DE102010006824B3

DE102010006824B3 - Method for trenchless laying of pipelines

Info

Publication number: DE102010006824B3
Application number: DE201010006824
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dr. 26670 Kögler
Original assignee: Herrenknecht AG
Current assignee: Herrenknecht AG
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2030-02-04
Also published as: WO2011095324A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur grabenlosen Verlegung einer Rohrleitung (1) im Boden (2), bei dem von einem Startpunkt (3) ein gesteuerter Rohrvortrieb durch den Boden (2) zu einem Zielpunkt (5) zum Herstellen eines Bohrloches (25) geführt wird, wobei das Bohrloch (25) im ersten Arbeitsschritt mit einem Bohrkopf (6) und einem aus zugfest miteinander verbundenen Vortriebsrohren (4) gebildeten Bohrstrang (24) auf den Enddurchmesser der Rohrleitung (1) erstellt wird, der während des Bohrvorgangs vom Bohrkopf (6) gelöste Boden (2) aus dem Bohrloch (25) gefördert wird, und der Bohrkopf (6) nach dem Erreichen des Zielpunkts (5) von dem ersten Vortriebsrohr (4) entkoppelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bohrstrangelement (4) und einen Bohrstrang (24), der aus den erfindungsgemäßen Bohrstrangelementen (4) zusammengesetzt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein gesteuertes, grabenloses Verlegeverfahren von Rohrleitungen (1) bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die Verlegelängen zu reduzieren und damit die Baukosten und Baurisiken signifikant zu reduzieren. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der Bohrstrang (24) in einem Radius vorgebogen ist, dass eine mit demselben Radius des vorgebogenen Bohrstrangs (24) vorgebogene Rohrleitung (1) mit dem Bohrstrang verbunden wird, dass die Rohrleitung (1) in das Bohrloch eingebaut wird, indem der Bohrstrang (24) mittels Zugkräften aus dem Bohrloch (25) gezogen und ausgebaut wird, und dabei die Rohrleitung (1) in das Bohrloch (25) eingezogen wird.The invention relates to a method for trenchless laying of a pipeline (1) in the ground (2), in which a controlled pipe jacking is guided from a starting point (3) through the ground (2) to a target point (5) for producing a borehole (25) , the borehole (25) being created in the first work step with a drill head (6) and a drill string (24) formed from jacking pipes (4) connected to one another in a tensile manner to the final diameter of the pipeline (1), which is created by the drill head (1) during the drilling process. 6) loosened soil (2) is conveyed out of the borehole (25), and the drill head (6) is decoupled from the first jacking pipe (4) after reaching the target point (5). The invention also relates to a drill string element (4) and a drill string (24) which is assembled from the drill string elements (4) according to the invention. The object of the invention is to provide a controlled, trenchless laying method for pipelines (1) with which it is possible to reduce the laying lengths and thus significantly reduce construction costs and construction risks. This object is achieved in that the drill string (24) is pre-bent in a radius, that a pipe (1) pre-bent with the same radius as the pre-bent drill string (24) is connected to the drill string, that the pipe (1) is installed in the borehole is by pulling the drill string (24) out of the borehole (25) by means of tensile forces and expanding it, while the pipeline (1) is pulled into the borehole (25).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur grabenlosen Verlegung einer Rohrleitung im Boden, bei dem von einem Startpunkt ein gesteuerter Rohrvortrieb durch den Boden zu einem Zielpunkt zum Herstellen eines Bohrloches geführt wird, wobei das Bohrloch im ersten Arbeitsschritt mit einem Bohrkopf und einem aus zugfest miteinander verbundenen Vortriebsrohren gebildeten Bohrstrang auf den Enddurchmesser der Rohrleitung erstellt wird, der während des Bohrvorgangs vom Bohrkopf gelöste Boden aus dem Bohrloch gefördert wird, und der Bohrkopf nach dem Erreichen des Zielpunkts von dem ersten Vortriebsrohr entkoppelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bohrstrangelement und einen Bohrstrang, der aus den erfindungsgemäßen Bohrstrangelementen zusammengesetzt wird.The invention relates to a method for trenchless laying a pipeline in the ground, in which from a starting point a controlled pipe jacking through the ground is guided to a target point for producing a borehole, wherein the borehole in the first step with a drill head and a drive-connected from each other driving pipes formed drill string is formed to the final diameter of the pipeline, which is funded during the drilling process by the drill head soil from the wellbore, and the drill head is decoupled after reaching the target point of the first jacking pipe. Furthermore, the invention relates to a drill string element and a drill string, which is composed of the drill string elements according to the invention.

In der Vergangenheit wurden zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, um Rohrleitungen grabenlos im Boden zu verlegen und somit sensible Bereiche an der Geländeoberfläche zu unterqueren, für die eine Verlegung im offenen Rohrgraben aus technischen, ökologischen, rechtlichen oder wirtschaftlichen Gründen nicht möglich war oder nicht angeraten erschien. Dies kann z. B. dort der Fall sein, wo die Oberfläche im Verlegungsbereich mit schweren Baumaschinen nicht befahren werden kann (z. B. Moore, Gewässer), wo aus ökologischer Sicht keine Baugenehmigung erteilt werden kann (z. B. in Naturschutzgebieten) oder wo der Einsatz der konventionellen Verlegetechniken zu teuer würde (z. B. bei großen Verlegetiefen und hohem Grundwasserstand).Numerous methods and devices have been developed in the past for laying pipes in the ground without trenching, thus traversing sensitive areas on the surface of the terrain for which laying in an open trench was not possible or advisable for technical, environmental, legal or economic reasons , This can be z. This may be the case, for example, where the surface in the laying area can not be navigated with heavy construction machinery (eg bogs, bodies of water) where, from an ecological point of view, no building permit can be issued (eg in nature reserves) or where the use is would be too expensive for conventional laying techniques (eg for large laying depths and high groundwater levels).

In der Literatur finden sich umfassende Quellen zu den bereits eingesetzten und erprobten Verlegeverfahren für die grabenlose Verlegung von Rohrleitungen aus Stahl. Die Bohrlinien dieser Bohrungen werden entweder gerade oder gekrümmt ausgeführt.Comprehensive sources for the trenchless installation of steel pipelines can be found in the literature. The drilling lines of these holes are either straight or curved.

Kennzeichnend für die bisherigen Verfahren für gerade Bohrungen (z. B.: MT = Microtunneling bzw. gesteuerter Rohrvortrieb) ist es, dass für den Einsatz in der Regel sowohl ein Start- als auch ein Zielschacht erforderlich ist. Dies führt zwar zu relativ kurzen Bohrstrecken, jedoch auf Grund der Schachtbauwerke zu erheblichen Baukosten.Characteristic of the previous method for straight bores (eg: MT = Microtunneling or controlled pipe jacking) is that for the use usually both a start and a target shaft is required. Although this leads to relatively short drilling distances, but due to the shaft structures to significant construction costs.

Kennzeichnend für die bisherigen Verfahren für gekrümmte Bohrungen (wie z. B. HDD = Horizontal Directional Drilling) ist es, dass sich die Krümmung im Bereich der elastischen Biegung der zu verlegenden Rohrleitung bewegt, um die zulässigen Materialspannungen während der Bauphase nicht zu überschreiten. Dies führt jeweils zu relativ langen Bohrungen und damit verbunden ebenfalls hohen Baukosten sowie einem hohen Baurisiko. Auch mit dem MT-Verfahren werden gekrümmte Radien gebohrt, bei denen die elastische Biegung eingesetzt wird. Weiterhin wird beim Einsatz von Betonrohren die Beweglichkeit der Rohre untereinander im Verbindungsbereich zur Ablenkung ausgenutzt.Characteristic of the previous methods for curved bores (such as HDD = Horizontal Directional Drilling) is that the curvature in the range of elastic bending of the pipeline to be laid moves in order not to exceed the allowable material stresses during the construction phase. This leads in each case to relatively long boreholes and associated high building costs as well as a high construction risk. Even with the MT method, curved radii are drilled using elastic bending. Furthermore, when using concrete pipes, the mobility of the pipes among themselves in the connection area for deflection is utilized.

Ein solches Verfahren ist aus DE 10 2005 021 216 A1 bekannt. Dort wird aus einer Baugrube mittels eines gesteuerten Microtunneling-Vortriebs eine gekrümmte Pipeline erstellt. Hierbei sind allerdings mehrere Baugruben erforderlich. Eine Möglichkeit der Vornahme der Steuerung ist dabei beispielsweise aus DE 37 43 202 A1 bekannt.Such a procedure is over DE 10 2005 021 216 A1 known. There, a curved pipeline is created from an excavation by means of a controlled microtunnelling drive. However, several excavations are required. One way of making the control is, for example, off DE 37 43 202 A1 known.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gesteuertes, grabenloses Verlegeverfahren von Rohrleitungen bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die Verlegelängen zu reduzieren und damit die Baukosten und Baurisiken signifikant zu reduzieren.The present invention is based on the object to provide a controlled, trenchless laying method of pipelines, with which it is possible to reduce the laying lengths and thus significantly reduce the construction costs and building risks.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, dass der Bohrstrang bezogen auf die Achse in Bohrstranglängsrichtung in einem Radius vorgebogen ist, dass eine mit demselben Radius des vorgebogenen Bohrstrangs vorgebogene Rohrleitung mit dem Bohrstrang verbunden wird, dass die Rohrleitung in das Bohrloch eingebaut wird, indem der Bohrstrang mittels Zugkräften aus dem Bohrloch gezogen und ausgebaut wird, und dabei die Rohrleitung in das Bohrloch eingezogen wird.The object is achieved with respect to the method in that the drill string is pre-bent relative to the axis in Bohrstranglängsrichtung in a radius that a pre-bent with the same radius of the pre-bent drill string is connected to the drill string, that the pipe is installed in the well by the drill string is pulled out of the wellbore by means of tensile forces and removed, drawing the tubing into the wellbore.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass durch das Vorbiegen des Bohrstrangs und der Rohrleitung die Radien verkleinert werden können und damit erforderliche Bohrungslänge erheblich eingekürzt werden. Entsprechend werden damit die zugehörigen Baukosten sowie das mit der Verlegung verbundene Baurisiko reduziert. Bezogen auf das MT-Verfahren können teure Baugruben eingespart werden. Weiterhin ist es möglich, mobile Übertagetechnik bei der Verlegung zu verwenden.The main advantages of the invention can be seen in the fact that the radii can be reduced by the pre-bending of the drill string and the pipe and thus required bore length can be shortened considerably. Accordingly, the associated construction costs as well as the construction risk associated with the installation are reduced. Relative to the MT process, expensive excavation pits can be saved. Furthermore, it is possible to use mobile Übertagetechnik in the laying.

Eine Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Bohrstrang zumindest teilweise aus gebogenen Rohrabschnitten und/oder zumindest teilweise aus geraden Rohrabschnitten zusammengesetzt wird, die über Winkelelemente miteinander verbunden werden. Auf diese Weise lässt sich einfach und kostengünstig ein entsprechend gebogener Bohrstrang erstellen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass ein Verbindungsrohr an ein äußeres Vortriebsrohr montiert wird und das Verbindungsrohr auf der anderen Seite mit der Rohrleitung verbunden wird. Durch den Einsatz eines Verbindungsrohres wird eine Anpassung an ggf. vorherrschenden Durchmesser- und Gewindeabweichungen ausgeglichen.A teaching of the invention provides that the drill string is at least partially composed of bent pipe sections and / or at least partially of straight pipe sections, which are connected to each other via angle elements. In this way can be easily and inexpensively create a correspondingly curved drill string. Furthermore, it is advantageous that a connecting pipe is mounted on an outer driving pipe and the connecting pipe is connected on the other side with the pipe. Through the use of a connecting pipe, an adaptation to possibly prevailing diameter and thread deviations is compensated.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Zugkraft mittels einer Pressvorrichtung auf den Bohrstrang ausgeübt wird, wobei bevorzugt Zugkraft eingeleitet wird, die besonders bevorzugt auf einem Führungsrahmen eines Verlegefahrzeugs vorgesehen ist.Another teaching of the invention provides that the tensile force is exerted by means of a pressing device on the drill string, wherein preferred Traction is initiated, which is particularly preferably provided on a guide frame of a laying vehicle.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Rohrleitung aus Stahl besteht und/oder dass die Rohrleitung aus wenigstens zwei Rohrabschnitten vor Ort während des Einbaus zusammengesetzt wird, wobei der Rohrabschnitt wenigstens teilweise denselben Biegeradius wie der Bohrstrang aufweist, und/oder dass der Rohrabschnitt aus einem geraden Abschnitt und einem Winkelelement zugfest zusammen gesetzt wird. Stahlrohrleitungen können in einem engeren Radius verlegt werden, wenn diese Rohre vor der Verlegung kalt gebogen, d. h. statisch verformt werden. In diesem Fall sind erheblich kleinere Rohrkrümmungen und damit Bohrlängenverkürzung möglich. Es hat sich ergeben, dass eine erhebliche Radiusverkleinerung zwischen elastischem Biegeradius und kalt gebogenem Radius möglich wird. Dieses soll an folgendem Beispiel verdeutlicht werden. Als Richtwert für die elastische Krümmung von Stahlrohrleitungen wird im weltweiten Pipelinebau pro Millimeter Rohrdurchmesser bis zu einem Meter Biegeradius (nach Möglichkeit nicht mehr) angesetzt, d. h. ein Stahlrohr mit dem Durchmesser von 900 mm sollte nicht wesentlich mit einem geringeren Radius als 900 m verlegt werden. Wird ein 900 mm Stahlrohr kalt gebogen, so kann es mit einem Radius von bis zu 20 m (ausgehend von 900 m Radius) verlegt werden.Furthermore, it is advantageous that the pipeline consists of steel and / or that the pipeline is assembled from at least two pipe sections on site during installation, wherein the pipe section has at least partially the same bending radius as the drill string, and / or that the pipe section consists of a straight section and an angle element tensile strength is put together. Steel piping can be installed within a narrower radius if these pipes are cold bent prior to installation, ie. H. be deformed statically. In this case, considerably smaller pipe bends and thus shortening of drill lengths are possible. It has been found that a considerable reduction in radius between elastic bending radius and cold bent radius is possible. This will be clarified by the following example. As a guideline for the elastic curvature of steel pipelines, in the worldwide pipeline construction per millimeter pipe diameter up to one meter bending radius (if possible not more) is used, ie. H. a 900 mm diameter steel pipe should not be laid with a radius less than 900 m. If a 900 mm steel pipe is bent cold, it can be laid with a radius of up to 20 m (starting from a 900 m radius).

Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Bohrstrangelement aufweisend wenigstens ein Vortriebsrohr, insbesondere zur Verwendung bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, gelöst, wobei das Vortriebsrohr aus einem geraden Abschnitt besteht, und bei dem ein Winkelelement vorgesehen ist, das mit dem geraden Abschnitt zugfest verbunden ist. Solche Elemente lassen sich vielseitig einsetzen. Weiterhin wird es möglich, die geraden Abschnitte wiederzuverwenden und lediglich die Winkelelemente auszutauschen, wenn ein veränderterer Radius bei der Verlegung eingesetzt werden soll.Furthermore, the object is achieved by a drill string element comprising at least one jacking pipe, in particular for use in a previously described method, wherein the jacking pipe consists of a straight section, and in which an angle element is provided, which is connected to the straight section tensile strength. Such elements can be used in many ways. Furthermore, it becomes possible to reuse the straight sections and to exchange only the angle elements if a changed radius is to be used during installation.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Vortriebsrohr Elemente zum Einleiten einer Kraft zum Bewegen des Bohrstrangs an der äußeren Oberfläche aufweist, wobei es sich bei den Elementen bevorzugt um Eingriffsöffnungen handelt, die besonders bevorzugt in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet sind, und/oder dass das Vortriebsrohr und/oder das Winkelelement Öffnungen für die Zuführung von Schmiermittel in den Ringraum zwischen Vortriebsrohr und Bohrlochwand aufweist.A further teaching of the invention provides that the propulsion tube has elements for introducing a force for moving the drill string on the outer surface, wherein the elements are preferably engagement openings, which are particularly preferably arranged at an angle of 180 ° to each other, and / or in that the propulsion tube and / or the angle element has openings for the supply of lubricant into the annular space between the propulsion tube and the borehole wall.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Länge des geraden Abschnitts im Wesentlichen mit dem Durchmesser des geraden Abschnitts übereinstimmt, und/oder dass die Länge des geraden Abschnitts in Verbindung mit der Auslenkung des Winkelelements den vorgesehenen Radius des Bohrstrangs ergibt. Auf diese Weise lassen sich optimale Radien mit einfachen mitteln erzeugen, die an die kalt gebogenen Rohrleitungen heranreicht, ohne für jeden unterschiedlichen Radius extra Vortriebsrohre für den Bohrstrang herstellen zu müssen.Furthermore, it is advantageous that the length of the straight section substantially coincides with the diameter of the straight section, and / or that the length of the straight section in conjunction with the deflection of the angle element results in the intended radius of the drill string. In this way, optimal radii can be generated with simple means, which comes up to the cold bent pipes without having to produce for each different radius extra jacking pipes for the drill string.

Des Weiteren wird die Aufgabe durch einen Bohrstrang gelöst, bestehend zumindest teilweise aus zuvor beschriebenen Bohrstrangelementen zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens. Dabei ist vorteilhaft, wenn zwischen den Vortriebsrohren und/oder Bohrstrangelementen wenigstens eine Dehnerstation vorgesehen ist. Dadurch lässt sich die Kraft gleichmäßiger auf den Bohrkopf und auf die Rohrleitung übertragen.Furthermore, the object is achieved by a drill string, consisting at least partially of previously described Bohrstrangelementen for performing the method described above. It is advantageous if at least one Dehnerstation is provided between the jacking pipes and / or Bohrstrangelementen. This allows the force to be transmitted more uniformly to the drill head and to the pipeline.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie dabei einsetzbare Vorrichtungen werden anhand von Zeichnungen dargestellt und erläutert, wobei die dort gezeigten Merkmale beispielhaften Charakter aufweisen. Dabei zeigenThe method according to the invention as well as devices that can be used in the process are illustrated and explained with reference to drawings, the features shown there having exemplary character. Show

1a bis 1c: einen Radiusvergleich der verschiedenen Verfahren, bei dem 1a ein HDD-Verfahren, 1b ein MT-Verfahren, und 1c das erfindungsgemäße Verfahren, 1a to 1c a radius comparison of the various methods in which 1a an HDD process, 1b an MT method, and 1c the method according to the invention,

2a bis 2e: die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2a to 2e the individual process steps of the process according to the invention,

3a. eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bohrstrangelements, und 3a , a first embodiment of a Bohrstrangelements invention, and

3b: eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrstrangelements. 3b A second embodiment of the drill string element according to the invention.

In 1a bis 1c werden der grundsätzliche geometrische Unterschied der Bohrungsauslegung zwischen den bestehenden Verfahren HDD (1a) und MT (1b) sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren (1c) am Beispiel einer Stahlleitung mit R1 = 900 m elastischem Biegeradius gezeigt. Dabei wird deutlich, dass die Verlegelänge des erfindungsgemäßen Verfahrens erheblich geringer ist als beim HDD (statt ca. L1 = 350 m nur ca. L2 = 60 m). Dies liegt einerseits daran, dass der Abstand zur Gewässersohle beim erfindungsgemäßen Verfahren etwa demjenigen beim MT entspricht (ca. 3-facher Rohrdurchmesser, im Beispiel 3 × 900 mm = 2,7 m) und anderseits die möglichen, viel engeren Krümmungsradien (im Beispiel: R2 = 50 m) zu einer entsprechenden Verkürzung führen.In 1a to 1c will be the fundamental geometric difference of the hole design between the existing HDD ( 1a ) and MT ( 1b ) as well as the method according to the invention ( 1c ) using the example of a steel pipe with R1 = 900 m elastic bending radius shown. It is clear that the laying length of the method according to the invention is considerably lower than in the HDD (instead of approximately L1 = 350 m only about L2 = 60 m). On the one hand, this is due to the fact that the distance to the riverbed in the method according to the invention corresponds approximately to that at MT (about 3 times the pipe diameter, in the example 3 × 900 mm = 2.7 m) and, on the other hand, the possible, much narrower radii of curvature (in the example: R2 = 50 m) lead to a corresponding shortening.

Gegenüber dem MT-Verfahren sind die Überdeckungen unter dem Gewässer zwar identisch und die Bohrungslängen vergleichbar (60 m gegenüber 50 m beim MT), dafür entfallen beim erfindungsgemäßen Verfahren aber die beiden Schachtbauwerke auf der Start- bzw. Zielseite sowie die Verbindungsstücke in den Schächten („Schwanenhälse”), was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.Compared to the MT method, the coverages under the water are indeed identical and the bore lengths comparable (60 m compared to 50 m in MT), but account for the inventive method but the two shaft structures on the start or finish side and the Connectors in the manholes ("goosenecks"), resulting in significant cost savings.

In 2a bis 2e werden der prinzipielle Ablauf des Verfahrens an Hand einer bevorzugten Ausführungsvariante gezeigt.In 2a to 2e the basic procedure of the method will be shown with reference to a preferred embodiment.

Auf einem ersten Trägerfahrzeug 11 befindet sich ein justierbarer Führungsrahmen 12. Auf diesen werden gekrümmte Vortriebsrohre 4 oder Bohrstrangelemente 23 eines Bohrstrangs 24 aufgelegt und mit einer Pressvorrichtung 8 verbunden. Die für den Betrieb und die Steuerung eines Bohrkopfes 6 benötigte Energie wird vom Motor 14 des ersten Trägerfahrzeugs 11 erbracht und über Zuleitungen 15 übertragen. Mit Hilfe eines Ladekrans 16 können weitere gekrümmte Vortriebsrohre 4/Bohrstrangelemente 23 aufgenommen und auf den justierbaren Führungsrahmen 12 aufgelegt werden. Für einen sicheren Stand des ersten Trägerfahrzeugs dienen entsprechende Verankerungen 13 und Hydraulikstützen 17 am Fahrzeug 11.On a first carrier vehicle 11 there is an adjustable guide frame 12 , On these are curved jacking pipes 4 or drill string elements 23 a drill string 24 applied and with a pressing device 8th connected. The for the operation and the control of a drill head 6 needed energy is from the engine 14 of the first carrier vehicle 11 provided and over supply lines 15 transfer. With the help of a loading crane 16 can be more curved jacking pipes 4 / drill string 23 picked up and on the adjustable guide frame 12 be hung up. For a secure state of the first carrier vehicle serve appropriate anchorages 13 and hydraulic supports 17 at the vehicle 11 ,

Der Bohrkopf 6 wird mit dem ersten Vortriebsrohr 4 des Bohrstrangs 24 verbunden. Durch Steuerung des Bohrkopfes 6 während der Bohrtätigkeit und die genaue Ausrichtung des Führungsrahmen 12 in Neigung und Richtung wird sichergestellt, dass der Scheitel der gekrümmten Vortriebsrohre 4/Bohrstrangelemente 23 immer genau senkrecht an der Firste des Bohrlochs 25 steht und der Bohrkopf 6 somit entlang einer vorgegebenen Bohrlinie 27 zum Zielpunkt 5 geführt wird. (2a)The drill head 6 comes with the first jacking pipe 4 of the drill string 24 connected. By controlling the drill head 6 during the drilling activity and the exact alignment of the guide frame 12 in inclination and direction it is ensured that the apex of the curved jacking pipes 4 / drill string 23 always exactly perpendicular to the ridge of the borehole 25 stands and the drill head 6 thus along a given drill line 27 to the destination point 5 to be led. ( 2a )

Nachdem der Bohrkopf 6 am Zielpunkt 5 wieder zu Tage getreten ist, wird dieser Bohrkopf 6 von dem ersten gekrümmten Vortriebsrohr 4/Bohrstrangelement 23 entfernt und stattdessen ein Verbindungsrohr 7 angebracht. (2b) Anschließend wird eine vorgebogene Rohrleitung aus Stahl 1 in drei separaten Abschnitten 26 vorbereitet. Den ersten dieser Abschnitte 26 nimmt das zweite Trägerfahrzeug 18 auf und legt ihn auf der justierbaren Rohrführung 19 ab. Damit der erste Abschnitt 26 der vorbereiteten, vorgebogene Rohrleitung 1 nicht unbeabsichtigt auf Grund des Eigengewichts in Bewegung gerät, befindet sich am unteren Ende der justierbaren Rohrführung 19 eine Rohrbremse 20. Der erste Abschnitt 26 der vorgebogenen Rohrleitung 1 wird dann mit dem Verbindungsrohr 7 zug- und druckfest gekoppelt. Anschließend werden die gekrümmten Vortriebsrohre 4/Bohrstrangelemente 23 sukzessive von der Pressvorrichtung 8 zurückgezogen, wodurch der erste Abschnitt 26 der vorgebogenen Rohrleitung 1 in das Bohrloch 25 gezogen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis der erste Abschnitt 26 der vorgebogenen Rohrleitung 1 in das Bohrloch eingezogen wurde. (2c)After the drill head 6 at the destination point 5 has come to light again, this drill head 6 from the first curved jacking pipe 4 / drill string 23 removed and instead a connecting pipe 7 appropriate. ( 2 B ) Then a pre-bent pipe made of steel 1 in three separate sections 26 prepared. The first of these sections 26 takes the second carrier vehicle 18 and place it on the adjustable tube guide 19 from. So the first section 26 the prepared, pre-bent pipe 1 not unintentionally due to its own weight in motion device, located at the bottom of the adjustable pipe guide 19 a pipe brake 20 , The first paragraph 26 the pre-bent pipe 1 is then connected to the connecting pipe 7 coupled tensile and pressure resistant. Subsequently, the curved jacking pipes 4 / drill string 23 successively from the pressing device 8th withdrawn, eliminating the first section 26 the pre-bent pipe 1 in the borehole 25 is pulled. This process is repeated until the first section 26 the pre-bent pipe 1 was pulled into the hole. ( 2c )

Dann wird vom zweiten Trägerfahrzeug 18 der nächste Abschnitt 26 der vorgebogenen Rohrleitung 1 aufgenommen und mit dem bereits im Bohrloch 25 befindlichen, ersten Abschnitt 26 der vorgebogenen Rohrleitung 1 verbunden. Anschließend können weitere gekrümmte Vortriebsrohre 4/Bohrstrangelemente 23 zurückgezogen und der Verlegevorgang fortgesetzt werden. (2d) Dieser Vorgang wiederholt sich im Beispiel noch ein weiteres Mal. Danach ist die vorgebogene Rohrleitung 1 komplett in das Bohrloch 25 eingezogen und somit im Boden 2 verlegt. (2e)Then the second carrier vehicle 18 the next section 26 the pre-bent pipe 1 taken and with the already in the borehole 25 located first section 26 the pre-bent pipe 1 connected. Subsequently, further curved jacking pipes 4 / drill string 23 retracted and the laying process to be continued. ( 2d ) This process is repeated again in the example. After that is the pre-bent pipe 1 completely in the borehole 25 retracted and thus in the ground 2 laid. ( 2e )

In 3a und 3b werden unterschiedliche Ausführungsformen für gekrümmte Vortriebsrohre 4/Bohrstrangelemente 23 gezeigt. In 3a ist ein gekrümmtes Vortriebsrohr 4 dargestellt, die eine kontinuierliche Krümmung aufweisen, d. h. einen durchgängigen Biegeradius R2 (beispielsweise 30 m) besitzen. In 3b wechseln sich gerade Abschnitte 21 eines Bohrstrangelements 23 als gekrümmtes Vortriebsrohrs 4 und Winkelstücke 22 ab. Der gerade Abschnitt 21 hat dabei beispielsweise eine Länge von L5 = 1,00 m und einen Radius d von 0,90 m. d und 15 sind somit im Wesentlichen gleich. Das Winkelstück 22 weist auf seiner ersten Seite 28 eine Breite von L4 = 0,13 m auf und auf seiner zweiten Seite 29 eine Breite von L5 = 0,10 m. Im Ergebnis führt dies zu der gleichen resultierenden Krümmung wie bei 3a. Der Vorteil bei der Verwendung von Winkelstücken 22 ist jedoch darin zu sehen, dass durch Austausch dieser Winkelstücke 22 unterschiedliche Krümmungsradien unter Beibehaltung der geraden Abschnitte 21 realisiert werden können. In beiden Versionen der gekrümmten Vortriebsrohre 4 befinden sich jeweils Vorrichtungen für die Verbindung der gekrümmten Vortriebsrohre mit der Pressvorrichtung 9 sowie Vorrichtungen für die Zuführung von Schmiermittel in den Ringraum 10.In 3a and 3b are different embodiments for curved jacking pipes 4 / drill string 23 shown. In 3a is a curved jacking pipe 4 shown, which have a continuous curvature, ie have a continuous bending radius R2 (for example, 30 m). In 3b alternate straight sections 21 a drill string element 23 as a curved jacking pipe 4 and angle pieces 22 from. The straight section 21 has, for example, a length of L5 = 1.00 m and a radius d of 0.90 m. d and 15 are thus essentially the same. The elbow 22 points to his first page 28 a width of L4 = 0.13 m on and on its second side 29 a width of L5 = 0.10 m. As a result, this results in the same resulting curvature as in 3a , The advantage of using contra angles 22 However, it is to be seen in that by replacing these elbows 22 different radii of curvature while maintaining the straight sections 21 can be realized. In both versions of the curved jacking pipes 4 are each devices for the connection of the curved jacking pipes with the pressing device 9 and devices for supplying lubricant into the annulus 10 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Rohrleitungpipeline
22: Bodenground
33: Startpunktstarting point
44: Vortriebsrohr/BohrstrangelementDrill casing / drill string
55: ZielpunktEndpoint
66: Bohrkopfwellhead
77: Verbindungsrohrconnecting pipe
88th: Pressvorrichtungpressing device
99: Verbindungsvorrichtungconnecting device
1010: Schmiermittelzuführunglubricant feed
1111: Erstes TrägerfahrzeugFirst carrier vehicle
1212: Justierbarer FührungsrahmenAdjustable guide frame
1313: Erdankerground anchor
1414: Motorengine
1515: Zuleitungenleads
1616: Ladekranladekran
1717: Hydraulikstützen/VerankerungHydraulic props / anchor
1818: Zweites TrägerfahrzeugSecond carrier vehicle
1919: Justierbare RohrführungAdjustable pipe routing
2020: Rohrbremserecoil brake
2121: Gerade AbschnittStraight section
2222: Winkelstückelbow
2323: Gebogener Abschnitt eines VortriebsrohrsBent section of a jacking pipe
2424: Bohrstrangdrill string
2525: Bohrlochwell
2626: RohrleitungsabschnittPipeline section
2727: Bohrliniedrilling line
2828: erste Seitefirst page
2929: zweite Seitesecond page

Claims

Verfahren zur grabenlosen Verlegung einer Rohrleitung (1) im Boden (2), bei dem von einem Startpunkt (3) ein gesteuerter Rohrvortrieb durch den Boden (2) zu einem Zielpunkt (5) zum Herstellen eines Bohrloches (25) geführt wird, wobei das Bohrloch (25) im ersten Arbeitsschritt mit einem Bohrkopf (6) und einem aus zugfest miteinander verbundenen Vortriebsrohren (4) gebildeten Bohrstrang (24) auf den Enddurchmesser der Rohrleitung (1) erstellt wird, der während des Bohrvorgangs vom Bohrkopf (6) gelöste Boden (2) aus dem Bohrloch (25) gefördert wird, und der Bohrkopf (6) nach dem Erreichen des Zielpunkts (5) von dem ersten Vortriebsrohr (4) entkoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrstrang (24) bezogen auf die Achse in Bohrstranglängsrichtung in einem Radius vorgebogen ist, dass eine mit demselben Radius des vorgebogenen Bohrstrangs (24) vorgebogene Rohrleitung (1) mit dem Bohrstrang verbunden wird, dass die Rohrleitung (1) in das Bohrloch eingebaut wird, indem der Bohrstrang (24) mittels Zugkräften aus dem Bohrloch (25) gezogen und ausgebaut wird, und dabei die Rohrleitung (1) in das Bohrloch (25) eingezogen wird.Method for the trenchless laying of a pipeline ( 1 ) in the ground ( 2 ), from which a starting point ( 3 ) a controlled pipe advance through the ground ( 2 ) to a destination ( 5 ) for producing a borehole ( 25 ), whereby the borehole ( 25 ) in the first step with a drill head ( 6 ) and a drive-out tubes connected to each other from a tensile strength ( 4 ) formed drill string ( 24 ) to the final diameter of the pipeline ( 1 ) created during the drilling process by the drill head ( 6 ) dissolved soil ( 2 ) from the borehole ( 25 ), and the drill head ( 6 ) after reaching the target point ( 5 ) from the first propulsion tube ( 4 ) is decoupled, characterized in that the drill string ( 24 ) is pre-bent relative to the axis in the direction of the drill string in a radius such that one with the same radius of the pre-bent drill string ( 24 ) pre-bent pipe ( 1 ) is connected to the drill string that the pipeline ( 1 ) is installed in the borehole by the drill string ( 24 ) by means of tensile forces from the borehole ( 25 ) and removing the pipeline ( 1 ) in the borehole ( 25 ) is fed.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrstrang zumindest teilweise aus gebogenen Rohrabschnitten (26) und/oder zumindest teilweise aus geraden Rohrabschnitten (21) zusammengesetzt wird, die über Winkelelemente (22) miteinander verbunden werden.A method according to claim 1, characterized in that the drill string at least partially from bent pipe sections ( 26 ) and / or at least partially from straight pipe sections ( 21 ) which is connected via angle elements ( 22 ).

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsrohr (7) an ein äußeres Vortriebsrohr (4) montiert wird und das Verbindungsrohr (7) auf der anderen Seite mit der Rohrleitung (1) verbunden wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that a connecting pipe ( 7 ) to an outer jacking pipe ( 4 ) and the connecting tube ( 7 ) on the other side with the pipeline ( 1 ) is connected.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkraft mittels einer Pressvorrichtung (8) auf den Bohrstrang (24) ausgeübt wird, wobei bevorzugt Zugkraft eingeleitet wird, die besonders bevorzugt auf einem Führungsrahmen (12, 19) eines Verlegefahrzeugs (11, 18) vorgesehen ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tensile force by means of a pressing device ( 8th ) on the drill string ( 24 ) is applied, preferably pulling force is introduced, which particularly preferably on a guide frame ( 12 . 19 ) of a laying vehicle ( 11 . 18 ) is provided.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (1) aus Stahl besteht und/oder dass die Rohrleitung (1) aus wenigstens zwei Rohrabschnitten (23) vor Ort während des Einbaus zusammengesetzt wird, wobei der Rohrabschnitt (23) wenigstens teilweise denselben Biegeradius wie der Bohrstrang (24) aufweist, und/oder dass der Rohrabschnitt (23) aus einem geraden Abschnitt und einem Winkelelement zugfest zusammen gesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pipeline ( 1 ) consists of steel and / or that the pipeline ( 1 ) from at least two pipe sections ( 23 ) is assembled on site during installation, the pipe section ( 23 ) at least partially the same bending radius as the drill string ( 24 ), and / or that the pipe section ( 23 ) is composed of a straight section and an angular element tensile strength together.

Bohrstrangelement, insbesondere zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend wenigstens ein Vortriebsrohr (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Vortriebsrohr (4) aus einem geraden Abschnitt (21) besteht, und dass ein Winkelelement (22) vorgesehen ist, das mit dem geraden Abschnitt zugfest verbunden ist.Drilling string element, in particular for use in a method according to one of claims 1 to 5, comprising at least one jacking pipe ( 4 ), characterized in that the propulsion tube ( 4 ) from a straight section ( 21 ) and that an angle element ( 22 ) is provided, which is connected to the straight section tensile strength.

Bohrstrangelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vortriebsrohr (4) Elemente zum Einleiten einer Kraft zum Bewegen des Bohrstrangs an der äußeren Oberfläche aufweist, wobei es sich bei den Elementen bevorzugt um Eingriffsöffnungen handelt, die besonders bevorzugt in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet sind, und/oder dass das Vortriebsrohr (4) und/oder das Winkelelement (22) Öffnungen für die Zuführung von Schmiermittel (10) in den Ringraum zwischen Vortriebsrohr (4) und Bohrlochwand aufweist.Drilling string element according to claim 6, characterized in that the propulsion pipe ( 4 ) Elements for introducing a force for moving the drill string on the outer surface, wherein the elements are preferably engagement openings, which are particularly preferably arranged at an angle of 180 ° to each other, and / or that the propulsion tube ( 4 ) and / or the angle element ( 22 ) Openings for the supply of lubricant ( 10 ) in the annulus between propulsion tube ( 4 ) and borehole wall.

Bohrstrangelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des geraden Abschnitts (21) im Wesentlichen mit dem Durchmesser des geraden Abschnitts (21) übereinstimmt, und/oder dass die Länge des geraden Abschnitts (21) in Verbindung mit der Auslenkung des Winkelelements (22) den vorgesehenen Radius des Bohrstrangs (24) ergibt.Drilling string element according to claim 6 or 7, characterized in that the length of the straight section ( 21 ) substantially with the diameter of the straight section ( 21 ) and / or that the length of the straight section ( 21 ) in conjunction with the deflection of the angle element ( 22 ) the intended radius of the drill string ( 24 ).

Bohrstrang bestehend zumindest teilweise aus Bohrstrangelementen (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Drill strand consisting at least partly of drill string elements ( 4 ) according to one of claims 6 to 8 for carrying out the method according to one of claims 1 to 5.

Bohrstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Vortriebsrohren (4) und/oder Bohrstrangelementen wenigstens eine Dehnerstation vorgesehen ist.A drill string according to claim 9, characterized in that between the jacking pipes ( 4 ) and / or Bohrstrangelementen at least one Dehnerstation is provided.