8, then the length of the auger section 11 is advanced with the help of the electric motor 12 and the traction means 5, before adding a next auger leg 11 to auger 19. Both electric motors 8, 12 are low voltage battery powered electric motors, which apply forces to auger legs 11 or auger 19 with little torque.

El medio de tracción 5 en forma de cuerda se pueden ver en la figura 3. El centro de control 15 está asociado directamente al bastidor de sujeción 1, de modo que el operario tenga una buena vista de los procesos en curso. Se muestran de nuevo el tramo de barrena 11 que se va a añadir y la barrena 19. Hay más tramos de barrena 11' listos para coger. The traction means 5 in the form of a rope can be seen in figure 3. The control center 15 is directly associated with the holding frame 1, so that the operator has a good view of the processes in progress. The bit section 11 to be added and the bit 19 are shown again. There are more bit sections 11' ready to be picked up.

Claims

1. Device for performing horizontal drilling using an auger, where it has at least one drive for advancing the auger and at least one drive for the angular orientation of the auger, characterized in that both drives are made up of electric motors (8 , 12), the electric motors (8, 12) being low voltage motors and at least one battery (14, 16) being provided as a source of electric power for the electric motors (8, 12).

Device according to claim 1, characterized in that the electric motor (12) for advancing the auger (19) is in operational force transmission connection with a carriage (6) that can move in translation, being arranged on the carriage (6) a fixing means for the auger (19).

Device according to claim 2, characterized in that the force transmission operative connection between the electric motor (12) and the carriage (6) is carried out by means of a transmission mechanism (13).

Device according to claim 3, characterized in that the transmission mechanism (13) and the carriage (6) are connected to each other by means of a rope-shaped traction means (5).

Device according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the carriage (6) is arranged on a holding frame (1).

Device according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the electric motor (8) for the angular orientation of the auger (19) is arranged on the carriage (6).

Device according to claim 6, characterized in that it has a chassis (2).

Device according to claim 7, characterized in that the support frame (1) on the chassis (2) can pivot around a horizontal axis transversely to the direction of movement of the chassis (2), with the support frame (1 ) supported on the chassis (2) through a support beam (4) of variable length.

Device according to claim 8, characterized in that the variable length support beam (4) is a low voltage linear drive.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a separate battery (14, 16) is provided as an electrical power source for each electric motor (8, 12).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that when the auger (19) is formed from auger sections (11), a storage space for the auger sections is provided on the holding frame (1). (eleven).