DE202015008973U1

DE202015008973U1 - Bohranlage mit einem zwischen einer Transportstellung und einer Arbeitsstellung schwenkbaren Mast

Info

Publication number: DE202015008973U1
Application number: DE202015008973.9U
Authority: DE
Original assignee: PRIME DRILLING GmbH
Current assignee: PRIME DRILLING GmbH
Priority date: 2015-06-20
Filing date: 2015-06-20
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2025-06-21

Abstract

Bohranlage (1) mit einem mit Bezug auf eine selbstfahrende oder transportable Trägeranordnung (2) zwischen einer Transportstellung und einer Arbeitsstellung in beliebige Winkelstellungen bis zu 90°, um eine Schwenkachse (7a) schwenkbaren und festlegbaren Bohrmast (4), an dem ein verfahrbarer Bohrkopf (12) zum Einbringen von Bohrungen in den Boden angeordnet ist und mit wenigstens einer beabstandet von der Schwenkachse (7a) am Bohrmast (4) längenveränderlich angelenkten und festlegbaren Stabilisierungs- und Stützanordnung (16), die mit ihrem entgegengesetzten Ende, in einer Richtung im Wesentlichen parallel zum Boden in Bodennähe, beabstandet vom Bohrmast (4) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs- und Stützanordnung (16) aus einem am Bohrmast (4) mittels eines Verfahrmotors (19) längs verfahrbaren und daran festlegbaren Schlitten (18) und einer Führungsanordnung (27) für wenigstens eine Stützstange oder ein Stützrohr (17a, 17b) am Schlitten (18) besteht, wobei der Schlitten (18) durch die Führungsanordnung (27) an der wenigstens einen Stützstange oder dem Stützrohr (17a, 17b) längs verschiebbar geführt und festlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohranlage mit einem mit Bezug auf eine selbstfahrende oder transportable Trägeranordnung zwischen einer Transportstellung und einer Arbeitsstellung in beliebige Winkelstellungen bis zu 90° um eine Schwenkachse schwenkbaren und festlegbaren Bohrmast, an dem ein verfahrbarer Bohrkopf zum Einbringen von Bohrungen in den Boden angeordnet ist und mit wenigstens einer beabstandet von der Schwenkachse am Bohrmast längenveränderlich angelenkten und festlegbaren Stabilisierungs- und Stützanordnung, die mit ihrem entgegengesetzten Ende in einer Richtung im Wesentlichen parallel zum Boden in Bodennähe, beabstandet vom Bohrmast festgelegt ist.
Eine derartige Bohranlage ist in der US 2,904,310 A offenbart. Es handelt sich um ein verfahrbares, hydraulisch angetriebenes Bohrgestell für eine Erdbohrvorrichtung. Eine Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit ist mit einem Bohrmast des Bohrgestells derart verbunden, dass ein Ausfahren der Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheit ein Verschwenken des Mastes um die Schwenkachse bewirkt und eine Stabilisierung und Abstützung mittels eines Paares von axial geschlitzten Stabilisierstäben vorgenommen werden kann. Die Stabilisierstäbe sind mit einem Ende, beabstandet von der Schwenkachse, an einem Träger befestigt und lassen sich mittels am Bohrmast befestigten Arretierschrauben und Arretiermuttern nach Erreichen einer gewünschten Neigung des Bohrmasts durch Anziehen der Arretiermuttern festlegen.
Die axial geschlitzten Stabilisierstäbe sind für große Bohranlagen ungeeignet, da sie sich nicht stabil genug ausbilden lassen. Außerdem ist damit eine schwierige Handhabung beim Festziehen der Arretiermuttern verbunden, da es erforderlich ist, dass eine Bedienungsperson auf den Bohrmast aufsteigt, um in den Bereich der Arretiermutter zu gelangen und um diese festzuziehen. Zu diesem Zweck weist der Bohrmast zwar leiterähnliche Sprossen auf, die aber in einer geneigten Stellung des Bohrmastes nur sehr schwierig begehbar sind.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohranlage, insbesondere eine große Bohranlage, zum Einbringen von Erdbohrungen in beliebigen Winkeln bis zu 90° gegenüber dem Boden, in die die Bohrung eingebracht werden soll, vorzuschlagen, die eine Stabilisierungs- und Stützanordnung aufweist, die sich am Bohrmast in beliebigen Stellungen festlegen lässt, ohne dass der Bohrmast bestiegen werden muss und die eine sichere Stabilisierung und Abstützung des Bohrmastes in beliebigen Winkellagen gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.
Erfindungsgemäß ist die eingangs erwähnte Bohranlage dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs- und Stützanordnung aus einem am Bohrmast mittels eines Verfahrmotors längs verfahrbaren und daran festlegbaren Schlitten und einer Führungsanordnung für wenigstens eine Stützstange oder ein Stützrohr am Schlitten besteht, wobei der Schlitten durch die Führungsanordnung an der wenigstens einen Stützstange oder dem Stützrohr längsverschiebbar geführt und festlegbar ist.
In der Transportstellung lässt sich der Bohrmast nach Abbau der wenigstens einen Stützstange oder des Stützrohrs waagerecht auf die selbstfahrende oder transportable Trägeranordnung abklappen. Am Arbeitsort lässt sich der Bohrmast aufrichten, indem er mittels geeigneter Vorrichtungen um die Schwenkachse geschwenkt wird. Ab einer Winkelstellung zwischen 15° und 30° wird die wenigstens eine Stützstange oder das Stützrohr in die Führungsanordnung am am Bohrmast längs verfahrbaren und daran festlegbaren Schlitten eingeführt und beabstandet von der Schwenkachse an der selbstfahrenden oder transportablen Trägeranordnung oder am Boden befestigt und abgestützt.
Der die Führungsanordnung tragende Schlitten lässt sich mittels eines Verfahrmotors am Bohrmast längsverfahren und für jede Winkelstellung des Bohrmastes in eine für eine sichere Stabilisierung und Stützung des Bohrmasts vorteilhafte Stellung bringen und dort festlegen, woraufhin die wenigstens eine Stützstange oder das wenigstens eine Stützrohr in der Führungsanordnung in geeigneter Weise mittels einer Bremse festgelegt wird, so dass der Bohrmast beim Einbringen der Erdbohrung sicher stabilisiert und abgestützt wird.
Die wenigstens eine Stützstange oder das Stützrohr kann von vornherein eine für das Aufrichten des Bohrmasts bis in die gewünschte Winkelstellung geeignete Länge aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, die wenigstens eine Stützstange oder das Stützrohr aus einzelnen Rohrschüssen zusammenzuschrauben, die nacheinander während des Aufrichtvorgangs miteinander verbunden werden.
Der Schlitten kann mittels Gleitführungen an komplementären Gleitschienen am Bohrmast geführt sein, wobei der Verfahrmotor mit dem Schlitten mittels eines vom Verfahrmotor angetriebenen, in eine komplementäre, zu den Gleitschienen parallele Zahnstange eingreifenden Antriebsritzels translatorisch verfahrbar und mittels einer am Schlitten angeordneten, in die Zahnstange eingreifenden Bremseinrichtung am Bohrmast in beliebigen Stellungen festlegbar ist.
Der Verfahrmotor kann als Hydraulikmotor ausgebildet sein und über Hydraulikleitungen mit einer Antriebseinheit für einen Raupenunterwagen und/oder Aggregate verbunden sein. Auf diese Weise lässt sich die Bewegung des Schlittens der Stabilisierungs- und Stützanordnung vom Boden aus am Bohrmast entlangfahren, ohne dass ein Besteigen des Bohrmastes erforderlich ist.
Vorzugsweise kann die Stabilisierungs- und Stützanordnung zwei parallele Stützstangen oder Stützrohre, an denen der Schlitten mittels der Führungsanordnung schwenkbar, längsbeweglich und festlegbar geführt ist, an der selbstfahrenden oder transportablen Trägeranordnung angelenkte Distanzstreben und eine von der Trägeranordnung beabstandete, auf dem Boden ruhende oder daran verankerte, mit den Distanzstreben verbundene Standplatte umfassen.
Die Führungsanordnung lässt sich vorteilhafterweise als ein Winkelrohrpaar mit je einem waagerechten, in einer an dem Schlitten angeordneten Rohrführung schwenkbar und axial unverschiebbar angeordneten Schenkel und mit je einem zu jeweils einem der waagerechten Schenkel in einem Winkel von 90° angeordneten Schenkel zur Führung der durch diese Schenkel geführten Stützstangen oder Stützrohre ausbilden.
Bevorzugterweise können die Rohrführungen an jedem ihrer Enden einen Flansch zur Befestigung eines quergeteilten, einen Freiraum zur Aufnahme eines an dem waagerechten Schenkel der Führungsanordnung angeordneten, komplementären Flansches bildenden Überwurfrings aufweisen, die die schwenkbare und axial unverschiebbare Verbindung zwischen der Rohrführung und den waagerechten Schenkeln bilden.
Diese Anordnung lässt sich aus den erwähnten Einzelteilen durch Schweißen und Verschrauben montieren, ist robust und gegen den rauen Betrieb einer Bohranlage unempfindlich, da Abnutzung und Verschmutzungen die Funktion kaum beeinträchtigen.
In ähnlicher Weise kann wenigstens zwischen einem Ende der in einem Winkel von 90° zu den waagerechten Schenkeln angeordneten Schenkeln der Führungsanordnung und einer der Rohrführungen eine Aufnahme für eine als Spannkette ausgebildete Bremse zur axialen Festlegung einer durch die Rohrführung geführten Stützstange oder ein Stützrohr vorgesehen sein.
Eine solche Spannkette ist in der DE 10 2011 110 089 A1 der Anmelderin beschrieben, deren diesbezüglicher Inhalt hier vollständig zum Gegenstand der Offenbarung gemacht ist.
Um eine formschlüssige Verbindung zwischen der Spannkette und den Außenoberflächen der Stützstangen oder Stützrohre zu erreichen, können diese Umfangsnuten und die Spannkette Spannbacken aufweisen, die zu den Umfangsnuten komplementäre Zähne oder verformbare, beim Spannen der Spannkette in die Umfangsnuten eindringende Beläge aufweisen.
Zum Aufrichten und translatorischen Bewegen des Bohrmasts kann der Bohrmast an einem Bohrmastschlitten mittels eines am Bohrmastschlitten angeordneten mit dem Bohrmast formschlüssig zusammenwirkenden Schlittenantriebs längs verschiebbar und festlegbar angeordnet sein, wobei der Bohrmastschlitten um die Schwenkachse mit Bezug auf die selbstfahrende oder transportable Trägeranordnung schwenkbar ist, insbesondere kann die Schwenkachse an einem Anlenksteg eines Lenkerparallelogramms zum Ausheben des Bohrmastschlittens aus einer Ruhestellung auf der Trägeranordnung in eine Arbeitsstellung angeordnet sein und kann an dem Anlenksteg des Lenkerparallelogramms, beabstandet zu der Schwenkachse, wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit zum Schwenken des Bohrmastschlittens und des daran angeordneten Bohrmasts gegenüber dem Anlenksteg angreifen.
Durch diese Anordnung lassen sich das Lenkerparallelogramm und der Bohrmastschlitten in der Ruhestellung mehr oder weniger vollständig in eine Aufnahme der Trägeranordnung versenken, so dass der Bohrmast nahezu waagerecht auf der Trägeranordnung liegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bohranlage mit einem nahezu senkrecht aufgerichteten Bohrmast;
2 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Stabilisierungs- und Stützanordnung;
3 eine perspektivische Detailansicht eines eine Stabilisierungs- und Stützanordnung am Bohrmast führenden Schlittens Schlittens;
4 einen Querschnitt durch einen Bohrmast und dem daran geführten Schlitten der Stabilisierungs- und Stützanordnung;
5 eine perspektivische Teilansicht, teilweise auseinander gezogen, einer Führungsanordnung für die Stützstangen oder Stützrohre der Stabilisierungs- und Stützanordnung und
6a bis 6f schematische Darstellungen der in verschiedene Winkelstellungen bis zu 90° aufgerichteten, erfindungsgemäßen Bohranlage.
Eine in 1 vollständig dargestellte Bohranlage 1 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel einen Raupenunterwagen, der eine selbstfahrende Trägeranordnung 2 für die Bohranlage 1 bildet. Die Trägeranordnung 2 kann auch aus einer transportablen Plattform bestehen, die, genau wie die als Raupenunterwagen ausgebildete Trägeranordnung 2, eine Antriebseinheit 3 aufweisen kann, wobei diese Antriebseinheit 3 sowohl für den Antrieb der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 als auch zum Antrieb von verschiedenen Aggregaten zum Betreiben der Bohranlage 1 eingerichtet ist.
Ein Bohrmast 4 ist auf beiden Seiten, wie in 4 dargestellt, mit parallelen Gleitschienen 4a versehen, die auf der Vorderseite des Bohrmastes 4 zur Führung eines Bohrkopfschlittens 11 für einen Bohrkopf 12 mit einem Drehantrieb 12a für ein Bohrgestänge 14 und einem Verfahrantrieb 12b entlang dem Bohrmast 4 vorgesehen sind.
Benachbart zur Rückseite des Bohrmastes 4 sind in ähnlicher Weise Gleitschienen 39 angeordnet, die zur Führung eines Bohrmastschlittens 5 und eines weiteren Schlittens 18 für eine Stabilisierungs- und Stützanordnung 16 dienen.
Der Bohrmastschlitten 5 ist über ein Lenkerparallelogramm 6 mit der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 verbunden, wobei ein Anlenksteg 7 des Lenkerparallelogramms 6 eine Schwenkachse 7a zum Anlenken des Bohrmastschlittens 5 und dazu beabstandet eine Anlenkung 7b für ein Paar von Kolben-Zylinder-Einheiten 9 zum Schwenken des Bohrmastes 4 um die Schwenkachse 7a aus einer Transportstellung in eine Arbeitsstellung aufweist.
Die Arbeitsstellung kann einen Winkel von 15° gegenüber der Bodenoberfläche aufweisen, wenn eine nahezu waagerechte Bohrung in den Boden eingebracht werden soll und kann bis zu 90°, wie in 1 dargestellt, gehen, wenn die Bohrung im Wesentlichen senkrecht verlaufen soll.
Mittels des Lenkerparallelogramms 6 und eines Paares daran angelenkter Kolben-Zylinder-Einheiten 8 lässt sich der Bohrmastschlitten 5 mit dem daran angeordneten Bohrmast 4 von der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 abheben und mittels des Paares Kolben-Zylinder-Einheiten 9 in jede beliebige Winkelstellung aufrichten.
Parallel zum Bohrmast 4 ist ein Bohrgestängemagazin 15 angeordnet, aus dem sich Rohrgestängeschüsse 14a entnehmen und an ein Bohrgestänge 14 anschrauben lassen, wenn dieses mit seinem oberen Ende bis in den Bereich einer Klemmvorrichtung 13 am unteren Bohrmastende gelangt ist. Der Bohrkopf 12 mit dem Drehantrieb 12a wird dann vom Ende des Bohrgestänges 14 gelöst und in die in 1 dargestellte Stellung hochgefahren, wonach ein Rohrgestängeschuss 14a aus dem Bohrgestängemagazin 15 entnommen wird, an das im Bereich der Klemmvorrichtung 13 befindliche Ende des Bohrgestänges 14 angeschraubt und der Bohrvorgang erneut fortgesetzt wird.
Wenn ein Bohrgestänge 14 aus dem Bohrloch zurückgeholt werden soll, wird das Bohrgestänge 14 mittels des am Schlitten 11 angeordneten Bohrkopfes 12 mit Hilfe des Verfahrantriebs 12b in die in 1 dargestellte Stellung zurückgezogen und ein entsprechender Rohrgestängeschuss 14a wird nach Anlegen der Klemmvorrichtung 13 vom noch im Boden befindlichen Bohrgestänge 14 abgeschraubt und wieder zurück in das Bohrgestängemagazin 15 gesetzt. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis das gesamte Bohrgestänge 14 aus dem Bohrloch zurückgeholt ist.
Der Bohrmast 4 ist mittels eines Schlittenantriebs 10 in Form eines Hydraulikmotors 10, dessen nicht dargestelltes Ritzel in eine Zahnstange auf der Rückseseite des Bohrmastes 4 eingreift, am Bohrmastschlitten 5 verfahrbar, um in jeder Winkelstellung des Bohrmastes 4 mit seinem unteren Ende im Bereich der Klemmvorrichtung 13 in Bodenkontakt zu bleiben.
In der in 1 dargestellten Arbeitsstellung, im Wesentlichen senkrecht zum Boden, aber auch in allen Winkelstellungen zwischen 30° und 90°, wird der Bohrmast 4 durch eine Stabilisierungs- und Stützanordnung 16, die wenigstens eine Stützstange oder ein Stützrohr, vorzugsweise ein Paar paralleler Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b, umfasst, sicher gehalten und gestützt.
Das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Anlenkung der Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b an einer Standplatte 36 mittels Anlenkungen 37b, während die Standplatte 36 mittels Distanzstreben 38, die in Punkten 37a an der Standplatte 36 und in ähnlicher, nicht gezeigter Weise an der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 angelenkt sind, auf Abstand von der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 gehalten wird.
Die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b sind mittels der Führungsanordnung 27 an dem Schlitten 18 schwenkbar und festlegbar angeordnet. Dieser Schlitten 18 ist selber wiederum mittels eines Verfahrmotors 19 in Form eines Hydraulikmotors am Bohrmast 4 verfahrbar und festlegbar. Hieraus ergibt sich eine in jeder Winkelstellung des Bohrmastes 4 aufgrund des am Bohrmast 4 festgelegten Schlittens 18 für die Stabilisierungs- und Stützanordnung 16, des am Bohrmast 4 festgelegten Bohrmastschlittens 5 und dessen Schwenkachse 7a sowie der Anlenkung der Standplatte 36 an der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 eine Vierpunktabstützung des Bohrmastes 4, die ihm eine große Standsicherheit in allen Winkelstellungen verleiht.
Wenn die Abmessungen des Bohrmastes 4 nicht allzu groß sind, ist es auch möglich, auf die Distanzstreben 38 und die Standplatte 36 zu verzichten und die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b direkt an der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 zu befestigen.
Die 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Stabilisierungs- und Stützanordnung 16. Die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b sind aus mehreren Schüssen 17c zusammengeschraubt, um den Aufbau zum Anbringen der Stabilisierungs- und Stützanordnung 16 am Bohrmast 4 zu erleichtern.
Die schon erwähnte Standplatte 36, an die die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b in den Punkten 37b angelenkt sind, sowie die Distanzstreben 38, die in den Punkten 37a an der Standplatte 36 angelenkt sind, sind deutlich ersichtlich.
Eine Führungsanordnung 27 lässt sich entlang der Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b translatorisch verschieben und in beliebigen Stellungen festlegen. Zu diesem Zweck sind an der Führungsanordnung 27 zwei beabstandete Bremsen 32 in Form von jeweils einer Spannkette angeordnet, die, wie in 5 ersichtlich, aus mehreren Spannbacken 32a und einer diese zusammenspannenden Kolben-Zylinder-Einheit 32c besteht. Die Einzelheiten einer derartigen Spannkette sind aus der DE 10 2011 110 089 A1 derselben Anmelderin bekannt, deren Inhalt hier vollständig zum Gegenstand der Offenbarung gemacht ist.
Die Führungsanordnung 27 ist am Bohrmast 4 mittels eines Schlittens 18 verschiebbar und festlegbar geführt. Einzelheiten des Schlittens 18 und seiner schwenkbaren Lagerung an der Führungsanordnung 27 sind aus der 3 ersichtlich. Der Schlitten 18 ist mittels Gleitführungen 18a formschlüssig in den bereits erwähnten Gleitschienen 39 auf der Rückseite des Bohrmastes 4 verfahrbar. Dies geschieht mittels eines Verfahrmotors 19, der als Hydraulikmotor ausgebildet ist und ein Antriebsritzel 20 in Drehung versetzt, um den Schlitten 18 gesteuert in eine beliebige Stellung zwischen dem Bohrmastschlitten 5, an dem der Bohrmast 4 verschiebbar ist und dem oberen Ende des Bohrmastes 4 zu verfahren. Hierzu ist auf der Rückseite des Bohrmasts 4, zwischen den Gleitschienen 39, die Zahnstange 40, ähnlich wie die Zahnstange auf der Vorderseite des Bohrmasts 4, angeordnet, in die das Antriebsritzel 20 eingreift. Am Schlitten 18 sind zwei, bezüglich des Bohrmastes 4 quer verlaufende, koaxiale Rohrführungen 23 angeschweißt, deren Enden 23a mit je einen Anschraubflansch 24 versehen sind, über die sich die Hälften eines geteilten Überwurfrings 25 ansetzen und mittels Befestigungsschrauben 26 lösbar befestigen lassen. Die Hälften des geteilten Überwurfrings 25 bilden im montierten Zustand einen Freiraum 25a, dessen Funktion mit Bezug auf die 5 näher erläutert wird.
Am Schlitten 18 ist des Weiteren eine Bremseinrichtung in Form von in Richtung der Zahnstange 40 an der Rückseite des Bohrmastes 4 mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 22 zum Eingriff bewegbaren Zahnstangenabschnitten 21 angeordnet. Diese Zahnstangenabschnitte 21 sind auf die Zahnstange 40 zu beweglich, quer zur Zahnstange 40 und in Richtung der Zahnstange 40 ortsfest geführt. Im zurückgezogenen Zustand der Zahnstangenabschnitte 21 ist der Schlitten 18 mittels des das Antriebsritzel 20 antreibenden Verfahrmotors 19 am Bohrmast 4 in beide Richtungen frei beweglich, während der Schlitten 18 blockiert ist, wenn die Zahnstangenabschnitte 21 durch Betätigen der Kolben-Zylinder-Einheit 22 zum Eingriff mit der auf der Rückseite des Bohrmasts 4 angeordneten Zahnstange 40 gebracht werden.
Die 5 zeigt eine Hälfte der Führungsanordnung 27 für die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b. Jede Hälfte der Führungsanordnung 27 ist als Winkelrohr mit einem waagerechten Schenkel 28 zum Einstecken in jeweils ein Ende 23a der Rohrführungen 23 ausgebildet. Ein am waagerechten Schenkel 28 angeschweißter Flansch 29 liegt dann am Anschraubflansch 24 der Rohrführungen 23 am Schlitten 18 an, wonach sich die Hälften eines geteilten Überwurfrings 25, den Flansch 29 übergreifend, mittels der Befestigungsschrauben 26 am Anschraubflansch 24 befestigen lassen und die Führungsanordnung 27 gegen ein axiales Herausgleiten aus der Rohrführung 23 sichern, eine Drehung des waagerechten Schenkels 28 in der Rohrführung 23 jedoch zulassen.
An dem waagerechten Schenkel 28 ist unter einem Winkel von 90° ein in 5 senkrecht dargestellter Schenkel 30 angeschweißt, der an jedem seiner Enden Aufnahmen 31 für die Bremsanordnung 32 aufweist. Diese Aufnahmen 31 enden mit je einem Flansch 31a, an die sich Rohrführungen 33 mittels eines daran angeschweißten Flansches 34 mittels Befestigungsschrauben 35 befestigen lassen, wodurch die Bremsen 32 axial gesichert in den Aufnahmen 31 eingeschlossen sind.
Wie bereits erwähnt, sind die Bremsen 32 als Spannketten ausgebildet, deren Einzelheiten aus der DE 10 2011 110 089 A1 entnehmbar sind, und deren Inhalt hier vollständig zum Gegenstand der Offenbarung gemacht ist.
Die als Spannkette ausgebildeten Bremsen 32 umgreifen mittels Spannbacken 32a jeweils eine der Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b, so dass sich Spannbackenbeläge 32b an den Außenumfang der Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b anlegen, wenn eine Kolben-Zylinder-Einheit 32c die Spannbacken im Schließsinne betätigt. Die Spannbacken 32a können eine gezahnte Innenoberfläche aufweisen, die formschlüssig in die Nuten 17ab, 17bb der Stützstangen oder Stürzrohre 17a, 17b in beliebiger Stellung der Führungsanordnung 27 eingreifen und die Führungsanordnung 27 mit dem Schlitten 18 unbeweglich festhalten. Es ist auch möglich, die Spannbacken 32a mit verformbaren Belägen 32b zu versehen, so dass beim Schließen der als Spannkette ausgebildeten Bremsen 32 das Material dieser verformbaren Beläge 32b in die Umfangsnuten 17ab, 17bb der Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b eindringt und dadurch eine formschlüssige Verbindung gegeben ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Spannbacken 32a mit Reibbelägen wie für Fahrzeugbremsen zu versehen, so dass beim Schließen der als Spannkette ausgebildeten Bremsen 32 ein Reibschluss mit den Stützstangen oder Stützrohren 17a, 17b gegeben ist und dementsprechend auf der Außenoberfläche dieser Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b keine Nuten 17ab, 17bb erforderlich sind.
Die 6a bis 6f stellen eine Bohranlage 1 beim Aufrichten ihres Bohrmastes 4 dar. Gemäß 6a ist der Bohrmast 4 mit Hilfe des Paares der am Bohrmastschlitten 5 angreifenden Kolben-Zylinder-Einheiten 9 aus der Aufnahme in der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 herausgehoben und weist einen Neigungswinkel von etwa 15° auf. Die Stabilisierungs- und Stützanordnung 16 ist noch nicht montiert und der Bohrmastschlitten 5 befindet sich am Bohrmast 4 in einer mittleren Stellung, wobei das untere Ende des Bohrmastes 4 mit der Klemmvorrichtung 13 in Bodennähe verbleibt.
Um den Bohrmast 4 in die in 6b dargestellte, um einen Neigungswinkel von 30° gegenüber dem Boden geneigte Stellung zu bringen, wird zunächst der Bohrmastschlitten 5 mittels des Lenkerparallelogramms 6 und dessen Betätigung mittels des Paares Kolben-Zylinder-Einheiten 8 weiter angehoben und dann mittels des Paares Kolben-Zylinder-Einheiten 9 um die Schwenkachse 7a gekippt, wobei das untere Ende des Bohrmastes 4 mit der Klemmvorrichtung 13 durch Verfahren des Bohrmastes 4 am Bohrmastschlitten 5 weiterhin in Bodennähe verbleibt.
Um den Bohrmast 4 in dieser Stellung zu stabilisieren und zu stützen, wird die Stabilisierungs- und Stützanordnung 16 montiert. Dies geschieht, indem an dem Schlitten 18 die Führungsanordnung 27 mit den hindurch gesteckten Stützstangen oder Stützrohren 17a, 17b am Schlitten 18 angebracht wird. Die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b können bereits vorher an der Standplatte 36 befestigt sein oder lassen sich auch nachträglich montieren, nachdem die Standplatte 36 über die Distanzstreben 38 mit der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 verbunden wurde.
Wenn der Bohrmast 4 eine Erdbohrung unter dem in 6b dargestellten Winkel von 30° in den Boden einbringen soll, kann die Führungsanordnung 27 an den Stützstangen oder Stützrohren 17a, 17b durch Betätigung der als Spannkette ausgebildeten Bremsen 32 blockiert werden. Der Schlitten 18 verbleibt dann in der dargestellten, blockierten Stellung, so dass das Eintreiben des Bohrgestänges 14 mittels des Bohrkopfes 12 beginnen kann. Da das aus dem Bohrmast 4, dem Lenkerparallelogramm 6, der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2, den Distanzstreben 38 und den Stützstangen oder Stützrohren 17a, 17b gebildete Gelenkviereck durch die Paare der Kolben-Zylinder-Einheiten 8 und 9 und den blockierten Schlitten 5 und 11 weitgehend unverformbar ist, wird der Bohrmast 4 durch die Stabilisierungs- und Stützanordnung 16 in der vorgesehenen Stellung gegen die beim Einbringen einer Erdbohrung am Bohrmast 4 auftretenden, hohen Kräfte stabil gehalten und gestützt.
Um den Bohrmast 4 in die in 6c dargestellte, um einen Winkel von 45° geneigte Stellung zu bringen, muss jede der Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b durch Anschrauben wenigstens eines Bohrgestängeschusses 14a verlängert werden. Danach werden die als Spannkette ausgebildeten Bremsen 32 an der Führungsanordnung 27 gelöst, und der Bohrmast 4 wird am Bohrmastschlitten 5 mittels des Verfahrmotors 10 verschoben und gleichzeitig mittels des Paares von Kolben-Zylinder-Einheiten 9 verschwenkt, bis der Winkel von 45° erreicht ist, wobei das bodenseitige Ende des Bohrmastes 4 am oder in der Nähe des Bodens verbleibt. Ist die 45°-Stellung erreicht, werden die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b an der Führungsanordnung 27 mittels der als Spannkette ausgebildeten Bremsen 32 blockiert und der Bohrvorgang kann beginnen. Bis zu einem Winkel von 60° des Bohrmastes 4, der in 6d dargestellt ist, genügt es, die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b durch Anschrauben weiterer Schüsse zu verlängern und den Vorgang, wie bezüglich 6c beschrieben, zu wiederholen.
Erst beim Übergang von der 60°- zur 70°-Neigung des Bohrmastes 4 ist es erforderlich, den Schlitten 18 der Stabilisierungs- und Stützanordnung 16 in Richtung des am Lenkerparallelogramm 6 angelenkten Bohrmastschlittens 5 zu verfahren und in der gewünschten Stellung zu blockieren, ebenso die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b mittels der als Spannketten ausgebildeten Bremsen 32, wonach auch in diesem Fall der Bohrvorgang beginnen kann.
Die 6f zeigt den in eine 90°-Stellung aufgerichteten Bohrmast 4 mit noch weiter in Richtung des Bohrmastschlittens 5 herabgefahrenen Schlitten 18, der auf etwa der halben Höhe des Bohrmastes 4 in der beschriebenen Weise blockiert ist, ebenso die Stützstangen oder Stützrohre 17a, 17b in der Führungsanordnung 27.
Es ist ersichtlich, dass die Stabilisierungs- und Stützanordnung 16 aus dem Schlitten 18, der Führungsanordnung 27, den Stützstangen oder Stützrohren 17a, 17b, der Standplatte 36 und den die Standplatte 36 mit der als Raupenunterwagen ausgebildeten Trägeranordnung 2 verbindenden Stanzstreben 38 einfach und schnell zu montieren ist sowie erlaubt, den Bohrmast 4 der Bohranlage 1 in beliebigen Winkelstellungen von etwa 15° bis 90° sicher zu stabilisieren und zu stützen.
Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
Bezugszeichenliste

1: Bohranlage
2: Trägeranordnun
3: Antriebseinheit
4: Bohrmast
5: Bohrmastschlitten
6: Lenkerparallelogramm
7: Anlenksteg des Lenkerparallelogramms
7a: Schwenkachse
7b: Anlenkung
8: Kolben-Zylinder-Einheiten am Lenkerparallelogramm
9: Kolben-Zylinder-Einheiten am Bohrmastschlitten
10: Verfahrantreib am Bohrmastschlitten
11: Bohrkopfschlitten
12: Bohrkopf
12a: Drehantrieb für Bohrgestänge
12b: Verfahrantrieb am Bohrkopfsschlitten
13: Bohrgestängeklemmvorrichtung am Bohrmast
14: Bohrgestänge
14a: Bohrgestängeschüssel
15: Bohrgestängemagazin
16: Stabilisierungs- und Stützanordnung
17a, 17b: Stützstangen oder Stützrohre
17ab, 17bb: Nuten oder Gewinde
17c: Stützstangen- oder Stützrohrschüsse
18: Schlitten für Führungsanordnung
18a: Gleitführungen
19: Verfahrmotor
20: Antriebsritzel
21: Zahnstangenabschnitte
22: Kolben-Zylinder-Einheit
23: Rohrführung am Schlitten für die Führungsanordnung
24: Anschraubflansch
25: Quergeteilter Überwurfring
25a: Freiraum
26: Befestigungsschrauben
27: Führungsanordnung = Winkelrohr
28: Waagerechter Schenkel des Winkelrohrs
29: Flansch am waagerechten Schenkel
30: Senkrechter Schenkel des Winkelrohrs
31: Aufnahmen für Bremsen
31a: Anschraubflansch
32: Bremse
32a: Spannbacken
32b: Beläge
32c: Kolben-Zylinder-Einheit
33: Rohrführung
34: Anschraubflansch an der Rohrführung
35: Befestigungsschrauben
36: Standplatte
37a, 37b: Anlenkungen
38: Distanzstreben
39: Gleitschienen
40: Zahnstange

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2904310 A [0002]
DE 102011110089 A1 [0017, 0043, 0048]

Claims

Bohranlage (1) mit einem mit Bezug auf eine selbstfahrende oder transportable Trägeranordnung (2) zwischen einer Transportstellung und einer Arbeitsstellung in beliebige Winkelstellungen bis zu 90°, um eine Schwenkachse (7a) schwenkbaren und festlegbaren Bohrmast (4), an dem ein verfahrbarer Bohrkopf (12) zum Einbringen von Bohrungen in den Boden angeordnet ist und mit wenigstens einer beabstandet von der Schwenkachse (7a) am Bohrmast (4) längenveränderlich angelenkten und festlegbaren Stabilisierungs- und Stützanordnung (16), die mit ihrem entgegengesetzten Ende, in einer Richtung im Wesentlichen parallel zum Boden in Bodennähe, beabstandet vom Bohrmast (4) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs- und Stützanordnung (16) aus einem am Bohrmast (4) mittels eines Verfahrmotors (19) längs verfahrbaren und daran festlegbaren Schlitten (18) und einer Führungsanordnung (27) für wenigstens eine Stützstange oder ein Stützrohr (17a, 17b) am Schlitten (18) besteht, wobei der Schlitten (18) durch die Führungsanordnung (27) an der wenigstens einen Stützstange oder dem Stützrohr (17a, 17b) längs verschiebbar geführt und festlegbar ist.
Bohranlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (18) mittels Gleitführungen (18a) in komplementären Gleitschienen (39) am Bohrmast (4) geführt ist, und der Verfahrmotor (19) mit dem Schlitten (18) mittels eines vom Verfahrmotor (19) angetriebenen in eine komplementäre, zu den Gleitschienen (39) parallele Zahnstangen (40) eingreifenden Antriebsritzels (20) translatorisch verfahrbar und mittels einer am Schlitten (18) angeordneten, in die Zahnstange (40) eingreifenden Bremseinrichtung (21, 22) am Bohrmast (4) in beliebigen Stellungen festlegbar ist.
Bohranlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungs- und Stützanordnung (16) zwei parallele Stützstangen oder Stützrohre (17a, 17b), an denen der Schlitten (18) mittels der Führungsanordnung (27) schwenkbar, längsbeweglich und festlegbar geführt ist, an der selbstfahrenden oder transportablen Trägeranordnung (2) angelenkte Distanzstreben (38) und eine von der Trägeranordnung (2) beabstandete, auf dem Boden ruhende oder daran verankerte, mit den Distanzstreben (38) verbundene Standplatte (36) umfasst.
Bohranlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsanordnung (27) als ein Winkelrohrpaar mit je einem waagerechten, in einer an dem Schlitten (18) angeordneten Rohrführung (23) schwenkbar und axial unverschiebbar angeordneten Schenkel (28) und mit je einem zu jeweils einem der waagerechten Schenkel (28) in einem Winkel von 90° angeordneten, die Rohrführungen (33) für die durch diese geführten Stützstangen oder Stützrohre (17a, 17b) aufweisende Schenkel (30) ausgebildet ist.
Bohranlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrführungen (23) an jedem ihrer Enden (23a) einen Flansch (24) zur Befestigung eines quergeteilten, einen Freiraum (25a) zur Aufnahme eines an dem waagerechten Schenkel (28) der Führungsanordnung (27) angeordneten, komplementären Flansches (29) bildenden Überwurfrings (25) aufweisen, die die schwenkbare und axial unverschiebbare Verbindung zwischen der Rohrführung (23) und den waagerechten Schenkeln (28) bilden.
Bohranlage (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwischen einem Ende der in einem Winkel von 90° zu den waagerechten Schenkeln (28) angeordneten Schenkeln (30) der Führungsanordnung (27) und einer der Rohrführungen (33) eine Aufnahme (31) für eine Bremse (32) zur axialen Festlegung einer durch die Rohrführung (33) geführten Stützstange oder ein Stützrohr (17a, 17b) angeordnet ist.
Bohranlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberfläche der Stützstangen oder Stützrohre (17a, 17b) Umfangsnuten (17ab, 17bb) und die als Spannkette ausgebildete Bremse (32), Spannbacken (32a) aufweist, die zu den Umfangsnuten (17ab, 17bb) komplementäre Zähne oder verformbare, beim Spannen der als Spannkette ausgebildeten Bremse (32) in die Nuten (17ab, 17bb) eingreifende Belege (32b) aufweisen.
Bohranlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrmast (4) an einem Bohrmastschlitten (5) mittels eines am Bohrmastschlitten (5) angeordneten Verfahrantriebs (10) längs verschiebbar und festlegbar angeordnet ist und der Bohrmastschlitten (5) um die Schwenkachse (7a) mit Bezug auf die selbst fahrende oder transportable Trägeranordnung (2) schwenkbar ist.
Bohranlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (7a) an einem Anlenksteg (7) eines Lenkerparallelogramms (6) zum Ausheben des Bohrmastschlittens (5) aus einer Ruhestellung auf der Trägeranordnung (2) in eine Arbeitsstellung angeordnet ist.
Bohranlage (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Anlenksteg (7) des Parallelogramms (6), beabstandet zu der Schwenkachse (7a), wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit (9) zum Schwenken des Bohrmastschlittens (5) und des daran angeordneten Bohrmasts (4) gegenüber dem Anlenksteg (7) angreift.