DE1256598B - Rotaryspuelbohrgeraet - Google Patents

Description

• Rotaryspülbohrgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Rotaryspülbohrgerät zur Herstellung flacher Bohrungen mit großem Durchmesser.
• Bohrungen der obengenannten Art wurden bisher bis zu einer Teufe von etwa 30 m in bindigen oder nichtbindigen Böden im Trockendrehbohrverfahren mit Schappe oder Schnecke hergestellt. Bei Einlagerung von Fels- oder Geröllbänken in diesem Teufenbereich muß das Bohrverfahren gewechselt und auf ein Schlag- oder Rotaryspülbohrverfahren übergegangen werden.
• Es gab bisher kein Gerät, mit dem ein schneller und wirtschaftlicher Wechsel vom Trockendrehbohren einerseits zum Schlag- bzw. Rotaryspülbohren andererseits vollzogen werden konnte. Beim übergang auf das Schlagbohrverfahren besteht vor allem der Nachteil, daß die Dreheinrichtung mit Teleskopstange für das Trockendrehbohrverfahren aus der Bohrlochachse herausgeschwenkt werden mußte. Außerdem benötigte die Bohreinrichtung eine Schlagvorrichtung. Beim Rotaryspülverfahren benötigte man bisher zur Erreichung der entsprechenden Teufe Verlängerungsgestänge. Das erforderte die Demontage der Teleskopmitnehmerstange.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben. Nach der Erfindung ist dies dadurch geschehen, daß der Drehantrieb des Bohrgerätes mit dem Bohrer unter Einschaltung eines Sedimentrohres durch eine an sich bekannte Teleskopmitnehmerstange verbunden ist. Dadurch ist es möglich geworden, die im Gebirge eingelagerten Fels-oder Geröllschichten unter Verwendung der beim Trockendrehbohrverfahren vorhandenen Einrichtungen mit dem Rotaryspülbohrverfahren zu durchbahren. Dabei brauchte lediglich das Bohrwerzeug ausgetauscht zu werden.
• Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist bei außerhalb der Teleskopmitnehmerstange geführtem Spülstrom der Spülkopf in seinem Zentrum einen freien Durchgang für die Teleskopmitnehmerstange auf, während der Spülstromaustritt exzentrisch zur Teleskopmitnehmerstange angeordnet ist. Eine solche Anordnung ist vor allem deswegen von Vorteil, weil sie den Ablauf des Trockendrehbohrverfahrens in keiner Weise stört.
• Vorzugsweise ist das Sedimentrohr unmittelbar oberhalb des Bohrwerkzeuges angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht die Herstellung von Bohrlöchern mit großem Durchmesser bei unveränderter Spülmenge und erspart außerdem das Anlegen eines Spülteiches.
• Das Sedimentrohr kann gemäß der Erfindung aus zwei oder mehreren Teilen bestehen, die zweckmäßigerweise während des Füllvorgangs gegeneinander verriegelt sind. Einzelne Sedimentrohrteile können ferner nicht klappbar ausgebildet sein. Bei klappbarer Ausbildung von Sedimentrohrteilen können diese über eine Hebel- und Anschlaganordnung zur Entleerung steuerbar bewegt werden. Dieser Anschlag ist beim Trockendrehbohren mit Klappschappe ohnehin vorhanden. Durch diese Maßnahmen wird ein schnelles Entleeren des Sedimentrohres mit allen beim Entleerungsvorgang beim Trockendrehbohren erzielbaren Vorteilen erreicht.
• Bei einer besonderen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Spülleitung in einem nicht schwenkbaren Teil des Sedimenttopfes verlegt.
• Zweckmäßigerweise ist zum schnellen Wechsel der Bohrwerkzeuge von einem Bohrverfahren zum anderen der Anschluß der Bohrwerkzeugeinheit, bestehend aus Bohrwerkzeug und Sedimentrohr, für das Rotaryspülbohrverfahren in gleicher Weise ausgebildet, wie der Anschluß der Bohrwerkzeuge für das Trockendrehbohren, z. B. Schappe oder Schnecke.
• In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein Baggeranbaugerät mit Teleskopkelly und Klappschappe beim Bohren, F i g. 2 das Entleeren der Klappschappe nach dem Herausziehen aus dem Bohrloch, F i g. 3 einen Rollenmeißel mit darüber angeordnetem Sedimentrohr beim Bohren in Fels an einer Teleskopkellystange und F i g. 4 das Aufschwenken der Sedimentrohrteile nach dem Herausziehen des Bohrwerkzeugs aus der Bohrung.
• Das Baggeranbaugerät 1 gemäß F i g. 1 weist einen Schwenkkreis auf, dessen Radius gleich dem jeweiligen Abstand zwischen der Drehachse des Baggers und der Längsachse der Kellystange ist. Innerhalb des dadurch definierten Aktionsbereiches können mit dem Baggeranbaugerät verschiedene Werkzeuge an Lagerplätzen aufgenommen oder abgesetzt und Bohrklein an geeigneter Stelle aus Schappen, Schnecken oder Sedimentrohren entladen werden. Diese Betriebsweise macht also den gesamten Bohrbetrieb sehr flexibel und wirtschaftlich.
• In F i g. 1 hängt die Teleskopkellystange 2 an einem Seil 3, das am oberen Ende des Baggerauslegers 4 über eine Rolle 5 geführt ist. An dem Baggerausleger 4 ist ferner eine Tragvorrichtung 5 für den Drehantrie 6 und einen Spülkopf 7 verschiebbar gelagert. Unterhalb des Spülkopfes 7 ist ein Entleerungsteller 8 für eine am unteren Ende der Teleskopkellystange 2 angekuppelte Klappschappe 9 angeordnet.
• Das in den Zeichnungen dargestellte Gebirge baut sich schichtweise auf aus Sand 10, Ton 11, Sand oder Kies 12 und Fels 13.
• Der Einsatz der Klappschappe 9 ist in den Schichten 10,11 und 12 ohne weiteres möglich. Nach dem Füllen der Schappe 9 wird diese gemäß F i g. 2 an der Teleskopkellystange 2 aus dem Bohrloch 14 herausgezogen und mit ihren Schwenkhebeln 1.5 gegen den Entleerungsteller 8 gefahren, bis das Bohrgut 16 entleert ist. Ein Übergang auf ein anderes Bohrverfahren wird erst erforderlich, wenn in das Gebirge Fels- oder Geröllschichten 13 eingelagert sind. Besonders zweckmäßig ist in diesem Fall der Übergang auf ein Rotaryspülbohrverfahren, wie es im Prinzip in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist.
• In den F i g. 3 und 4 ist an das Seil 3 und die Teleskopkellystange 2 über eine Schnellkupplung 17 ein Rollenmeißel 18 als Bohrwerkzeug und ein darüber angeordneter Sedimenttopf 19 angehängt. Von der Schnellkupplung 17 an abwärts ist in F i g. 3 zur besseren Übersicht eine vergrößerte Darstellung gewählt worden.
• Nach der Darstellung in den F i g. 3 und 4 besteht das Sedimentrohr 19 aus zwei um ein Drehlager 20 schwenkbaren Teilen 21 und 22. Die Sedimentrohrteile 21 und 22 sind an ihrem oberen Ende jeweils mit einem Schwenkhebel 23 und 24 versehen. Die obersten Enden dieser Schwenkhebel tragen geeignete Abrollvorrichtungen, die gemäß F i g. 4 mit dem Entleerungsteller 8 unterhalb des Spülkopfes 7 zum Aufklappen der Sedimentrohrteile 21 und 22 zusammenwirken, sobald nach dem Herausziehen des Bohrwerkzeugs 18 aus dem Bohrloch 14 die Relativbewegung zwischen Teleskopkellystange 2 und Entleerungsteller 8 zur Berührung zwischen Entleerungsteller und Schwenkhebeln 23 und 24 führt. Das Bohrklein 25 kann dann das Sedimentrohr verlassen.
• Eine Spülpumpe 26 versorgt durch eine Leitung 27 den Spülkopf 7 mit Spülflüssigkeit.
• Wird nun der Spülstrom durch die Teleskopkellystange 2 zum Bohrwerkzeug 18 geleitet, ist lediglich eine Einleitung der Spülflüssigkeit in die Kellystange an geeigneter Stelle erforderlich.
• Bei der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform wird der Spülstrom jedoch durch einen neben der Teleskopkellystange angeordneten Schlauch 28 zum Bohrwerkzeug 18 geleitet. Der Schlauch 28 ist an einen Spülstromaustritt 29 angeschlossen, der den Spülkopf 7 exzentrisch zur Teleskopkellystange 2 verläßt. Der Spülkopf 7 ist im übrigen in seinem Zentrum mit einem freien Durchgang für die Teleskopkellystange versehen. Von dem Spülstromaustritt 29 verläuft der Schlauch 28 mit wegen der Längenänderung der Teleskopkellystange 2 ausreichender Länge außen an der Stange 2 vorbei durch das Bohrloch 14 bis zu einem Anschluß 30 im Bereich des Sedimentrohres 19. Von diesem Anschluß 30 wird der Spülstrom, wie die Richtungspfeile anzeigen, in das zentrale Bohrrohr 31 eingeleitet. Nach dem Verlassen des Bohrrohres 31 wird der Spülstrom mit Bohrklein beladen und steigt, ebenfalls in Pfeilrichtung, in den Spalt zwischen der Wand des Bohrloches 14 und der Außenfläche des Sedimentrohres 19 auf. Dieser Spalt 32 ist so bemessen, daß eine Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, die ein vorzeitiges Ausfällen des Bohrkleins aus dem Spülstrom verhindert. Dieses Ausfällen geschieht vielmehr erst oberhalb des Sedimentrohres, so daß das Bohrklein in das Sedimentrohr fällt und sich dort ablagert.
• An Stelle des Rollenmeißels 18 kann als Bohrwerkzeug auch ein Kernrohr verwendet werden. Dies hat keinerlei Änderungen der im Zusammenhang mit den F i g. 3 und 4 beschriebenen Anordnung zur Folge.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Rotaryspülbohrgerät zur Herstellung flacher Bohrungen mit großem Durchmesser, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Drehantrieb des Bohrgerätes mit dem Bohrer unter Einschaltung eines Sedimentrohres durch eine an sich bekannte Teleskopmitnehmerstange verbunden ist.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei außerhalb der Teleskopmitnehmerstange (2) geführtem Spülstrom der Spülkopf (7) in seinem Zentrum einen freien Durchgang für die Teleskopmitnehmerstange aufweist und der Spülstromaustritt (29) exzentrisch zur Teleskopmitnehmerstange angeordnet ist.
3. 3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sedimentrohr (19) unmittelbar oberhalb des Bohrwerkzeugs (z. B. 1.8) angeordnet ist.
4. 4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sedimentrohr (19) geteilt ist und ein oder mehrere Sedimentrohrteile (z. B. 21, 22) gleichzeitig oder einzeln verschwenkbar sind.
5. 5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sedimentrohrteile (z. B. 21,22) in ihrer nicht verschwenkten Stellung verriegelbar sind.
6. 6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung für die Verschwenkung der Sedimentrohrteile (z. B. 21, 22) durch Relativbewegung zwischen an den Sedimentrohrteilen angeordneten Schwenkhebeln (23, 24) und einem Anschlag (8) erfolgt.
7. 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag der Schappenentleerungsteller (8) des Gerätes dient. B.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung für den Spülstrom zum Bohrwerkzeug durch das Sedimentrohr (19) hindurch gelegt ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Teleskopmitnehmerstange (2) eine Schnellkupplung (17) vorgesehen ist.