EP3530871B1 - Vorrichtung zum erzeugen oder aufweiten einer erdbohrung - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen oder aufweiten einer erdbohrung Download PDF

Info

Publication number
EP3530871B1
EP3530871B1 EP19157706.3A EP19157706A EP3530871B1 EP 3530871 B1 EP3530871 B1 EP 3530871B1 EP 19157706 A EP19157706 A EP 19157706A EP 3530871 B1 EP3530871 B1 EP 3530871B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drilling
flushing liquid
control unit
pump
flow rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP19157706.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3530871A1 (de
Inventor
Dietmar Jenne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terra AG fuer Tiefbautechnik
Original Assignee
Terra AG fuer Tiefbautechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Terra AG fuer Tiefbautechnik filed Critical Terra AG fuer Tiefbautechnik
Publication of EP3530871A1 publication Critical patent/EP3530871A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3530871B1 publication Critical patent/EP3530871B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • E21B7/046—Directional drilling horizontal drilling
    • 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
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
    • 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
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • 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
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Definitions

  • the invention relates to a device for creating or widening an earth borehole, which has a drilling and / or widening tool that is connected to a drive unit via a pulling and / or pushing element and through this at a feed rate through the ground to or from the drive unit the drive unit is movable away.
  • the device also has a pump for conveying a flushing liquid to the drilling and / or expanding tool, the flushing liquid emerging from the drilling and / or expanding tool.
  • a control unit is used to control at least the pump.
  • the invention also relates to a method for generating or widening an earth borehole.
  • a horizontal drilling rig in which a high-pressure pump for supplying flushing fluid to the drill string and a mixing device for processing the flushing fluid with a mixing unit having a mixing pump are arranged on the chassis of the horizontal drilling rig.
  • a drilling rig for creating or widening an earth borehole in which the propulsion of the rod is regulated depending on the torque for rotating the rod.
  • flushing fluid can be conducted through the drill rod to the drill head.
  • Further horizontal drilling rigs with a feed drive for driving a drill rod carrying a drilling tool, which is advanced in the ground with simultaneous rotation with the aid of a feed drive, are from the documents DE 10 2010 004 287 A1 and US 6,189,628 B1 known.
  • document DE 199 01 001 A1 discloses an earth drilling rig in which a drive slide is provided for driving a drill rod which has a corresponding connection for supplying flushing fluid.
  • the volume flow of the flushing fluid generated in the prior art with the aid of the flushing fluid pump and directed through the drill rods to the drilling and / or expanding tool is constant regardless of the advance speed and can be manually specified by an operator, for example by specifying the speed of the drive unit for the pump Pumping the rinsing liquid.
  • the object of the invention is to provide a device for creating or widening an earth borehole and a method for creating or widening an earth borehole, by means of which an earth bore and the widening of an earth borehole using a flushing fluid is possible simply and efficiently.
  • a device with the features of claim 1 ensures that the volume flow of the flushing liquid, ie the amount of the flushing liquid provided on the drilling and / or expanding tool, is automatically set by the control unit. This takes place in particular in that the volume flow of the flushing liquid is dependent on the feed speed at which the drilling and / or expanding tool is moved through the ground. This ensures that the soil loosened with the aid of the drilling and / or expansion tool is removed from the drilling and / or expansion area with the aid of sufficient flushing fluid and is washed out of the earth borehole. Furthermore, waste of rinsing liquid as a result of an excessively high volume flow at a low feed rate is avoided. Intervention by an operator is also no longer absolutely necessary in order to adapt the volume flow of the flushing liquid to the feed speed of the drilling and / or expanding tool.
  • the tension and / or pressure element is a drill rod composed of several tubular rod sections and if the pump conveys the flushing fluid through the drill rod to the drilling and / or expanding tool. It is particularly advantageous if the pump generates a maximum delivery pressure in the range between 50 bar and 150 bar, in particular 75 bar. Furthermore, it is particularly advantageous if the pump has a delivery rate in the range from 50 to 400 liters of washing liquid per minute, in particular 95 to 150 liters of washing liquid per minute.
  • the drill rod has through the tubular rod sections in the assembled passage a through opening from the end remote from the drilling and / or expanding tool to the end facing the drilling and / or expanding tool, so that the flushing fluid for the drilling and / or expanding tool passes through the rod can be directed.
  • the tension element is designed as a rope, with a separate feed for feeding the flushing fluid to the drilling and / or expanding tool.
  • the separate supply takes place in particular via a hose.
  • control unit changes the volume flow generated by the pump in direct proportion, in particular linearly, to the feed rate. This enables simple control, in particular simple determination of the amount of washing liquid to be provided and conveyed.
  • control unit controls the pump in such a way that the volume flow does not fall below a preset minimum volume flow when the device is in operation. This ensures that flushing liquid is always present on the drilling and / or widening tool or that it escapes so that the drilling and / or widening tool is sufficiently cooled if necessary and the drilling channel is stabilized. This also ensures that the flushing fluid supply line formed by the tubular rod sections does not run empty at a low feed rate or when the system is at a standstill, so that when the advance of the drilling and / or expanding tool starts again, sufficient flushing fluid emerges in the area of the drilling and / or expanding tool and can be increased immediately with increasing feed rate.
  • control unit controls the drive unit for driving the drilling and / or expanding tool.
  • the control unit can then control the drive unit in such a way that the feed speed of the drill rod does not increase any further when the maximum volume flow of the flushing liquid that can be achieved with the aid of the pump is reached. This ensures that sufficient flushing liquid is available on the drilling and / or expanding tool for generating or expanding the earth bore, in particular for transporting the soil to be removed from the earth bore.
  • a sensor determines the drilling speed of the drilling tool and / or the retraction speed of the expanding tool as the feed speed and transmits information about the feed speed to the control unit.
  • a sensor can be provided which determines the volume flow of the rinsing liquid generated with the aid of the pump and transmits information about the volume flow to the control unit. In this way, the control unit can correctly determine the feed rate and / or the volume flow of the flushing liquid generated by the pump can be set exactly.
  • control unit regulates the feed rate to a preset setpoint or as a function of a torque applied to rotate the pulling and / or pushing element during drilling or expanding, the torque being determined in particular by the torque required for a hydraulic drive unit to rotate the train - And / or pressure element required working pressure is determined. It is particularly advantageous if the torque is regulated to a preset torque target value and the feed speed of the pulling and / or pushing element is used as a manipulated variable. This makes a simple and special automatic operation of the device possible.
  • a rinsing liquid tank is provided for providing the rinsing liquid and if a sensor detects the level of the rinsing liquid in the rinsing liquid tank and transmits information about the level in the rinsing liquid tank to the control unit.
  • the control unit can then stop the drive of the pulling and / or pressure element or the linkage when the lower limit value is reached or undershot. This ensures that sufficient flushing liquid is available during the drilling process both for cooling the drilling and / or expanding tool, if necessary, and / or for discharging the earth to be excavated from the earth borehole.
  • the rinsing liquid contains water and betonite, water and polymers or water, betonite and polymers. This makes it easy to use flushing fluids that are favorable for earth drilling.
  • a sensor determines the pressure of the flushing fluid between the pump and the drilling and / or expanding tool and transmits information corresponding to the pressure to the control unit.
  • the control unit can then control the pump in such a way that the pump achieves its maximum delivery rate until a preset minimum pressure of the flushing liquid is reached, so that the pump generates the maximum possible volume flow with the aid of this pump.
  • control unit stops the pump after it has been reached of the minimum pressure such that the volume flow of the flushing liquid is reduced to a preset minimum volume flow when there is no advance of the drilling and / or expansion tool. This means that only the minimum volume flow of flushing liquid emerges when there is no advance, so that flushing liquid can be saved.
  • a sensor determines the pressure of the flushing liquid between the pump and the drilling and / or expanding tool and transmits information corresponding to the pressure to the control unit.
  • the control unit can then activate the drive for advancing the drilling and / or expanding tool only after the minimum pressure has been reached. This ensures that the drilling and / or widening tool is not advanced until the minimum amount of flushing liquid emerges from the drilling and / or widening tool. This enables, in particular, simple and, if desired, automatic operation of the device.
  • control unit controls the device only in a first operating mode in such a way that the volume flow of the rinsing liquid can be adjusted, in particular manually, by an operator independently of the feed speed.
  • control unit can control the device in a second operating mode in such a way that the volume flow of the rinsing liquid is changed proportionally to the advance speed, a switchover preferably taking place during operation of the device between the first operating mode and the second operating mode.
  • the device can simply be put into operation in the first operating mode and then switched over to the second operating mode, so that the device can be operated very easily and safely.
  • a second aspect of the invention relates to a method with the features of claim 14.
  • the method can be developed in the same way as the device, in particular with the features of the dependent claims.
  • FIG 1A a drilling rig 10 for the controlled drilling of a pilot hole is shown.
  • the drilling rig 10 works according to a horizontal drilling method, which we also refer to as Horizontal Directional Drilling (HDD) method.
  • a horizontal drilling rig available under the trade name Terra-Jet is used for this purpose.
  • Such a horizontal drilling rig is for example from the document DE 101 15 233 A1 known.
  • a rod 14 composed of several rod sections 13 is introduced into the ground 18 in the direction of the arrow PO with the aid of a horizontal drilling device 12 at a starting point 16 with a drill head 20 located on the horizontal drilling device 12 remote end of the rod 14.
  • the horizontal drilling device 12 has a pump 42 which sucks flushing liquid 46 from a flushing liquid container 40 via a hose 48 and conveys it into the hollow rod 14 at high pressure.
  • the flushing fluid 46 emerges from the drill head 20 at high pressure.
  • the high pressure and the hard metal teeth of the drill head 20 cut a borehole in the ground 18.
  • the drill head 20 is flattened asymmetrically at its front end and is continuously rotated with the aid of the rod 14 to produce a straight borehole. In the event of a desired lateral movement, upward movement or downward movement, the drill head 20 is stopped in a position suitable for this desired movement and is not rotated further, so that due to the asymmetrically flattened shape of the front end of the drill head 20, a corresponding deflection movement of the drill head 20 takes place in the ground 18.
  • Figure 1B A detailed view of the end of the rod 14 remote from the horizontal drilling device 12 together with the drill head 20 is shown.
  • An electronic probe is arranged in the drill head 20, which can be precisely located from the surface of the earth at any time with the aid of a corresponding locating device, so that the position of the drill head 20 in the earth 18 can be precisely determined at any time.
  • the path of movement of the drill head 20 and thus the course of the drill channel 15 of the pilot hole is controlled simply by stopping the rotation of the drill head 20 via the rod 14 in a controlled manner so that the control surface of the drill head 20 is brought into a position required for the desired movement. Even after the rotation of the drill head 20 has been stopped in a targeted manner, flushing fluid 46 continues to be conveyed through the rod 14 with the aid of the pump 42 and the drill head 20 is further advanced via the rod 14 so that the drilling process can be carried out with the aid of the flushing fluid 46 and the advance of the drill head 20 the desired course of the borehole is continued.
  • HDPE pipes are made of high-density polyethylene, this high-density polyethylene being a thermoplastic with high density, so that the pipes made of HDPE have high toughness and rigidity, very good chemical resistance, good sliding properties, low Moisture absorption, very good processing properties, are very easy to weld and are physiologically harmless.
  • tubes 26 made of other materials, in particular metal can also be drawn in.
  • the horizontal drilling device 12 generates the tensile force required for the expansion process on the rods 14 and continues to guide flushing fluid 46 to the expansion head 24.
  • the flushing fluid 46 at least supports the expansion of the pilot bore and also serves to divert and discharge the excess soil 18 that was loosened during the expansion process, especially in stony soil 18, rubble and rock, at least a part of the soil 18 contacted with the aid of the expansion tool 24 during the expansion process must be removed. This can in particular by the annular gap between the already widened area of the pilot bore designated as the drilling channel 15 and the drawn-in tube 26.
  • the flushing liquid 46 introduced into the annular gap also reduces the skin friction between the pipe 26 and the drilling channel 15.
  • the widening tool 24 has a centering area 25 which, with respect to the widening area 31 of the widening tool 24, is arranged upstream in the direction of movement of the widening tool 24 and essentially corresponds to the diameter of the widened opening.
  • the expansion tool 24 has a large support surface via the centering area 25, via which a counterforce can be provided to the transverse forces acting on the expansion area 31 transversely to the direction of movement P1. A deflection of the expansion tool 24 is thereby effectively avoided in a simple manner, so that the pilot bore or a through opening already present in the ground 18 can be expanded centrally with the aid of the expansion tool 24.
  • the new pipe 26 to be laid in the present case an HDPE pipe, is drawn in.
  • two or more expanding tools 24 can be used one after the other with a diameter of up to 1000 mm.
  • tubes 26 up to a diameter of 800 mm or a tube bundle made up of several tubes are then drawn in.
  • Water with betonite or polymers can be used as the rinsing liquid 46.
  • flushing liquids 46 stabilize the drilling channel 15, reduce the friction between the drill rod 14 and the soil 18 and the friction between the pipe 26 to be pulled in and the soil 18.
  • the flushing liquid 46 is used to remove soil 18 through the pipe 26 which has already been partially drawn in from the drilling channel 15 promoted out.
  • Figure 1D shows an enlarged section of the in Figure 1C The arrangement 10 shown. In this section, the end of the rod 14 remote from the horizontal drilling device 12, the expander head 24 and the pipe 26 already partially pulled into the ground 18 are shown.
  • PLC programmable logic control unit
  • the pump 42 is controllable by the control unit 50 in particular in such a way that the volume flow of the flushing fluid 46 conveyed by the pump 42 and thus exiting at the drilling or expanding head 20, 24 can be controlled.
  • the horizontal drilling device 12 preferably has a rotary drive for rotating the rod 14 about a longitudinal axis and the feed drive for moving the rod 14 along its longitudinal axis through the soil 18 together with the drill head 20 or expansion head 24 connected to the end of the rod 14 remote from the feed drive .
  • FIG. 2 show a block diagram with control components for controlling the on a drilling or expanding tool 20, 24 of the drilling rig 10 according to the Figures 1A to 1D the amount of flushing liquid 46 exiting.
  • the control unit 50 is connected to a first drive unit 52 for propelling the rod 14.
  • the drive unit 52 is preferably a hydraulic drive unit, with a first sensor unit 54 detecting the working pressure with which the first drive unit 52 is operated and transmitting information about the pressure to the control unit 50. With the help of the information about the determined pressure, the control unit 50 can directly determine the force with which the rod 14 and the drilling and / or expanding tool 20, 24 connected to the rod 14 through the soil 18 is moved.
  • the control unit 50 is also connected to a second drive unit 56 for rotating the linkage 14.
  • the second drive unit 56 for rotating the rod 14 is also preferably a hydraulic drive unit. Furthermore, a second sensor unit 58 is provided for detecting the torque generated by the drive unit 56 for rotating the linkage 14.
  • the second sensor unit 58 can comprise a pressure sensor which detects the working pressure of the second drive unit 56.
  • the torque transmitted on the drilling and / or expanding head 20, 24 can easily be determined via the known lever arm acting on the linkage 14. The second sensor unit 58 thus determines information about the force acting on the rod 14 to rotate it, the torque acting on the rod 14 and / or the working pressure acting to operate the second drive unit 56 if the second drive unit 56 is designed as a hydraulic drive unit.
  • the pump 42 for pumping the rinsing liquid is connected to the control unit 50 and is activated by the control unit 50.
  • a third sensor unit 60 can be provided for determining the speed of the pump 42 and / or the volume flow of the flushing liquid 46, which transmits information about the speed and / or the volume flow of the flushing liquid 46 through the linkage 14 to the control unit 50, which then compares the determined actual value of the volume flow with a preset target value of the volume flow of the rinsing liquid 46 and, if the actual value deviates from the target value, controls the pump 42 in such a way that the target value deviation of the actual value controls a drive unit of the pump 42 in such a way that the target value deviation is reduced or eliminated.
  • the volume flow of the rinsing liquid is thus regulated to a preset or previously determined setpoint value by the control unit 50.
  • the setpoint value for the volume flow of the flushing liquid 46 is determined in that the control unit 50 is dependent the required volume flow of the flushing liquid 46 is determined from the feed speed of the rod 14 determined with the aid of a sixth sensor unit 64.
  • the setpoint value for the volume flow of the rinsing liquid 46 is automatically changed.
  • the fill level sensor 44 for determining the fill level of the washing liquid in the washing liquid container 40 is connected as a fourth sensor unit to the control unit 50 and transmits information about the filling level of the washing liquid 46 in the washing liquid container 40 to the control unit 50, so that when the value falls below a preset target value, the control unit 50 first drive unit 52 and the second drive unit 56 stops.
  • a fifth sensor unit 62 determines the pressure with which the pump 42 conveys the flushing liquid 46 through the linkage 14.
  • FIG. 3 shows a flow chart for controlling the on the drilling and / or expanding tool of Figures 1a to 1d emerging amount of flushing liquid 46.
  • the process is started in step S10. Subsequently, in step S12, it is checked whether a flushing process is active, ie whether the pump 42 conveys flushing fluid 46 through the rod assembly 14 to the drilling and / or expanding head 20, 24. If this is not the case, step S12 is carried out again. If, however, it is determined in step S12 that the flushing process is active, then in step S14 a check is made as to whether the pressure of the flushing fluid 46 in the linkage 14 determined with the aid of the sensor unit 62 has reached or exceeded a preset minimum pressure. If this is not the case, then in step S16 the pump 42 is activated by the control unit 50 in such a way that this flushing liquid 46 conveys the maximum volume flow into the tubular linkage 14. Then step S14 is carried out again.
  • step S18 the pump 42 is activated by the control unit 50 in such a way that the pump only conveys a preset minimum volume flow of flushing liquid 46 into the linkage 14.
  • the first drive unit 52 and the second drive unit 56 are then released in step S20. This enables the control unit 50 to automatically activate the first drive unit 52 and the second drive unit 56 or, alternatively, to activate them by an operator input on a control panel of the drilling device 12. Subsequently, in step S22, the feed speed of the rod 14 is determined with the aid of the sixth sensor unit 64.
  • control unit 50 calculates the value of the volume flow of the flushing liquid 46 to be generated with the aid of the pump 42.
  • the calculation is based on the direct dependence of the volume flow to be generated on the determined feed rate. This is preferably a linear dependency, at least in a range of the feed speed.
  • step S26 the pump 42 is then controlled by the control unit 50 in step S26 in such a way that the pump 42 is operated at a speed corresponding to the volume flow to be generated.
  • step S28 it is then checked whether the first drive unit 52 and the second drive unit 56 have been stopped. If this is not the case, the sequence is continued in step S22, with steps S22 to S28 being processed again.
  • step S30 a check is made as to whether the drilling process should be ended. If this is not the case, ie if the drilling process has only been briefly interrupted and is to be continued without changing the rods, the sequence is continued in step S18 and the pump 42 is controlled by the control unit 50 in such a way that the preset minimum volume flow of flushing liquid 46 is conveyed into the linkage 14.
  • step S30 If, however, it is determined in step S30 that the end of the drilling process should take place, in particular because the earth drilling or the expansion process has ended or a rod section is to be added to the rod 14 or a rod section is to be removed from the rod 14, the sequence in step S32 finished. After a rod change or after the drilling tool 20 has been replaced by the expanding tool 24, the sequence is started again.
  • the feed speed is regulated as a function of the feed force and / or the feed torque.
  • the volume flow of the flushing liquid 46 conveyed with the aid of the pump 42 can be recorded and regulated to the setpoint value calculated in step S24.
  • a pull rope can also be used, the rinsing liquid then being passed through a hose running additionally to the expanding tool 24 and exiting in the area of the expanding tool 24.
  • an operator in particular a drill master, can, based on his / her experience, set what he sees as the optimal volume flow of the flushing liquid 46 for the concrete present or expected subsurface at a relatively low feed speed.
  • the volume flow of the flushing liquid is also referred to as the flushing performance.
  • the volume flow is at least correctly set when a continuous discharge of drilling mud, ie of flushing liquid mixed with excavated soil 18, takes place at the end of the drilling channel 15.
  • the Control unit 50 with the sequence according to Fig. 3 only in step S22, ie steps S12 to S20 are not carried out.
  • the feed speed can be automatically adapted to the ground with the aid of an assistance system provided by the control unit 50, in particular with the aid of the torque-dependent regulation of the feed speed already mentioned.
  • Such a control is also referred to as automatic drilling.
  • the feed speed is automatically reduced when the ground becomes harder and automatically increased when the ground becomes softer.
  • the repeated sequence of steps S22 to S24 has the result that, with increasing feed speed, the flushing performance, ie. H. the volume flow of the rinsing liquid 46 increases.
  • the rinsing performance is increased at the same time, preferably by the same percentage, i.e. by the same percentage. H. if the feed rate increases by 20%, the flushing performance is also increased by 20%. If the speed decreases by 50%, the washing performance is also reduced by 50%.
  • the flushing performance is preferably reduced only up to a preset minimum volume flow. If the volume flow of the flushing liquid 46 cannot be increased further due to the reaching of the maximum volume flow generated by the pump 46, then the advance speed is not increased any further.
  • the advance speed of the rod 14 can be determined in particular with a displacement sensor or on the basis of the amount of hydraulic fluid used to advance the rod 14, if it the drive unit 56 for advancing the rod is a hydraulic drive.
  • the rinsing liquid container 40 in particular has a capacity in the range from 1 to 5 m 3 . If more rinsing liquid 46 is required, a plurality of rinsing liquid containers 40 can also be provided, which are preferably connected to one another or which can be switched to the pump 42 via the hose 48.
  • the fill level sensor 44 can be designed in such a way that it provides information about the current fill level of the washing liquid 46 in the washing liquid container 40, the control unit 50 then using a preset limit value to check whether this has been reached or undershot.
  • the sensor can only transmit a signal to the control unit 50 when the value falls below a preset limit value, so that the control unit is informed that the preset limit value has been fallen below. If the preset limit value is undershot, the first drive unit 52 and the second drive unit 56 are stopped until there is sufficient flushing liquid 46 in the container again or a further flushing liquid container 40 has been connected to the pump 42.
  • information is preferably output to an operator via an operating unit of the drilling unit.
  • rod sections of 3 m or 4.5 m in length are used. With large drilling rigs, rod sections up to 10 m can also be used.
  • the operator stops the first drive unit 52 and the second drive unit 56 and then stops the pump 42. In other embodiments, an automatic stop of the first drive unit and the second drive unit 52, 56 when one reaches a The drive carriage of the drilling device 12 serving to drive the rod 14 and the subsequent switch-off of the pump 42.
  • the pump 42 is not activated, ie there is no delivery of flushing liquid 46.
  • the pump 42 is controlled by the control unit 50 in such a way that that it is operated at 100% of its delivery capacity.
  • the minimum flushing pressure can be permanently preset or can be changed via an operating unit of the drilling device 12, in particular by an operator input.
  • the minimum flushing pressure can be used in a pilot bore after the Figures 1A and 1B be preset to 20 bar and for an expansion of an existing earth drilling after the Figures 1C and 1D are preferably at 10 bar. This means that the preset minimum flushing pressure for pilot bores is higher than for widening.
  • the first drive unit 52 is activated and the linkage 14 is rotated.
  • the second drive unit 56 is activated and the feed speed is preferably set to the feed speed value before the rod change.
  • the automatic drilling system is then activated so that in particular a torque-dependent setting of the feed rate takes place.
  • control unit 50 can calculate the amount of flushing fluid required to carry out the drilling and / or widening before the start of the drilling process.
  • the control unit 50 serves as an on-board computer for the drilling device 12.
  • the correct required flushing volume results from the volume of the earth borehole to be generated or from the volume of the soil 18 to be excavated when generating the earth borehole or expanding the earth bore and a flushing factor.
  • the flushing factor is also known as the mud factor.
  • a drilling channel 15 with a length of 120 m and a diameter of 260 mm is to be produced using the horizontal drilling method.
  • the total volume is 6,371 l. This result can be rounded up to the nearest 100 liters, for example.
  • the volume V is then multiplied by a flushing factor. It was recognized that the flushing factor depends on the subsoil conditions, ie on the soil 18. A flushing factor of 3 has proven to be beneficial for gravel. For special types of gravel, flushing factors of 4 or 5 have also proven to be beneficial. A flushing factor of 4 has proven to be favorable for sand, and 5 for clay. For special types of clay, flushing factors of 1 to 2 were sufficient. For clay, a flushing factor of 6 has proven to be beneficial.
  • flushing liquid 46 In the case of sandy soil 18 with a flushing factor of 4, the rounded volume of the drilling channel 28 of 6,400 l and a flushing factor of 4 results in a total requirement of flushing liquid 46 of 25,600 l. It is advantageous to provide the flushing liquid 46 as a total amount before drilling begins.
  • mixing systems are also known in which the rinsing liquid 46 is continuously fed in with water and rinsing liquid additives, such as betonite or polymers, be generated.
  • Various mixing stations are known for preparing the rinsing liquid 46.
  • a settling tank can be provided in which the drilling mud settles and the flushing liquid located above is fed back to the drilling device.
  • the creation of an HDD bore with a diameter of 260 mm usually takes place in several steps. For example, a pilot hole with a diameter of 100 mm is created, as shown in FIG Figures 1A and 1B is shown. This is followed by an intermediate expansion to a diameter of 200 mm. This is followed by an expansion with simultaneous pipe retraction to the diameter of 260 mm, as shown in FIG Figures 1C and 1D is shown.
  • the control unit 50 preferably calculates the specific required volume of the flushing fluid 46 to be used for the pilot bore, the intermediate widening and the final widening. For this purpose, the volume of the drilling channel 15 of the pilot bore is calculated according to the formula given above, resulting in a volume of 942 l. This volume can be rounded up to 950 liters, for example.
  • the required flushing volume of flushing liquid 46 is 3,800 l for sandy soil.
  • the control unit 50 controls the pump 42 in such a way that it generates a volume flow of the flushing liquid 46 of 200 l / min at a feed speed of 2 m / min.
  • the control unit 50 continuously calculates the volume flow of the flushing fluid 46 to be generated by the pump 42 as the feed rate changes.
  • the control unit 50 can serve as a controller that controls the pump 42 as an actuator in such a way that the rod 14 and thus the drilling and / or the expander head 20, 24 is supplied with the determined amount of flushing liquid 46 per meter.
  • control unit 50 controls the second drive unit 56 in such a way that it does not increase the feed speed any further.
  • the pump 42 is activated by the control unit 50 in such a way that it conveys a preset minimum amount or a preset minimum volume flow into the linkage 14. If the composition of the soil 18 or the subsoil changes, an operator can change the flushing factor preferably via an operating unit of the drilling device 12, preferably in steps of 0.1.
  • the rinsing liquid 46 usually consists of water and betonite. Polymers can be added to the water instead of betonite or in addition. It is advantageous if the rinsing liquid 46 is mixed in accordance with the subsoil conditions in order to fulfill the above-mentioned tasks.
  • FIG 4 shows a diagram with the course of the amount of flushing fluid used as a function of the feed speed of the drilling or expanding tool 20, 24 of the drilling system 10 according to one embodiment.
  • the feed speed is shown on the x-axis and the volume flow of the rinsing liquid on the ⁇ -axis.
  • a minimum volume flow V ⁇ min is generated with the aid of the pump 42.
  • the volume flow V ⁇ is increased linearly until the pump 42 has reached its maximum delivery rate.
  • the maximum volume flow V ⁇ max that can be generated with the aid of the pump 42. In the present exemplary embodiment, this is the case at a feed speed v 2 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung, die ein Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug hat, das über ein Zug- und/oder Druckelement mit einer Antriebseinheit verbunden ist und durch diese mit einer Vorschubgeschwindigkeit durch das Erdreich zur Antriebseinheit hin oder von der Antriebseinheit weg bewegbar ist. Die Vorrichtung hat ferner eine Pumpe zum Fördern einer Spülflüssigkeit zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug, wobei die Spülflüssigkeit am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug austritt. Eine Steuereinheit dient zum Steuern zumindest der Pumpe. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung im Erdreich.
  • Aus dem Dokument DE 101 15 233 A1 ist eine Horizontalbohranlage bekannt, bei der eine Hochdruckpumpe zum Zuführen von Spülflüssigkeit zum Bohrgestänge und eine Mischeinrichtung zum Aufbereiten der Spülflüssigkeit mit einem eine Mischpumpe aufweisenden Mischaggregat auf dem Fahrwerk der Horizontalbohranlage angeordnet sind.
  • Aus dem Dokument DE 10 2015 107 194 A1 ist eine Bohranlage zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung bekannt, bei der der Vortrieb des Gestänges abhängig vom Drehmoment zur Rotation des Gestänges geregelt wird. Beim Vorschub des Bohrwerkzeugs kann Spülflüssigkeit durch das Bohrgestänge zum Bohrkopf geleitet werden. Weitere Horizontalbohranlagen mit einem Vorschubantrieb zum Antrieb eines ein Bohrwerkzeug tragenden Bohrgestänges, das unter gleichzeitiger Drehung mit Hilfe eines Vorschubantriebs im Erdreich vorgeschoben wird, sind aus den Dokumenten DE 10 2010 004 287 A1 und US 6,189,628 B1 bekannt.
  • Dokument DE 199 01 001 A1 offenbart eine Erdbohranlage, bei der ein Antriebsschlitten zum Antrieb eines Bohrgestänges vorgesehen ist, der zum Zuführen von Spülflüssigkeit einen entsprechenden Anschluss hat.
  • Der im Stand der Technik mit Hilfe der Spülflüssigkeitspumpe erzeugte und durch das Bohrgestänge zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug geleitete Volumenstrom der Spülflüssigkeit ist dabei unabhängig von der Vortriebsgeschwindigkeit konstant und kann durch eine Bedienperson manuell vorgegeben werden, beispielsweise durch eine Drehzahlvorgabe der Antriebseinheit der Pumpe zum Pumpen der Spülflüssigkeit.
  • Dokument US 6,315,062 B1 offenbart eine automatische Regelung für eine Spülflüssigkeitspumpe eines Horizontalbohrgerätes, wobei die Geschwindigkeit mit der Spülflüssigkeit durch die Spülflüssigkeitspumpe in das Bohrloch gepumpt wird, typischerweise abhängig von einer Vielzahl von Faktoren ist, einschließlich der Bohrgeschwindigkeit des Horizontalbohrgeräts und dem Durchmesser des Bohrwerkzeugs oder des Aufweitwerkzeugs. Ausgehend von den aktuellen Werten der Faktoren wird das Fördervolumen der Spülflüssigkeitspumpe erhöht oder reduziert.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung im Erdreich sowie ein Verfahren zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung im Erdreich anzugeben, durch die eine Erdbohrung sowie das Aufweiten einer Erdbohrung unter Verwendung einer Spülflüssigkeit einfach und effizient möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs : 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 wird erreicht, dass der Volumenstrom der Spülflüssigkeit, d. h. die Menge der am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug bereitgestellten Spülflüssigkeit automatisch durch die Steuereinheit eingestellt wird. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass der Volumenstrom der Spülflüssigkeit abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug durch das Erdreich bewegt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das mit Hilfe des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs gelöste Erdreich mit Hilfe ausreichend Spülflüssigkeit aus dem Bohr- und/oder Aufweitbereich entfernt und aus der Erdbohrung herausgespült wird. Ferner wird eine Verschwendung von Spülflüssigkeit in Folge eines zu hohen Volumenstroms bei geringer Vorschubgeschwindigkeit vermieden. Auch ist ein Eingriff einer Bedienperson nicht mehr zwingend erforderlich, um den Volumenstrom der Spülflüssigkeit an die Vorschubgeschwindigkeit des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs anzupassen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Zug- und/oder Druckelement ein aus mehreren rohrförmigen Gestängeabschnitten zusammengesetztes Bohrgestänge ist und wenn die Pumpe die Spülflüssigkeit durch das Bohrgestänge hindurch zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug fördert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Pumpe einen maximalen Förderdruck im Bereich zwischen 50 bar und 150 bar, insbesondere von 75 bar erzeugt. Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Pumpe eine Förderleistung im Bereich von 50 bis 400 Liter Spülflüssigkeit pro Minute, insbesondere 95 bis 150 Liter Spülflüssigkeit pro Minute hat. Das Bohrgestänge hat durch die rohrförmigen Gestängeabschnitte im zusammengesetzten Durchgang eine durchgehende Öffnung von der dem Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug entfernten Ende bis zum Bohr-und/oder Aufweitwerzeug zugewandten Ende, so dass die Spülflüssigkeit zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug durch das Gestänge hindurch geleitet werden kann.
  • Bei alternativen Ausführungsformen ist das Zugelement als Seil ausgebildet, wobei eine separate Zuführung zum Zuführen der Spülflüssigkeit zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug vorgesehen ist. Die separate Zuführung erfolgt insbesondere über einen Schlauch.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinheit den von der Pumpe erzeugten Volumenstrom direkt proportional, insbesondere linear, zur Vorschubgeschwindigkeit ändert. Hierdurch ist eine einfache Steuerung, insbesondere eine einfache Bestimmung der bereitzustellenden und zu fördernden Menge Spülflüssigkeit möglich.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit die Pumpe derart steuert, dass der Volumenstrom beim Betrieb der Vorrichtung einen voreingestellten Mindestvolumenstrom nicht unterschreitet. Hierdurch wird sichergestellt, dass immer Spülflüssigkeit am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug vorhanden ist bzw. austritt, damit das Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug erforderlichenfalls ausreichend gekühlt und der Bohrkanal stabilisiert wird. Auch wird hierdurch sichergestellt, dass bei einer geringen Vorschubgeschwindigkeit oder bei Stillstand die durch die rohrförmigen Gestängeabschnitte gebildete Spülflüssigkeitszuleitung nicht leerläuft, so dass bei erneutem Beginn des Vorschubs des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs ausreichend Spülflüssigkeit im Bereich des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs austritt und bei steigender Vorschubgeschwindigkeit unmittelbarerhöht werden kann.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine lineare Abhängigkeit des Volumenstroms der Spülflüssigkeit im Bereich zwischen einem voreingestellten Mindestvolumenstrom und einem voreingestellten maximalen Volumenstrom von der Vorschubgeschwindigkeit im Bereich vom Stillstand bis zu einer voreingestellten maximalen Vorschubgeschwindigkeit besteht. Alternativ oder in einer weiteren Betriebsart kann eine lineare Abhängigkeit des Volumenstroms der Spülflüssigkeit im Bereich zwischen einem voreingestellten Mindestvolumenstrom und einem voreingestellten maximalen Volumenstrom von der Vorschubgeschwindigkeit im Bereich zwischen einer voreingestellten unteren Vorschubgeschwindigkeit bis zu einer voreingestellten maximalen Vorschubgeschwindigkeit bestehen. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn der voreingestellte Mindestvolumenstrom, der voreingestellte maximale Volumenstrom, die voreingestellte untere Vorschubgeschwindigkeit und die voreingestellte maximale Vorschubgeschwindigkeit, beispielsweise über eine Bedieneinheit der Vorrichtung, einstellbar und/oder änderbar sind. Dadurch sind eine einfache Bedienung und ein sicherer Betrieb der Vorrichtung möglich. Insbesondere kann hierdurch einfach der Bereich der linearen Abhängigkeit des Volumenstroms von der Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit die Antriebseinheit zum Antrieb des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs steuert. Die Steuereinheit kann die Antriebseinheit dann derart steuern, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Bohrgestänges beim Erreichen des mit Hilfe der Pumpe maximal erreichbaren Volumenstroms der Spülflüssigkeit nicht weiter erhöht. Dadurch wird sichergestellt, dass ausreichend Spülflüssigkeit am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug zum Erzeugen oder Aufweiten der Erdbohrung verfügbar ist, insbesondere zum Transport von dem aus der Erdbohrung abzuführenden Erdreich.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn ein Sensor die Bohrgeschwindigkeit des Bohrwerkzeugs und/oder die Einzugsgeschwindigkeit des Aufweitwerkzeugs als Vorschubgeschwindigkeit ermittelt und eine Information über die Vorschubgeschwindigkeit zur Steuereinheit überträgt. Alternativ oder zusätzlich kann ein Sensor vorgesehen sein, der den mit Hilfe der Pumpe erzeugten Volumenstrom der Spülflüssigkeit ermittelt und eine Information über den Volumenstrom zur Steuereinheit überträgt. Hierdurch kann die Steuereinheit die Vorschubgeschwindigkeit korrekt ermitteln und/oder den durch die Pumpe erzeugten Volumenstrom der Spülflüssigkeit kann exakt eingestellt werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuereinheit die Vorschubgeschwindigkeit auf einen voreingestellten Sollwert regelt oder in Abhängigkeit eines zum Drehen des Zug- und/oder Druckelements beim Bohren oder Aufweiten aufgewendeten Drehmoments, wobei das Drehmoment insbesondere durch den für eine hydraulische Antriebseinheit zum Drehen des Zug- und/oder Druckelements erforderlichen Arbeitsdruck ermittelt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Drehmoment auf einem voreingestellten Drehmomentensollwert geregelt wird und die Vorschubgeschwindigkeit des Zug- und/oder Druckelements als Stellgröße dient. Hierdurch ist ein einfacher und insbesondere automatischer Betrieb der Vorrichtung möglich.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn ein Spülflüssigkeitstank zum Bereitstellen der Spülflüssigkeit vorgesehen ist und wenn ein Sensor den Füllstand der Spülflüssigkeit im Spülflüssigkeitstank detektiert sowie eine Information über den Füllstand im Spülflüssigkeitstank zur Steuereinheit überträgt. Die Steuereinheit kann dann beim Erreichen eines voreingestellten unteren Grenzwerts des Füllstandes den Antrieb des Zug- und/oder Druckelements bzw. des Gestänges beim Erreichen oder Unterschreiten des unteren Grenzwerts stoppen. Dadurch wird sichergestellt, dass während des Bohrvorgangs ausreichend Spülflüssigkeit sowohl zum gegebenenfalls erforderlichen Kühlen des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs und/oder zum Austrag des abzubauenden Erdreichs aus der Erdbohrung zur Verfügung steht.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spülflüssigkeit Wasser und Betonit, Wasser und Polymere oder Wasser, Betonit und Polymere enthält. Hierdurch ist der Einsatz von für Erdbohrungen günstigen Spülflüssigkeiten einfach möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Sensor den Druck der Spülflüssigkeit zwischen der Pumpe und dem Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug ermittelt und eine dem Druck entsprechende Information zur Steuereinheit überträgt. Dann kann die Steuereinheit die Pumpe derart steuern, dass die Pumpe bis zum Erreichen eines voreingestellten Mindestdrucks der Spülflüssigkeit ihre maximale Förderleistung erzielt, so dass die Pumpe den mit Hilfe dieser Pumpe maximal möglichen Volumenstrom erzeugt. Dadurch ist ein sehr schnelles Befüllen der durch die Gestängeabschnitte gebildeten Leitung zwischen Pumpe und Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug mit Spülflüssigkeit möglich, so dass nur geringe Stillstandszeiten erforderlich sind, in denen kein aktiver Bohrvorgang erfolgt.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit die Pumpe nach dem Erreichen des Mindestdrucks derart ansteuert, dass der Volumenstrom der Spülflüssigkeit auf einen voreingestellten Mindestvolumenstrom reduziert wird, wenn kein Vorschub des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs erfolgt. Hierdurch wird erreicht, dass nur der Mindestvolumenstrom an Spülflüssigkeit austritt, wenn kein Vorschub erfolgt, so dass Spülflüssigkeit gespart werden kann.
  • Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Sensor den Druck der Spülflüssigkeit zwischen der Pumpe und dem Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug ermittelt und eine dem Druck entsprechende Information zur Steuereinheit überträgt. Die Steuereinheit kann dann dem Antrieb zum Vorschub des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs erst nach dem Erreichen des Mindestdrucks aktivieren. Hierdurch wird sichergestellt, dass kein Vorschub des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs erfolgt, bis die Mindestmenge an Spülflüssigkeit am Bohr-und/oder Aufweitwerkzeug austritt. Hierdurch ist insbesondere ein einfacher, und falls gewünscht auch ein automatischer, Betrieb der Vorrichtung möglich.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit die Vorrichtung erst in einer ersten Betriebsart derart steuert, dass der Volumenstrom der Spülflüssigkeit unabhängig von der Vorschubgeschwindigkeit insbesondere manuell durch eine Bedienperson einstellbar ist. Ferner kann die Steuereinheit die Vorrichtung in einer zweiten Betriebsart derart steuern, dass der Volumenstrom der Spülflüssigkeit proportional zur Vorschubgeschwindigkeit geändert wird, wobei vorzugsweise eine Umschaltung während des Betriebs der Vorrichtung zwischen der ersten Betriebsart und der zweiten Betriebsart erfolgt. Hierdurch kann die Vorrichtung einfach in der ersten Betriebsart in Betrieb gesetzt werden und anschließend in die zweite Betriebsart umgeschaltet werden, so dass die Vorrichtung sehr einfach und sicher bedient werden kann.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Das Verfahren kann dabei in gleicher Weise weitergebildet werden wie die Vorrichtung, insbesondere mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
  • Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1A
    eine schematische Darstellung einer Bohranlage zum gesteuerten Bohren einer Pilotbohrung, mit der eine Durchgangsöffnung im Erdreich erzeugt wird, die nachfolgend mithilfe eines Aufweitwerkzeugs aufweitbar ist;
    Figur 1B
    einen vergrößerten Ausschnitt der Bohranlage nach Figur 1A, wobei der Bohrkopf zum Erzeugen der Pilotbohrung dargestellt ist;
    Figur 1C
    eine schematische Darstellung einer Bohranlage zum Aufweiten der mit der Bohranlage nach Figur 1A erzeugten Pilotbohrung mithilfe eines Aufweitwerkzeugs;
    Figur 1D
    einen vergrößerten Ausschnitt der Bohranlage nach Figur 1C, wobei das Aufweitwerkzeug zum Aufweiten der Pilotbohrung dargestellt ist;
    Figur 2
    ein Blockschaltbild mit Steuerkomponenten zum Steuern der an einem Bohr- oder Aufweitwerkzeug der Bohranlage nach den Figuren 1A bis 1D austretenden Menge Spülflüssigkeit;
    Figur 3
    einen Ablaufplan zum Steuern des Volumenstroms der am Bohr- oder Aufweitwerkzeug nach den Figuren 1A bis 1D austretenden Spülflüssigkeit; und
    Figur 4
    ein Diagramm mit dem Verlauf des Volumenstroms der Spülflüssigkeit in Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Bohr- oder Aufweitwerkzeugs der Bohranlage gemäß einer Ausführungsform.
  • In Figur 1A ist eine Bohranlage 10 zum gesteuerten Bohren einer Pilotbohrung gezeigt. Die Bohranlage 10 arbeitet nach einem Horizontalbohrverfahren, das auch als Horizontal Directional Drilling (HDD) Verfahren bezeichnet wir. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird hierzu eine unter der Handelsbezeichnung Terra-Jet erhältliche Horizontalbohranlage eingesetzt. Eine solche Horizontalbohranlage ist beispielsweise aus dem Dokument DE 101 15 233 A1 bekannt. Beim HDD-Verfahren wird ein aus mehreren Gestängeabschnitten 13 zusammengesetztes Gestänge 14 mithilfe eines Horizontalbohrgerätes 12 an einem Startpunkt 16 mit einem an dem Horizontalbohrgerät 12 entfernten Ende des Gestänges 14 angeordneten Bohrkopf 20 in Richtung des Pfeils PO in das Erdreich 18 eingebracht. Das Horizontalbohrgerät 12 hat eine Pumpe 42, die über einen Schlauch 48 Spülflüssigkeit 46 aus einem Spülflüssigkeitsbehälter 40 ansaugt und mit hohem Druck in das hohle Gestänge 14 fördert. Die Spülflüssigkeit 46 tritt mit hohem Druck am Bohrkopf 20 aus. Durch den hohen Druck und durch Hartmetallzähne des Bohrkopfs 20 wird ein Bohrloch ins Erdreich 18 geschnitten.
  • Der Bohrkopf 20 ist an seinem vorderen Ende asymmetrisch abgeflacht und wird mithilfe des Gestänges 14 zum Erzeugen eines geraden Bohrlochs kontinuierlich gedreht. Bei einer gewünschten seitlichen Bewegung, Aufwärtsbewegung oder Abwärtsbewegung wird der Bohrkopf 20 in einer für diese gewünschte Bewegung geeigneten Position angehalten und nicht weitergedreht, so dass aufgrund der asymmetrisch abgeflachten Form des vorderen Endes des Bohrkopfs 20 eine entsprechende Ablenkbewegung des Bohrkopfs 20 im Erdreich 18 erfolgt. In Figur 1B ist eine Detailansicht des von dem Horizontalbohrgerät 12 entfernten Endes des Gestänges 14 zusammen mit dem Bohrkopf 20 gezeigt. Im Bohrkopf 20 ist eine elektronische Sonde angeordnet, die mithilfe eines entsprechenden Ortungsgerätes jederzeit von der Erdoberfläche aus exakt geortet werden kann, so dass die Position des Bohrkopfs 20 im Erdreich 18 jederzeit exakt bestimmbar ist.
  • Die Bewegungsbahn des Bohrkopfs 20 und damit der Verlauf des Bohrkanals 15 der Pilotbohrung wird einfach durch kontrolliertes Stoppen der Drehung des Bohrkopfs 20 über das Gestänge 14 gesteuert, so dass die Steuerfläche des Bohrkopfs 20 in eine für die gewünschte Bewegung erforderliche Stellung gebracht wird. Auch nach dem gezielten Stoppen der Drehung des Bohrkopfs 20 wird mit Hilfe der Pumpe 42 weiterhin Spülflüssigkeit 46 durch das Gestänge 14 gefördert und der Bohrkopf 20 wird weiter über das Gestänge 14 vorangetrieben, so dass mithilfe der Spülflüssigkeit 46 und des Vortriebs des Bohrkopfs 20 der Bohrvorgang des gewünschten Verlaufs des Bohrlochs fortgesetzt wird.
  • Nach Erreichen des Zielpunkts 22, der beispielsweise in einer Zielgrube vorgesehen ist, wird der Bohrkopf 20 durch einen Aufweitkopf 24 ersetzt, der beim Zurückziehen des Gestänges 14 die zuvor erzeugte Pilotbohrung aufweitet und gleichzeitig ein HDPE-Rohr 26 einzieht, wie dies in den Figuren 1C und 1D gezeigt ist. HDPE-Rohre sind aus High-Density-Polyethylen hergestellt, wobei dieses High-Density-Polyethylen ein thermoplastischer Kunststoff mit hoher Dichte ist, so dass die aus HDPE hergestellten Rohre eine hohe Zähigkeit und Steifigkeit, eine sehr gute chemische Beständigkeit, gute Gleiteigenschaften, geringe Feuchtigkeitsaufnahme, sehr gute Verarbeitungseigenschaften, sehr gut verschweißbar sind und physiologisch unbedenklich sind. Bei anderen Ausführungsformen können auch Rohre 26 aus anderen Materialien, insbesondere aus Metall, eingezogen werden.
  • Das Horizontalbohrgerät 12 erzeugt die für den Aufweitvorgang erforderliche Zugkraft am Gestänge 14 und leitet weiterhin Spülflüssigkeit 46 zum Aufweitkopf 24. Die Spülflüssigkeit 46 unterstützt zumindest das Aufweiten der Pilotbohrung und dient ferner zum Ableiten und Austragen des beim Aufweitvorgang gelösten überschüssigen Erdreichs 18. Insbesondere bei steinigem Erdreich 18, Geröll und Fels muss zumindest ein Teil des mithilfe des Aufweitwerkzeugs 24 beim Aufweitvorgang kontaktierten Erdreichs 18 abgeführt werden. Dies kann insbesondere durch den Ringspalt zwischen dem als Bohrkanal 15 bezeichneten bereits aufgeweiteten Bereich der Pilotbohrung und dem eingezogenen Rohr 26 erfolgen. Die in den Ringspalt eingebrachte Spülflüssigkeit 46 verringert auch die Mantelreibung zwischen dem Rohr 26 und dem Bohrkanal 15.
  • Zur Vermeidung einer nicht zentrischen Aufweitung der Pilotbohrung, insbesondere in Folge einer Ablenkung des Aufweitwerkzeugs 24 durch inhomogenes Erdreich, hat das Aufweitwerkzeug 24 einen Zentrierbereich 25, der in Bezug auf den Aufweitbereich 31 des Aufweitwerkzeugs 24 in Bewegungsrichtung des Aufweitwerkzeugs 24 stromaufwärts angeordnet ist und im Wesentlichen dem Durchmesser der aufgeweiteten Öffnung entspricht. Dadurch hat das Aufweitwerkzeug 24 über den Zentrierbereich 25 eine große Abstützfläche, über die eine Gegenkraft zu den auf den Aufweitbereich 31 quer zur Bewegungsrichtung P1 wirkenden Querkräfte bereitgestellt werden kann. Dadurch wird eine Ablenkung des Aufweitwerkzeugs 24 auf einfache Art und Weise wirkungsvoll vermieden, so dass die Pilotbohrung bzw. eine bereits im Erdreich 18 vorhandene Durchgangsöffnung mithilfe des Aufweitwerkzeugs 24 zentrisch aufgeweitet werden kann.
  • Gleichzeitig mit dem Aufweitvorgang wird das neu zu verlegende Rohr 26, im vorliegenden Fall ein HDPE-Rohr, eingezogen. Je nach Untergrund können auch zwei oder mehr Aufweitwerkzeuge 24 nacheinander mit bis zu einem Durchmesser von 1000 mm eingesetzt werden. Üblicherweise werden dann Rohre 26 bis zu einem Durchmesser von 800 mm oder ein Rohrbündel aus mehreren Rohren eingezogen. Als Spülflüssigkeit 46 kann Wasser mit Betonit oder Polymeren eingesetzt werden. Solche Spülflüssigkeiten 46 stabilisieren den Bohrkanal 15, vermindern die Reibung zwischen Bohrgestänge 14 und Erdreich 18 sowie die Reibung zwischen dem einzuziehenden Rohr 26 und dem Erdreich 18. Ferner wird mithilfe der Spülflüssigkeit 46 Erdreich 18 durch das bereits zum Teil eingezogene Rohr 26 aus dem Bohrkanal 15 herausgefördert.
  • Figur 1D zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in Figur 1C gezeigten Anordnung 10. In diesem Ausschnitt sind das von dem Horizontalbohrgerät 12 entfernte Ende des Gestänges 14, der Aufweitkopf 24 und das bereits zum Teil ins Erdreich 18 eingezogene Rohr 26 dargestellt.
  • Eine Steuereinheit 50 des Horizontalbohrgeräts 12, insbesondere eine speicherprogrammierbare Steuereinheit (SPS), steuert die Pumpe 42 zum Fördern der Spülflüssigkeit 46 durch das Gestänge 14 an. Die Pumpe 42 ist durch die Steuereinheit 50 insbesondere derart ansteuerbar, dass der Volumenstrom der durch die Pumpe 42 geförderten und somit der am Bohr- bzw. Aufweitkopf 20, 24 austretenden Spülflüssigkeit 46 steuerbar ist.
  • Das Horizontalbohrgerät 12 hat vorzugsweise einen Drehantrieb zum Drehen des Gestänges 14 um eine Längsachse und den Vorschubantrieb zum Bewegen des Gestänges 14 entlang seiner Längsachse durch das Erdreich 18 zusammen mit dem an dem vom Vorschubantrieb entfernten Ende des Gestänges 14 mit diesem verbundenen Bohrkopf 20 oder Aufweitkopf 24.
  • Figur 2 zeig ein Blockschaltbild mit Steuerkomponenten zum Steuern der an einem Bohr- oder Aufweitwerkzeug 20, 24 der Bohranlage 10 nach den Figuren 1A bis 1D austretenden Menge Spülflüssigkeit 46. Die Steuereinheit 50 ist mit einer ersten Antriebseinheit 52 zum Vortrieb des Gestänges 14 verbunden. Die Antriebseinheit 52 ist vorzugsweise eine hydraulische Antriebseinheit, wobei eine erste Sensoreinheit 54 den Arbeitsdruck, mit dem die erste Antriebseinheit 52 betrieben wird, erfasst und eine Information über den Druck an die Steuereinheit 50 übermittelt. Mit Hilfe der Information über den ermittelten Druck kann die Steuereinheit 50 unmittelbar die Kraft ermitteln, mit der das Gestänge 14 und das mit dem Gestänge 14 verbundene Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug 20, 24 durch das Erdreich 18 bewegt wird. Die Steuereinheit 50 ist ferner mit einer zweiten Antriebseinheit 56 zum Drehen des Gestänges 14 verbunden. Auch die zweite Antriebseinheit 56 zum Drehen des Gestänges 14 ist vorzugsweise eine hydraulische Antriebseinheit. Ferner ist eine zweite Sensoreinheit 58 zum Erfassen des durch die Antriebseinheit 56 erzeugten Drehmoments zum Drehen des Gestänges 14 vorgesehen. Bei der Ausführung der zweiten Antriebseinheit 56 als hydraulische Antriebseinheit kann die zweite Sensoreinheit 58 einen Drucksensor umfassen, der den Arbeitsdruck der zweiten Antriebseinheit 56 erfasst. Über den auf das Gestänge14 wirkenden bekannten Hebelarm kann einfach das am Bohr- und/oder Aufweitkopf 20, 24 übermittelte Drehmoment ermittelt werden. Die zweite Sensoreinheit 58 ermittelt somit eine Information über die am Gestänge 14 zu dessen Drehung wirkende Kraft, das am Gestänge 14 wirkende Moment und/oder den zum Betrieb der zweiten Antriebseinheit 56 wirkenden Arbeitsdruck, wenn die zweite Antriebseinheit 56 als hydraulische Antriebseinheit ausgebildet ist.
  • Ferner ist die Pumpe 42 zum Pumpen der Spülflüssigkeit mit der Steuereinheit 50 verbunden und wird durch die Steuereinheit 50 angesteuert. Ferner kann eine dritte Sensoreinheit 60 zur Ermittlung der Drehzahl der Pumpe 42 und/oder des Volumenstroms der Spülflüssigkeit 46 vorgesehen sein, die eine Information über die Drehzahl und/oder den Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 durch das Gestänge 14 an die Steuereinheit 50 übermittelt, die dann den ermittelten Istwert des Volumenstroms mit einem voreingestellten Sollwert des Volumenstroms der Spülflüssigkeit 46 vergleicht und bei einer Abweichung des Istwerts vom Sollwert die Pumpe 42 derart ansteuert, dass die Sollwertabweichung des Istwerts eine Antriebseinheit der Pumpe 42 derart ansteuert, dass die Sollwertabweichung verringert oder beseitigt wird. Somit erfolgt eine Regelung des Volumenstroms der Spülflüssigkeit auf einen voreingestellten bzw. zuvor von der Steuereinheit 50 ermittelten Sollwert. Die Ermittlung des Sollwerts für den Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Steuereinheit 50 abhängig von der mit Hilfe einer sechsten Sensoreinheit 64 ermittelten Vorschubgeschwindigkeit des Gestänges 14 den erforderlichen Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 ermitelt. Somit wird bei einer Änderung der Vorschubgeschwindigkeit automatisch der Sollwert für den Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 verändert. Ferner ist der Füllstandssensor 44 zum Ermitteln des Füllstands der Spülflüssigkeit im Spülflüssigkeitsbehälter 40 als vierte Sensoreinheit mit der Steuereinheit 50 verbunden und übermittelt eine Information über den Füllstand der Spülflüssigkeit 46 im Spülflüssigkeitbehälter 40 an die Steuereinheit 50, so dass diese bei Unterschreiten eines voreingestellten Sollwerts sowohl die erste Antriebseinheit 52 als auch die zweite Antriebseinheit 56 stoppt. Eine fünfte Sensoreinheit 62 ermittelt den Druck, mit dem die Pumpe 42 die Spülflüssigkeit 46 durch das Gestänge 14 fördert.
  • Figur 3 zeigt einen Ablaufplan zum Steuern der am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug der Figuren 1a bis 1d austretenden Menge Spülflüssigkeit 46. Der Ablauf wird im Schritt S10 gestartet. Anschließend wird im Schritt S12 geprüft, ob ein Spülvorgang aktiv ist, d. h. ob die Pumpe 42 Spülflüssigkeit 46 durch das Gestänge 14 zum Bohr- und/oder Aufweitkopf 20, 24 fördert. Ist dies nicht der Fall, so wird Schritt S12 erneut ausgeführt. Wird im Schritt S12 jedoch festgestellt, dass der Spülvorgang aktiv ist, so wird anschließend im Schritt S14 geprüft, ob der mit Hilfe der Sensoreinheit 62 ermittelte Druck der Spülflüssigkeit 46 im Gestänge 14 einen voreingestellten Mindestdruck erreicht oder überschritten hat. Ist das nicht der Fall, so wird anschließend im Schritt S16 die Pumpe 42 durch die Steuereinheit 50 derart angesteuert, dass diese Spülflüssigkeit 46 mit maximalem Volumenstrom in das rohrförmige Gestänge 14 fördert. Anschließend wird Schritt S14 erneut ausgeführt.
  • Wird im Schritt S14 jedoch festgestellt, dass der ermittelte Druck der Spülflüssigkeit 46 im Gestänge 14 den voreingestellten Wert für den Mindestdruck erreicht oder überschritten hat, so wird anschließend im Schritt S18 die Pumpe 42 durch die Steuereinheit 50 derart angesteuert, dass die Pumpe lediglich einen voreingestellten Mindestvolumenstrom Spülflüssigkeit 46 in das Gestänge 14 fördert. Anschließend erfolgt im Schritt S20 eine Freigabe der ersten Antriebseinheit 52 und der zweiten Antriebseinheit 56. Dadurch kann die Steuereinheit 50 die erste Antriebseinheit 52 sowie die zweite Antriebseinheit 56 automatisch aktivieren oder alternativ durch eine Bedieneingabe einer Bedienperson an einem Bedienpult des Bohrgeräts 12 aktivieren. Anschließend wird im Schritt S22 mit Hilfe der sechsten Sensoreinheit 64 die Vorschubgeschwindigkeit des Gestänges 14 ermittelt. Ausgehend von der im Schritt S22 ermittelten Vorschubgeschwindigkeit berechnet die Steuereinheit 50 den Wert des mit Hilfe der Pumpe 42 zu erzeugenden Volumenstroms der Spülflüssigkeit 46. Dabei erfolgt die Berechnung auf der Grundlage der direkten Abhängigkeit des zu erzeugenden Volumenstroms von der ermittelten Vorschubgeschwindigkeit. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine lineare Abhängigkeit, zumindest in einem Bereich der Vorschubgeschwindigkeit.
  • Ausgehend vom ermittelten zu erzeugenden Volumenstrom wird anschließend im Schritt S26 die Pumpe 42 durch die Steuereinheit 50 derart angesteuert, dass die Pumpe 42 mit einer dem zu erzeugenden Volumenstrom entsprechenden Drehzahl betrieben wird. Im Schritt S28 wird dann geprüft, ob die erste Antriebseinheit 52 und die zweite Antriebseinheit 56 gestoppt worden sind. Ist das nicht der Fall, so wird der Ablauf im Schritt S22 fortgesetzt, wobei die Schritte S22 bis S28 erneut abgearbeitet werden.
  • Wird im Schritt S28 jedoch festgestellt, dass sowohl die erste Antriebseinheit 52 als auch die zweite Antriebseinheit 56 gestoppt worden sind, so wird anschließend im Schritt S30 geprüft, ob der Bohrvorgang beendet werden soll. Ist das nicht der Fall, d. h. wenn der Bohrvorgang nur kurzzeitig unterbrochen worden ist und ohne Gestängewechsel weitergeführt werden soll, wird der Ablauf im Schritt S18 fortgesetzt und die Pumpe 42 durch die Steuereinheit 50 derart angesteuert, dass der voreingestellte Mindestvolumenstrom an Spülflüssigkeit 46 in das Gestänge 14 gefördert wird.
  • Wird im Schritt S30 jedoch festgestellt, dass ein Ende des Bohrvorgangs erfolgen soll, insbesondere weil die Erdbohrung bzw. der Aufweitvorgang beendet ist oder ein Gestängeabschnitt zum Gestänge 14 hinzugefügt werden soll oder ein Gestängeabschnitt vom Gestänge 14 entfernt werden soll, so wird der Ablauf im Schritt S32 beendet. Nach einem Gestängewechsel oder nach einem Austausch des Bohrwerkzeugs 20 gegen das Aufweitwerkzeug 24 wird der Ablauf erneut gestartet.
  • Bei anderen Ausführungsformen wird die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Vorschubkraft und/oder des Vorschubdrehmoments geregelt. Bei weiteren Ausführungsformen kann der mit Hilfe der Pumpe 42 geförderte Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 erfasst und auf den im Schritt S24 berechneten Sollwert geregelt werden. Bei weiteren Ausführungsformen kann anstatt des Gestänges 14 auch ein Zugseil eingesetzt werden, wobei die Spülflüssigkeit dann durch einen zusätzlich zum Aufweitwerkzeug 24 verlaufenden Schlauch geleitet wird und im Bereich des Aufweitwerkzeugs 24 austritt.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsformen kann eine Bedienperson, insbesondere ein Bohrmeister, aufgrund ihrer/seiner Erfahrung den aus seiner Sicht optimalen Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 für den konkret vorliegenden bzw. zu erwartenden Untergrund bei einer relativ geringen Vorschubgeschwindigkeit einstellen. Der Volumenstrom der Spülflüssigkeit wird auch als Spülleistung bezeichnet. Der Volumenstrom ist zumindest dann korrekt eingestellt, wenn am Ende des Bohrkanals 15 ein kontinuierlicher Austrag von Bohrschlamm, d. h. von Spülflüssigkeit gemischt mit abgebauten Erdreich 18, stattfindet. In diesem Fall startet die Steuereinheit 50 mit dem Ablauf nach Fig.3 erst im Schritt S22, d. h. die Schritte S12 bis S20 werden nicht ausgeführt. Wie bereits erwähnt, kann die Vorschubgeschwindigkeit mit Hilfe eines durch die Steuereinheit 50 bereitgestellten Assistenzsystem automatisch dem Untergrund angepasst werden, insbesondere mit Hilfe der bereits erwähnten drehmomentabhängigen Regelung der Vorschubgeschwindigkeit. Eine solche Regelung wird auch als Bohrautomatik bezeichnet. Dadurch wird die Vorschubgeschwindigkeit automatisch reduziert, wenn der Untergrund härter wird, und automatisch erhöht, wenn das Erdreich weicher wird.
  • Der wiederholte Ablauf der Schritte S22 bis S24 führt dazu, dass bei zunehmender Vorschubgeschwindigkeit auch die Spülleistung, d. h. der Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46, zunimmt. Ausgehend von der Einstellung der Spülflüssigkeitsmenge durch eine Bedienperson erfolgt bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit eine gleichzeitige Erhöhung der Spülleistung vorzugsweise um denselben Prozentsatz, d. h. wenn die Vorschubgeschwindigkeit um 20 % zunimmt, wird die Spülleistung ebenfalls um 20 % erhöht. Nimmt die Geschwindigkeit um 50 % ab, wird auch die Spülleistung um 50 % reduziert. Das Reduzieren der Spülleistung erfolgt vorzugsweise nur bis zu einem voreingestellten Mindestvolumenstrom. Kann der Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 aufgrund des Erreichens des durch die Pumpe 46 maximal erzeugten Volumenstroms nicht weiter erhöht werden, so wird die Vorschubgeschwindigkeit nicht weiter erhöht.
  • Durch das Vorsehen eines Mindestvolumenstroms wird sichergestellt, dass selbst dann Spülflüssigkeit 42 am Bohr- und/oder Aufweitkopf 20, 24 austritt, wenn das Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug 20, 24 insbesondere an Fels nur mit sehr geringer Geschwindigkeit gedreht werden kann oder ein Stillstand des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs 20, 24 auftritt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Gestänges 14 kann insbesondere mit einem Wegsensor oder anhand der zum Vorschub des Gestänges 14 eingesetzten Menge an Hydraulikflüssigkeit ermittelt werden, wenn es sich bei der Antriebseinheit 56 zum Vorschub des Gestänges um einen Hydraulikantrieb handelt. Der Spülflüssigkeitsbehälter 40 hat insbesondere ein Fassungsvolumen im Bereich von 1 bis 5 m3. Wird mehr Spülflüssigkeit 46 benötigt, können auch mehrere Spülflüssigkeitsbehälter 40 vorgesehen sein, die vorzugsweise miteinander verbunden sind oder die umschaltbar mit der Pumpe 42 über den Schlauch 48 verbunden werden können.
  • Der Füllstandssensor 44 kann so ausgebildet sein, dass er eine Information über die aktuelle Füllhöhe der Spülflüssigkeit 46 im Spülflüssigkeitsbehälter 40 angibt, wobei die Steuereinheit 50 dann mit Hilfe eines voreingestellten Grenzwerts überprüft, ob dieser erreicht oder unterschritten ist. Bei anderen Ausführungsformen kann der Sensor lediglich ein Signal beim Unterschreiten eines voreingestellten Grenzwerts an die Steuereinheit 50 übertragen, so dass die Steuereinheit über das Unterschreiten des voreingestellten Grenzwerts informiert wird. Bei Unterschreiten des voreingestellten Grenzwerts werden die erste Antriebseinheit 52 und die zweite Antriebseinheit 56 gestoppt, bis wieder ausreichend Spülflüssigkeit 46 im Behälter ist oder ein weiterer Spülflüssigkeitsbehälter 40 mit der Pumpe 42 verbunden worden ist.
  • Beim Unterschreiten des unteren Grenzwerts des Füllstands im Spülflüssigkeitsbehälter 40 wird vorzugsweise eine Information über eine Bedieneinheit der Bohreinheit an eine Bedienperson ausgegeben.
  • Abhängig von dem Bohrgerät 12 werden Gestängeabschnitte von 3 m oder 4,5 m Länge eingesetzt. Bei Großbohranlagen können auch Gestängeabschnitte bis zu 10 m eingesetzt werden. Zum Gestängewechsel stoppt die Bedienperson die erste Antriebseinheit 52 und die zweite Antriebseinheit 56 und stoppt dann die Pumpe 42. Bei anderen Ausführungsformen kann ein automatischer Stopp der ersten Antriebseinheit und der zweiten Antriebseinheit 52, 56 beim Erreichen eines zum Antrieb des Gestänges 14 dienenden Antriebsschlitten des Bohrgeräts 12 und die anschließende Abschaltung der Pumpe 42. Während des Gestängewechsels wird die Pumpe 42 nicht aktiviert, d. h. es erfolgt keine Förderung von Spülflüssigkeit 46. Nach dem Gestängewechsel wird die Pumpe 42 durch die Steuereinheit 50 derart angesteuert, dass sie mit 100 % ihrer Förderleistung betrieben wird. Dies wird solange beibehalten, bis das Gestänge 14 wieder mit Spülflüssigkeit 46 gefüllt ist und ein voreingestellter Mindestspüldruck erreicht worden ist. Der Mindestspüldruck kann fest voreingestellt sein oder ist über eine Bedieneinheit des Bohrgeräts 12, insbesondere durch eine Bedieneingabe einer Bedienperson, änderbar. Der Mindestspüldruck kann bei einer Pilotbohrung nach den Figuren 1A und 1B auf 20 bar voreingestellt sein und für eine Aufweitung einer bereits vorhandenen Erdbohrung nach den Figuren 1C und 1D vorzugsweise bei 10 bar liegen. Somit ist der voreingestellte Mindestspüldruck bei Pilotbohrungen höher als bei Aufweitungen.
  • Nachdem der Mindestspüldruck erreicht worden ist, wird die erste Antriebseinheit 52 aktiviert und das Gestänge 14 wird gedreht. Sobald die Drehzahl der ersten Antriebseinheit 52 den Drehzahlwert des Gestänges 14 vor dem Gestängewechsel erreicht hat, wird die zweite Antriebseinheit 56 aktiviert und die Vorschubgeschwindigkeit vorzugsweise auf den Vorschubgeschwindigkeitswert vor dem Gestängewechsel eingestellt. Anschließend wird die Bohrautomatik aktiviert, so dass insbesondere eine drehmomentabhängige Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit erfolgt.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 50 vor dem Start des Bohrvorgangs die zum Durchführen der Bohrung und/oder Aufweitung erforderliche Menge an Spülflüssigkeit berechnen. Hierbei dient die Steuereinheit 50 als Bordcomputer der Bohrvorrichtung 12.
  • Das korrekte erforderliche Spülvolumen ergibt sich aus dem Volumen der zu erzeugenden Erdbohrung bzw. aus dem Volumen des beim Erzeugen der Erdbohrung oder Aufweiten der Erdbohrung abzubauenden Erdreichs 18 und einem Spülungsfaktor. Der Spülungsfaktor wird auch als Mudfaktor bezeichnet. Im Folgenden wird die Berechnung einer für eine konkrete Erdbohrung benötigte Gesamtmenge an Spülflüssigkeit 46 erläutert. Es soll ein Bohrkanal 15 mit einer Länge von 120 m und einem Durchmesser von 260 mm im Horizontalbohrverfahren hergestellt werden. Das Volumen des zu erzeugenden Bohrkanals 15 berechnet sich wie folgt: V = π 4 ⋅ d 2 I ,
    Figure imgb0001
     wobei V das Volumen des Bohrkanals 15 ist, d der Durchmesser des Bohrkanals 15 und l die Länge des Bohrkanals 15. Für den 120 m langen Bohrkanal 15 mit einem Durchmesser von 260 mm ergibt sich ein Gesamtvolumen von 6.371 l. Dieses Ergebnis kann beispielsweise auf den nächsten 100 l aufgerundet werden. Das Volumen V wird dann mit einem Spülungsfaktor multipliziert. Es wurde erkannt, dass der Spülungsfaktor von den Untergrundverhältnissen, d. h. vom Erdreich 18, abhängig ist. Für Kies hat sich ein Spülungsfaktor von 3 als günstig erwiesen. Bei speziellen Kiesarten haben sich auch Spülungsfaktoren von 4 oder 5 als günstig erwiesen. Bei Sand hat sich ein Spülungsfaktor von 4 als günstig erwiesen, bei Lehm von 5. Bei speziellen Lehmarten waren auch schon Spülungsfaktoren von 1 bis 2 ausreichend. Bei Ton hat sich ein Spülungsfaktor von 6 als günstig erwiesen. Bei sandigem Erdreich 18 mit einem Spülungsfaktor von 4 ergibt sich bei dem aufgerundeten Volumen des Bohrkanals 28 von 6.400 l und einem Spülungsfaktor von 4 ein Gesamtbedarf an Spülflüssigkeit 46 von 25.600 l. Es ist vorteilhaft, die Spülflüssigkeit 46 bereits vor Beginn der Bohrung als Gesamtmenge bereitzustellen. Es sind jedoch auch Mischanlagen bekannt, bei denen die Spülflüssigkeit 46 kontinuierlich durch Zuführen von Wasser und Spülflüssigkeitszusätzen, wie Betonit oder Polymere, erzeugt werden. Zum Aufbereiten der Spülflüssigkeit 46 sind verschiedene Mischstationen bekannt. Es ist auch möglich, die Spülflüssigkeit nach Gebrauch zu recyceln. Insbesondere kann ein Absetzbehälter vorgesehen sein, in dem sich der Bohrschlamm absetzt und die oben befindliche Spülflüssigkeit der Bohrvorrichtung wieder zugeführt wird.
  • Das Erzeugen einer HDD-Bohrung mit einem Durchmesser von 260 mm erfolgt üblicherweise in mehreren Schritten. Beispielsweise wird eine Pilotbohrung mit einem Durchmesser von 100 mm erzeugt, wie dies in den Figuren 1A und 1B gezeigt ist. Anschließend erfolgt eine Zwischenaufweitung auf den Durchmesser 200 mm. Nachfolgend erfolgt eine Aufweitung mit gleichzeitigem Rohreinzug auf den Durchmesser von 260 mm, wie dies in den Figuren 1C und 1D gezeigt ist. Vorzugsweise berechnet die Steuereinheit 50 für die Pilotbohrung, die Zwischenaufweitung und die Endaufweitung jeweils das konkrete erforderliche Volumen der einzusetzenden Spülflüssigkeit 46. Hierzu wird das Volumen des Bohrkanals 15 der Pilotbohrung nach oben angegebener Formel berechnet, wodurch sich ein Volumen von 942 l ergibt. Dieses Volumen kann beispielsweise auf 950 l aufgerundet werden. Das erforderliche Spülvolumen an Spülflüssigkeit 46 beträgt bei sandigem Boden 3.800 l.
  • Zur Berechnung der für die Zwischenaufweitung erforderlichen Spülflüssigkeitsmenge, d. h. dem Spülvolumen, wird zuerst das hinzukommende Volumen durch die Zwischenaufweitung ausgehend von der Pilotbohrung nach folgender Formel berechnet: V = π 4 ⋅ d zwischen 2 − d pilot 2 ⋅ l ,
    Figure imgb0002
     wobei dpilot der Durchmesser der Pilotbohrung ist und dzwischen der Durchmesser der Zwischenaufweitung ist.
  • Ausgehend von der Pilotbohrung ergibt sich somit ein Vergrößerungsvolumen von 2.827 l. Bei einer Aufrundung auf 2.850 l ergibt sich ein Spülvolumen bei sandigem Boden von 11.400 l. Das zusätzliche Volumen der Endaufweitung errechnet sich wie folgt: V = π 4 ⋅ d end 2 − d zwischen 2 ⋅ l ,
    Figure imgb0003
     wobei dend der Durchmesser der Endaufweitung ist. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel mit einem Durchmesser der Zwischenaufweitung von 200 mm und einem Durchmesser der Endaufweitung von 260 mm ergibt sich ein zusätzliches Volumen der Endaufweitung von 2.601 l. Bei einer Rundung auf 2.600 l und einem Spülungsfaktor 4 bei sandigen Böden ergibt sich ein Gesamtspülvolumen für die Endaufweitung von 10.400 l.
  • Damit die Steuereinheit 50 für jeden Bohrvorgang (Pilotbohrung, Zwischenaufweitung, Endaufweitung) das erforderliche Spülvolumen, d. h. die erforderliche Menge Spülflüssigkeit, ermitteln kann, muss eine Bedienperson über eine Bedienoberfläche des Bohrgeräts 12 den Durchmesser des bereits vorhandenen Bohrkanals 15 (bei Pilotbohrung ist d = 0), den Durchmesser des im nächsten Schritt zu bohrenden Bohrkanals 15 und/oder den Enddurchmesser des zu erzeugenden Bohrkanals, die Länge des zu erzeugenden Bohrkanals 15 und den Spülungsfaktor bzw. die Art des Untergrunds eingeben Zur Vereinfachung der weiteren Betrachtung wird angenommen, dass zum Herstellen der Pilotbohrung ein Spülvolumen von 12.000 l ermittelt wird. Die Steuereinheit 50 berechnet dann das konkret erforderliche Spülvolumen pro Meter Bohrkanal 15 bzw. pro Meter Vortrieb. Hierzu wird das ermittelte Spülvolumen durch die Länge des Bohrkanals 15 geteilt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Länge des Bohrkanals 15 von 120 m ergibt sich somit: 1.200 l 120 m = 100 l m .
    Figure imgb0004
  • Wird von einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit von 2 m/min ausgegangen, so kann die erforderliche Menge an Spülflüssigkeit wie folgt berechnet werden: 100 l m ⋅ 2 m min = 200 l min .
    Figure imgb0005
     Die Steuereinheit 50 steuert die Pumpe 42 so an, dass diese bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 2 m/min ein Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46 von 200 l/min erzeugt.
  • Die Steuereinheit 50 berechnet fortlaufend bei sich ändernder Vorschubgeschwindigkeit den von der Pumpe 42 zu erzeugenden Volumenstrom der Spülflüssigkeit 46. Die Steuereinheit 50 kann dabei als Regler dienen, der die Pumpe 42 als Stellglied derart ansteuert, dass dem Gestänge 14 und somit dem Bohr- und/oder Aufweitkopf 20, 24 die ermittelte Menge Spülflüssigkeit 46 pro Meter zugeführt wird.
  • Hat die Pumpe 42 ihre maximale Förderleistung erreicht, steuert die Steuereinheit 50 die zweite Antriebseinheit 56 derart an, dass diese die Vorschubgeschwindigkeit nicht weiter erhöht.
  • Verringert sich die Geschwindigkeit unter einen voreingestellten Wert, so wird die Pumpe 42 von der Steuereinheit 50 derart angesteuert, dass diese eine voreingestellte Mindestmenge bzw. einen voreingestellten Mindestvolumenstrom in das Gestänge 14 fördert. Ändert sich die Zusammensetzung des Erdreichs 18 bzw. der Untergrund, kann eine Bedienperson den Spülungsfaktor vorzugswiese über eine Bedieneinheit der Bohrvorrichtung 12 ändern, vorzugsweise in Schritten von 0,1.
  • Allgemein hat die Spülflüssigkeit folgende Aufgaben:
    1. 1. Das abgebaute Erdreich 18 wird aus dem Bohrkanal 15 ausgetragen.
    2. 2. Der Bohrkanal 15 wird durch Bildung einer aus den Spülflüssigkeitszusätzen der Spülflüssigkeit 46 gebildeten Wandung stabilisiert. Eine solche Wandung wird auch als Filterkuchenwandung bezeichnet.
    3. 3. Die Mantelreibung zwischen einem einzuziehenden Rohr und dem Erdreich 18 wird auf etwa 10 % der Trockenreibung zwischen Rohr und Erdreich 18 verringert.
  • Die Spülflüssigkeit 46 besteht üblicherweise aus Wasser und Betonit. Statt Betonit oder zusätzlich können dem Wasser Polymere zugemischt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Spülflüssigkeit 46 zum Erfüllen der oben genannten Aufgaben entsprechend den Untergrundverhältnissen angemischt wird.
  • Figur 4 zeigt ein Diagramm mit dem Verlauf der eingesetzten Menge an Spülflüssigkeit in Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Bohr- oder Aufweitwerkzeugs 20, 24 der Bohranlage 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Vorschubgeschwindigkeit ist hierbei auf der x-Achse und der Volumenstrom der Spülflüssigkeit auf der γ-Achse angetragen. Bis zu einer Vorschubgeschwindigkeit v1 wird mit Hilfe der Pumpe 42 ein Mindestvolumenstrom V̇ min erzeugt. Nach Erreichen der Vorschubgeschwindigkeit v1 und bei einer weiteren Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit v wird der Volumenstrom V̇ linear erhöht, bis die Pumpe 42 ihre maximale Förderleistung erreicht hat. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der mit Hilfe der Pumpe 42 maximal erzeugbare Volumenstrom V̇ max. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei einer Vorschubgeschwindigkeit v2 der Fall.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung im Erdreich,
    mit einem Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24), das über ein Zug- und/oder Druckelement (14) mit einer Antriebseinheit (56) verbunden ist und durch diese mit einer Vorschubgeschwindigkeit (v) durch das Erdreich (18) zur Antriebseinheit (56) hin oder von der Antriebseinheit (56) weg bewegbar ist,
    mit einer Pumpe (42) zum Fördern einer Spülflüssigkeit (46) zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24), wobei die Spülflüssigkeit (46) am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) austritt,
    mit einer Steuereinheit (50) zum Steuern zumindest der Pumpe (42), wobei die Steuereinheit (50) den durch die Pumpe (42) erzeugten Volumenstrom (V̇) der Spülflüssigkeit 46 abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit (v) einstellt, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinheit (50) die für eine Erdbohrung oder für eine Aufweitung einer Erdbohrung erforderliche Menge Spülflüssigkeit (46) pro Streckenabschnitt ausgehend von mindestens einem Parameter der zu erzeugenden Bohrung oder Aufweitung ermittelt und
    dass die Steuereinheit (50) die Pumpe (42) derart ansteuert, dass der Volumenstrom (V̇) der Spülflüssigkeit (46) in Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit (v) so eingestellt wird, dass die ermittelte Menge Spülflüssigkeit pro Streckenabschnitt am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) austritt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zug- und/oder Druckelement ein aus mehreren rohrförmigen Gestängeabschnitten zusammengesetztes Bohrgestänge (14) ist, und dass die Pumpe (42) die Spülflüssigkeit(46) durch das Bohrgestänge (14) hindurch zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug fördert, wobei die Pumpe (42) vorzugsweise einen maximalen Förderdruck im Bereich zwischen 50 bar und 150 bar, insbesondere 75 bar, erzeugt und vorzugsweise eine maximale Förderleistung im Bereich von 50 bis 400 Liter pro Minute, vorzugsweise 95 oder 300 Liter pro Minute, hat.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) den von der Pumpe (42) erzeugten Volumenstrom (V̇) direkt proportional, vorzugsweise linear, zur Vorschubgeschwindigkeit (v) ändert.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) die Pumpe (42) derart steuert, dass der Volumenstrom (V̇) beim Betrieb der Vorrichtung (10, 12) einen voreingestellten Mindestvolumenstrom (V̇ min) nicht unterschreitet.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dass die Steuereinheit die Pumpe derart ansteuert, dass eine lineare Abhängigkeit des Volumenstroms (V̇) im Bereich zwischen einem voreingestellten Mindestvolumenstrom und einem voreingestellten maximalen Volumenstrom von der Vorschubgeschwindigkeit (v) im Bereich vom Stillstand bis zu einer voreingestellten maximalen Vorschubgeschwindigkeit oder im Bereich zwischen einer voreingestellten unteren Vorschubgeschwindigkeit bis zu einer voreingestellten maximalen Vorschubgeschwindigkeit besteht, wobei vorzugsweise der voreingestellte Mindestvolumenstrom, der voreingestellte maximale Volumenstrom, die voreingestellte untere Vorschubgeschwindigkeit und die voreingestellte maximale Vorschubgeschwindigkeit insbesondere über eine Bedieneinheit einstellbar und/oder änderbar sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) die Antriebseinheit (56) zum Antrieb des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs (20, 24) steuert, wobei die Steuereinheit (50) die Antriebseinheit (56) derart steuert, dass die Vorschubgeschwindigkeit (v) des Bohrgestänges (14) beim Erreichen des mit Hilfe der Pumpe (42) maximal erreichbaren Volumenstroms (V̇ max) der Spülflüssigkeit (46) nicht weiter erhöht wird.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor die Vorschubgeschwindigkeit des Bohrwerkzeugs (20) und/oder die Einzugsgeschwindigkeit des Aufweitwerkzeugs (24) als Vorschubgeschwindigkeit (v) ermittelt und eine Information über die Vorschubgeschwindigkeit (v) zur Steuereinheit (50) überträgt und/oder dass ein Sensor den mit Hilfe der Pumpe (42) erzeugten Volumenstrom der Spülflüssigkeit (46) ermittelt und eine Information über den Volumenstrom zur Steuereinheit (50) überträgt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spülflüssigkeitsbehälter (40) zum Bereitstellen der Spülflüssigkeit (46) vorgesehen ist, dass ein Sensor (44) den Füllstand der Spülflüssigkeit (46) im Spülflüssigkeitsbehälter (40) detektiert und eine Information über den Füllstand im Spülflüssigkeitsbehälter (40) zur Steuereinheit (50) überträgt, dass die Steuereinheit (50) beim Erreichen eines voreingestellten unteren Grenzwerts des Füllstandes den Antrieb zum Vorschub des Zug- und/oder Druckelements (14) beim Erreichen oder Unterschreiten des unteren Grenzwerts stoppt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülflüssigkeit (46) Wasser und Betonit und/oder ein Polymer enthält.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor den Druck der Spülflüssigkeit zwischen der Pumpe (42) und dem Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) ermittelt und eine dem Druck entsprechende Information zur Steuereinheit (50) überträgt, dass die Steuereinheit (50) die Pumpe (42) derart steuert, dass die Pumpe (42) bis zum Erreichen eines voreingestellten Mindestdrucks der Spülflüssigkeit (46) mit ihre maximale Förderleistung betrieben wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) die Pumpe (42) nach dem Erreichen des Mindestdrucks derart ansteuert, dass der Volumenstrom (V̇) der Spülflüssigkeit (46) auf einen voreingestellten Mindestvolumenstrom reduziert wird, wenn kein Vorschub des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs (20, 24) erfolgt.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor den Druck der Spülflüssigkeit (46) zwischen der Pumpe (42) und dem Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) ermittelt und eine dem Druck entsprechende Information zur Steuereinheit (50) überträgt, dass die Steuereinheit (50) die Antriebseinheit (52) zum Vorschub des Bohr- und/oder Aufweitwerkzeugs (20, 24) erst nach dem Erreichen des Mindestdrucks aktiviert.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) die Vorrichtung (10, 12) in einer ersten Betriebsart derart steuert, dass der Volumenstrom (17) der Spülflüssigkeit (46) unabhängig von der Vorschubgeschwindigkeit (v) einstellbar ist, und dass die Steuereinheit (50) die Vorrichtung (10, 12) in einer zweiten Betriebsart derart steuert, dass der Volumenstrom (V̇) der Spülflüssigkeit (46) proportional zur Vorschubgeschwindigkeit geändert (v) wird, wobei vorzugsweise eine Umschaltung während des Betriebs der Vorrichtung (10, 12) zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart erfolgt.
  14. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung im Erdreich,
    bei dem ein mit einem Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) verbundenes Zug- und/oder Druckelement (14) mit Hilfe einer Antriebseinheit (52) mit einer Vorschubgeschwindigkeit (v) in Richtung seiner Längsachse von der Antriebseinheit (52) weg oder zur Antriebseinheit (52) hin bewegt wird,
    bei dem eine Spülflüssigkeit (46) zum Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) gefördert wird, die am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) austritt,
    bei dem der Volumenstrom (V̇) der am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) austretenden Spülflüssigkeit (46) abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit (v) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet,
    dass die für eine Erdbohrung oder für eine Aufweitung einer Erdbohrung erforderliche Menge Spülflüssigkeit (46) pro Streckenabschnitt ausgehend von mindestens einem Parameter der zu erzeugenden Bohrung oder Aufweitung ermittelt wird, und
    dass eine Pumpe (42) zum Fördern der Spülflüssigkeit (46) derart ansteuert, dass der Volumenstrom (V̇) der Spülflüssigkeit (46) in Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit (v) so eingestellt wird, dass die ermittelte Menge Spülflüssigkeit pro Streckenabschnitt am Bohr- und/oder Aufweitwerkzeug (20, 24) austritt.
EP19157706.3A 2018-02-22 2019-02-18 Vorrichtung zum erzeugen oder aufweiten einer erdbohrung Active EP3530871B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018104020.2A DE102018104020A1 (de) 2018-02-22 2018-02-22 Vorrichtung zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3530871A1 EP3530871A1 (de) 2019-08-28
EP3530871B1 true EP3530871B1 (de) 2020-09-23

Family

ID=65493890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19157706.3A Active EP3530871B1 (de) 2018-02-22 2019-02-18 Vorrichtung zum erzeugen oder aufweiten einer erdbohrung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3530871B1 (de)
DE (1) DE102018104020A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19901001C2 (de) 1999-01-13 2002-09-12 Terra Ag Fuer Tiefbautechnik S Erdbohranlage mit Gestängewechsler
US6315062B1 (en) * 1999-09-24 2001-11-13 Vermeer Manufacturing Company Horizontal directional drilling machine employing inertial navigation control system and method
WO2001051760A2 (en) * 2000-01-12 2001-07-19 The Charles Machine Works, Inc. System for automatically drilling and backreaming boreholes
DE10115233C5 (de) 2000-05-11 2011-09-15 TERRA AG für Tiefbautechnik Horizontalbohranlage
DE102010004287A1 (de) 2010-01-11 2011-07-14 TERRA AG für Tiefbautechnik Verfahren und Anordnung zum Herstellen und/oder Aufweiten einer Erdbohrung
DE102015107194A1 (de) 2015-05-08 2016-11-10 TERRA AG für Tiefbautechnik Bohranlage zum Erzeugen oder Aufweiten einer Erdbohrung im Erdreich und Verfahren zur Steuerung eines Vorschubantriebs einer solchen Bohranlage

Also Published As

Publication number Publication date
EP3530871A1 (de) 2019-08-28
DE102018104020A1 (de) 2019-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3035876C2 (de)
DE602004001328T2 (de) Unterirdisches Bohren einer Lateralbohrung
DE3225808C2 (de) Werkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Bohrlochs mit verfestigter Wand
DE60218282T2 (de) Aufweitvorrichtung
EP3081737A2 (de) Bohrgerät zum erstellen einer verrohrten bohrung und verfahren zum betreiben eines bohrgerätes
DE19708997C2 (de) Vorrichtung zur Steuerung des Vorschubantriebes einer zum Erzeugen von Erdbohrungen bestimmten Bohranlage
EP2505762A2 (de) Bohrvorrichtung und Verfahren zum Horizontalbohren
DE102013111350A1 (de) Aufweitwerkzeug und Vorrichtung zum Aufweiten einer im Erdreich vorhandenen Durchgangsöffnung
DE19918775A1 (de) Durchlauf-Mischanlage
EP0293584B1 (de) Bohrvorrichtung für ein Hochdruck-Injektions-Bohrverfahren
EP3091173B1 (de) Bohranlage zum erzeugen oder aufweiten einer erdbohrung im erdreich und verfahren zur steuerung eines vorschubantriebs einer solchen bohranlage
EP3513039B1 (de) Messsignalauswertungsverfahren
EP3530871B1 (de) Vorrichtung zum erzeugen oder aufweiten einer erdbohrung
WO2009095046A1 (de) Verfahren zum grabenlosen verlegen von rohrleitungen
EP3112580B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bildung einer unterirdischen rohrleitung
DE102017005798B3 (de) Mischanlage und Verfahren zum Herstellen einer Bohrflüssigkeit für eine Erdbohrung sowie Verwendung beim Herstellen einer Bohrflüssigkeit für eine Erdbohrung
DE10325576B4 (de) Führungskopf zum Erdbohren und Erdbohrmaschine
DE10325560A1 (de) Erdbohrmaschine
EP4100611B1 (de) Vorrichtung zum verlegen von rohren im boden
EP3387208B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur grabenlosen verlegung eines kabels oder rohres in einem boden
EP1785580B1 (de) Verfahren zum Verlegen von Rohren, Räumer, Bohrgerät und Rohr
DE19503177C1 (de) Verfahren zur Herstellung von Bohrpfählen
EP4368809A1 (de) Spülvorrichtung, insbesondere zum einbau in einen bohrstrang
DE3237820A1 (de) Verfahren zur verlegung von rohren unter der erde
DE10114625A1 (de) Vorrichtung, Verfahren und Verlegeeinrichtung zur hydraulischen Stützung eines Tunnels

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200206

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20200423

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502019000241

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1316543

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20201015

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: KELLER SCHNEIDER PATENT- UND MARKENANWAELTE AG, CH

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201223

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201224

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201223

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20200923

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210125

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210123

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502019000241

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

26N No opposition filed

Effective date: 20210624

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20210228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200923

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20190218

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20230218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200923

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240227

Year of fee payment: 6

Ref country code: CH

Payment date: 20240301

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Payment date: 20240123

Year of fee payment: 6

Ref country code: FR

Payment date: 20240222

Year of fee payment: 6