AT500691A1

AT500691A1 - Verfahren und vorrichtung zum bohren von löchern in boden- oder gesteinsmaterial

Info

Publication number: AT500691A1
Application number: AT0159303A
Authority: AT
Inventors: Josef Mocivnik; Rene Egger-Mocivnik
Original assignee: Techmo Entw & Vertriebs Gmbh
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2006-02-15
Also published as: CN1863981A; US7255181B2; DK1682745T3; ES2291910T3; WO2005033467A1; HRP20060148A2; KR20060121913A; EP1682745B1; ZA200602625B; PL1682745T3; US20060180352A1; ATE372442T1; EP1682745A1; AT500691B1; JP2007507627A; AU2004278443A1; DE502004004906D1; CA2540963A1; PT1682745E

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird und ein Mantel- bzw. Hüllrohr in das Bohrloch eingebracht wird, sowie auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch bildet und ein Mantel- bzw. Hüllrohr in das Bohrloch einbringbar ist.

Im Zusammenhang mit Verfahren und Vorrichtungen zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Bodenoder Gesteinsmaterial sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. So ist beispielsweise bekannt, eine Bohrkrone zur Einbringung von Schlagenergie unmittelbar mit einem Bohrgestänge zu koppeln, wo beispielsweise ein Mantel- bzw. Hüllrohr unter Zugbeanspruchung durch die Bohrkrone in das Innere des Bohrlochs eingebracht wird, wobei eine entsprechende Kopplung zwischen dem Mantel- und/oder Hüllrohr und der Bohrkrone an dem der Abbaufläche abgewandten Ende erfolgt. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist die Tatsache, daß auch die Energie zum Einbringen des Mantel-bzw. Hüllrohrs, welches beispielsweise Reibungswiderstände durch eine teilweise Anlage an der Bohrlochwand bewirkt, über die Bohrkrone eingebracht werden muß.

Weiters sind Ausführungsformen bekannt, bei welchen ein entsprechend massiv ausgebildetes Mantelrohr vorgesehen ist, welches mit der Bohrkrone insbesondere an deren Außenumfang zusammenwirkt, wobei bei derartigen Aus führungs formen auf ein im wesentlichen zentrales Bohrgestänge zur Einbringung von Schlagenergie verzichtet wird. Nachteilig bei dieser Aus führungs form ist insbesondere die Tatsache, daß zur Einbringung der erforderlichen Abbauenergie ein sehr massives und somit schweres Mantelrohr Verwendung finden muß, welches üblicherweise für Bohrungen über kurze Strecken, wie beispielsweise Brunnenbohrungen, vorgesehen wird.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ausgehend von einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ein zuverlässiges Einbringen der Abbau- bzw. Schlagenergie in die Bohrkrone als auch in das Mantel- bzw. Hüllrohr zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die vom Bohrgestänge eingebrachte Schlagenergie teilweise insbesondere mittig durch das Bohrgestänge auf die Bohrkrone und teilweise über einen mit dem Bohrgestänge zusammenwirkenden Schlagschuh auf das Mantel- bzw. Hüllrohr übertragen wird. Dadurch, daß die Energie bzw. Schlagenergie getrennt insbesondere mittig durch das Bohrgestänge auf die Bohrkrone und teilweise über einen mit dem Bohrgestänge zusammenwirkenden Schlagschuh auf das Mantel- bzw. Hüllrohr übertragen wird, gelingt eine Entkopplung beim Einbringen der Bohrkrone von dem während des Bohrvorgangs zusätzlich einzubringenden Mantel- bzw. Hüllrohr. Es wird somit möglich, die auf die Bohrkrone zu übertragende Abbau- bzw. Schlagenergie auf das lediglich für die Bohrarbeit erforderliche Ausmaß zu begrenzen, wobei darüber hinaus erfindungsgemäß die für das Einbringen des Mantel-bzw. Hüllrohrs erforderlichen Kräfte von gegebenenfalls vorliegenden Reibungswiderständen zwischen dem Außenumfang des Mantel- bzw. Hüllrohrs und dem hergestellten Bohrloch getrennt berücksichtigt werden können. Durch eine derartige Entkopplung der Bohrkrone von dem Mantel- bzw. Hüllrohr zum Einbringen des Mantel- bzw. Hüll-rohrs ist es im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen nicht notwendig, die für ein Einbringen des Mantel- bzw. Hüllrohrs erforderliche Energie vom Bohrgestänge auf die Bohrkrone und in weiterer Folge auf das Hüllrohr einzubringen, so daß auf die Bohrkrone lediglich die für ein Abbauen bzw. Bohren erforderliche Energie übertragen werden muß. Für eine günstige Einbringung der Energie zur Mitnahme bzw. zum Einbringen des Mantel- bzw. Hüllrohrs in das Innere des Bohr- ·· ·*Μ · · ··«·· • · t t · ♦ · • · ··*·« ··· • · · ·♦·· ···· · ···» • •••4 · · · ·· ·· - 4 - · » · lochs durch den einen vergleichsweise großen Außendurchmesser auf-weisenden Schlagschuh wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsformen vorgeschlagen, daß die Schlagenergie von dem Bohrgestänge auf den Schlagschuh unter Zwischenschaltung eines Schlagrings übertragen wird. Durch einen derartigen Schlagring kann eine Übertragung der Energie von dem mittig bzw. zentral angeordneten Bohrgestänge, welches üblicherweise einen vergleichsweise geringen Durchmesser aufweist, auf den einen großen Durchmesser aufweisenden Schlagschuh erfolgen, wobei der Schlagschuh im wesentlichen angepaßt an Durchmesser des damit gekoppelten Mantel- bzw. Hüllrohrs ausgebildet ist. Durch Vorsehen des getrennten Schlagrings kann auch auf die unterschiedlichen Beanspruchungen, welche auf die Einzelteile wirken, Rücksicht genommen werden. Für eine besonders gleichmäßige Einbringung der Energie bzw. deren Übertragung auf die Bohrkrone als auch auf den Schlagring bzw. Schlagschuh unter Verwendung von einfachen und kostengünstig herstellbaren Elementen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Übertragung der Schlagenergie von dem Bohrgestänge auf den Schlagschuh und/oder den zwischengeschalteten Schlagring und auf die Bohrkrone über jeweils einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Bohrgestänges einschließende bzw. eine Kugelkalottenform aufweisende Anlage- bzw. Anschlagflächen vorgenommen wird. Derartige Anlageflächen, welche mit der Längsachse des Bohrgestänges einen spitzen Winkel einschließen oder eine Kugelkalottenform insbesondere zwischen dem Bohrgestänge und dem von der Abbaufläche abgewandten Ende der Bohrkrone lassen sich einfach und mit den für eine ordnungsgemäße Kraftübertragung entsprechenden Toleranzen hersteilen. Für einen einfachen und sicheren Abtransport des abgebauten Materials wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß abgebautes Material über wenigstens eine Durchtrittsöffnung in der Abbaufläche der Bohrkrone in einen zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Mantelrohrs und des daran anschließenden Hüllrohrs definierten Ringraum ·«·· · » · · · · · • · ·

* · « I • · ·# · · · Ä · • · - 41 ” · • · eingebracht wird und aus dem Bohrloch ausgebracht wird. Es läßt sich somit das abgebaute Material direkt durch die wenigstens eine in der Bohrkrone vorgesehene Abbauöffnung in den Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und dem an die Bohrkrone anschließenden Mantel-bzw. Hüllrohr einbringen, so daß ein zuverlässiger und sicherer Abtransport des abgebauten Materials aus dem Bereich der Abbaufläche der Bohrkrone vorgenommen werden kann.

Um einen ordnungsgemäßen Durchtritt des abgebauten Materials, welches durch die wenigstens eine Durchtrittsöffnung in der Abbaufläche der Bohrkrone ausgetragen wird, durch den in Abstand von der Bohrkrone angeordneten Schlagring zu ermöglichen, welcher für eine Übertragung der Schlagenergie von dem im wesentlichen mittig bzw. zentral angeordneten Bohrgestänge auf den Schlagschuh vorgesehen ist, wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Schlagring mit einer zur wenigstens einen Durchtrittsöffnung der Abbaufläche der Bohrkrone korrespondierenden Durchtrittsöffnung für den Abtransport von Material ausgebildet wird und mit dem Bohrgestänge zu einer Drehbewegung mit der Bohrkrone gekoppelt wird.

Nach Fertigstellung einer Bohrung erfolgt üblicherweise zumindest eine Entfernung des Bohrgestänges aus dem Bohrloch, worauf in weiterer Folge beispielsweise ein Verfüllen des Bohrlochs und des im Bohrloch verbliebenen Mantel- bzw. Hüllrohrs mit einer aus-härtenden Masse erfolgt. Für eine besonders einfache und rasche Entfernung zumindest des Bohrgestänges nach Fertigstellung der Bohrung bzw. des Bohrlochs wird erfindungsgemäß gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Bohrkrone und gegebenenfalls der Schlagring mit dem Bohrgestänge über eine Steckverbindung gekoppelt wird bzw. werden, wobei insbesondere polygonförmige, zueinander komplementäre Flächen der Steckverbindung vorgesehen werden. Derartige polygonförmige, zueinander komplementäre Flächen einer Steckverbindung erlauben eine sichere Kopplung mit der und zuverlässige Krafteinbringung auf die Bohrkrone, während eine derartige Steckverbindung leicht durch ein einfaches Zu- rückziehen ein Entfernen des Bohrgestänges aus der Bohrkrone ermöglicht. Durch Vorsehen des von dem Schlagschuh getrennten Schlagrings ist es darüber hinaus auch möglich, daß der Schlagring im Bohrloch beim Entfernen des Bohrgestänges verbleibt, so daß keine Behinderung beim Entfernen des Bohrgestänges durch den einen gegenüber dem Bohrgestänge vergrößerten Durchmesser aufweisenden Schlagring durch gegebenenfalls im Ringraum zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innendurchmesser des Mantel- bzw. Hüllrohrs verbliebenes Material befürchtet werden muß.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone in ihrem zentralen Bereich durch das Bohrgestänge beaufschlagbar ist und daß das Bohrgestänge einen mit dem Mantel- bzw. Hüllrohr zusammenwirkenden Schlagschuh beaufschlagt. Wie oben bereits erwähnt, gelingt durch eine derartige Ausführungsform eine gleichmäßige Einbringung der auf die Bohrkrone zu übertragenden Schlag- bzw. Abbauenergie, wodurch der Bohrfortschritt bzw. Bohrvorgang beschleunigt bzw. unterstützt wird. Weiters sind keine besondere Maßnahmen im Hinblick auf bevorzugt verstärkt auszubildende Teilbereiche der Bohrkrone zur Einbringung der Schlagenergie und zur Verteilung derselben über die gesamte Abbaufläche vorzunehmen. Durch die Entkopplung der Bohrkrone von dem Mantel- bzw. Hüllrohr kann darüber hinaus die Bohrkrone entsprechend vereinfacht ausgebildet werden, da die für ein Einbringen des Mantel- bzw. Hüllrohrs erforderlichen Kräfte nicht über die Bohrkrone auf das Mantel- bzw. Hüllrohr übertragen werden müssen, sondern das Mantel- bzw. Hüllrohr über den Schlagschuh, welcher mit dem Bohrgestänge zusammenwirkt bzw. von diesem beaufschlagt wird, in das Innere des Bohrlochs eingebracht wird. Für eine einfache Kopplung zwischen dem Bohrgestänge und dem Schlagschuh und eine ordnungsgemäße Einbringung der Energie auf den Schlagschuh zur Mitnahme des Mantel- bzw. Hüllrohrs in das Innere des Bohrgestänges ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß das Bohrgestänge unter Zwischenschaltung eines ·· ···· · t ···· · • · · · » φ · • · ··♦«« ··· • · · ···· ···· φ φφφφ «+··· I 9 φ ·# ·· _ g _ · · ·

Schlagrings mit dem Schlagschuh zur Übertragung von Schlagenergie auf das Mantel- bzw. Hüllrohr gekoppelt ist.

In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß der Schlagring getrennt von dem Schlagschuh und dem Bohrgestänge ausgebildet ist. Dadurch lassen sich Einzelteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung getrennt voneinander und somit einfacher hersteilen und weiters wird dadurch sichergestellt, daß bei einem Entfernen des Bohrgestänges nach Fertigstellung der Bohrung, wie dies weiter unten noch im Detail erörtert werden wird, der Schlagschuh neben der Bohrkrone und dem Mantel- bzw. Hüllrohr im Bohrloch verbleiben kann, so daß ein einfaches Ziehen bzw. Entfernen des Bohrgestänges möglich wird, ohne befürchten zu müssen, daß durch den eine größere Außenabmessung für die Kopplung mit dem Schlagschuh aufweisenden Schlagring beim Entfernen des Bohrgestänges aus dem Bohrloch durch gegebenenfalls im Bohrloch verbliebenes abgebautes Material eine Behinderung beim Entfernen des Bohrgestänges auftritt. Für ein zuverlässiges Einbringen des an die Bohrkrone anschließenden Mantel- bzw. Hüllrohrs in das Innere des Bohrlochs ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Schlagschuh mit dem Mantelrohr und/oder Hüllrohr verschweißt ist. Durch eine Kopplung bzw. Verschweißung des Mantel-bzw. Hüllrohrs mit dem Schlagschuh wird sichergestellt, daß die für das Einbringen in das Bohrloch, insbesondere unter Zugbeanspruchung, auf das Mantel- bzw. Hüllrohr einzubringende Schlagenergie nicht, wie bei bekannten Ausführungsformen, zuerst in die Bohrkrone eingeleitet wird, worauf nachfolgend über die Bohrkrone das Mantel- bzw. Hüllrohr in das Bohrloch gezogen wird, sondern daß eine Entkopplung der Vortriebsbewegung der Bohrkrone und der Mitnahmebewegung des Mantel- bzw. Hüllrohrs der Bohrkrone erfolgt. Für einen zuverlässigen Abtransport von abgebautem Material aus dem Bereich der Bohrkrone ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Bohrkrone an ihrer Abbaufläche wenigstens eine Durchtrittsöffnung für ein Einbringen von Material • · · · · · · • · · · · · · • · ♦ · t · · * · · • · · ···· ···· · ····

• · · · J ·· I ·· ··->-· » · in einen zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Mantelrohrs und des daran anschließenden Hüllrohrs definierten Ringraum aufweist. Durch wenigstens eine derartige Durchtrittsöffnung wird ein zuverlässiges Einbringen des abgebauten Materials unmittelbar aus dem Bereich der Abbaufläche der Bohrkrone in den zwischen dem Bohrgestänge und dem Mantel- bzw. Hüllrohr definierten Ringraum möglich.

Um einen ordnungsgemäßen Transport des abgebauten Material auch durch den Bereich des Schlagrings zu ermöglichen, welcher eine Kopplung zwischen dem mittig bzw. zentral angeordneten Bohrgestänge und dem am Außenumfang liegenden Schlagschuh darstellt, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Schlagring wenigstens eine mit der bzw. den Durchtritts-öffnung(en) der Abbaufläche der Bohrkrone fluchtende Durchtrittsöffnung aufweist.

Um einen möglichst gleichmäßigen Abtransport von abgebautem Material über die gesamte Abbaufläche der Bohrkrone und in weiterer Folge durch den Schlagring zu ermöglichen, ist gemäß einer weiters bevorzugten Aus führungs form vorgesehen, daß eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen in jeweils im wesentlichen gleichen Winkelabstand voneinander, insbesondere drei Durchtrittsöffnungen in einem gegenseitigen Winkelabstand von jeweils 120° am Außenumfangsbereich der Bohrkrone und jenem des Schlagrings vorgesehen ist bzw. sind. Für eine zuverlässige und einfache Kopplung zwischen dem Bohrgestänge und der Bohrkrone ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Bohrkrone und der Schlagring über Steckverbindungen mit dem Bohrgestänge gekoppelt sind, wobei die Steckverbindungen insbesondere polygonförmige Anschlag- bzw. Anlageflächen aufweisen. Eine derartige Steckverbindung mit polygonförmigen Anschlag- bzw. Anlageflächen ermöglicht eine zuverlässige Kraftübertragung, insbesondere auch unter Berücksichtigung der auf die Bohrkrone einzubringenden Rotationsbewegung, worauf nach einer Fertigstellung des Bohrlochs durch ein einfaches Zu- rückziehen des Bohrgestänges ein Trennen bzw. Lösen des Bohrgestänges von der Bohrkrone und gegebenenfalls dem Schlagring erfolgt . Für eine zuverlässige Übertragung bzw. Einleitung der vom Bohrgestänge auf die Bohrkrone sowie das Mantel- bzw. Hüllrohr unter Zwischenschaltung des Schlagrings sowie des Schlagschuhs einzubringenden Energie ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Schlagschuh und gegebenenfalls der Schlagring sowie das Bohrgestänge und die Bohrkrone jeweils einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Bohrgestänges einschließende oder eine Kugelkalottenform aufweisende Anschlagflächen zur Übertragung der Schlagenergie vom Bohrgestänge auf die Bohrkrone und den Schlagschuh bzw. Schlagring aufweisen. Derartige, einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Bohrgestänges einschließende oder eine Kugelkalottenform aufweisende Anschlagflächen können entsprechend kostengünstig und zuverlässig für die einzubringenden, teilweise hohen Kräfte ausgebildet werden.

Um ein zielgenaues Bohren bei der Herstellung des Bohrlochs zu ermöglichen, ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß an die Bohrkrone an dem von der Abbaufläche abgewandten Ende ein den Schlagschuh übergreifendes Führungsrohr anschließt, welches gemeinsam mit der Bohrkrone relativ zu dem Schlagschuh sowie dem damit verbundenen Mantel- bzw. Hüllrohr drehbar ist. Dieses Führungsrohr weist eine entsprechend kurze Länge auf, um nicht Reibungskräfte zwischen dem Außenumfang des Führungsrohrs und dem hergestellten Bohrloch übermäßig zu vergrößern, während das Mantel- bzw. Hüllrohr lediglich einer Zugbeanspruchung, wie dies oben erörtert ist, unterworfen ist und somit lediglich in Längsrichtung des Bohrlochs ohne Rotationsbewegung eingebracht wird. Für eine Kopplung zwischen dem Führungsrohr und dem Schlagschuh ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß das Führungsrohr und der Schlagschuh in axialer Richtung beispielsweise durch einen Federring gesichert sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine Vorderansicht auf die Bohrkrone der Ausführungs-form gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils II, wobei Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 darstellt; und

Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In den Figuren ist allgemein mit 1 eine Bohrkrone bezeichnet, welche in an sich bekannter Weise eine Mehrzahl von Hartmetall-bzw. Hartmaterialeinsätzen 2 zum Abbau von nicht näher dargestelltem Material zum Ausbilden eines ebenfalls nicht näher dargestellten Bohrlochs aufweist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Bohrkrone 1 an ihrer von der Abbaufläche 3 abgewandten Seite mit einem Bohrgestänge 4 gekoppelt, wobei in Fig. 1 lediglich der vorderste Abschnitt des Bohrgestänges 4 dargestellt ist, wobei in an sich bekannter Weise das Bohrgestänge 4 beispielsweise über mit 5 angedeutete Schraubverbindung entsprechend verlängerbar ist. Das Bohrgestänge 4 wirkt im wesentlichen mittig bzw. zentral im Bereich einer Steckverbindung 6 unmittelbar mit der Bohrkrone 1 zusammen, wobei darüber hinaus in Fig. 1 schematisch ein Spülkanal 7 im Bohrgestänge 4 angedeutet ist, welcher in entsprechende Spülöffnungen 8 mündet, welche im Bereich der Abbaufläche 3 der Bohrkrone 1 vorgesehen sind.

Neben der zentralen Kopplung des Bohrgestänges 4 mit der Bohrkrone 1 im Bereich der Steckverbindung 6 ist darüber hinaus vorgesehen, daß das Bohrgestänge 4 in Abstand von der Steckverbindung 6 mit einem Schlagring 9 zusammenwirkt, welcher in weiterer Folge mit einem Schlagschuh 10 zusammenwirkt. Unter Zwischenschaltung des Schlagrings 9 überträgt der Schlagschuh 10 Energie auf ein Mantelrohr 15. »» ···· · · Mt· t • · · · t t t • · ····« · · f • · · ···· ···· · ···* • · · · -·η · t · ·· ··- JfiJ · « Für eine einfache und ordnungsgemäße Übertragung der Schlagenergie von dem Bohrgestänge 4 auf den Schlagring 9 und in weiterer Folge auf den Schlagschuh 10 sind Anschlagflächen bzw. Auflageflächen 12 und 13 vorgesehen, wobei die Anschlagflächen bzw. Auflageflächen 12 bzw. 13 jeweils einen spitzen Winkel mit der Längsachse 14 des Bohrgestänges 4 aufweisen. Die Anlageflächen 11 zwischen der Bohrkrone 1 und dem zentralen Bohrgestänge 4 sind von einer Kugelkalottenform zur Übertragung der erforderlichen Kräfte gebildet.

Darüber hinaus ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß der Schlagschuh 10 mit dem Mantelrohr 15 über eine Verschweißung 16 verbunden ist, so daß bei einer Beaufschlagung des Schlagschuhs 10 in Richtung der Bohr- bzw. Abbaubewegung 17 gleichzeitig das Mantelrohr 15 sowie das mit dem Mantelrohr 15 gekoppelte und daran anschließende Hüllrohr 18 mitgenommen wird. Für eine Kopplung zwischen dem Mantelrohr 15 und dem anschließenden Hüllrohr 18 ist eine Kopplung über einen Ring 19 vorgesehen.

Aus Fig. 1 ist weiters ersichtlich, daß an das von der Abbaufläche 3 abgewandte Ende der Bohrkrone 1 ein Führungsrohr 20 anschließt, welches mit der Bohrkrone 1 fest verbunden ist und den Schlagring 10 wenigstens teilweise übergreift. Eine axiale Sicherung zwischen dem Schlagring 10 und dem Führungsrohr 20 ist in Fig. 1 mit 21 als Federring angedeutet.

Wie dies insbesondere in Fig. 3 angedeutet ist, dreht sich das Führungsrohr 20 gemeinsam mit der Bohrkrone 1 in Richtung des Pfeil 22 bei einem Abbauvorgang, während das Mantelrohr 15 und das daran anschließende Hüllrohr 18 lediglich in Richtung der Bohrbewegung 17 ohne jegliche Drehbewegung über den Schlagschuh 10 in das Innere des Bohrlochs mitgenommen werden. Für eine besonders zuverlässige und exakte Kopplung zwischen dem Bohrgestänge 4 und der Bohrkrone 1 sind im Bereich der Steckverbindung 6 polygonförmige Verbindungs- bzw. Anlageflächen vorgesehen . ·· ·*·· · · ···· · • · · · t · · • ♦ ····· · · · • · · ···· ···· · ···· • · · · -·- · · · ·· ··- Jjil -· · «

Darüber hinaus ist vorgesehen, daß der Schlagring 9 getrennt sowohl vom Schlagschuh 10 als auch vom Bohrgestänge 4 ausgebildet ist, so daß nach einer Fertigstellung des Bohrlochs 5 das Bohrgestänge 4 einfach entgegen der Bohrrichtung 17 aus dem Bohrloch und somit dem Inneren des Mantelrohrs 15 und des daran anschließenden Hüllrohrs 18 entfernt werden kann, wobei nicht befürchtet werden muß, daß im Inneren des Mantel- bzw. Hüllrohr 15 bzw. 18 befindliches Material ein Entfernen des Bohrgestänges 4 behindert, da auch der Schlagring 9 im Bohrloch, d.h. im Inneren des Mantelrohrs 15 zurückbleibt. Für einen ordnungsgemäßen Abtransport von nicht näher dargestelltem abgebautem Material ist vorgesehen, daß die Bohrkrone 1 an ihrer Abbaufläche 3 wenigstens eine und in der dargestellten Ausführungsform drei Durchtrittsöffnungen 23 aufweist, welche in einem jeweils im wesentlichen gleichen Winkelabstand von 120° voneinander beabstandet angeordnet sind. Insbesondere aus der schematischen Ansicht von Fig. 2 ist ersichtlich, daß auch der Schlagring 9 entsprechende fluchtende Durchtrittsöffnungen 23 aufweist, so daß ein großer Durchtrittsquerschnitt für ein Ausbringen des Materials unmittelbar durch die Abbaufläche der Bohrkrone 1 und in weiterer Folge in den zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges 4 und dem Innenumfang des Mantelrohrs 15 bzw. des daran anschließenden Hüllrohrs 18 definierten Ringraum 25 ermöglicht wird.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß, wie oben erwähnt, der Schlagring 9 getrennt sowohl vom Schlagschuh 10 als auch vom Bohrgestänge 4 ausgebildet ist, kann somit auch bei Vorliegen von gegebenenfalls grobstückigem Material im Ringraum 25 das Bohrgestänge 4 sicher nach einer Fertigstellung der Bohrung entfernt bzw. gezogen werden, da neben dem im wesentlichen glatten Außenumfang des Bohrgestänges 4, wie er im rechten Teil der Fig. 1 ersichtlich ist, der einen geringeren Querschnitt aufweisende Teilbereich 26, welcher vom Schlagring 9 umgeben ist, kein Hindernis für ein Entfernen des Bohrgestänges 4 nach Fertigstellung der Bohrung darstellt.

Claims

·· ·»·· · · ··♦· φ • · · φ · φ · • I ····· ··· • · · ·ΦΜ ···· · ···« ····-* · · · ·· · ·” 1« “· · · Patentansprüche 1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird und ein Mantel- bzw. Hüllrohr in das Bohrloch eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Bohrgestänge eingebrachte Schlagenergie teilweise insbesondere mittig durch das Bohrgestänge auf die Bohrkrone und teilweise über einen mit dem Bohrgestänge zusammenwirkenden Schlagschuh auf das Mantel- bzw. Hüllrohr übertragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagenergie von dem Bohrgestänge auf den Schlagschuh unter Zwischenschaltung eines Schlagrings übertragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Schlagenergie von dem Bohrgestänge auf den Schlagschuh und/oder den zwischengeschalteten Schlagring und auf die Bohrkrone über jeweils einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Bohrgestänges einschließende bzw. eine Kugelkalottenform auf-weisende Anlage- bzw. Anschlagflächen vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß abgebautes Material über wenigstens eine Durchtrittsöffnung in der Abbaufläche der Bohrkrone in einen zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Mantelrohrs und des daran anschließenden Hüllrohrs definierten Ringraum eingebracht wird und aus dem Bohrloch ausgebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagring mit einer zur wenigstens einen Durchtrittsöffnung der Abbaufläche der Bohrkrone korrespondierenden Durchtrittsöffnung für den Abtransport von Material ausgebildet wird und mit dem Bohrgestänge zu einer Drehbewegung mit der Bohrkrone gekoppelt wird. ·« ♦··· · · ···· · • · · · · · · • · · · · · · ··· • · · ···· ···· · ···« ····«·* · · · • · · ·*“ J.«2 “ * · Φ
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone und gegebenenfalls der Schlagring mit dem Bohrgestänge über eine Steckverbindung gekoppelt wird, wobei insbesondere polygonförmige, zueinander komplementäre Flächen der Steckverbindung vorgesehen werden.
7. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch bildet und ein Mantel- bzw. Hüllrohr in das Bohrloch einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (1) in ihrem zentralen Bereich durch das Bohrgestänge (4) beaufschlagbar ist und daß das Bohrgestänge (4) einen mit dem Mantel- bzw. Hüllrohr (15, 18) zusammenwirkenden Schlagschuh (10) beaufschlagt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrgestänge (4) unter Zwischenschaltung eines Schlagrings (9) mit dem Schlagschuh (10) zur Übertragung von Schlagenergie auf das Mantel- bzw. Hüllrohr (15, 18) gekoppelt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagring (9) getrennt von dem Schlagschuh (10) und dem Bohrgestänge (4) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagschuh (10) mit dem Mantelrohr (15) und/ oder Hüllrohr (18) verschweißt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (1) an ihrer Abbaufläche (3) wenigstens eine Durchtrittsöffnung (23) für ein Einbringen von Material in einen zwischen dem Außenumfang des Bohrgestänges (4) und dem Innenumfang des Mantelrohrs (15) und des daran anschließenden Hüllrohrs (18) definierten Ringraum (25) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagring (9) wenigstens eine mit der bzw. den Durchtritts-öffnung(en) (23) der Abbaufläche der Bohrkrone (1) fluchtende Durchtrittsöffnung (23) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen (23) in jeweils im wesentlichen gleichen Winkelabstand voneinander, insbesondere drei Durchtrittsöffnungen in einem gegenseitigen Winkelabstand von jeweils 120° am Außenumfangsbereich der Bohrkrone (1) und jenem des Schlagrings (9) vorgesehen ist bzw. sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (1) und der Schlagring (9) über Steckverbindungen (6) mit dem Bohrgestänge (4) gekoppelt sind, wobei die Steckverbindungen (6) insbesondere polygonförmige Anschlag- bzw. Anlageflächen aufweisen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagschuh (10) und gegebenenfalls der Schlagring (9) sowie das Bohrgestänge (4) und die Bohrkrone (1) jeweils einen spitzen Winkel mit der Längsachse (14) des Bohrgestänges (4) einschließende oder eine Kugelkalottenform aufweisende Anschlagflächen zur Übertragung der Schlagenergie vom Bohrgestänge (4) auf die Bohrkrone (1) und den Schlagschuh (10) bzw. Schlagring (9) aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an die Bohrkrone (1) an dem von der Abbaufläche (3) abgewandten Ende ein den Schlagschuh (10) übergreifendes Führungsrohr (20) anschließt, welches gemeinsam mit der Bohrkrone (1) relativ zu dem Schlagschuh (10) sowie dem damit verbundenen Mantel- bzw. Hüllrohr (15, 18) drehbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (20) und der Schlagschuh (10) in axialer Richtung beispielsweise durch einen Federring (21) gesichert sind. Wien, 8. Oktober 2003 i Techmo Vertrieb durch: Patenta; Miksovfe twicklungs- und s GmbH wälte

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