EP0884446B1 - Bohrgerät - Google Patents

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EP0884446B1
EP0884446B1 EP98110794A EP98110794A EP0884446B1 EP 0884446 B1 EP0884446 B1 EP 0884446B1 EP 98110794 A EP98110794 A EP 98110794A EP 98110794 A EP98110794 A EP 98110794A EP 0884446 B1 EP0884446 B1 EP 0884446B1
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EP
European Patent Office
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drilling unit
unit according
piston
pressure
casing
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EP98110794A
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EP0884446A2 (de
EP0884446A3 (de
Inventor
Franz-Joseph Püttmann
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Tracto Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Tracto Technik GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0884446A3 publication Critical patent/EP0884446A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/065—Deflecting the direction of boreholes using oriented fluid jets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • E21B4/145—Fluid operated hammers of the self propelled-type, e.g. with a reverse mode to retract the device from the hole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/205—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal
    • E21B7/206—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes without earth removal using down-hole drives

Definitions

  • the invention relates to a device and a method, for example, for the manufacture or expansion of earth boreholes and trenchless laying of ground wires or for driving pipes into the ground.
  • Such devices such as Rammbohrieri usually have a inside of their housing by means of a fluid, such as compressed air, axially reciprocating self-acting percussion piston, which its kinetic energy either directly or indirectly via an axially movable in the housing impact tip completely to the housing and possibly also to the soil. In this way, the device performs both crushing and displacement and jacking work.
  • a fluid such as compressed air
  • axially reciprocating self-acting percussion piston which its kinetic energy either directly or indirectly via an axially movable in the housing impact tip completely to the housing and possibly also to the soil.
  • drills which not only displace the soil, but also degrade and convey away, for example, against the advancing direction.
  • drills that allow not only straight-ahead but also curve-drilling.
  • Such Devices have, for example, a drill head provided with a steering or oblique surface, which essentially constantly rotates about the longitudinal axis of the device during straight boring, whereas it is non-rotatable at least in the case of curved boring.
  • the device can be provided with a drill string which is connected to a rotary and feed drive.
  • the device in the region of the drill head with nozzles, which are supplied via a drill pipe with a rinsing liquid, usually a bentonite suspension.
  • the nozzles can be supplied with a liquid of such high pressure as in the drilling apparatus according to the European patent application 0 195 559, so that a cutting jet results in the removal of the soil located in the region of the drill head.
  • the ground hydraulically degrading and / or promotional and working with a steering jet devices are connected via a hose or a drill pipe with an external pump that generates the pressure required in each case.
  • the required pressures are very different; they range from a few bar when drilling with a rinsing liquid up to over 100 bar during cutting jet drilling. In particular, in hard soil conditions pressures above 100 bar are required. Accordingly expensive are the pumps, which are also subject to heavy wear, when the liquid is a bentonite suspension.
  • a hydraulic hammer which has a pressure chamber located in a Mei-ßel and connected to this pressure chamber nozzle.
  • the pressure chamber has a pressure medium inlet and a pressure medium outlet, wherein the pressure medium outlet is partially guided in an L-shape through the piston, which enters the longitudinal axis axially into the piston and radially emerges again.
  • a plurality of openings arranged in the longitudinal axial graduation are arranged in the wall of the pressure chamber.
  • the problem underlying the invention is to reduce the technical and economic effort for the generation of fluid pressure in jet-equipped drilling equipment, in particular ram boring and still create a way to work with high pressures.
  • the invention proposes, in a device with a reciprocating in the housing, preferably solid piston in the housing to arrange a nozzle for the rinsing, lubricating, cutting and / or steering fluid related pressure chamber. Because the pressure buildup takes place in the device itself, the pressure chamber only needs to be supplied with liquid of low pressure. For this purpose, a pure gravity pump or a conventional feed pump, which allows a conveying of the liquid even over longer distances, while the operating pressure of the liquid on site, i. is generated inside the device. Therefore, the device does not need to be connected via a high pressure line to the feed pump. This results in a considerable cost savings with regard to the drilling distances of up to more than 200 m occurring in practice. This also applies to the case that the liquid is not passed through a hose line, but by a driven drill pipe to the drilling or displacement head.
  • the pressure generation on site preferably takes place with the aid of an axially movable pressure piston arranged in the chamber, which always returns to its starting position, for example with the aid of a return spring is brought.
  • the piston may be formed as a self-controlling piston; it preferably has a closed end face and is free of pressure medium holes.
  • a particularly simple construction results when the pressure piston is in operative connection with a percussion piston reciprocated in the device housing, preferably pneumatically, such as, for example, conventional ram boring machines.
  • a percussion piston reciprocated in the device housing, preferably pneumatically, such as, for example, conventional ram boring machines.
  • Such a preferably self-steering percussion piston can then provide both propulsion energy for the device and energy dissipation and drive energy for the pressure piston. This happens in particular in such a way that the percussion piston transmits at least partially its kinetic energy to the pressure piston.
  • the pressure piston can be provided with a rearward, an inner collar of the housing by cross-pin. This pin acts as an anvil for the percussion piston. If the protrusion length of the journal is less than the maximum stroke of the plunger, the percussion piston releases its residual kinetic energy to the inner collar as the plunger pin moves forward in the plunger chamber.
  • the work to be performed by the percussion piston in this case consists of two phases: a compression phase during which the percussion piston and the pressure piston interact via the pin, and a propulsion phase in which the percussion piston emits its residual kinetic energy via the inner collar to the instrument housing and in this way causes its propulsion. Then turn back the pressure piston under the influence of a pressure fluid and / or a return spring and the percussion piston back to their initial positions and begins a new duty cycle.
  • the pressure chamber can be supplied via a housing-fixed line with liquid in which a valve, such as a check valve is located. Furthermore, the pressure chamber may be formed as an axial pressure channel, which leads to at least one nozzle and into which also opens the liquid line.
  • the liquid line can open in space in front of the piston end face in the front piston position in the pressure chamber. But there is also the possibility that the piston periodically transfers the opening of the liquid line in the pressure chamber wall and this alternately opens and closes.
  • the device according to the invention can also be arranged at the beginning or at the end of a preferably driven linkage or engage in a jacking pipe.
  • a pulsating pressure fluid jet which can be used for excavating the soil, for steering a burying or Aufweitauss located in the ground or for discharging the dissolved soil. This can be done in the soil or outside the pressure generation. However, the generation of pressure in the ground is particularly advantageous.
  • the Rammbohrêt consists of a housing 1, which is provided at its front end with a thread 2, in which a device tip is screwed in the form of a step head 3 with a seal 4.
  • a working space 5 In the housing there is a working space 5, in which a pneumatically driven self-steering percussion piston 6 reciprocates.
  • the working space 5 is separated by an inner collar 7 from a piston chamber 8 located in the forward drive direction with a pressure piston 9.
  • the pressure piston 9 has a guided through a bore 10 in the inner collar 7 rear pin 11, which is in operative connection with the percussion piston 6.
  • the pressure piston 9 is provided with a voltage applied to the wall of the piston chamber 8 sealing ring 12 and has a collar 13, by means of which it is supported by a return spring 14 on a shoulder 15 of the striking tip 3.
  • a pressure channel 16 leads to a nozzle 17 at the front end of the striking tip 3.
  • this pressure channel protrudes front pin 18 of the pressure piston 9 and seals the pressure channel by means of an O-ring seal 19 against the piston chamber 8 from.
  • the pressure channel 16 is provided with a non-illustrated feed pump housing fixed channel 20 for low pressure liquid, which is provided with a check valve 21 which periodically feeds liquid into the pressure channel.
  • the pressure piston 9 is under the influence of the return spring 14 in its rear end position. In this position, the pin 11 projects beyond the inner collar 7 by the Vorkragin 22, which is less than the distance 23 between the front end face of the pressure piston 9 and the shoulder 15. It follows that the percussion piston 6 its kinetic energy on the route 22 first at the pressure piston 9 and upon reaching the inner collar 7 gives its remaining kinetic energy to the device housing 1, while the end of the pin 11 is immersed in the collar bore 10 until the plunger 9 has reached its front end position on the shoulder 15 and under the influence of Return spring 14 returns to its initial position shown.
  • an external fluid container which is connected to the operation of the ram boring or the movement of the percussion piston 6 usually required compressor and the liquid, such as water or a water / bentonite suspension, via the housing channel 20 promotes the pressure chamber or pressure channel 16.
  • the device can also be provided with a plurality of, in particular, independent nozzles, which fulfill different tasks.
  • one nozzle may produce a cutting jet while others, for example, nozzles disposed obliquely with respect to the implement axis, produce steering jets and provide additional nozzles with rinsing fluid which reduces the displacement and frictional resistance of the apparatus and / or permits discharge of dissolved soil.
  • the device moves on a curved path whose center is on the side of the one-sided soil degradation.
  • a nozzle change, for example, when the device at the end of a on a carriage 24 is provided with a rotary and linear drive 25 rotatable drill pipe 26, then there is the possibility to change the direction of the cam track by turning the linkage or the device. Regardless of this, however, the radius of curvature of the device web can also be changed by reducing or increasing the pressure of the cutting jet that dissipates the soil.
  • the device creates, independently of its construction in detail a way to reduce soil using a pulsating liquid jet, to influence the drilling or advancing direction and / or to dissipate degraded soil.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und ein Verfahren beispielsweise zum Herstellen oder Aufweiten von Erdbohrungen und zum grabenlosen Verlegen von Erdleitungen oder zum Eintreiben von Rohren ins Erdreich.
  • Derartige Geräte, beispielsweise Rammbohrgeräte, besitzen üblicherweise einen im Innern ihres Gehäuses mit Hilfe eines Fluids, beispielsweise Druckluft, axial hin- und herbewegten selbststeuernden Schlagkolben, der seine Bewegungsenergie entweder unmittelbar oder mittelbar über eine im Gehäuse axial bewegliche Schlagspitze vollständig an das Gehäuse und eventuell auch an das Erdreich abgibt. Auf diese Weise leistet das Gerät sowohl Zertrümmerungs- als auch Verdrängungs- und Vortriebsarbeit.
  • Des weiteren sind Bohrgeräte bekannt, die das Erdreich nicht nur verdrängen, sondern auch abbauen und beispielsweise entgegen der Vortriebsrichtung abfördern.
  • Schließlich gibt es Bohrgeräte, die nicht nur ein Geradeaus-, sondern auch ein Kurvenbohren erlauben. Derartige Geräte besitzen beispielsweise einen mit einer Lenk- bzw. Schrägfläche versehenen Bohrkopf, der während des Geradeausbohrens im wesentlichen ständig um die Gerätelängsachse rotiert, beim Kurvenbohren hingegen zumindest kurzfristig drehfest ist. Um das zu ermöglichen kann das Gerät mit einem Bohrgestänge versehen sein, das mit einem Dreh- und Vorschubantrieb verbunden ist.
  • Um den Gerätevortrieb und/oder das Abfördern des Erdreichs zu erleichtern, ist es auch bekannt, das Gerät im Bereich des Bohrkopfes mit Düsen zu versehen, die über ein Bohrgestänge mit einer Spülflüssigkeit, üblicherweise einer Bentonit-Suspension versorgt werden. Die Düsen können jedoch, wie bei dem Bohrgerät nach der europäischen Offenlegungsschrift 0 195 559 auch mit einer Flüssigkeit so hohen Drucks versorgt werden, so daß sich ein Schneidstrahl zum Abbauen des im Bereich des Bohrkopfs befindlichen Erdreichs ergibt.
  • Die das Erdreich hydraulisch abbauenden und/oder abfördernden und die mit einem Lenkstrahl arbeitenden Geräte sind über eine Schlauchleitung oder ein Bohrgestänge mit einer externen Pumpe verbunden, die den im Einzelfall erforderlichen Druck erzeugt. Die erforderlichen Drücke sind sehr unterschiedlich; sie reichen von wenigen bar beim Bohren mit einer Spülflüssigkeit bis zu über 100 bar beim Schneidstrahlbohren. Insbesondere bei harten Bodenverhältnissen sind Drücke über 100 bar erforderlich. Dementsprechend teuer sind die Pumpen, die zudem einem starken Verschleiß unterliegen, wenn es sich bei der Flüssigkeit um eine Bentonit-Suspension handelt.
  • Aus der EP 0 126 268 A ist ferner ein Hydraulikhammer bekannt, der eine in einem Mei-ßel gelegene Druckkammer sowie eine an diese Druckkammer angeschlossene Düse aufweist. Die Druckkammer weist einen Druckmittelzulauf und einen Druckmittelablauf auf, wobei der Druckmittelablauf teilweise L-förmig durch den Kolben geführt wird, wobei dieser längsaxial in den Kolben ein- und radial wieder heraustritt. Im Bereich des Austritts sind mehrere, in längsaxialer Teilung angeordnete Öffnungen in der Wand der Druckkammer angeordnet. Bei der durch das Auftreffen eines Schlagkolbens hervorgerufenen Vorwärtsbewegung des Druckkolbens überstreicht der Druckmittelaustritt am Kolben die Öffnungen in der Druckkammerwandung. Dadurch ergibt sich neben der Düse im vorderen Teil des Meißels kurzzeitig ein weiterer Ablauf für das Druckmedium. Durch die Anordnung mehrerer Öffnungen ergibt sich somit für den Verlauf eines Hubs eine periodischer Druckverlauf in der Druckkammer mit abnehmendem Mittelwert. Folglich wird ein periodischer Druckverlauf durch eine wiederholte temporäre Druckverminderung erzielt.
  • Von diesem Stand der Technik ausgehend besteht das der Erfindung zugrundeliegende Problem darin, den technischen und wirtschaftlichen Aufwand für die Erzeugung des Flüssigkeitsdrucks bei mit Düsen ausgestatteten Bohrgeräten, insbesondere Rammbohrgeräten zu verringern und trotzdem eine Möglichkeit zu schaffen, um mit hohen Drücken zu arbeiten.
  • Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung vor, bei einem Gerät mit einem im Gehäuse hin- und herbewegten, vorzugsweise massiven Kolben im Gehäuse eine mit Düsen für die Spül-, Schmier-, Schneid- und/oder Lenkflüssigkeit in Verbindung stehende Druckkammer anzuordnen. Weil der Druckaufbau im Gerät selbst stattfindet, braucht die Druckkammer lediglich mit Flüssigkeit geringen Drucks versorgt zu werden. Dazu genügt eine reine Schwerkraftförderung oder eine übliche Förderpumpe, die ein Fördern der Flüssigkeit auch über größere Strecken ermöglicht, während der Betriebsdruck der Flüssigkeit vor Ort, d.h. im Geräteinnern erzeugt wird. Das Gerät braucht daher nicht über eine Hochdruckleitung mit der Förderpumpe verbunden zu sein. Daraus ergibt sich im Hinblick auf die in der Praxis vorkommenden Bohrstrecken von bis zu über 200 m eine erhebliche Kostenersparnis. Dies gilt auch für den Fall, daß die Flüssigkeit nicht über eine Schlauchleitung, sondern durch ein angetriebenes Bohrgestänge zum Bohr- oder Verdrängungskopf geleitet wird.
  • Die Druckerzeugung vor Ort geschieht vorzugsweise mit Hilfe eines in der Kammer angeordneten axial beweglichen Druckkolbens, der beispielsweise mit Hilfe einer Rückstellfeder stets wieder in seine Ausgangsstellung gebracht wird. Der Kolben kann als selbststeuernder Kolben ausgebildet sein; er besitzt vorzugsweise eine geschlossene Stirnfläche und ist frei von Druckmittelbohrungen.
  • Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn der Druckkolben mit einem im Gerätegehäuse - vorzugsweise pneumatisch - hin- und herbewegten Schlagkolben in Wirkverbindung steht, wie ihn beispielsweise herkömmliche Rammbohrgeräte besitzen. Ein solcher vorzugsweise selbststeuernder Schlagkolben kann dann sowohl Vortriebsenergie für das Gerät als auch Abbauenergie sowie Antriebsenergie für den Druckkolben liefern. Dies geschieht insbesondere in der Weise, daß der Schlagkolben seine kinetische Energie mindestens teilweise auf den Druckkolben überträgt. Um das zu ermöglichen, kann der Druckkolben mit einem rückwärtigen, einen Innenkragen des Gehäuses durchgreifenden Zapfen versehen sein. Dieser Zapfen wirkt als Amboß für den Schlagkolben. Wenn die Vorkragenlänge des Zapfens geringer ist als der maximale Hubweg des Druckkolbens, gibt der Schlagkolben seine restliche kinetische Energie an den Innenkragen ab, wenn sich der Druckkolbenzapfen in der Kolbenkammer nach vorne bewegt.
  • Die von dem Schlagkolben zu leistende Arbeit besteht in diesem Falle aus zwei Phasen: Einer Verdichtungsphase, während derer der Schlagkolben und der Druckkolben über den Zapfen zusammenwirken, und einer Vortriebsphase, in welcher der Schlagkolben seine restliche kinetische Energie über den Innenkragen an das Gerätegehäuse abgibt und auf diese Weise dessen Vortrieb bewirkt. Danach kehren der Druckkolben unter dem Einfluß einer Druckflüssigkeit und/oder einer Rückstellfeder und der Schlagkolben in ihre Ausgangsstellungen zurück und beginnt ein neuer Arbeitszyklus.
  • Die Druckkammer kann über eine gehäusefeste Leitung mit Flüssigkeit versorgt werden, in der sich ein Ventil, beispielsweise ein Rückschlagventil befindet. Des weiteren kann die Druckkammer als axialer Druckkanal ausgebildet sein, der zu mindestens einer Düse führt und in den auch die Flüssigkeitsleitung mündet.
  • Die Flüssigkeitsleitung kann räumlich vor der KolbenStirnfläche in der vorderen Kolbenstellung in die Druckkammer münden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Kolben die Öffnung der Flüssigkeitsleitung in der Druckkammerwandung periodisch überführt und diese dabei abwechselnd öffnet und schließt.
  • Das erfindungsgemäße Gerät kann auch am Anfang oder am Ende eines vorzugsweise angetriebenen Gestänges angeordnet sein oder in ein Vortriebsrohr eingreifen. In allen Fällen ergibt sich ein pulsierender Druckflüssigkeitsstrahl, der sich zum Abbauen des Erdreichs, zum Lenken eines im Erdreich befindlichen Bohr- oder Aufweitgerätes oder auch zum Abfördern des gelösten Erdreichs verwenden läßt. Dabei kann die Druckerzeugung im Erdreich oder auch außerhalb geschehen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Druckerzeugung vor Ort im Erdreich.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in Gestalt eines Rammbohrgeräts erläutert, dessen allgemeine Konstruktion sich beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 2 157 259 ergibt. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    den vorderen Teil des Rammbohrgeräts und
    Fig. 2
    ein Gerät der in Fig. 1 dargestellten Art am Ende eines angetriebenen Gestänges.
  • Das Rammbohrgerät besteht aus einem Gehäuse 1, das an seinem vorderen Ende mit einem Gewinde 2 versehen ist, in das eine Gerätespitze in Gestalt eines Stufenkopfs 3 mit einer Dichtung 4 eingeschraubt ist. In dem Gehäuse befindet sich ein Arbeitsraum 5, in dem sich ein pneumatisch angetriebener selbststeuernder Schlagkolben 6 hin- und herbewegt. Weitere Einzelheiten hierzu ergeben sich aus der vorerwähnten Patentschrift.
  • Der Arbeitsraum 5 ist durch einen Innenkragen 7 von einer in Vortriebsrichtung davor befindlichen Kolbenkammer 8 mit einem Druckkolben 9 getrennt. Der Druckkolben 9 besitzt einen durch eine Bohrung 10 im Innenkragen 7 geführten rückwärtigen Zapfen 11, der in Wirkverbindung mit dem Schlagkolben 6 steht.
  • Des weiteren ist der Druckkolben 9 mit einem an der Wandung der Kolbenkammer 8 anliegenden Dichtungsring 12 versehen und besitzt einen Bund 13, mit dessen Hilfe er sich über eine Rückstellfeder 14 an einer Schulter 15 der Schlagspitze 3 abstützt. Von der Kolbenkammer 8 führt ein Druckkanal 16 zu einer Düse 17 am vorderen Ende der Schlagspitze 3. In diesen Druckkanal ragt ein vorderer Zapfen 18 des Druckkolbens 9 und dichtet den Druckkanal mit Hilfe einer O-Ring-Dichtung 19 gegenüber der Kolbenkammer 8 ab. In den Druckkanal 16 mündet ein mit einer nicht dargestellten Förderpumpe versehener gehäusefester Kanal 20 für Niederdruckflüssigkeit, der mit einem Rückschlagventil 21 versehen ist, das periodisch Flüssigkeit in den Druckkanal einspeist.
  • Der Druckkolben 9 befindet sich unter dem Einfluß der Rückstellfeder 14 in seiner rückwärtigen Endstellung. In dieser Stellung überragt der Zapfen 11 den Innenkragen 7 um die Vorkraglänge 22, die geringer ist als der Abstand 23 zwischen der vorderen Stirnfläche des Druckkolbens 9 und der Schulter 15. Daraus ergibt sich, daß der Schlagkolben 6 seine kinetische Energie auf der Strecke 22 zunächst an den Druckkolben 9 und beim Erreichen des Innenkragens 7 seine restliche kinetische Energie an das Gerätegehäuse 1 abgibt, während das Ende des Zapfens 11 in die Kragenbohrung 10 eintaucht, bis der Druckkolben 9 seine vordere Endstellung an der Schulter 15 erreicht hat und unter dem Einfluß der Rückstellfeder 14 in seine dargestellte Ausgangslage zurückkehrt.
  • Während seiner Vorwärtsbewegung erhöht der Druckkolben 9 den Druck der im Druckkanal 16 befindlichen Flüssigkeit, die mit der Frequenz der Schlagkolbenbewegung je nach dem Druck im Einzelfall und der Beschaffenheit der Düse 17 sowie deren Ausrichtung als Schmier- oder Spülflüssigkeit, das Erdreich abbauender Schneidstrahl und/oder als Lenkstrahl aus der Düse 17 austritt.
  • An die Stelle der externen Förderpumpe kann auch ein externer Flüssigkeitsbehälter treten, der mit dem für den Betrieb des Rammbohrgeräts bzw. die Bewegung des Schlagkolbens 6 zumeist erforderlichen Kompressor verbunden ist und die Flüssigkeit, beispielsweise Wasser oder eine Wasser/Bentonit-Suspension, über den Gehäusekanal 20 zum Druckraum bzw. Druckkanal 16 fördert.
  • Zwar verbraucht die Druckerhöhung mit Hilfe des Druckkolbens 9 einen Teil der Energie des Schlagkolbens 6. Diese Energie geht jedoch nicht völlig verloren, weil die über die Düse 17 austretende Flüssigkeit das Erdreich im Bereich der Gerätespitze 2 aufweicht oder auch abbaut und darüber hinaus den Reibungswiderstand zwischen dem Erdreich und dem Rammbohrgerät verringert.
  • Das Gerät kann auch mit mehreren, insbesondere voneinander unabhängigen Düsen versehen sein, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen. So kann eine Düse einen Schneidstrahl erzeugen, während andere, beispielsweise schräg in bezug auf die Geräteachse angeordnete Düsen Lenkstrahlen erzeugen und weitere Düsen Spülflüssigkeit liefern, die den Verdrängungs- und den Reibungswiderstand am Gerät verringert und/oder ein Abfördern von gelöstem Erdreich ermöglicht.
  • Ist mindestens eine Düse so angeordnet, daß sich ein einseitiger Abbau des Erdreichs ergibt, dann bewegt sich das Gerät auf einer Kurvenbahn, deren Mittelpunkt auf der Seite des einseitigen Erdreichabbaus liegt. Läßt sich die Raumlage einer solchen Düse verändern, beispielsweise wenn das Gerät am Ende eines auf einer Lafette 24 mit einem Dreh- und Linearantrieb 25 versehenen drehbaren Bohrgestänge 26 angeordnet ist, dann besteht die Möglichkeit, die Richtung der Kurvenbahn durch Drehen des Gestänges bzw. des Gerätes zu verändern. Unabhängig davon läßt sich aber auch der Krümmungsradius der Gerätebahn dadurch ändern, daß der Druck des das Erdreich abbauenden Schneidstrahls verringert oder erhöht wird.
  • Das Gerät schafft, unabhängig von seiner Konstruktion im einzelnen eine Möglichkeit, mit Hilfe eines pulsierenden Flüssigkeitsstrahls Erdreich abzubauen, die Bohr- bzw. Vortriebsrichtung zu beeinflussen und/oder abgebautes Erdreich abzufördern.

Claims (15)

  1. Gerät zum Herstellen oder Aufweiten von Erdbohrungen oder zum Einbringen von Leitungen ins Erdreich mit
    - einem Gehäuse (1),
    - einem in dem Gehäuse axial beweglichen Druckkolben (9), der frei ist von Druckmittelbohrungen,
    - mindestens einer Düse (17) für eine Schneid-, Schmier-, Spül- und/oder Lenkflüssigkeit,
    - einer im Gehäuse angeordneten, mit der Düse in Verbindung stehenden Druckkammer (16).
  2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kolbenkammer (8) mit einem axial beweglichen Druckkolben (9).
  3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben eine geschlossene Stirnfläche besitzt.
  4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Druckkolben (9) eine Rückstellfeder (14) angreift.
  5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (9) und ein Schlagkolben (6) in Wirkverbindung miteinander stehen.
  6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (9) mit einem rückwärtigen, einen Innenkragen (7) des Gehäuses (2) durchgreifenden Zapfen (11) versehen ist.
  7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkraglänge (22) des Zapfens (11) geringer ist als der maximale Hubweg (23) des Druckkolbens (9).
  8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (16) mit einer Flüssigkeitsleitung (20) verbunden ist.
  9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeitsleitung (20) ein Ventil (21) angeordnet ist.
  10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitung (20) in die Druckkammer (16) mündet.
  11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Düsen (17) über steuerbare Ventile mit Druckflüssigkeit versorgt wird.
  12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein mit einem Dreh- und/oder Vorschubantrieb versehenes Bohrgestänge.
  13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerätespitze (3) mit einem Gestänge oder einem Vortriebsrohr verbunden ist.
  14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einer angetriebenen Lafette verbunden ist.
  15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Herstellen oder Aufweiten von Erdbohrungen.
EP98110794A 1997-06-13 1998-06-12 Bohrgerät Expired - Lifetime EP0884446B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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Publication Number Publication Date
EP0884446A2 EP0884446A2 (de) 1998-12-16
EP0884446A3 EP0884446A3 (de) 2000-10-04
EP0884446B1 true EP0884446B1 (de) 2008-03-19

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98110794A Expired - Lifetime EP0884446B1 (de) 1997-06-13 1998-06-12 Bohrgerät

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US (1) US6138775A (de)
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DE (1) DE19725052C2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19946587A1 (de) 1999-09-29 2001-04-12 Eurodrill Gmbh Consulting Engi Vorrichtung zum Richtungsbohren
NL1026115C2 (nl) * 2004-05-05 2005-11-08 Meide Design Engineering B V Inrichting en werkwijze voor het door de grond duwen/trekken van kabels en/of kabelbuizen.
WO2006002997A1 (de) * 2004-07-06 2006-01-12 Tracto-Technik Gmbh Bohrkopf für ein erdbohrgerät
US20060088384A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Putnam Samuel W Stored energy coupling and pipe bursting apparatus
SK50622009A3 (sk) * 2009-09-24 2011-05-06 Ivan Kočiš Spôsob rozrušovania materiálov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu
CN102619469B (zh) * 2012-04-13 2013-12-11 辽宁工程技术大学 煤层钻孔割缝卸压装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3712543A (en) * 1971-04-19 1973-01-23 Exotech Apparatus for generating pulsed jets of liquid
DE2157259C3 (de) * 1971-11-18 1973-06-07 Tracto Technik Rammbohrgerät
US4290496A (en) * 1979-10-19 1981-09-22 Briggs Aubrey C Combination impact and pressure liquid rock drill
DE3315124A1 (de) * 1983-04-27 1984-10-31 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Vorrichtung zur erzeugung pulsierend einwirkender mechanischer und hydraulischer energie zum zerkleinern von gestein
CA1217759A (en) * 1983-07-08 1987-02-10 Intech Oil Tools Ltd. Drilling equipment
US4674579A (en) * 1985-03-07 1987-06-23 Flowmole Corporation Method and apparatus for installment of underground utilities
US4749050A (en) * 1987-02-13 1988-06-07 Ritter Lester L Impact tool for tunneling
US4905773A (en) * 1987-11-02 1990-03-06 Underground Technologies Self-propelled subsoil penetrating tool system
GB8806506D0 (en) * 1988-03-18 1988-04-20 Pilot Drilling Control Ltd Drilling apparatus
SE8901200L (sv) * 1989-04-05 1990-10-06 Uniroc Ab Anordning foer spolning av en borrkrona
CH683016A5 (de) * 1990-12-24 1993-12-31 Terra Ag Tiefbautechnik Verfahren zum Aufweiten eines Bohrloches und Aufweitgerät.
DE4114593C3 (de) * 1991-03-15 2002-03-07 Tracto Technik Schlaggerät, insbesondere selbstgetriebenes Rammbohrgerät
SE506207C2 (sv) * 1992-01-22 1997-11-24 Sandvik Ab Sänkborrmaskin
US5332048A (en) * 1992-10-23 1994-07-26 Halliburton Company Method and apparatus for automatic closed loop drilling system
US5833017A (en) * 1996-10-10 1998-11-10 Kennametal Inc. Cutting bit assembly for impinging an earth strata

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