AT508991A1 - Verfahren zum bohren, insbesondere schlag- oder drehschlagbohren von löchern in boden oder gesteinsmaterial sowie vorrichtung hiefür - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf 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, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch eingebracht wird und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen Bohrkrone und Hüllrohr ausgebildete Durchtrittsöffnung in den zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum eingebracht und aus dem Bohrloch ausgebracht wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlagoder Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch bildet, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch einbringbar ist und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen Bohrkrone und Hüllrohr ausgebildete Durchtrittsöffnung in den zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum einbringbar und aus dem Bohrloch ausbringbar ist.

Zum Herstellen von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial durch ein Schlag- oder Drehschlagbohren wird mittels einer an einem Bohrgestänge gelagerten Bohrkrone, wobei darüber hinaus ein Mantel- bzw. Hüllrohr in das Bohrloch für eine gegebenenfalls erforderliche weitere Auskleidung, bzw. um ein Hereinbrechen von Material mit Sicherheit zu verhindern, eingebracht wird, die Schlagenergie entweder direkt über das Bohrgestänge auf die Bohrkrone aufgebracht oder über komplizierte Vorrichtungen, wie beispielsweise Schlagschuhe.

In Abhängigkeit von dem abzubauenden Boden- bzw. Gesteinsmaterial und in Abhängigkeit davon, ob das ausgebildete Loch im Boden- oder Gesteinsmaterial nachfolgend zur Aufnahme eines Ge-birgsankers, zur Ausbildung eines Rohrschirms oder auch zur Drai- nage des Boden- oder Gesteinsmaterials herangezogen werden soll, ebenso wie in Abhängigkeit von dem Boden- oder Gesteinsmaterial, insbesondere von dessen Härte, Schichtung, aber auch davon, ob dieses Boden oder Gesteinsmaterial Einschlüsse, wie Bergwässer oder dgl. aufweist, hängt die Wahl der einzusetzenden Bohrkrone, des Bohrgestänges sowie des entweder mitgezogenen oder eingeschlagenen Hüllrohrs ab, wobei sehr häufig auf ein und derselben Baustelle die verschiedensten Elemente, wie Bohrkrone, Gestänge und insbesondere verschiedene Hüllrohre zum Einsatz gelangen müssen.

Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine Anpassung an unterschiedlichste Baugrundverhältnisse rasch und zuverlässig möglich wird und daß beliebige Kombinationen der zum Einsatz gelangenden Elemente beim Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial direkt vor Ort in Übereinstimmung mit den Anforderungen beliebig zusammengestellt und eingesetzt werden können. Weiters ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Anzahl von verschiedenen vorgefertigten Vorrichtungen zum Bohren von Löchern möglichst gering zu halten.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagenergie des Bohrgestänges über einen mit der Bohrkrone und dem Bohrgestänge zusammenwirkenden Adapter auf die Bohrkrone aufgebracht wird und daß die Schlagenergie wenigstens teilweise über eine Schlagschulter des Adapters und wenigstens teilweise über eine Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone auf die Bohrkrone aufgebracht wird. Indem die Schlagenergie des Bohrgestänges über einen mit der Bohrkrone und dem Bohrgestänge zusammenwirkenden Adapter auf die Bohrkrone aufgebracht wird, gelingt es in einfacher Weise, das erfindungsgemäße Verfahren so zu führen, daß je nach den vorliegenden Abbau- bzw. Baugrundverhältnissen die jeweils geeignetsten Element zum Einsatz gebracht werden können. Indem weiterhin das erfindungsgemäße Verfahren so geführt wird, daß die Schlagenergie wenigstens teilweise über eine Schlagschulter des Adapters und wenigstens teilweise über eine Gewindeverbindung zwischen dem Adapter und der Bohrkrone auf die Bohrkrone aufgebracht wird, gelingt einerseits, eine sichere und zuverlässige Übertragung der Schlagenergie auf die Bohrkrone zu gewährleisten, und andererseits wird sichergestellt, daß die für die Verbindung der Bohrkrone mit dem Adapter vorgesehene Gewindeverbindung nicht während des Bohrvorgangs ausgeschlagen wird und somit gegebenenfalls nach Ende des Bohrvorgangs ein Lösen der Verbindung zwischen Bohrkrone und Adapter unmöglich gemacht wird.

Um sicherzustellen, daß insbesondere nach Beendigung des Bohrvorgangs der Adapter von der Bohrkrone ohne Beschädigung der Bauteile getrennt werden kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt so geführt, daß der Adapter mit der Bohrkrone durch Verschrauben über eine Steilgewindeverbindung gekoppelt wird. Indem der Adapter mit der Bohrkrone durch Verschrauben über eine Steilgewindeverbindung gekoppelt wird, gelingt es insbesondere sicherzustellen, daß eine Versehraubung nach Beendigung des Bohrvorgangs, und insbesondere nachdem die Gewindeverbindung des Adapters mit der Bohrkrone der großen Beanspruchung durch Einbringen der Schlagenergie beaufschlagt wurde, sicher und zuverlässig zu lösen und das Bohrgestänge gemeinsam mit dem Adapter aus dem Bohrloch auszubringen. Weiterhin wird dadurch gewährleistet, daß der Adapter mehrfach eingesetzt werden kann, was nicht unbeträchtliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.

Darüber hinaus gelingt es mit einer derartigen Ausbildung während eines Bohrens von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial erforderlichenfalls das Bohrgestänge zur Gänze auszutauschen, beispielsweise aufgrund von übermäßigen Beanspruchungen bzw. Verschleiß oder Defekten an dem Gestänge oder wenn die Baugrundverhältnisse beispielsweise den Einsatz von stabileren Gestängen erfordern.

Um sicherzustellen, daß während des Bohrens von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial nicht ein unbeabsichtigtes Lösen des

Bohrgestänges von dem Adapter stattfindet, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt dahingehend weitergebildet, daß der Adapter mit dem Bohrgestänge durch Verschrauben über ein Gewinde, insbesondere ein eine gegenüber der Gewindeverbindung zwischen Bohrkrone und Adapter geringere Steigung aufweisendes Gewindes, gekoppelt wird. Bei einer derartigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sichergestellt werden, daß insbesondere während des Bohrens das Bohrgestänge samt Adapter ohne unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zwischen dem Bohrgestänge und dem Adapter aus dem Bohrloch entfernt werden kann, um gegebenenfalls erforderliche Anpassungsarbeiten durchführen zu können.

Um sicherzustellen, daß beim Bohren von Löchern gebildetes Bohrklein abtransportiert wird und keinerlei Öffnungen der Bohrkrone verlegt werden, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt dahin weitergebildet, daß Spülflüssigkeit durch den rohrförmig ausgebildeten Adapter und damit zusammenwirkende Öffnungen in der Bohrkrone während des Bohrens ausgebracht wird. Indem das erfindungsgemäße Verfahren so geführt wird, daß Spülflüssigkeit durch den rohrförmig ausgebildeten Adapter und damit zusammenwirkende Öffnungen in der Bohrkrone während des Bohrens ausgebracht wird, gelingt es einerseits mit einer baulich einfachen Vorrichtung ausreichende Mengen an Spülflüssigkeit während des Bohrens auszubringen, und zwar sowohl an die Abbaufront als auch gegebenenfalls unmittelbar zu einem von dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich einer Bohrkrone oder in einen Ringraum zwischen Bohrkrone und einem Hüllrohr, um ein Verlegen der Öffnungen und Durchtritte mit Bohrklein hintanzuhalten, und auch sicherzustellen, daß ein übermäßiger Verlust an Spülflüssigkeit während des Bohrens vermieden werden kann.

Um insbesondere den Austrag einer übermäßigen Menge an Spülflüssigkeit während des Bohrvorgangs zu verhindern, ist die Erfindung dahingehend weitergebildet, daß Spülflüssigkeit über ein im Adapter angeordnetes eingriffsgesteuertes Spülventil intermittierend während eines Eingriffs der Bohrkrone in das Boden- oder

Gesteinsmaterial ausgebracht wird. Durch das intermittierende Aufschalten eines eingriffsgesteuerten Spülventils während des Eingriffs der Bohrkrone in das Boden- und Gesteinsmaterial wird einerseits ein übermäßiger Flüssigkeitsaustrag bzw. eine übermäßige Flüssigkeitsmenge, welche durch die Spülöffnung der Bohrkrone in das Bohrloch eingebracht wird, mit Sicherheit vermieden und andererseits gleichzeitig sichergestellt, daß ausreichende Flüssigkeitsmengen für das Abtransportieren des Bohrkleins im Bohrlochinneren zur Verfügung gestellt werden.

Um gleichzeitig mit der Ausbildung eines Lochs in Boden- und Gesteinsmaterial ein Hüllrohr sicher und zuverlässig in das Innere des Bohrlochs mitzuführen, insbesondere mitzuziehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt dahingehend weitergebildet, daß die Schlagenergie zusätzlich wenigstens teilweise über eine an der Bohrkrone ausgebildete Schlagschulter auf das Hüllrohr aufgebracht wird. In dem während des Verfahrens zum Bohren von Löchern in Boden und Gesteinsmaterial ein Teil der Schlagenergie zusätzlich über eine an der Bohrkrone ausgebildete Schlagschulter auf das Hüllrohr aufgebracht wird, kann ein sicheres und zuverlässiges Mitziehen des Hüllrohrs in das Innere des Bohrlochs gewährleistet werden.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Boden oder Gesteinsmaterial der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Bohrgestänge und der Bohrkrone zusammenwirkender Adapter vorgesehen ist und daß der Adapter über eine Schlagschulter des Adapters und über eine Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone mit der Bohrkrone zusammenwirkt. Indem ein mit dem Bohrgestänge und der Bohrkrone zusammenwirkender, universell einsetzbarer Adapter vorgesehen ist, können die Bohrkrone sowie das Bohrgestänge beliebig in Anpassung an die Anforderungen beim Ausbilden eines Lochs im Boden-und Gesteinsmaterial ausgewählt werden und die jeweiligen geeigneten Elemente miteinander kombiniert werden. Indem der Adapter so ausgebildet ist, daß der Adapter über eine Schlagschulter des Adapters und über eine Gewindeverbindung zwischen dem Adapter und der Bohrkrone mit der Bohrkrone zusammenwirkt, wird sichergestellt, daß einerseits die Bohrenergie sicher und zuverlässig auf die Bohrkrone übertragen wird, und andererseits sichergestellt, daß die für ein Ausschlagen bzw. ein Beschädigen empfindliche Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone so wenig wie möglich beansprucht wird.

Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, der Adapter mit der Bohrkrone über eine Steilgewindeverbindung gekoppelt ist, wird eine derartige Verteilung der Kräfte erzielt, daß einerseits eine Beschädigung der Gewindeverbindung mit Sicherheit hintangehalten wird und andererseits sichergestellt wird, daß bei einem Lösen des Adapters und des Bohrgestänges aus der Bohrkrone die Verbindung zwischen Bohrkrone und Adapter leicht und zuverlässig und insbesondere vor dem Lösen von anderen, gegebenenfalls vorgesehenen Gewinden geöffnet wird.

Eine derartige Gewindeverbindung kann beispielsweise als eine Steilgewindeverbindung mit zwei Gängen ausgebildet sein, mit welcher sowohl ein sicherer und zuverlässiger Halt des Adapters in der Bohrkrone gewährleistet werden kann und andererseits ein beabsichtigtes Lösen des Adapters aus der Bohrkrone erreicht werden kann.

Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung entspricht, die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß der Adapter mit dem Bohrgestänge über ein weiteres Gewinde, welches eine von der Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone abweichende Steigung des Gewindes, insbesondere eine geringere Steigung, aufweist, gekoppelt ist, gelingt es, ein unbeabsichtigtes Lösen des Adapters von dem Bohrgestänge sowohl während des Bohrvorgangs als auch beim Herausschrauben des Adapters aus der Bohrkrone mit Sicherheit hintanzuhalten. Des weiteren ist mit einer derartigen Ausbildung sichergestellt, daß am Ende des Bohr- ·-» · 7'

Vorgangs zumindest das Bohrgestänge und der Adapter unbeschädigt rückgewonnen werden können, wodurch eine nicht unwesentliche Kosteneinsparung erzielbar ist.

Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung entspricht, die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß die zum Bohrlochinneren gerichtete Endfläche des Adapters wenigstens teilweise abgeschrägt ausgebildet ist, gelingt es, den mit dem Bohrgestänge gekoppelten Adapter, insbesondere wenn Wartungsarbeiten während der Ausbildung des Bohrlochs erforderlich sind, gemeinsam mit dem Bohrgestänge sicher in die Bohrkrone einzusetzen und mit dieser zu verschrauben, so daß auch beispielsweise bei halbfertig ausgebildeten Löchern Adaptierungsarbeiten an dem Gestänge vorgenommen werden können. Für ein zuverlässiges Einbringen von Spülflüssigkeit in das Innere des Bohrlochs ist die Erfindung bevorzugt dahingehend weitergebildet, daß der rohrförmige Adapter mit einer dem Bohrlochinneren zugewandten Durchtrittsöffnung für Spülflüssigkeit ausgebildet ist und daß die Durchtrittsöffnung mit Öffnungen zum Ausbringen von Spülflüssigkeit in der Bohrkrone zusammenwirkt. Mit einer derartigen Vorrichtung kann sichergestellt werden, daß durch den hohl ausgebildeten Adapter Spülflüssigkeit in die in der Bohrkrone ausgebildeten Spülöffnungen eingetragen wird und im Inneren des Bohrlochs für den Bohrvorgang und gegebenenfalls in den Ringraum zwischen Bohrkrone und Hüllrohr zur Verfügung steht, so daß einerseits der Abtransport des Bohrkleines durch in der Bohrkrone in an sich bekannter Weise ausgebildete Öffnungen bzw. Ausnehmungen vorgenommen wird und andererseits ein Verlegen der Öffnungen sowohl für die Spülflüssigkeit als auch für den Abtransport von Bohrklein in der Bohrkrone bzw. gegebenenfalls dem Ringraum bzw. Ringspalt verhindert wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß im Adapter ein eingriffsgesteuertes Spülventil vorgesehen ist. Indem im Adapter ein eingriffsgesteuertes Spülventil vorgesehen ist, gelingt ein gesteuertes Ausbringen von • · • · · ·

Spülflüssigkeit durch den Adapter und durch die in der Bohrkrone ausgebildeten Spülöffnungen, wodurch einerseits nur jene Mengen an Spülflüssigkeit ausgetragen werden, welche für einen ordnungsgemäßen Abtransport des Bohrkleins erforderlich sind und andererseits ein Verlegen der Öffnungen, insbesondere der Spülöffnung mit Bohrklein hintangehalten wird. Hiebei kann das eingriffsgesteuerte Spülventil über einen in dem zuvor geschilderten Ringraum ausgebildeten Druckschalter bzw. ein Druckventil gebildet sein.

Um die durch den Adapter eingebrachte Bohrenergie insbesondere auch für das Mitziehen eines Hüllrohrs nutzen zu können bzw. um die Schlagenergie auch auf ein Hüllrohr sicher und zuverlässig aufbringen zu können, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend weitergebildet, daß die Bohrkrone wenigstens eine Schlagschulter zum Zusammenwirken mit dem Hüllrohr, insbesondere zur Schlagbeanspruchung des Hüllrohrs aufweist. Durch eine derartige Ausbildung wird gewährleistet, daß das Hüllrohr während der Schlagbeanspruchung der Bohrkrone in seinem vorderen Endbereich ebenfalls einer Schlagbeanspruchung unterworfen ist und somit ohne ein Einschlagen von außen in das Bohrloch eingebracht werden kann. Das Hüllrohr wird hiebei durch die Schlagbeanspruchung an seinem vorderen Endbereich in das Innere des Bohrlochs gezogen.

Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung entspricht, das Hüllrohr so ausgebildet ist, daß es an seinem dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich verdickt ausgebildet ist und daß die Verdickung an ihren dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich komplementär zu einer Schlagschulter der Bohrkrone ausgebildet ist, wird durch ein Zusammenwirken der komplementär ausgebildeten Schlagschulter der Bohrkrone mit dem verdickten Bereich des Hüllrohrs ein zuverlässiges Einschlagen bzw. Einbringen des Hüllrohrs in das Bohrloch sichergestellt.

Bei einer derartigen Ausbildung kann beispielsweise vor Beginn eines Bohrvorgangs ein beliebiges Hüllrohr, welches für den zu erwartenden Bohrvorgang geeignet erscheint, beispielsweise ein aufweitbares Hüllrohr an einem dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich einer Bohrkrone angeordnet werden und in der Folge durch Verpressen an der Bohrkrone festgelegt werden, insbesondere in einer derartigen Weise, daß das Hüllrohr entlang der Bohrkrone längsverschieblich unlösbar mit der Bohrkrone verbunden ist. Da die Verdickung des Hüllrohrs an seinem dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich im Falle des Einschlagens der Bohrkrone in das Bohrloch, insbesondere während der Schlagbeanspruchung in Anlage an die Schlagschulter der Bohrkrone gelangt, ist ein zuverlässiges Mitziehen des Hüllrohrs in das Bohrloch gewährleistet. Im Falle, daß während des Bohrvorgangs, insbesondere in dem Bereich, in welchem das Hüllrohr entlang der Bohrkrone längsverschieblich angeordnet ist, durch hereingebrochenes Bohrklein eine Verschiebung des Hüllrohrs nicht mehr möglich ist, kann eine Wiederherstellung der freien Bewegung des Hüllrohrs im Bohrlochinneren, beispielsweise durch eine Schlagbeanspruchung von außen erzielt werden.

Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung entspricht, die Vorrichtung so weitergebildet ist, daß der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich des Hüll-rohres mit einer Vertiefung, insbesondere eine asymmetrisch aus-gebildeten Vertiefung ausgebildet ist, kann die Bohrkrone von dem Hüllrohr abgeworfen werden, wodurch eine Trennung von Bohrkrone und Hüllrohr erzielt werden kann und beispielsweise im Falle einer geteilt ausgebildeten Bohrkrone wenigstens ein Teil der Bohrkrone nach Beendigung des Bohrvorgangs gemeinsam mit dem Bohrgestänge und dem Adapter aus dem Bohrloch rückgewinnbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bohren von Löchern,

Fig. 2 eine Außenansicht, teilweise in der Perspektive der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Variante des Adapters von Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Variante des Adapters gemäß der Erfindung, und

Fig. 5 einen Schnitt durch den dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich einer Variante eines Hüllrohrs der erfindungemäßen Vorrichtung zum Bohren von Löchern.

In Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine allgemein mit 1 bezeich-nete Vorrichtung zum Bohren bzw. Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial eine schematisch mit 2 angedeutete Bohrkrone aufweist, welche über einen Adapter 3 mit einem in Fig. 1 schematisch angedeuteten Bohrgestänge 4 verbunden ist.

Des weiteren schließt an die Bohrkrone 2 ein Hüllrohr 5 an, dessen dem Bohrlochinneren zugewandter Endbereich 6 eine gegenüber dem zum Bohrlochäußeren gewandten Bereich des Hüllrohrs 5 vergrößerte Dicke aufweist. Dieser Endbereich 6 ist an seinem dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich 7 abgeschrägt ausgebildet und komplementär in der Form zu einer Schlagschulter 8 der Bohrkrone 2 ausgebildet. Während des Bohrens von Löchern wird durch diese Ausbildung über die Schlagschulter 8 auf die Abschrägung 7 wenigstens ein Teil der Schlagenergie aufgebracht, so daß das Hüllrohr 5 während des Bohrfortschritts in das Bohrloch 1 mitgezogen wird.

Die Bohrkrone 2 ist mit einem schematisch mit 9 angedeuteten Gewinde mit dem Adapter 3 verbunden, wobei über dem den Bohrloch zugewandten Ende des Adapters 3 und der Bohrkrone 2 ein Ringraum 10 ausgebildet ist, über welchen Ringraum 10 Spülflüssigkeit, welche durch einen im Inneren des hohl ausgebildeten Adapters 3 vorgesehenen Spülflüssigkeitskanal 11 und in der Bohrkrone 2 vorgesehene Löcher 12 für den Durchtritt von Spülflüssigkeit zum Inneren des Bohrlochs ausbringbar ist. ·* ··*· ·* ··*· • · % * * *1 ϊ * —

Die über das Bohrgestänge 4 auf den Adapter 3 aufgebrachte Bohrenergie wird bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 einerseits über eine Schlagschulter 13 auf die Bohrkrone 2 aufgebracht, andererseits teilweise über das Gewinde 9. Durch eine derartige Ausbildung wird sichergestellt, daß das Gewinde 9 nicht während des Bohrvorgangs übermäßig beansprucht wird und insbesondere nicht ausgeschlagen wird, so daß nach Ende des Bohrvorgangs eine sichere und zuverlässige Trennung des Adapters 3 von der Bohrkrone 2 ermöglicht ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Bohrkrone 2 ist hiebei eine herkömmliche einteilig ausgebildete Bohrkrone, welche eine Mehrzahl von Bohrstiften 14 aufweist und überdies neben den Öffnungen das Ausbringen von Spülflüssigkeit 12 Ausnehmungen 15 aufweist, über welche Bohrklein durch zwischen dem Hüllrohr 5 und der Bohrkrone 2 ausgebildete Ausnehmungen 16 in den zwischen dem Adapter 3 bzw. dem Bohrgestänge 4 und dem Hüllrohr 5 ausgebildeten Ringraum 17 eingebracht werden kann und in der Folge am Bohrlochäußeren aus-getragen werden kann. Um ein Verlegen des Ringraums 17 mit Bohrklein hintanzuhalten, weist die Bohrkrone 2 darüber hinaus einen nach rückwärts gerichteten Spülkanal 27 auf, durch welchen der Ringraum 17 ausreichend gespült werden kann.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 sind die Bezugszeichen von Fig. 1 beibehalten, wobei in der Darstellung von Fig. 2 ersichtlich ist, daß das Hüllrohr 5 an seinem dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich 6 einen gegenüber dem dem Bohrlochäußeren zugewandten Bereich verringerten Durchmesser aufweist, welche Durchmesserverringerung in einfacher Weise durch Aufpressen des Hüllrohrs 5 auf eine Bohrkrone 2 erzielt werden kann, so daß vor Beginn eines Bohrvorgangs eine beliebige Kombination aus Bohrkrone 2, Adapter 3, Bohrgestänge 4 und Hüllrohr 5 in Abhängigkeit von den zu erwartenden Erfordernissen zusammengestellt werden kann, wodurch eine extrem einfache und kostengünstige Variante einer Vorrichtung zum Bohren von Löchern in Boden- und Gesteins-material erzielt werden kann. Es erübrigt sich festzuhalten, daß das Hüllrohr 5 bei dieser Variante jedes beliebige Hüllrohr sein kann, wie es während des Bohrens von Löchern in Boden- und Gesteinsmaterial zum Einsatz gelangt, wie z.B. ein reibschlüssig eingebrachtes Hüllrohr, aufweitbares Hüllrohr, Drainagerohr oder auch beispielsweise ein eine gewisse Beweglichkeit der einzelnen das Hüllrohr ausbildenden Segmente aufweisendes Hüllrohr, welches in einem bestimmten Ausmaß Abweichungen von der Richtung der Bohrung folgen kann.

Auch die in diesem Zusammenhang eingesetzte Bohrkrone 2 kann abweichend von den Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 beliebig ausgewählt werden, wobei neben einer einteilig ausgebildeten Bohrkrone eine mehrteilig ausgebildete Bohrkrone, von welcher nach Beendigung des Bohrvorgangs beispielsweise lediglich ein Teil im Inneren des Bohrlochs verbleibt, eine asymmetrisch ausgebildete Bohrkrone sowie eine Bohrkrone, welche statt Bohrstiften Schneiden aufweist, eingesetzt werden kann.

In Fig. 2 ist weiterhin schematisch am oberen dem Bohrlochinneren zugewandten Rand 18 des Hüllrohrs 5 eine asymmetrisch ausgebildete Vertiefung 19 erkenntlich, welche Vertiefung 19 eine senkrechte bzw. steil ausgebildete Seitenwange 26 und eine zweite Wange 20 geringer Steigung aufweist, wobei mit einer derartigen Vertiefung beispielsweise das Abwerfen der Bohrkrone 2 nach Beendigung des Bohrvorgangs ermöglicht ist.

In Fig. 3 ist eine Variante des Adapters 3 von Fig. 1 dargestellt, wobei der Adapter wiederum einerseits ein Gewinde 9 an seinem Endbereich, welcher mit einer Bohrkrone 2 zu koppeln ist, aufweist. Das Gewinde 9 des Adapters 3 ist hiebei als Steilgewinde mit zwei Gängen ausgebildet, um einerseits eine sichere und zuverlässige Verbindung des Adapters 3 mit der Bohrkrone 2 während des Bohrvorgangs sicherzustellen und andererseits nach Beendigung des Bohrvorgangs den Adapter 3 von der Bohrkrone 2 derart lösen zu können, daß die Verbindung zwischen der Bohrkrone 2 und dem Adapter jene Verbindung der gesamten Vorrichtung 1 zum - 13 -

Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial ist, die sich als erstes bei entsprechender Beanspruchung löst.

Neben dem wiederum schematisch angedeuteten Durchtrittskanal 11 für Spülflüssigkeit ist im Inneren des hohl ausgebildeten Adapters 3 an seinem zum Bohrloch äußeren zugewandten Bereich ein weiteres Gewinde 21 vorgesehen zur Verbindung mit einem Bohrgestänge 4, wobei das Gewinde 21 im Vergleich mit dem Gewinde 9 einerseits bedeutend mehr Gänge aufweist und andererseits eine bedeutend geringe Steigung besitzt, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung des Adapters 3 mit dem Bohrgestänge, insbesondere nach Beendigung des Bohrvorgangs mit Sicherheit hintanzuhalten.

Bei der Variante von Fig. 3 ist die Schlagschulter 13 des Adapters 3 abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 1 abgeschrägt ausgebildet, um die Schlagenergie noch besser auf die Bohrkrone 2 aufbringen zu können, wobei insbesondere bei einer abgeschrägten Ausbildung der Schlagschulter 13 der Verschleiß der Schlagschulter 13 deutlich herabgesetzt ist.

Darüber hinaus ist in der Variante gemäß Fig. 3 der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich 22 des Adapters 3 mit Abschrägungen 23 versehen, um ein Einsetzen bzw. Einfädeln des Adapters 3 in eine Bohrkrone 2 zu erleichtern, was insbesondere bei Tausch des Bohrgestänges während des Bohrvorgangs vorteilhaft ist.

Auch bei der Darstellung von Fig. 4, welche im wesentlichen mit jener von Fig. 3 das Adapter 3 übereinstimmt, weist der Adapter 3 ein Steilgewinde 9 für das Einsetzen des Adapters 3 in eine Bohrkrone 2 auf, ebenso wie ein weiteres Gewinde 21, welches eine gegenüber dem Gewinde 9 deutlich verringerte Steigung und eine deutlich erhöhte Anzahl von Gängen aufweist. Des weiteren ist ebenso wie in der Darstellung von Fig. 3 die Schlagschulter 13 abgeschrägt ausgebildet und eine Abschrägung 23 an der Endfläche 22 des Adapters 3, welche dem Bohrlochinneren zugewandt ist, aus-gebildet.

Abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 3 ist in der Variante gemäß Fig. 4 an der Endfläche 22 ein Druckschalter 24 vorgesehen, über welchen Druckschalter 24 ein intermittierend öffenbares Ventil 25, welches schematisch in dem Durchtritt 11 zum Ausbringen von Spülflüssigkeit angedeutet ist, vorgesehen ist. Während des Bohrvorgangs wird bei jenem Schlagvorgang der Druckschalter 24 durch die Druckbeaufschlagung betätigt, worauf das Ventil 25 geöffnet wird und Spülflüssigkeit entweder direkt durch in der Bohrkrone vorgesehene Öffnungen für Spülflüssigkeit 12 ausgebracht wird, oder über den zwischen der Bohrkrone 2 und dem Adapter 3 vorgesehenen Ringraum 10 und die Öffnung für Spülfluid 12 zum Bohrlochinneren ausgetragen ist. Mit einer derartigen Ausbildung wird sichergestellt, daß ein übermäßiger Verbrauch an Spülflüssigkeit während des Bohrvorgangs hintangehalten wird und gleichzeitig gewährleistet, daß die normalerweise überaus klein ausgebildeten Öffnungen für Spülflüssigkeit in der Bohrkrone nicht während des Bohrvorgangs mit Bohrklein verlegt werden.

Im Zusammenhang mit dem Adapter 3 ist festgehalten, daß seine Außenabmessungen, wie z.B. seine Gewinde 9 und 21 derartig ausgebildet sind, daß für sämtliche gängigen Bohrkronen 2 bzw. Bohrgestänge 4 passend sind, so daß der Adapter 3 ein universell einsetzbares Element darstellt, durch dessen Einsatz überdies jegliche üblicherweise verwendeten Zusatzeinrichtungen, wie Schlagschuhe, spezielle Verbindungsmuffen zum Verbinden von Bohrkrone und Bohrgestänge und dgl. nicht erforderlich sind, wodurch sich durch Verwendung des Adapters 3 gemäß der vorliegenden Erfindung eine vereinfachte, wirtschaftlich günstige und universell einsetzbare Vorrichtung zum Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial ergibt.

In der Darstellung gemäß Fig. 5 ist ein Schnitt, insbesondere ein Längsschnitt durch den dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich eines Hüllrohrs 5 dargestellt, wobei wiederum der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich 6 des Hüllrohrs 5 verdickt ausgebildet ist. Am Übergang des verdickten Endbereichs 6 zu dem ** ······· • · · · • · · · · · . '* - * *i 5 * *-* ..... dem Bohrlochäußeren zugewandten Bereich des Hüllrohrs 5 ist wiederum eine Schulter 7, zum Zusammenwirken mit einer Schulter 8 einer Bohrkrone 2 ausgebildet, um das Hüllrohr 5 in das Bohrlochinnere einziehen zu können.

In der Darstellung gemäß Fig. 5 ist am dem Bohrlochinneren zugewandten Randbereich 18 des Hüllrohrs 5 die Vertiefung 19 dargestellt, wobei die Seitenwange 20 der Vertiefung 19 derart aus-gebildet ist, daß sie mit einer geringen Steigung zum Rand 18 verläuft. Die zweite Seitenwange 26 der Vertiefung 19 ist hiebei normal auf den Rand 18 ausgebildet, mit welcher Variante es gelingt, nach Beendigung des Bohrvorgangs durch eine leichte Drehung des Hüllrohrs 5 eine Bohrkrone 2 abzuwerfen, um die Bohrkrone 2 entweder wenigstens teilweise rückzugewinnen oder den Bohrvorgang ohne ein mitgeführtes Hüllrohr 5 fortzusetzen.

Indem, wie dies der Darstellung gemäß Fig. 1 entnehmbar ist, das Hüllrohr 5 so auf die Bohrkrone 2 auf gepreßt ist, daß es in Längsrichtung der Bohrkrone 2 verschieblich gelagert ist, kann zusätzlich, falls dies erforderlich ist, von dem Bohrlochäußeren auf das Hüllrohr 5 eine Schlagenergie aufgebracht werden, um neben dem Einziehen des Hüllrohrs 5 über die Kopplung zwischen der Schlagschulter 8, der Bohrkrone 2 und der Schulter 7 des Hüllrohrs 5 auch ein Einschlagen des Hüllrohrs 5 zu ermöglichen. Ein derartiges Einschlagen des Hüllrohrs 5 kann in gewissen Fällen erforderlich sein, wie z.B. wenn der Durchtrittsspalt 16 zwischen Bohrkrone 2 und Hüllrohr durch Bohrklein verlegt ist oder ein weiteres Mitziehen des Hüllrohrs 5 mit der Bohrkrone 2 aufgrund von hereingebrochenem Material, welches den Raum zwischen dem Rand 18 des Hüllrohrs 5 und einen entsprechenden das Hüllrohr 5 überragenden bzw. mit diesem bündig abschließenden Bereich der Bohrkrone 2 zu beseitigen.

Claims (15)

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, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch eingebracht wird und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen der Bohrkrone und dem Hüllrohr ausgebildete Durchtrittsöffnung in den zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum eingebracht und aus dem Bohrloch ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagenergie des Bohrgestänges (4) über einen mit der Bohrkrone (2) und dem Bohrgestänge (4) zusammenwirkenden Adapter (3) auf die Bohrkrone (2) aufgebracht wird und daß die Schlagenergie wenigstens teilweise über eine Schlagschulter (13) des Adapters und wenigstens teilweise über eine Gewindeverbindung zwischen dem Adapter (3) und der Bohrkrone (2) auf die Bohrkrone (2) aufgebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter mit der Bohrkrone (2) durch ein Verschrauben über eine Steilgewindeverbindung (9) gekoppelt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) mit dem Bohrgestänge (4) durch ein Verschrauben über ein Gewinde (21), insbesondere ein eine gegenüber der Gewindeverbindung (9) zwischen Bohrkrone (2) und Adapter (3) geringere Steigung aufweisendes Gewinde, gekoppelt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Spülflüssigkeit durch den rohrförmig ausgebildeten Adapter (3) und damit zusammenwirkende Öffnungen (12, 27) in der Bohrkrone (2) während des Bohrens ausgebracht wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Spülflüssigkeit über ein im Adapter (3) angeordnetes eingriffsgesteuertes Spülventil (25) intermittierend während eines Eingriffs der Bohrkrone (2) in das Boden- oder Gesteinsmaterial ausgebracht wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagenergie zusätzlich wenigstens teilweise über eine an der Bohrkrone (2) ausgebildete Schlagschulter (8) auf das Hüllrohr (5) aufgebracht wird.
7. 7. Vorrichtung 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 bildet, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch einbringbar ist und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen der Bohrkrone und dem Hüllrohr aus-gebildete Durchtrittsöffnung in einem zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum einbringbar und aus dem Bohrloch ausbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Bohrgestänge (4) und der Bohrkrone (2) zusammenwirkender Adapter (3) vorgesehen ist und daß der Adapter (3) über eine Schlagschulter (13) des Adapters (3) und über eine Gewindeverbindung (9) zwischen dem Adapter (3) und der Bohrkrone (2) mit der Bohrkrone zusammenwirkt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) mit der Bohrkrone (2) über eine Steilgewindeverbindung (9) gekoppelt ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) mit dem Bohrgestänge (4) über ein weiteres Gewinde (21), welches eine von der Gewindeverbindung (9) zwischen Adapter (3) und Bohrkrone (2) abweichende Steigung des Gewindes, insbesondere eine geringere Steigung, aufweist, gekoppelt ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Bohrlochinneren gerichtete Endfläche (21) des Adapters (3) wenigstens teilweise abgeschrägt (23) ausgebildet ist.
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Adapter (3) mit einer dem Bohrlochinneren zugewandten Durchtrittsöffnung (11) für Spülflüssigkeit ausgebildet ist und daß die Durchtrittsöffnung (11) mit Öffnungen (12, 27) zum Ausbringen von Spülflüssigkeit in der Bohrkrone (2) zusammenwirkt.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Adapter (3) ein eingriffsgesteuertes Spülventil (24, 25) vorgesehen ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (2) wenigstens eine Schlagschulter (8) zum Zusammenwirken mit dem Hüllrohr (5), insbesondere zur Schlagbeanspruchung des Hüllrohrs (4) aufweist.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (5) an seinem dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich (6) verdickt ausgebildet ist und daß die Verdickung an ihrem dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich komplementär zu einer Schlagschulter (8) der Bohrkrone (2) ausgebildet ist.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich (18) des Hüllrohres (5) mit einer Vertiefung (19), insbesondere einer asymmetrisch ausgebildeten Vertiefung (20, 24) ausgebildet ist. Wien, 6. November 2009 DYWIDAG-Systems International GmbH durch: Patentanwälte Miksovsky & P