DE102013013603B3 - Method for laying pipes - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Einbringen eines aus einer Vielzahl einzelner Rohre bestehenden Rohrstrangs in ein Bohrloch einer fertig aufgefahrenen Verlegestrecke, wobei die Verlegestrecke eine Startseite und eine Zielseite beinhaltet und das Auffahren der Verlegestrecke von der Startseite her erfolgt ist, wobei auf der Zielseite der Verlegestrecke einzelne Rohre in eine dem Austrittswinkel des Bohrlochs entsprechende Position gebracht und die bündig aneinander anstoßenden Rohrenden der Rohre schweißtechnisch, insbesondere durch Laserschweißen, miteinander verbunden werden, dass anschließend ein Prüfvorgang der Schweißnaht/Schweißnähte erfolgt und die miteinander verbundenen Rohre von der Zielseite der Verlegestrecke in Richtung der Startseite in das Bohrloch gezogen werden, dergestalt, dass im Verlauf des Einzugs der miteinander verbundenen Rohre in das Bohrloch mindestens ein weiteres Rohr in die Ausgangsposition gebracht und mit der vorangegangenen Rohr schweißtechnisch verbunden wird.A method for introducing a pipe string consisting of a plurality of individual pipes into a borehole of a completed laying section, the laying section containing a start page and a target page, and the laying section being driven from the start page, with individual pipes being inserted into a target side of the laying section brought the exit angle of the borehole into a position corresponding to the exit angle of the borehole and the flush pipe ends of the pipes are connected to one another by welding, in particular by laser welding, that a test process of the weld seam / welds is then carried out and the interconnected pipes from the target side of the laying path towards the home Borehole are drawn in such a way that in the course of pulling the interconnected tubes into the borehole, at least one further tube is brought into the starting position and connected to the preceding tube by welding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines, aus einer Vielzahl einzelner Rohre bestehenden, Rohrstrangs in ein Bohrloch einer fertiggestellten Verlegestrecke für den Rohrstrang gemäß gattungsbildendem Teil des ersten PatentanspruchsThe invention relates to a method for introducing a, consisting of a plurality of individual pipes, pipe string in a wellbore of a completed laying line for the pipe string according to the generic part of the first claim

Rohrleitungen für Dükerbauwerke können mittels verschiedener Verlegeverfahren in das Erdreich eingebracht werden. Das DWA-Regelwerk – Arbeitsblatt DWA-A 125 „Rohrvortrieb und verwandte Verfahren” unterscheidet in unbemannte/bemannte und nichtsteuerbare/steuerbare Verfahren. Obgleich der Rohrvortrieb (Microtunnelbau) als auch das Horizontal Directional Drilling (HDD) den unbemannten, steuerbaren Verfahren zugeordnet werden, unterscheidet das Arbeitsblatt DWA-A 125 sie im Einzelnen in zwei Gruppen 6.1.3.1 (Microtunnelbau) und 6.1.3.3. (HDD). Diese Unterscheidung begründet sich in der Art und Weise wie der Tunnel aufgefahren wird.Pipelines for culvert structures can be introduced into the ground by means of various laying methods. The DWA Code of Practice - Worksheet DWA-A 125 "Pipe jacking and related processes" differentiates between unmanned / manned and non-controllable / controllable methods. Although pipe jacking (microtunnelling) and horizontal directional drilling (HDD) are assigned to the unmanned, controllable process, worksheet DWA-A 125 differentiates them in detail into two groups 6.1.3.1 (microtunnelling) and 6.1.3.3. (HDD). This distinction is based on the way in which the tunnel is opened.

Das Prinzip eines Microtunnels besteht darin, dass von einer Startbaugrube aus Vortriebsrohre mit Hilfe einer Hautpresseinrichtung, durch den Baugrund bis in eine Zielbaugrube vorgetrieben werden. Dabei können die Vortriebsrohre direkt das Produktenrohr oder ein äußeres Schutzrohr darstellen. Signifikant für den Rohrvortrieb ist das Vorpressen eines jeden einzelnen Rohrs.The principle of a microtunnel is that from a starting pit from jacking pipes are driven by a skin pressing device through the ground to a target pit. The jacking pipes can directly represent the product pipe or an outer protective pipe. Significant for pipe jacking is the pre-pressing of each individual pipe.

Im Vergleich dazu wird beim HDD in mehreren Stufen ein offenes, freistehendes (ungestütztes) Bohrloch aufgefahren, in das am Ende ein Rohrstrang eingezogen wird. Das Verfahren zeichnet sich durch drei wesentliche Arbeitsgänge aus:In comparison, the HDD in several stages an open, freestanding (unsupported) borehole is driven up, in the end of a pipe string is retracted. The process is characterized by three essential operations:

1. Herstellen einer gesteuerten Pilotbohrung1. Establish a controlled pilot hole

Die Bohrung verläuft von der Startseite – Eintrittspunkt der Pilotbohrung – zur Zielseite – Austrittspunkt der Pilotbohrung.The bore runs from the start page - entry point of the pilot hole - to the target side - exit point of the pilot hole.

2. Räumen des Bohrlochs auf den Enddurchmesser2. Clear the borehole to the final diameter

Auf der Zielseite wird ein Räumer zum Aufweiten des Bohrlochs an das Bohrgestänge montiert und mit Hilfe des Bohrgeräts zurück zur Startseite gezogen. Dieser Vorgang wiederholt sich bis der geforderte Enddurchmesser des Bohrlochs erreicht ist.On the target side, a reamer is mounted to the drill pipe to widen the borehole and pulled back to the start by means of the drill. This process is repeated until the required final diameter of the borehole is reached.

3. Einziehen des zu verlegenden Rohres3. Pull in the pipe to be laid

Auf der Zielseite muss der Rohrstrang vor dem Einzug in das Bohrloch in seiner vollständigen Länge hinter dem Austrittspunkt auf einem Arbeitsstreifen (ca. 10 m breit) verschweißt werden, folglich besitzt der Rohrstrang die gleiche Länge wie das Bohrloch selbst. Der Rohrstrang wird hinter dem Austrittspunkt über Rollenlager zunächst über einen Oberbogen gelenkt, um ihn im richtigen Winkel in das Bohrloch führen zu können.At the finish side, prior to entering the wellbore, the tubing string must be welded to its full length beyond the exit point on a working strip (approximately 10 m wide), thus the tubing string is the same length as the wellbore itself. The tubing string is past the exit point Initially guided over roller bearings over an upper arch in order to be able to guide him into the borehole at the correct angle.

Ein Verschweißen des Rohrstrangs erst während des Einzuges ist bis heute nicht möglich, da das Bohrloch ungestützt ist und der Herstellungszeitraum einer Schweißnaht bis zu 3 Stunden dauert. Das Risiko, dass das Bohrloch in dieser Zeitspanne zusammenbricht ist zu hoch, weshalb der Rohrstrang grundsätzlich vor dem Einzug fertig hergestellt sein muss und dann kontinuierlich in das Bohrloch eingezogen wird.Welding of the pipe string only during the collection is not possible today, since the borehole is unsupported and the production period of a weld takes up to 3 hours. The risk of the wellbore collapsing during this period is too high, which is why the tubing string must always be completed before it is pulled in and then continuously retracted into the wellbore.

Die DE 34 07 381 C2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von unterirdischen Rohrleitungen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung unterirdischer Rohrleitungen durch Vorpressen von Rohrabschnitten in das Erdreich, wobei an der Spitze des vorzutreibenden Rohrleitungsstrangs der Boden und das abgebaute Bodenmaterial nach hinten durch den Rohrleitungsstrang zur Abfuhr oder Aufbereitung transportiert wird und wobei von der Spitze des Rohrleitungsstrangs aus durch die einzelnen Rohrabschnitte Versorgungsleitungen nach außen verlegt werden. Für jeden Rohrabschnitt des einzubauenden Rohrleitungsstrangs werden wenigstens zwei in Längsrichtung voneinander getrennte Rohrteilschalen verwendet, die um die in den Rohrleitungsstrang führenden Versorgungsleitungen zum Rohrabschnitt zusammengeführt werden, bevor dieser von der Seite des Bohrgeräts (Startseite) aus in das Erdreich vorgepresst wird.The DE 34 07 381 C2 discloses a method for producing underground pipelines and an apparatus for carrying out this method. Proposed is a method for the production of underground pipelines by pre-pressing pipe sections into the soil, wherein at the top of vorzutreibenden pipe string, the soil and the mined soil is transported backwards through the pipe string for removal or processing and wherein from the top of the pipe string through the individual pipe sections supply lines are laid to the outside. For each pipe section of the pipe line to be installed at least two longitudinally separate pipe shells are used, which are brought together around the pipe line leading supply lines to the pipe section, before it is pre-pressed from the side of the drill (start) in the soil.

In der US 4,135,586 wird eine Einrichtung (höhenverstellbare Klemme) zum Bohrvortrieb eines Bohrlochs beschrieben, beinhaltend einen rotierenden Bohrkopf, der sich entlang eines Pilotrohres bewegt. Im Bereich einer außerhalb des Bohrlochs (Startseite) befindlichen Rampe werden Rohre miteinander verbunden und anschließend von der Bohrgeräteseite (Startseite) in das Bohrloch gedrückt. Zum Einsatz gelangt hierbei eine Klemme. Da das Pilotrohr und das einzuziehende Rohr unterschiedliche Durchmesser haben, muss hier die Klemme getauscht werden, was mit einem Zeitaufwand von zwei bis vier Stunden einhergeht.In the US 4,135,586 For example, a device (height adjustable clamp) for drilling a well is described, including a rotating drill head that moves along a pilot tube. In the area of a ramp located outside the borehole (start page), pipes are connected to each other and then pushed into the borehole from the side of the drill rig (start page). A clamp is used here. Since the pilot tube and the pipe to be recovered have different diameters, the terminal must be replaced here, which is associated with a time of two to four hours.

Der US 2009/0236146 A1 ist ein Verfahren zum Erstellen von Bohrlöchern und Einbringen von Rohren zu entnehmen. Hierbei wird ein sogenanntes Überwaschrohr (Stützrohr) für Pilotbohrgestänge auf der Bohrgeräteseite (Startseite) zur Stabilisierung des dünneren Bohrgestänges über das Gestänge der Pilotbohrung geschoben.Of the US 2009/0236146 A1 is a method for creating boreholes and inserting pipes. Here, a so-called over-washing pipe (support tube) for pilot drill pipe on the drill side (Home) is pushed over the linkage of the pilot hole to stabilize the thinner drill pipe.

Durch die DE 10 2006 052 261 A1 ist ein Verfahren zum Verlegen einer, aus einer Vielzahl von separaten Rohrabschnitten zusammengesetzten Rohrleitung auf einem unterirdischen Leitungsniveau entlang einer Rohrleitungsstraße bekannt geworden, umfassend die Schritte: Ausheben eines Grabens, Herstellen der Rohrleitung vor Ort durch Verschweißen der Rohrabschnitte miteinander, Einbringen der Rohrleitung in den Graben sowie Verfüllen des Grabens. Das Verschweißen soll stationär erfolgen, wobei der Rohrstrang von der stationären Schweißstation aus in den Graben vorgeschoben wird.By the DE 10 2006 052 261 A1 is a method for laying one, composed of a plurality of separate pipe sections Pipeline has become known at a subterranean level along a pipeline, comprising the steps of digging a trench, making the pipeline in situ by welding the pipe sections together, introducing the pipeline into the trench and filling the trench. Welding should be stationary, with the tubing being fed from the stationary welding station into the trench.

Dem diskutierten Stand der Technik sind somit Vortriebsgeräte für Rohrleitungen zu entnehmen, die auf der Startseite (bohrgeräteseitig) im Eintrittsbereich des Bohrlochs positioniert werden.The discussed prior art thus refer to propulsion equipment for pipelines, which are positioned on the start side (drilling machine side) in the inlet region of the borehole.

Darüber hinaus wird im Stand der Technik der Einzug eines zuvor aus Einzelrohren verschweißten Rohrstrangs beschrieben, der von der Zielseite aus in Richtung der Startseite eingezogen wird. Die Nachteile dieser Einbringtechnik wurden vorab beschrieben.In addition, in the prior art, the collection of a previously welded from single tubes pipe string is described, which is pulled from the target side towards the home. The disadvantages of this introduction technique have been described in advance.

Die DE 10 2009 020 146 B3 offenbart ein Verfahren zum Verbinden der Enden von Rohren aus Stahl, vorzugsweise mit Wanddicken ≥ 6 mm und insbesondere ≥ 12 mm sowie Durchmessern vorzugsweise ≥ 150 mm, mittels Orbitalschweißen in Laserlichtbogen-Hybridtechnik, deren Enden mit einer oder mehreren Schweißlagen verbunden werden, wobei als Werkzeuge der Laser und der Lichtbogenschweißkopf während des Schweißens über einen im Bereich der Schweißstelle um ein Rohrende fest angeordneten Führungsring geführt und um den Rohrumfang verfahren werden. Der Laser und der Lichtbogenschweißkopf sind getrennt auf dem Führungsring positioniert und werden während des Schweißvorgangs unabhängig voneinander über dem Rohrumfang verfahren und gesteuert.The DE 10 2009 020 146 B3 discloses a method for joining the ends of steel pipes, preferably with wall thicknesses ≥ 6 mm and in particular ≥ 12 mm and diameters preferably ≥ 150 mm, by means of orbital welding in hybrid laser arc technology, the ends of which are connected to one or more weld layers, using as tools During welding, the laser and the arc welding head are guided over a guide ring which is fixed around a pipe end in the area of the weld and moved around the circumference of the pipe. The laser and the arc welding head are positioned separately on the guide ring and are independently moved and controlled over the pipe circumference during the welding process.

Der EP 1 691 949 B1 ist eine Orbitalschweißvorrichtung für den mobilen Einsatz zum Verbinden eines ersten und eines zweiten Rohrendes entlang einer Umfangsfuge mittels mindestens einer Schweißnaht, insbesondere zur Herstellung einer auf Land zu verlegenden Pipeline, zu entnehmen.Of the EP 1 691 949 B1 is an orbital welding device for mobile use for connecting a first and a second pipe end along a peripheral joint by means of at least one weld, in particular for the production of a land to be laid pipeline.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Einbringen einer aus einer Vielzahl einzelner Rohre bestehenden Rohrstrangs in ein bereits fertiggestelltes Bohrloch bereit zu stellen, mittels welchem in besonders kosten- und zeitsparender Weise der Rohrstrang erzeugt werden kann. Darüber hinaus soll das neue Verfahren mit deutlich geringeren Eingriffen in die Natur verbunden und somit auch in kritischen Bereichen, z. B. im Wattenmeer, einsetzbar sein, so dass die bisher erforderlichen Montageflächen zur rechtzeitigen Herstellung des endlos verschweißten Rohrstrangs entfallen können.The invention has for its object to provide an alternative method for introducing a existing of a plurality of individual pipe string in an already completed well, by means of which the pipe string can be generated in a particularly cost and time-saving manner. In addition, the new process should be associated with significantly less interference with nature and thus also in critical areas, eg. As in the Wadden Sea, be used so that the previously required mounting surfaces can be omitted for the timely production of endlessly welded tubing.

Des Weiteren soll eine Einrichtung zum Einbringen einer, aus einer Vielzahl einzelner Rohre bestehenden Rohrstrangs in ein Bohrloch einer bereits fertiggestellten Verlegestrecke vorgestellt werden, die einfach im Aufbau ist und bedarfsweise auch mobil ausgebildet sein kann. Die Einrichtung soll ökologisch verträglich sein und nur einen geringen Platzbedarf – verglichen mit der heutigen HDD-Technik – haben.Furthermore, a device for introducing a, consisting of a plurality of individual pipes pipe string is to be presented in a wellbore of an already completed laying track, which is simple in construction and, if necessary, can be mobile. The device should be ecologically sound and only a small footprint - compared to today's HDD technology - have.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass auf der Zielseite der Verlegestrecke einzelne Rohre in eine dem Austrittswinkel des Bohrlochs entsprechende Position gebracht und die bündig aneinander anstoßenden Rohrenden schweißtechnisch miteinander verbunden werden, dass anschließend ein Prüfvorgang der Schweißnaht/Schweißnähte erfolgt und die miteinander verbundenen Rohre von der Zielseite der Verlegestrecke in Richtung der Startseite in das Bohrloch gezogen werden, dergestalt, dass im Verlauf des Einzugs der miteinander verbundenen Rohre in das Bohrloch mindestens ein weiteres Rohr in die Ausgangsposition gebracht und mit dem vorangegangenen Rohr schweißtechnisch verbunden wird.This object is achieved in that brought on the target side of the laying path individual tubes in a the exit angle of the borehole corresponding position and the flush abutting pipe ends are welded together, then followed by a test process of the weld / welds and the interconnected pipes of the Target side of the laying line are drawn in the direction of the home in the borehole, such that in the course of collection of interconnected pipes in the well at least one further tube is brought into the starting position and connected by welding with the previous pipe.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the method according to the invention can be found in the associated subclaims.

Eine nach diesem Verfahren arbeitende Einrichtung beinhaltet eine winkelmäßig veränderbare Lafette, die mit Führungselementen für die Rohre, Spannelementen für die Rohrendbereiche sowie zumindest einer Schweiß- und einer Prüfvorrichtung in Wirkverbindung steht, wobei die Spannelemente, die Schweiß- und die Prüfvorrichtung auf einem Schlitten angeordnet sind.A device operating according to this method includes an angularly adjustable carriage, which is in operative connection with guide elements for the tubes, clamping elements for the tube end regions and at least one welding device and a test device, wherein the clamping elements, the welding device and the test device are arranged on a carriage ,

Gegenüber dem Stand der Technik wird zur Erzeugung der jeweiligen Schweißnaht (inklusive der Schweißnahtvorbereitung und einer anschließenden Ultraschallprüfung) lediglich eine Zeit von < 3 min. benötigt.Compared to the state of the art, only a time of <3 min. Is required to produce the respective weld seam (including the weld seam preparation and a subsequent ultrasound test). needed.

Mit dem Erfindungsgegenstand wird somit ein Verfahren bereitgestellt, um ein endloses Rohr für den Rohrvortrieb und Dükerbau bereitzustellen, ohne den bisherigen Ablauf im Einziehvorgang mit vorher verschweißten Rohren (Rohrstrang) zu beeinflussen. Unmittelbar vor dem Einzug in das Bohrloch wird der Rohrstrang auf der Zielseite der Verlegestrecke aus einer Vielzahl Einzelrohrlängen zusammengeschweißt.With the subject invention, a method is thus provided to provide an endless tube for pipe jacking and Dükerbau without affecting the previous process in the drawing process with previously welded pipes (pipe string). Immediately before entering the borehole, the pipe string is welded together on the target side of the laying line from a plurality of individual pipe lengths.

Die Schweiß- und auch die Prüfvorrichtung ist auf einer Lafette so gelagert, dass sie sowohl bei Stillstand der einziehenden Bohrmaschine als auch während des Einzugs durch Mitfahren der Schweißeinheit auf der Positioniereinheit fortlaufend und kontinuierlich schweißen – respektive auch prüfen – kann.The welding and also the test device is mounted on a carriage so that they can continuously and continuously weld - respectively test - both at standstill of the retracting drill and during collection by driving the welding unit on the positioning unit.

Das bevorzugte Schweißverfahren ist das Laserschweißen ohne Schweißzusatzwerkstoff. Alternativ besteht jedoch die Möglichkeit das Hybridschweißverfahren einzusetzen, durch welches das Laserschweißen mit einem anderen Schweißverfahren kombiniert wird. The preferred welding method is laser welding without welding filler material. Alternatively, however, it is possible to use the hybrid welding method by which the laser welding is combined with another welding method.

Vorteilhafterweise wird die Schweißnahtvorbereitung unmittelbar vor dem Schweißen durchgeführt. Hierzu wird ein kombinierter Schneid- und Schweißkopf verwendet. Eine mechanische Bearbeitung der Stirnflächen, z. B. durch Drehen oder Fräsen, ist natürlich ebenfalls denkbar, jedoch zeit- und kostenintensiv.Advantageously, the weld preparation is carried out immediately before welding. For this purpose, a combined cutting and welding head is used. A mechanical processing of the end faces, z. B. by turning or milling, is of course also conceivable, but time consuming and costly.

Um mögliche Aushärtungen im Bereich der Schweißnaht zu vermeiden, soll ein Stahl mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt ≤ 0,1 Gew.-% eingesetzt werden. Hier sei nur beispielsweise auf den Werkstoff S355MC verwiesen.In order to avoid possible hardening in the area of the weld, a steel with a maximum carbon content ≤ 0.1 wt .-% should be used. For example, reference is made here to the material S355MC.

Wie bereits angesprochen, kann die Prüfung unmittelbar nach dem Schweißen, beispielsweise mittels Ultraschall und Schweißnahtsensor, vorgenommen werden. Eine Vakuumprüfung ist ebenfalls denkbar.As already mentioned, the test can be carried out immediately after welding, for example by means of ultrasound and weld seam sensor. A vacuum test is also conceivable.

Die Einrichtung kann zielseitig entweder stationär vor dem jeweiligen Bohrloch oder aber auf einem Fahrwerk, insbesondere einem Raupenfahrwerk, positioniert werden.The device can be positioned either stationary in front of the respective borehole or on a chassis, in particular a crawler undercarriage.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, Stahlrohre auf der Zielseite der Baustelle direkt in geringem Abstand hinter dem Austrittspunkt des Bohrlochs kontinuierlich mittels Laserschweißung zu einem endlosen Rohr zusammenzufügen, ohne dabei den konventionellen Einzugsvorgang zu behindern.The inventive method makes it possible to continuously assemble steel pipes on the target side of the construction site at a small distance behind the exit point of the borehole by means of laser welding to form an endless tube, without hindering the conventional retraction process.

Die Schweißeinheit (Lafette) beinhaltet bevorzugt zwei verschiedene Komponenten, die den oben beschriebenen Arbeitsablauf gewährleisten, zum einen eine Positioniereinheit und zum anderen die darauf montierte (Laser)Schweißeinheit.The welding unit (carriage) preferably contains two different components that ensure the above-described workflow, firstly a positioning unit and secondly the (laser) welding unit mounted thereon.

• (Laser)Schweißeinheit:• (laser) welding unit:

Die (Laser)Schweißeinheit stellt das endlose Rohr her, indem sie die Einzelrohre fachgerecht, vorzugsweise innerhalb von weniger als drei Minuten, respektive weniger als zwei Minuten, während eines Gestängewechsels am Bohrgerät und/oder während des Rohreinzugs millimetergenau Schweißnaht vorbereitet und verschweißt.The (laser) welding unit manufactures the endless tube by preparing and welding the individual tubes professionally, preferably within millimeters, or less than two minutes, during a rod change on the drill and / or during the tube feed millimeter weld.

• Positioniereinheit:Positioning unit:

Die Positioniereinheit richtet die (Laser)Schweißeinheit so aus, dass eine exakte axiale Positionierung der zu verschweißenden Rohrenden sowie ein kraft- und momentenfreier Einzug des Rohrstrangs vom Bohrgerät in das zielseitige Bohrloch möglich ist.The positioning unit aligns the (laser) welding unit in such a way that an exact axial positioning of the tube ends to be welded as well as a force- and torque-free insertion of the tubing string from the drill into the target-side borehole is possible.

Der Unterschied zwischen dem Erfindungsgegenstand und dem bekannten Rohrvortrieb besteht somit darin, dass beim Erfindungsgegenstand keine Einzelrohre von der Startseite durch das Erdreich gepresst sondern, schweißtechnisch miteinander verbunden von der Zielseite in Richtung der Startseite, gezogen werden. Zum konventionellen HDD liegt der Unterschied in der entfallenden Montagebahn, da der Rohrstrang beim Erfindungsgegenstand erst während des Einziehens sukzessiv hergestellt wird, also erst nach Erstellung des Bohrlochs.The difference between the subject invention and the known pipe jacking is thus that in the subject invention no individual pipes are pressed from the start by the soil but welding technology together from the target side in the direction of the home, pulled. For conventional HDD is the difference in the attributable mounting track, since the pipe string is produced in the subject invention only during the pulling successively, so only after creation of the borehole.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:The subject invention is illustrated by an embodiment and will be described as follows. Show it:

1 und 2 Prinzipskizzen des Standes der Technik 1 and 2 Schematic diagrams of the prior art

3 Prinzipskizze des Erfindungsgegenstandes 3 Schematic diagram of the subject invention

4 Teildarstellung einer Schweiß- und Prüfvorrichtung gemäß 3. 4 Partial representation of a welding and testing device according to 3 ,

Die 1 und 2 zeigen Prinzipskizzen der dem Stand der Technik entsprechenden Bohrverfahren. In beiden Fällen soll ein Fluss F unterquert werden, wobei in beiden Fällen eine Startseite S und eine Zielseite Z vorgesehen ist.The 1 and 2 show schematic diagrams of the prior art drilling methods. In both cases, a flow F is to be traversed, in both cases a start page S and a target page Z is provided.

In 1 ist dargestellt, dass einzelne Rohre R mittels einer Presseinrichtung D von der Startseite S aus in Richtung der Zielseite Z gepresst werden.In 1 is shown that individual tubes R are pressed by means of a pressing device D from the starting side S in the direction of the target side Z.

2 zeigt die heutige HDD-Vortriebstechnik. Von der Startseite S aus wird eine Bohrung B in Richtung der Zielseite Z vorangetrieben. Auf der Zielseite Z wird auf einer Montagebahn M ein Rohrstrang R' erzeugt, der der Länge des Bohrlochs B entspricht. Hierzu wird eine große Fläche benötigt, die insbesondere in empfindlichen ökologischen Systemen, wie z. B. dem Wattenmeer, nicht realisierbar ist. Nach Fertigstellung des Bohrlochs B und des Rohrstrangs R' wird selbiger kontinuierlich in das vorher fertiggestellte Bohrloch (B) von der Zielseite Z eingezogen und in Richtung Startseite S verbracht. 2 shows today's HDD propulsion technology. From the starting side S, a bore B is driven in the direction of the target side Z. On the destination side Z, a pipe string R 'is produced on an assembly line M, which corresponds to the length of the borehole B. For this purpose, a large area is needed, especially in sensitive ecological systems, such. B. the Wadden Sea, is not feasible. After completion of the wellbore B and the tubing string R 'selbiger is continuously drawn into the previously completed hole (B) of the target side Z and spent in the direction of home S.

3 zeigt nun als weitere Prinzipskizze den Erfindungsgegenstand. Von der Startseite S ausgehend wurde wie bei 2 ein Bohrloch B erzeugt. Auf der Zielseite Z befindet sich eine Lafette L, die in 4 näher beschreiben wird. Auf dieser Lafette L werden einzelne Rohre miteinander verschweißt und kontinuierlich oder diskontinuierlich von der Zielseite Z in Richtung Startseite S gezogen Gegenüber der heutigen HDD-Technik ist eine wesentlich geringere Fläche von Nöten, da der Rohrstrang unmittelbar vor dem Bohrloch B erzeugt wird und die bisher erforderliche Montagebahn entfällt. Die kontinuierlich verschweißten Rohre werden wie bisher durch das Bohrgerät in das Bohrloch B gezogen. 3 shows now as a further schematic diagram of the subject invention. Starting from the home S was like at 2 a borehole B is generated. On the landing page Z is a carriage L, which in 4 will describe in more detail. On this carriage L individual tubes are welded together and pulled continuously or discontinuously from the target side Z towards Home S Compared to today's HDD technology is a much smaller area of need, since the tubing is generated immediately before the borehole B and the previously required Assembly track is eliminated. The continuously welded tubes are pulled as before by the drill into the hole B.

4 zeigt als Prinzipskizze eine Einrichtung 1 zum Einbringen eines aus einer Vielzahl einzelner Rohre 2 bestehenden Rohrstrangs 3 in ein Bohrlochaustrittsloch 4 einer in 3 dargestellten Verlegestrecke B für den Rohrstrang 3. Am anderen Austrittsende der Verlegestrecke B (Startseite S) befindet sich das Bohrgerät, welches die Verlegestrecke erzeugt hat und den Rohrstrang 3 in das Bohrlochaustrittsloch 4, respektive die Verlegestrecke B, einzieht. Die zielseitig vorgesehene Einrichtung 1 beinhaltet eine Lafette 5, die über Hydraulikzylinder 5' winkelmäßig einstellbar ist. Die Lafette 5 weist Führungselemente 6, Spannelemente 7 sowie einen Schlitten 8 auf. Die Führungen 6 sind hierbei auf einer beispielsweise durch eine Platte gebildeten, geneigten Ebene 9 der Lafette 5 positioniert. Über den/die Hydraulikzylinder 5' kann die geneigte Ebene 9 so ausgerichtet werden, dass der Winkel α des Rohrstrangs 3 denjenigen des Bohrlochaustrittslochs 4 entspricht, so dass der Rohrstrang 3 problemlos in das Bohrlochaustrittsloch 4 eingezogen werden kann. Die Spannelemente 7 sind in den Endbereichen der Rohre 2 angeordnet und fixieren selbige für den Schweißvorgang. Der Schlitten 8 ist entlang der geneigten Ebene 9 verfahrbar und wird beispielsweise mit der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung des Rohrstrangs 3 verfahren. Ist die jeweilige Schweißnaht 13 gezogen und geprüft, fährt der Schlitten 8 in den oberen Bereich der Lafette zurück, in welchen zwischenzeitlich ein neues Rohr 2 positioniert wurde. Die aneinander anstoßenden Rohrenden 10, 11 der einzelnen Rohre 2 werden über eine kombinierte Schneid-/Schweiß- und Prüfvorrichtung 12 wie folgt miteinander verbunden:
die mit der Vorrichtung 12 in Wirkverbindung stehende Schneideinheit bearbeitet die Stirnflächen der Rohrenden 10, 11 so, dass sie über ihren Umfang gesehen plan aneinander liegen. Der hier als Hybridschweißkopf ausgebildete Teil der Vorrichtung 12 verschweißt die bündig aneinander liegenden Rohrenden 10, 11, indem der Schweißkopf in Umfangsrichtung der Rohre 2 bewegt wird. Ein mit der Vorrichtung 12 in Wirkverbindung stehender hinter dem Schweißkopf positionierter Ultraschallsensor prüft die Qualität der Schweißnaht 13. Derartige kombinierte Vorrichtungen 12 sind im Stand der Technik beschrieben. 4 shows a schematic diagram of a device 1 for introducing one of a plurality of individual tubes 2 existing pipe string 3 in a borehole outlet hole 4 one in 3 illustrated laying path B for the pipe string 3 , At the other exit end of the laying line B (starting side S) is the drilling device which has produced the laying line and the pipe string 3 into the borehole outlet hole 4 , respectively the laying line B, feeds. The target-provided device 1 includes a carriage 5 that have hydraulic cylinders 5 ' is angularly adjustable. The gun carriage 5 has guide elements 6 , Clamping elements 7 and a sled 8th on. The guides 6 are here on an example formed by a plate, inclined plane 9 the gun carriage 5 positioned. About the hydraulic cylinder (s) 5 ' can the inclined plane 9 be aligned so that the angle α of the tubing 3 those of the borehole exit hole 4 corresponds, so the tubing string 3 easily into the borehole outlet hole 4 can be recovered. The clamping elements 7 are in the end areas of the pipes 2 arranged and fix selbige for the welding process. The sled 8th is along the inclined plane 9 moved and is, for example, with the speed of the feed movement of the pipe string 3 method. Is the respective weld 13 Pulled and tested, the sledge drives 8th in the upper area of the gun carriage, in which in the meantime a new pipe 2 was positioned. The abutting pipe ends 10 . 11 the individual pipes 2 be via a combined cutting / welding and testing device 12 connected as follows:
the with the device 12 operatively connected cutting unit processes the end faces of the pipe ends 10 . 11 in such a way that they lie flat against each other over their circumference. The trained here as a hybrid welding head part of the device 12 welds the flush-fitting pipe ends 10 . 11 by placing the welding head in the circumferential direction of the tubes 2 is moved. One with the device 12 operatively positioned behind the welding head positioned ultrasonic sensor checks the quality of the weld 13 , Such combined devices 12 are described in the prior art.

Die Einrichtung 1 kann stationär vor dem Bohrlochaustrittsloch 4 positioniert werden.The device 1 can be stationary in front of the borehole outlet hole 4 be positioned.

Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit (nicht dargestellt), die Lafette 5 auf einem Fahrwerk, insbesondere einem Raupenfahrwerk, anzuordnen, so dass eine gewisse Mobilität der Einrichtung 1 gegeben ist. Ebenfalls nicht dargestellt ist, dass der Schweißbereich 5 eingehaust ist, so dass kein Schmutz in die zu legende Schweißnaht 13 eindringen kann.In addition, there is also the possibility (not shown), the carriage 5 on a chassis, especially a crawler, to arrange, so that a certain mobility of the device 1 given is. Also not shown is that the welding area 5 is housed so that no dirt in the weld to be added 13 can penetrate.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

FF
FlussRiver
SS
Startseitestart page
ZZ
Zielseitelanding page
DD
Presseinrichtungpresser
RR
Rohrpipe
BB
Bohrung/BohrlochHole / drill hole
MM
Montagebahnassembly line
R'R '
Rohrstrangtubing
LL
Lafettegun carriage
11
EinrichtungFacility
22
Rohrpipe
33
Rohrstrangtubing
44
Rohraustrittsloch ZielseitePipe outlet landing page
55
Lafettegun carriage
5'5 '
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
66
Führungselementguide element
77
Spannelementclamping element
88th
Schlittencarriage
99
geneigte Ebeneinclined plane
1010
Rohrendepipe end
1111
Rohrendepipe end
1212
kombinierte Schneid-/Schweiß- und Prüfvorrichtungcombined cutting / welding and testing device
1313
SchweißnahtWeld

Claims (13)

Verfahren zum Einbringen eines aus einer Vielzahl einzelner Rohre bestehenden Rohrstrangs (R') in ein Bohrloch (B) einer fertig aufgefahrenen Verlegestrecke, wobei die Verlegestrecke eine Startseite (S) und eine Zielseite (Z) beinhaltet und das Auffahren der Verlegestrecke von der Startseite (S) her erfolgt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zielseite (Z) der Verlegestrecke einzelne Rohre (2) in eine dem Austrittswinkel des Bohrlochs (B) entsprechende Position gebracht und die bündig aneinander anstoßenden Rohrenden (10, 11) der Rohre (2) schweißtechnisch miteinander verbunden werden, dass anschließend ein Prüfvorgang der Schweißnaht/Schweißnähte (13) erfolgt und die miteinander verbundenen Rohre (2) von der Zielseite (Z) der Verlegestrecke in Richtung der Startseite (S) in das Bohrloch (B) gezogen werden, dergestalt, dass im Verlauf des Einzugs der miteinander verbundenen Rohre (2) in das Bohrloch (B) mindestens ein weiteres Rohr (2) in die Ausgangsposition gebracht und mit der vorangegangenen Rohr (2) schweißtechnisch verbunden wird.Method for introducing a pipe string (R ') consisting of a large number of individual pipes into a borehole (B) of a ready-laid laying line, wherein the laying line comprises a starting side (S) and a landing page (Z) and starting the laying line from the start side (B) S) ago, characterized in that on the target side (Z) of the laying path individual tubes ( 2 ) are brought into a position corresponding to the exit angle of the borehole (B), and the tube ends abutting flush with one another (FIG. 10 . 11 ) of the pipes ( 2 ) are connected to each other in terms of welding, that subsequently a test procedure of the weld seam / weld seams ( 13 ) and the interconnected tubes ( 2 ) are drawn from the target side (Z) of the laying route in the direction of the starting side (S) into the borehole (B), such that in the course of the collection of the interconnected pipes ( 2 ) in the wellbore (B) at least one further tube ( 2 ) is brought into the starting position and with the preceding tube ( 2 ) is connected by welding technology. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bündig aneinander anstoßenden Rohrenden (10, 11) durch Laserschweißen miteinander verbunden werden. A method according to claim 1, characterized in that the flush abutting pipe ends ( 10 . 11 ) are joined together by laser welding. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinander anstoßenden Rohrenden (10, 11) einzelner Rohre (2) vor deren schweißtechnischer Verbindung so bearbeitet werden, dass die Rohrenden (10,11) vor dem Verschweißen, über ihren Umfang gesehen, bündig aneinander anliegen.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the adjoining pipe ends ( 10 . 11 ) of individual pipes ( 2 ) are processed prior to their welding connection so that the pipe ends ( 10 . 11 ) before welding, over their circumference, flush with each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (10, 11) durch Hybridschweißen oder durch Schweißen mittels Laser ohne Schweißzusatzwerkstoff miteinander verbunden werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pipe ends ( 10 . 11 ) are connected to each other by hybrid welding or by welding by means of a laser without welding consumable material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit der gleichen Vorrichtung (12) die Bearbeitung der Rohrenden (10, 11), deren Verschweißung sowie die Prüfung der Schweißnähte (13) durchgeführt wird, dergestalt, dass die Schweißnahtvorbereitung die Verschweißung der Rohrenden (10, 11) und eine sich anschließende Ultraschallprüfung der Schweißnaht (13) in einem Zeitraum < 5 min. vorgenommen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that with the same device ( 12 ) the machining of the pipe ends ( 10 . 11 ), their welding and the testing of welds ( 13 ), in such a way that the weld preparation prepares the welding of the pipe ends ( 10 . 11 ) and a subsequent ultrasonic testing of the weld ( 13 ) in a period <5 min. is made. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnahtvorbereitung, die Verschweißung der Rohrenden (10, 11) und die Ultraschallprüfung der Schweißnaht (13) in einem Zeitraum < 3 min. durchgeführt wird.A method according to claim 5, characterized in that the weld preparation, the welding of the pipe ends ( 10 . 11 ) and the ultrasonic testing of the weld ( 13 ) in a period <3 min. is carried out. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Schweiß- und den Prüfvorgang benötigten Bauteile auf einer parallel zum Rohrstrang (3), respektive den einzelnen Rohren (2) verlaufenden geneigten Ebene (9) angeordnet sind.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the components required for the welding and the testing process on a parallel to the pipe string ( 3 ), respectively the individual pipes ( 2 ) inclined plane ( 9 ) are arranged. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die durch eine Platte gebildete, geneigte Ebene (9) durch eine winkelmäßig verstellbare Lafette (5) gebildet wird, wobei der Schweiß- und der Prüfvorgang der jeweiligen Schweißnaht (13) fliegend erfolgt.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inclined plane formed by a plate ( 9 ) by an angularly adjustable carriage ( 5 ), wherein the welding and the testing process of the respective weld ( 13 ) on the fly. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche der Rohre (2) für den Schweiß- und bedarfsweise auch den Prüfvorgang eingespannt werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the end regions of the tubes ( 2 ) are clamped for the welding and, if necessary, the test procedure. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für das Rohrmaterial ein Stahl mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt ≤ 0,1 Gew.-% eingesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that a steel with a maximum carbon content ≤ 0.1 wt .-% is used for the pipe material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lafette (5) auf der Zielseite der Verlegestrecke stationär oder beweglich, vor dem jeweiligen Bohrloch (B) positioniert wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the carriage ( 5 ) is stationarily or movably positioned on the landing side of the laying line, in front of the respective borehole (B). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lafette (5) auf der Zielseite der Verlegestrecke auf einem Raupenfahrwerk vor dem jeweiligen Bohrloch (2) positioniert wird.Method according to claim 11, characterized in that the carriage ( 5 ) on the landing side of the laying line on a crawler track in front of the respective borehole ( 2 ) is positioned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich, innerhalb welchem der Schweiß- und der Prüfvorgang durchgeführt wird, mit einer Einhausung versehen wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the area within which the welding and the testing process is performed, is provided with an enclosure.
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