BE1002331A3

BE1002331A3 - Inrichting en werkwijze voor het maken van een boorgat in de grond.

Info

Publication number: BE1002331A3
Application number: BE8900473A
Authority: BE
Original assignee: Smet Nik
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-12-11
Also published as: EP0395167B1; DE69018688D1; ATE121497T1; EP0395167A1

Abstract

De uitvinding betreft een inrichting voor het maken van een boorgat in de grond door gebruik te maken van een buis die aan één uiteinde met een boorkop is uitgerust gekenmerkt doordat de inrichting volgens de uitvinding een trommel (1) bevat waarop hogerbedoelde buis is gewikkeld, middelen om de trommel in de ene of de andere zin te verdraaien, een rechtapparatuur (12) voor het volgens de gewenste hoek afbuigen of rechttrekken van de buis (10), welke rechtapparatuur de nodige overlangse verplaatsingen van de buis (10) verzekert. De uitvinding betreft eveneens de hierbij toegepaste werkwijze.

Description

"InrichtinR en werkwijze voor het maken van een boorgat in de grond'
Deze uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het maken van een boorgat in de grond door gebruik te maken van een buis die aan één uiteinde met een boorkop is uitgerust.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op de werkwijze voor het maken van een dergelijk boorgat in de grond.

Hoewel in het geheel niet beperkt tot het aanbrengen van horizontale boorgaten, is de hiernavolgende beschrij- ving van de inrichting en van de hierbij gebruikte werkwijze, althans in zoverre deze op de hierbijgaande tekening steunt, gericht op het aanbrengen van een horizontaal boorgat.

Buiten het met behulp van kranen uitvoe- ren van doorlopende schachten of sleuven in de grond worden nog verschillende spoelboortechnieken toegepast om horizontaal onder wegen, bestratingen te boren. Deze spoelboortechnieken hebben verzak- kingen voor gevolg omdat de ontstane boorgaten ongeveer 30 % ruimer zijn dan de boortoestellen zelf, en eventuele onverwachte grote spoel- verliezen.

Door het gebruik van vijzen die aan elkaar worden geschroefd, kunnen geen grote afstanden worden bereikt ; ook de bestuurbaarheid van deze buizen met hun kleine diameter is niet voldoende om, wegens de tortie tot een horizontaal boorgat te komen.

Een meer recente techniek doet beroep op de z. g. boormol en/of boorkop. Door gebruik te maken van een boorkop ontstaat een verdringing van zand of klei, waardoorheen wordt ge- boord. Deze techniek wordt steeds meer verboden omdat door het verdringen van de omliggende grondmassa het aangelegde wegdek, of de gronden, naar omhoog wordt gedrukt. Ook de besturing van de boorkop of-mol is niet uitvoerbaar omdat bij de minste hindernis de z. g. mol van zijn doel gaat afwijken. Bij het stoten tegen een hindernis

gaat de mol dwalen. Onder deze omstandigheden is zij dan niet meer bestuurbaar.

De door de Europese aanvrage 0 195 559 ten name van Flów Male Corp. bracht onlangs een aanzienlijke verbetering. Toch blijft het gebruik van veel water een nadeel omdat bij het stoten tegen een hindernis veel spoelwater moet worden gebruikt. Volgens een dergelijk systeem moeten ongeveer om de 3 m de stang aan een stang gekoppeld enlof ontkoppeld, en dit is uiteraard een tijdrovend werk. In de grond draaien de stangen rond waardoor een enorme slijtage ontstaat op deze stangen.

De uitvinding heeft nu tot doel de nadelen van de tot nog toe bekende technieken te verhelpen en een inrichting en werkwijze voor te schrijven waardoor horizontale boorgaten op zeer lange afstand kunnen worden aangebracht, hetgeen uitstekende diensten bewijst bij het aanbrengen van z. g. nutsleidingen.

Om dit volgens de uitvinding mogelijk te maken, bevat de inrichting volgens de uitvinding een trommel waarop hogerbedoelde buis is gewikkeld, middelen om de trommel in de ene of de andere zin te verdraaien, een rechtapparatuur voor het volgens de gewenste hoek afbuigen of rechttrekken van de buis, welke rechtapparatuur de nodige overlangse verplaatsingen van de buis verzekert.

Steeds volgens de uitvinding bevat de inrichting volgens de uitvinding nog een vibreerapparatuur waarmede gepolariseerde trillingen in hogerbedoelde buis kunnen worden verwekt.

In een bij voorkeur toegepaste verwezenlijkingsvorm bestaat hogerbe. doelde rechtapparatuur uit minstens twee onder elkaar samenwerkende stellen van drukorganen die in de ene of in de andere zin ten opzichte van de buis kunnen verplaatst worden.

Voordelig maken hogerbedoelde drukorganen deel uit van een ketting en is in elke ketting een door hydraulische vijzels verplaatsbare duwblok voorzien die een regelbare druk op hogerbedoelde drukorganen overbrengt.

Andere details en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een inrichting voor het maken van een boorgat in de grond en van de hierbij

toegepaste werkwijze. De beschrijving wordt uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren.

Figuur 1 is een schematisch gehouden zijaanzicht van de inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 2 is, op een grotere schaal, een eveneens schematisch gehouden zijaanzicht van het rechtapparatuur gebruikt in een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 3 vertoont, op een nog grotere schaal, twee onder elkaar en met een boorbuis samenwerkende onderdelen uit het rechtapparatuur volgens de uitvinding.

De inrichting door deze figuren voorgesteld bevat een verplaatsbare en verwisselbare trommel l waarvan de horizontale as 2 in steunen 3 rust die zelf deel uitmaken van een frame 4 dat gedimensioneerd werd om langs de baan te kunnen worden vervoerd en ter plaatse te worden gemonteerd. Deze montage ter plaatse van de inrichting kan worden uitgevoerd op funderingen of blokken.

Op de as 2 van de trommel 1 is een tandwiel 6 bevestigd zodat de aandrijving in de ene of de andere zin van de trommel I, over de ketting 7 vanaf de motor 8 kan plaatsvinden.

Concentrisch met de as 2 van de trommel is een cilindrisch gevormde plaat-9 aangebracht die een kern vormt en waarop de boorbuis 10 wordt gewikkeld.

De boorbuis kan tot 4000 m lang zijn zodat deze dan in meerdere lagen op de kern of cilindrische plaat moet worden gewikkeld. Op gebruikelijke wijze en door beroep te doen op middelen die niet tot de uitvinding behoren, moet de trommel I langsheen zijn hartlijn kunnen worden verplaatst om te verzekeren dat de van de trommel afgewikkelde boorbuis altijd correct in het verlengde van de reeds in de grond geboorde buis voorkomt.

De boorbuis 10 kan een enkelvoudige buis zijn maar kan ook bestaan uit twee concentrische buizen. De uitdruk- kIng "buis" wijst dus op een van deze twee uitvoeringsvormen. De buis

kan uit staal of uit plastic bestaan en is aan zijn vrij uiteinde van een bestuurbare "mol" of boorkop 11 voorzien.

De hierna bij wijze van voorbeeld beschreven boorinrichting en werkwijze zijn gericht op een horizontale boring. In de inleiding is reeds gewezen op het feit dat zowel horizontale als verticale boringen en/of gerichte boringen in aanmerking komen.

De instelling van de boorbuis 10 met boorkop 11 onder de noodzakelijke boorhoek geschiedt door de inschakeling van een rechtapparatuur 12. Deze rechtapparatuur 12 wordt natuurlijk ook gebruikt bij het terug op de trommel I oprollen van de buis 1.

De rechtapparatuur 12 heeft ook als functie het in de grond, onder de gewenste hoek, in de grond boren, of hieruit trekken, van de boorbuis.

De rechtapparatuur 12 bestaat uit twee stellen van onder elkaar en met de boorbuis 10 samenwerkende drukorganen 13,13'die onder de vorm van kettingen zonder eind over wielen 14, 14'en'15, 15'worden geleid.

De wielen 14, 14'worden motorisch aangedreven terwijl de wielen 15, 15'als keerwielen dienst doen en de wielen 16 en 16'door niet voorgestelde hydraulische cilinders bewogen worden en als kettingspanners fungeren. Duwblokken 17 en 17'worden door hydraulische cilinders 18 in de richting van de buis t O verplaatst en oefenen de nodige druk op de drukorganen 13, 13'uit. De duwblokken 13,13'vertonen in doorsnede volgens een vlak dat zich normaal ten opzichte van de buis 10 uitstrekt telkens een boogvormige holte 19 waarvan de kromtestraal met deze van de buis 10 overeenstemt zodat een stevige klemming van de te rechten en te verplaatsen buis wordt verzekerd.

De ganse rechtapparatuur behoort tot een gestel dat zuiver theoretisch door de rechthoek 20 wordt voorgesteld. Het gestel van de zopas beschreven apparatuur heeft bij voorbeeld een scharnierpunt in 21. Duwrollen 22 en 23 die volgens de pijlen 24 en 25, bij voorbeeld, hydraulisch kunnen worden verplaatst, kunnen ingeschakeld worden om de buis 10 een regelbare kromtestraal op te leggen.

De richting waarin de duwrollen 22 en 23 werken, kan uiteraard

omgekeerd worden.

Voor de uit de rechtapparatuur tredende buis in de grond wordt geboord of na hieruit te zijn getrokken, gaat deze buis door een vibreerapparaat 26 bij middel van dewelke gepolariseerde trillingen in de buis worden geïnduceerd. De gepolariseerde trillingen liggen in de orde van grootte van ongeveer 5. 000 tot ongeveer 15. 000 per minuut waarmede de beste resultaten bereikt worden.

Door toepassing van ultrasonore trillingen kan de pijp zonder gebruikmaking van vloeistof in de grond worden geboord of hieruit worden getrokken.

Door toepassing van ultrasonore trillingen wordt het gebruik van water, bentoniet of perslucht in sterke mate gereduceerd. De hoeveelheid grond of kern door de bestuurbare boorkop verplaatst, kan mechanisch, pneumatisch of hydraulisch door de buis 10 worden afgevoerd en ter hoogte van de trommel 1 worden opgevangen, doch is niet direct noodzakelijk in de boringfase.

De besturing van de boorkop zelf geschiedt vanaf de trommel I van de inrichting door gebruik te maken van electrische of hydraulische leidingen of van optische vezels die in de buis zijn aangebracht. Eén enkele buis of eindloze stang maakt het zelfs mogelijk met drukpulsen te sturen. Hiermede kan continu de hoek, waaronder zich de boorkop verplaatst, gecontroleerd en bijgewerkt worden.

Deze hoek waaronder de buis 1 de trommel verlaat en in de grond dringt, bedraagt bij voorkeur nagenoeg 150.

Uit de hierboven gegeven beschrijving van een inrichting voor het maken van een boorgat in de grond volgens de uitvinding blijkt dat de ganse boorinrichting ter plaatse kan worden gebracht en de op een trommel als een geheel kan worden vervangen wanneer slijtage optreedt. Door de toepassing van ultrasonore trillingen komt slijtage opmerkelijk minder snel voor hetgeen uiteraard de inrichting en de werkwijze volgens de uitvinding bijzonder aantrekkelijk maakt.

De uitvinding is niet beperkt tot de hier-

boven beschreven uitvoeringsvorm en vele wijzigingen kunnen hieraan worden aangebracht zonder buiten het raam van de octrooiaanvrage te treden.

Claims

CONCLUSIES I. Inrichting voor het maken van een boorgat in de grond door gebruik te maken van een buis die aan één uiteinde met een boorkop is uitgerust, met het kenmerk dat de inrichting volgens de uitvinding een trommel (1) bevat waarop hogerbedoelde buis is gewikkeld, middelen om de trommel in de ene of de andere zin te verdraaien, een rechtapparatuur (12) voor het volgens de gewenste hoek afbuigen of rechttrekken van de buis (10), welke rechtapparatuur de nodige overlangse verplaatsingen van de buis (l0) verzekert.
2. Inrichting volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat zij nog een vibreerapparatuur (26) bevat waarmede gepolariseerde trillingen in hogerbedoeide buis (tO) kunnen worden verwekt.
3. Inrichting volgens één van de conclusies 1 - 2, met het kenmerk dat hogerbedoelde buis (10) een stalen buis is.
4. Inrichting volgens één van de conclusies I - 2, met het kenmerk dat hogerbedoeide buis (10) uit plastic bestaat.
5. Inrichting volgens één van de conclusies 1 - 2, met het kenmerk dat hogerbedoelde buis (10) enkelvoudig is.
6. Inrichting volgens één van de conclusies 1 - 2, met het kenmerk dat hogerbedoelde buis (10) een dubbele buis is, t. w. een buis waarin een tweede buis is gemonteerd.
7. Inrichting volgens één van de conclusies I-4, met het kenmerk dat hogerbedoeide rechtapparatuur (26) uit minstens twee onder elkaar samenwerkende stellen van drukorganen ( ! 3, 13') bestaat die in de ene of in de andere zin ten opzichte van de buis (10) kunnen verplaatst worden.
8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk dat hogerbedoelde drukorganen (13,13') deel uitmaken van een ketting en in elke ketting een door hydraulische vijzels verplaatsbare duwblok (17,17') is voorzien die een regelbare druk op hogere- doelde drukorganen overbrengt.
9. Inrichting volgens één van de conclusies 7 - S, met het kenmerk dat hogerbedoeide drukorganen (13. 13'), in <Desc/Clms Page number 8> doorsnede volgens een vlak dat zich normaal ten opzichte van de te verplaatsen buis (10) uitstrekt, een holte (19) vertonen waarvan het profiel aangepast is aan deze van bedoelde buis (10).
10. Inrichting volgens één van de conclusies I - 9, met het kenmerk dat hogerbedoeide rechtapparatuur (12) samenwerkt met bijkomende duwcilinders (22,23) die een bijkomend regelbaar afbuigen of rechten van de buis (10) mogelijk maakt.
11. Inrichting volgens één van de conclusies 1 - 10, met het kenmerk dat middelen zijn voorzien om tijdens het afof oprollen van de buis (lu) op hogerbedoelde trommel (1) deze laatste volgens zijn langsas te verplaatsen.
12. Werkwijze voor het maken van een boorgat in de grond door gebruik te maken van een buis die aan één einde met een boorkop is uitgerust, met het kenmerk dat men gebruik maakt van een verwisselbare trommel (1) waarop hogerbedoeide buis (10) is gewikkeld, men bedoelde trommel (l) in de ene of de andere zin verdraait en de verplaatsing van deze buis (10) verzekert door gebruik te maken van een rechtapparatuur (12) en men ultrasonore trillingen in bedoelde buis introduceert.
13. Werkwijze volgens vorige conclusie, met het kenmerk dat men gepolariseerde trillingen aanlegt waarvan de frequentie tussen ongeveer 5.000 en ongeveer 15. 000 per minuut ligt.
14. Werkwijze volgens één van de conclusies 12-13, met het kenmerk dat men de boring droog uitvoert, t. w. zonder gebruik te maken van een vloeistof, of perslucht.