BE1026811B1

BE1026811B1 - Grondboorinrichting

Info

Publication number: BE1026811B1
Application number: BE20185833A
Authority: BE
Inventors: Rechem Jan Lieven Margueritte Van
Original assignee: Vr Drilling Equipments Bvba
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2020-06-29
Also published as: BE1026811A1; NL2024315B1

Abstract

Grondboorinrichting voor het uitvoeren van een grondboring, bevattende een boor, een geleidingsprofiel voor het geleiden van de boor tijdens het uitvoeren van de grondboring en een aandrijfmiddel voorzien tussen het geleidingsprofiel en de boor voor het roteren van de boor om zijn langsas, daardoor gekenmerkt dat het geleidingsprofiel een hol geleidingsprofiel is, waarbij de boor zich uitstrekt in het hol geleidingsprofiel.

Description

Grondboorinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een grondboorinrichting, een voertuig bevattende de grondboorinrichting en een werkwijze voor het uitvoeren van een grondboring.

Meer bepaald heeft de uitvinding betrekking op een grondboorinrichting voor het uitvoeren van een grondboring, bevattende een boor, een geleidingsprofïel voor het geleiden van de boor tijdens het uitvoeren van de grondboring en een aandrijfiniddel voorzien tussen het geleidingsprofïel en de boor voor het roteren van de boor om zijn langsas.

Dergelijke grondboorinrichtingen zijn bekend en worden gebruikt voor het maken van een rond gat tot op een bepaalde diepte in de bodem, bijvoorbeeld voor het maken van een waterbron voor de winning van grondwater. Hiertoe wordt een boor verticaal boven het stuk grond geplaatst waar de waterbron geboord wordt. De boor is verbonden met een geleidingsprofïel welke de boor geleidt tijdens het boren. Hiertoe strekt het geleidingsprofïel zich parallel uit naast de boor.

De boor wordt door middel van een geleidingswagen, welke verbonden is met het geleidingsprofïel, bewogen naar de grond. De boor maakt een gat in de grond terwijl water gebruikt wordt voor het weghalen van de logekomen grond. Dit type boren wordt ook wel spoelboren genoemd, en wordt typisch uitgevoerd met zuig- of spuitboren. Bij dit spoelboren wordt in het gat water onder druk gespoten waardoor de grond onder de boor samen met het water omhoog gespoeld wordt. Het grond/watermengsel wordt typisch in een grote, bij het te maken gat geplaatste, bak gepompt. De grond bezinkt in de bak en het water kan opnieuw naar de boor worden gepompt. Voor het boren kan eerst een stalen mantelbuis de grond ingebracht worden. De boring kan echter ook uitgevoerd worden zonder het gebruik van de mantelbuis. Deze mantelbuis dient voor het voorkomen van een instorting. Wanneer er zonder mantelbuis geboord wordt, is het de overdruk in het gat dat instortingen in het gat voorkomt.

Wanneer de gewenste diepte bereikt is, kan een filter op de bodem van het gat geplaatst worden. Deze filter is typisch aangesloten aan het eind van een waterleiding. Vervolgens wordt de ruimte in de mantelbuis volgestort met grond of zand en wordt de stalen mantelbuis omhoog getrokken.

Een nadeel van dergelijke grondboorinrichtingen is dat ze moeilijk tranporteerbaar zijn en zwaar zijn om te hanteren.

Het is een doel van de uitvinding om een grondboorinrichting te verschaffen die lichter is.

Hiertoe is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt dat het geleidingsprofïel een hol geleidingsprofïel is, waarbij de schacht zich uitstrekt in het hol geleidingsprofïel.

BE2018/5833

Een grondboorinrichting wordt gebruikt voor het uitvoeren van een grondboring. Hiertoe bevat de grondboorinrichting een boor, een geleidingsprofïel dat de boor geleidt tijdens het uitvoeren van de grondboring en een aandrijfmiddel. Het aandrijfmiddel kan de boor roteren om zijn langsas. Het geleidingsprofïel is hol, en de boor is in het hol geleidingsprofïel geplaatst. Daarnaast is het geleidingsprofïel verbonden met de boor via het aandrijfmiddel. De boor wordt naar beneden bewogen samen met het geleidingsprofïel. Hierdoor zal het geleidingsprofïel tijdens het uitvoeren van de grondboring mee met de boor in de grond bewegen, waardoor deze ook de functie van de mantelbuis uitvoert. Het gevolg is dat de mantelbuis een overbodig element is, waardoor het gewicht van de grondboorinrichting wordt verlaagd. Aangezien de mantelbuis niet meer in de grond gebracht wordt, wordt het grondboren ook versneld.

De boor wordt over nagenoeg de hele lengte van de boor omgeven door het hol geleidingsprofïel. De boor is dus geen vrijstaand element. De vakman zal inzien dat hierdoor de boor lichter gemaakt kan worden, aangezien het hol geleidingselement een ondersteuning biedt aan de boor. Deze verlaging van gewicht heeft als voordeel dat het transporteren van de grondboor vergemakkelijkt wordt en dat het voertuig bij gebruik minder belast wordt. Verder is er minder materiaal nodig ter vervaardiging van de boor, wat productiekosten verlaagt.

Bij voorkeur bevat de grondboorinrichting verder een geleidingsklem, welke zich om het hol geleidingsprofïel heen uitstrekt voor het vastklemmen van hol geleidingsprofïel zodat de geleidingsklem een weerstand biedt tegen een rotatie van het hol geleidingsprofïel om zijn langsas.

Het gebruik van een geleidingsklem zorgt ervoor dat de grondboorinrichting beweegbaar gemonteerd is aan het voertuig of een ander object zoals een statief zodat het dynamisch hanteerbaar is. Een klemsterkte kan aangepast worden zodat de grondboor verschoven kan worden ten opzichte van de geleidingsklem. De grondboor kan op deze manier gemakkelijker op een gewenste positie geplaatst worden.

Tijdens het boren biedt de grond een weerstand tegen de rotatie van de boor, in de vorm van een moment in de tegengestelde richting. Aangezien het aandrijfmiddel verbonden is met het hol geleidingsprofïel zal de geleidingsklem, welke het hol geleidingsprofïel vastklemt, een weerstand bieden tegen het moment dat geïnduceerd wordt tijdens het boren. Dit heeft als voordeel dat een vermogen, geproduceerd door het aandrijfmiddel, beter overgebracht wordt op de grond. Hierdoor zal het uitvoeren van de grondboring versneld worden. Verder is het eenvoudiger om de boor in een hoekpositie ten opzichte van de ondergrond vast te houden.

Bij voorkeur is een dwarsdoorsnede van het geleidingsprofïel niet-circulair over nagenoeg zijn gehele lengte. Een vorm van het hol geleidingsprofïel dat afwijkt van een circulaire vorm heeft als voordeel dat de geleidingsklem een betere grip heeft op het geleidingsprofïel dan

BE2018/5833 wanneer deze circulair is van vorm. Een profiel met een niet-circulaire doorsnede is eenvoudiger vast te houden.

Bij voorkeur is een eerste loodrechte afstand tussen een buitenmantel van het hol geleidingsprofiel en een punt op een langsas van het hol geleidingsprofiel over nagenoeg de hele lengte van het geleidingsprofiel verschillend van een tweede loodrechte afstand tussen de buitenmantel en het punt op de langsas. Het effect hiervan is hetzelfde als wanneer een dwarsdoorsnede van het geleidingsprofiel niet-circulair is over nagenoeg zijn gehele lengte.

Bij voorkeur bevat de geleidingsklem ten minste één geleidingswiel met een as loodrecht op de langsas, waarbij het ten minste één geleidingswiel draaibaar is en waarbij een draaiing van het ten minste één geleidingswiel een beweging van het hol geleidingsprofiel in de lengterichting induceert.

Aangezien het hol geleidingsprofiel via het aandrijfiniddel verbonden is met de boor, en de boor zich in het hol geleidingsprofiel uitstrekt, volgt de boor eenzelfde beweging als het hol geleidingsprofiel. Tijdens het uitvoeren van de grondboring kan de boor richting de grond bewogen worden door de geleidingswielen. Tijdens deze beweging kan de geleidingsklem op eenzelfde positie ten opzichte van de grond blijven. Hierdoor kan een hoogte ten opzichte van de grond vooraf bepaald worden. Deze vooraf bepaalde hoogte kan laag bij de grond gekozen worden, zodat het hol geleidingsprofiel tijdens het uitvoeren van de grondboring laag bij de grond blijft. Hierdoor heeft de grondboorinrichting een relatief laag zwaartepunt. De vakman zal inzien dat de grondboorinrichting een hogere stabiliteit heeft wanneer de grondboorinrichting een laag zwaartepunt heeft.

Bij voorkeur bevat de geleidingsklem een tweede aandrijfiniddel dat verbonden is met het geleidingsprofiel zodat een beweging volgens de langsas van het geleidingsprofiel regelbaar is. Het tweede aandrijfiniddel kan op verschillende manieren verbonden worden met het geleidingsprofiel. Bij voorkeur is het tweede aandrijfiniddel via een lier met een bovenste en een onderste segment van het geleidingsprofiel verbonden zodat het geleidingsprofiel op en neer kan bewogen worden door het trekken aan de lier. Alternatief is het tweede aandrijfiniddel met de wielen van de geleidingsklem verbonden om deze wielen aan te drijven. Aangezien de draaisnelheid van de wielen gerelateerd is aan de beweging van het hol geleidingsprofiel, kan de snelheid van het hol geleidingsprofiel geregeld worden. Dit is voordelig tijdens het uitvoeren van een grondboring aangezien een gewenste snelheid afhankelijk is van verschillende factoren zoals de waterdruk en het soort ondergrond.

Bij voorkeur bevat de geleider verder een buis welke zich uitstrekt tussen het hol geleidingsprofiel en de boor voor het verlagen van een wrijving tussen de geleider en de schacht

BE2018/5833 tijdens het uitvoeren van de grondboring. Het verlagen van deze wrijving zorgt ervoor dat het door het aandrijfmiddel gegenereerde vermogen beter overgebracht wordt op de grond.

Bij voorkeur heeft de boor een holte dat zich in de lengterichting uitstrekt over de gehele boor. Deze holte wordt gebruikt voor het aan- of afvoeren van het water dat gebruikt wordt tijdens het spoelboren. Het gebruik van een holle boor verlaagt verder het gewicht van de grondboorinrichting.

Bij voorkeur bevat de grondboorinrichting een wateraansluiting voor het aansluiten van een waterleiding zodat een waterstroom leidbaar is doorheen de boor. Deze wateraansluiting vergemakkelijkt het aanvoeren van water naar de grondboorinrichting. De wateraansluiting bevindt zich bij voorkeur ter plaatse van het aandrijvingsmiddel. Hierdoor kan het water ook via de holte van de boor doorgevoerd worden, wat een debiet van het aangevoerde water verhoogt. De vakman zal inzien dat een verhoogd debiet de snelheid waarop het water en de grond naar boven gespoeld worden verhoogt.

Bij voorkeur is het aandrijfmiddel loskoppelbaar van de boor, waardoor een open positie definieerbaar is voor het voorzien van een toegang tot het tweede eind van de boor.

In de open positie is het gemakkelijker voor een gebruiker om de grondboorinrichting te voorzien van onderhoud, aangezien de binnenkant van het hol geleidingsprofïel en de boor aan het tweede eind van de schacht bereikbaar is. Verder is het mogelijk in de open positie om objecten zoals een filter doorheen de holte duwen, zodat deze geplaatst kan worden op de bodem van het gat zonder dat de grondboorinrichting verwijderd wordt. Hierdoor wordt een risico van het inzakken van het boorgat verkleind. Na het plaatsen van de filter kan de grondboorinrichting verwijderd worden uit het gat.

De uitvinding heeft verder betrekking op een voertuig bevattende de grondboorinrichting zoals hierboven beschreven.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het uitvoeren van een grondboring, bevattende de volgende stappen bevat: positioneren van een grondboorinrichting boven een vooraf bepaald stuk grond, aandrijven van een boor om zijn langsas door een aandrijfmiddel dat verbonden is met een geleidingsprofïel, neerwaarts bewegen van de boor naar het vooraf bepaald stuk grond om een gat te boren in het vooraf bepaald stuk grond, daardoor gekenmerkt dat het geleidingsprofïel een hol geleidingsprofïel is, waarbij de boor zich uitstrekt in het hol geleidingsprofïel zodat het geleidingsprofïel tijdens het boren vanaf een vooraf bepaalde diepte van het gat zich minstens gedeeltelijk uitstrekt in het gat.

De grondboorinrichting wordt gepositioneerd boven het stuk grond waarin het gat geboord zal worden. Het aandrijfmiddel roteert de boor om zijn langsas en de boor beweegt naar het stuk grond toe voor uit maken van een boorbeweging. Het geleidingsprofïel beweegt mee met

BE2018/5833 de boor naar het stuk grond. Hierdoor zal het geleidingsprofïel tijdens het boren meebewegen in het geboorde gat.

Bij voorkeur wordt een waterstroom tijdens het neerwaarts bewegen doorheen de grondboorinrichting in het gat geleid. De waterstroom vult het gat op met water zodat het onder druk staat. Nadat de waterstroom door de grondboorinrichting in het gat geleid is, wordt de waterstroom naast de grondboorinrichting naar het oppervlak geleid. Deze opwaartse waterstroom voert dankzij de hoge druk de geboorde grond mee naar boven.

Bij voorkeur bevat de werkwijze verder de volgende stappen: loskoppelen van het aandrijfiniddel van de boor, waardoor een open positie definieerbaar is voor het voorzien van een toegang tot het tweede eind van de boor en plaatsen van een filter in het gat doorheen een holte van de boor, waarbij de holte zich uitstrekt over de gehele lengterichting van de boor.

Het aandrijfiniddel is loskoppelbaar van de boor. Hierdoor is de bovenkant van de boor toegankelijk. Dit is voordelig voor het uitvoeren van een onderhoud. Daarnaast is deze bereikbaarheid voordelig indien de boor een holte heeft dat zich uitstrekt doorheen de gehele boor. Deze holte kan gebruikt worden voor het plaatsen van objecten in het gat. Bij het uitvoeren van een grondboring met als doel het maken van een waterbron, kan op deze manier een filter geplaatst worden op de bodem van het gat. Deze filter is verbonden met een waterbuis waardoor het water via de filter naar de oppervlakte kan gebracht worden.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening laat:

figuur 1 een schematische tekening zien van een voertuig bevattende een grondboorinrichting volgens de stand van de techniek;

figuur 2 een schematische tekening zien van een voertuig bevattende een grondboorinrichting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding;

figuur 3A een dwarsdoorsnede van een grondboorinrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding zien;

figuur 3B een dwarsdoorsnede van een grondboorinrichting volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding zien;

figuur 4 een schematisch perspectiefaanzicht van het aandrijfiniddel en het tweede uiteinde van de boor zien;

figuur 5A een schematische tekening zien van een grondboorinrichting tijdens het uitvoeren van een grondboring;

figuur 5B een schematische tekening zien van het plaatsen van een filter na het uitvoeren van een grondboring.

BE2018/5833

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.

In figuur 1 is een voertuig 11 bevattende een grondboorinrichting 1 voor het uitvoeren van een grondboring volgens de gekende stand van de techniek getoond. De grondboorinrichting 1 bevat een boor 2 en een geleidingsprofiel 5, welke parallel ten opzichte van elkaar opwaarts opgesteld zijn. Boor 2 heeft een schacht 3 en een kop 4. De boor 2 is via een geleidingswagen 9 en een aandrijfmiddel 6 verbonden met de het geleidingsprofiel 5, waarbij het aandrijfmiddel 6 een rotatie 7 van de boor kan teweegbrengen. De geleidingswagen 9 is ingericht om een op- en neerwaartse beweging 10 langs het geleidingsprofiel 5 te maken, waardoor de boor 2 naar een te boren grond bewogen kan worden. De combinatie van de rotatie 7 en de neerwaartse beweging 10 laat toe om de kop 4 om een gat te boren in de grond. Het geleidingsprofiel 5 is via een verbindingselement 8 verbonden met het voertuig 11 dat tijdens het uitvoeren van een grondboring stilstaat. Het verbindingselement 8 houdt geleidingsprofiel 5 vast waardoor bewegingen van het geleidingsprofiel 5 tijdens een grondboring voorkomen wordt.

Figuur 2 toont een voertuig 11 bevattende een grondboorinrichting 1 voor het uitvoeren van een grondboring volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De grondboorinrichting 1 bevat een boor 12.

Boor 12 bevat een schacht 13 en een kop 14. Schacht 13 is bij voorkeur een holle, langwerpige cilinder. Boor 12 is voor het uitvoeren van een grondboring typisch relatief lang. Hiertoe heeft de schacht 13 bij voorkeur een lengte van minstens 3m, meer bij voorkeur een lengte van minstens 4m, meest bij voorkeur een lengte van minstens 5m. Schacht 13 heeft bij voorkeur een doorsnede van maximaal 15cm, verder bij voorkeur een doorsnede van maximaal 12cm, meest bij voorkeur een doorsnede van maximaal 8cm. Kop 14 is bij voorkeur hol en bevindt zich aan een eerste eind van de schacht 13 en is gericht naar de grond.

Boor 12 is verbonden met een aandrijfiniddel 16. Aandrijfiniddel 16 kan de boor 12 aandrijven voor het induceren van een rotatie 17 om de langsas van de boor 12. Tijdens het uitvoeren van de grondboring zal de kop 14 door deze rotatie 17 de grond losmaken. Aandrijfiniddel 16 bevat bij voorkeur een wateraansluiting, zodat een waterleiding 20 aansluitbaar is. Via waterleiding 20 kan water aangevoerd worden dat via de schacht 13 naar de kop 14 geleid kan worden en vervolgens bij voorkeur onder een druk uit de kop 14 gespoten kan worden.

Verder bevat de grondboorinrichting 1 een hol geleidingsprofiel 15 dat verbonden is met aandrijfiniddel 16. Het hol geleidingsprofiel 15 strekt zich uit rondom de schacht 13 van de boor 12. Met andere woorden, boor 12 strekt zich over een relatief groot deel uit in het hol geleidingsprofiel 15. Bij voorkeur strekt het hol geleidingsprofiel 15 zich uit over minstens 50%

BE2018/5833 van de lengte van de boor 12, meer bij voorkeur over minstens 60% van de lengte van de boor, meest bij voorkeur over 75% van de lengte van de boor 12.

Hol geleidingsprofiel 15 wordt vastgeklemd door geleidingsklem 18. Hiertoe bevat geleidingsklem 18 meerdere geleidingswielen 19. Verder is het aandrijfmiddel 16 loskoppelbaar van de boor 12. Hiertoe is het hol geleidingsprofiel 15 bij voorkeur verbonden met het aandrijfmiddel 16 via een schamierelement 21. Het schamierelement 21 laat beweging toe van twee elementen, waardoor het aandrijfmiddel 16 loskoppelbaar is van boor 12, zodat een binnenkant van het hol geleidingselement 15 zichtbaar wordt. Alternatief kan het aandrijfmiddel 16 volledig loskoppelbaar zijn van hol geleidingsprofiel 15 en kunnen boor 12 en hol geleidingsprofiel 15 elk gekoppeld worden met een verlengstuk. Het aandrijfmiddel kan vervolgens gekoppeld worden aan het verlengstuk van de boor 12 en hol geleidingsprofiel 15 waardoor een dieper gat geboord kan worden.

Geleidingsklem 18 klemt het hol geleidingsprofiel zodanig dat het hol geleidingsprofiel 15 zich in een opwaartse richting ten opzichte van de ondergrond uitstrekt, waardoor een hoek a gedefinieerd kan worden. De geleidingsklem 18 is typisch via een beweegbare arm verbonden met voertuig 11, waardoor geleidingsklem 18 laag bij de ondergrond geplaatst kan worden. Het plaatsen van de geleidingsklem 18 laag bij de ondergrond zorgt ervoor dat een zwaartepunt van de grondboorinrichting 1 relatief laag is. Een laag zwaartepunt verhoogt de stabiliteit en veiligheid van de grondboorinrichting 1. Bij voorkeur bevindt de geleidingsklem 18 zich maximaal vier meter van de grond, meer bij voorkeur maximaal drie meter, meest bij voorkeur twee meter. De geleidingsklem 18 is verbonden met voertuig 11, wat ervoor zorgt dat de grondboorinrichting 1 dynamisch hanteerbaar is. Een klemsterkte kan aangepast worden zodat de grondboor verschoven kan worden ten opzichte van de geleidingsklem. De grondboorinrichting 1 kan op deze manier gemakkelijker gehanteerd worden en naar gewenste positie geplaatst worden. Verder is de grondboorinrichting 1 hierdoor verplaatsbaar tussen verschillende grondboringen. Alternatief kan de geleidingsklem 18 verbonden zijn met een statief.

De geleidingswielen 19 klemmen het hol geleidingsprofiel 15 vast. De geleidingswielen 19 hebben bij voorkeur een hoge wrijvingscoëfficiënt zodat het hol geleidingsprofiel 15 vastgehouden kan worden en rotaties om de langsas van het hol geleidingsprofiel 15 verhinderd kunnen worden. Het verhinderen van de rotaties om de langsas van het hol geleidingsprofiel 15 is gemakkelijker wanneer het hol geleidingsprofiel 15 nietcirculair is aangezien een profiel met een niet-circulaire doorsnede eenvoudiger vast te houden is. Deze rotaties kunnen bijvoorbeeld veroorzaakt worden door de weerstand die de grond biedt tegen de boor 12 tijdens het uitvoeren van een grondboring. In figuur 2 zijn er meerdere geleidingswielen 19 die het hol geleidingsprofiel vastklemmen op meerdere hoogteposities. Het

BE2018/5833 vastklemmen op meerdere hoogteposities voorkomt kantelen van het hol geleidingsprofiel 15, waardoor hol geleidingsprofiel stabieler is. Het kantelen van het hol geleidingsprofiel verandert hoek a. Hoek a is typisch een vooraf bepaalde hoek dat bepaalt in welke richting het gat geboord zal worden. Hierdoor is hoek a bij voorkeur constant bij elke grondboring. Bij voorkeur heeft hoek a een grootte tussen 60° en 120°, meer bij voorkeur een grootte tussen 70° en 110°, meest bij voorkeur een grootte tussen 80° en 100°.

De geleidingswielen 19 hebben een as welke loodrecht ligt op de langsas van het hol geleidingsprofiel 15. Bijgevolg zal het hol geleidingsprofiel 15 in een op- en neerwaartse richting bewegen wanneer de geleidingswielen 19 in een bepaalde richting draaien, zoals getoond door de pijlen 37. De combinatie van de rotatie 17 en de op- en neerwaartse beweging ten gevolge van het roteren van de geleidingswielen 19 zorgt ervoor dat de kop 14 een boring uitvoert op de ondergrond.

Figuur 3A toont een dwarsdoorsnede van een uitvoeringsvorm van de grondboorinrichting ter plaatse van de geleidingsklem. Schacht 13, holle buis 25 en hol geleidingsprofiel 15 liggen concentrisch om elkaar heer. De afstanden tussen deze concentrische elementen zijn ter verduidelijking van figuur 3A afwijkend van de realiteit. In realiteit liggen schacht 13, holle buis 25 en hol geleidingsprofiel dichter bij elkaar.

Schacht 13 is hol en cilindervormig, waardoor een waterstroom leidbaar is doorheen de holte van de schacht 13. Tijdens het roteren van de boor kan schacht 13 als gevolg van trillingen en buigingen in contact komen met hol geleidingsprofiel 15. Hiertoe bevat de grondboorinrichting bij voorkeur verder de holle buis 25, welke zich tussen schacht 13 en hol geleidingsprofiel 15 uitstrekt. Holle buis 25 is bij voorkeur gemaakt van een kunststof en dient voor het verlagen van een wrijving ten gevolge van de rotatie van schacht 13. Deze verlaging van wrijving verhoogt een efficiëntie van een vermogen dat overgebracht wordt van het aandrijfmiddel op de grond. Figuur 3A is slechts een uitvoeringsvorm en de vakman zal inzien dat de holle buis 25 slechts optioneel is. Schacht 13 is verder bij voorkeur gemaakt van staal. Meer bij voorkeur is schacht 13 gemaakt van roestvrij staal, meest bij voorkeur is schacht 13 gemaakt van inox. Schacht 13 heeft verder bij voorkeur een maximale diameter van 150mm, meer bij voorkeur een maximale diameter van 100mm, meest bij voorkeur een maximale diameter van 75mm.

Hol geleidingsprofiel 15 strekt zich uit rond de holle buis 25 en schacht 13. De dwarsdoorsnede van het hol geleidingsprofiel heeft bij voorkeur een vorm die afwijkt van een cirkel. In figuur 3A heeft het hol geleidingsprofiel 15 in doorsnede bijvoorbeeld de vorm van een vierhoek. Tijdens het boren biedt de grond een weerstand tegen de rotatie van de boor, in de vorm van een moment in de tegengestelde richting ter plaatse van het aandrijfmiddel. Aangezien de boor via het aandrijfmiddel verbonden is met het hol geleidingsprofiel 15, kan dit moment tegengewerkt

BE2018/5833 worden door de geleidingsklem, welke het hol geleidingsprofiel 15 vastklemt. Hierdoor wordt een weerstand geboden tegen het moment dat geïnduceerd wordt tijdens het boren. Meer bepaald oefenen de geleidingswielen 19 een tegenkracht uit tegen het moment veroorzaakt door het boren ter plaatse van een contactoppervlak. Hiertoe is de tegenkracht nagenoeg even groot als de kracht van het moment. De kracht van het moment kan, theoretisch beschouwd ter plaatse van het contactoppervlak, opgesplitst worden in een component tangentieel met het contactoppervlak en een component loodrecht op het contactoppervlak. De tangentiële component wordt tegengewerkt door een wrijvingskracht tussen het hol geleidingprofiel 15 en de geleidingswielen 19 ter plaatse van het contactoppervlak. De loodrechte component wordt tegengewerkt door het drukken van geleidingwielen 19 tegen het hol geleidingsprofiel.

De geleidingswielen 19 worden ten minste gedeeltelijk binnen draaicirkel 40 van het hol geleidingsprofiel 15 geplaatst. Hierdoor wordt de loodrechte component van de geleidingswielen 19 verhoogd. De geleidingswielen 19 oefenen de tegenkracht uit ter plaatse van gedeelte het binnen draaicirkel 40.

Bij voorkeur is ten minste het gedeelte van de geleidingswielen 19 binnen de draaicirkel 40 vormcompatibel met de vorm van de doorsnede van het hol geleidingsprofiel 15. De vakman zal inzien dat de loodrechte component op het contactoppervlak van geleidingswielen 19 bij voorkeur zo groot mogelijk is, waardoor het moment beter opgevangen kan worden. Alternatief is het contactoppervlak van de geleidingswielen op de draaicirkel 40 bij voorkeur zo groot mogelijk, waardoor de wrijvingskracht vergroot wordt.

Verder ligt de as van elk geleidingswiel 19 bij voorkeur loodrecht op de langsas van het hol geleidingsprofiel. Hierdoor kan een rotatie om de as van de geleidingswielen 19 een op- en neerwaartse beweging induceren. De vakman zal inzien dat figuur 3A slechts een uitvoeringsvorm en dat de vorm en het aantal geleidingswielen 19 veranderbaar is zonder dat de functies ervan noemenswaardig veranderen.

Figuur 3B toont een dwarsdoorsnede van een alternatieve uitvoeringsvorm van de grondboorinrichting ter plaatse van de geleidingsklem. In figuur 3B heeft hol geleidingsprofiel 15 een alternatieve vorm. Hol geleidingsprofiel 15 heeft twee uitstulpingen tegen welke de geleidingswielen 19 geklemd zitten. Door de uitstulpingen is het hol geleidingsprofiel 15 nietcirculair. Deze uitstulpingen voorkomen door de positie van de geleidingswielen 19 een rotatie om de langsas van het hol geleidingsprofiel 15. De vakman zal inzien dat dit slechts een uitvoeringsvorm is en dat het aantal uitstulpingen en het aantal geleidingswielen 19 veranderbaar is. In deze uitvoeringsvorm wordt de tegenkracht dat de loodrechte component opheft gemaximaliseerd, aangezien deze loodrecht staat op het contactoppervlak zodat de grootte van de tangentiële component gereduceerd wordt tot nagenoeg 0.

BE2018/5833

Figuur 4 toont een perspectiefaanzicht van een uitvoeringsvorm van de koppeling tussen het aandrijfmiddel en het tweede eind van de schacht 13. Bepaalde elementen van de grondboorinrichting zijn niet weergegeven voor het verduidelijken van de figuur. Voor het aandrijven van schacht 13 heeft aandrijfmiddel 22 één of meerdere aandrijfpinnen 24 en heeft schacht 13 één of meerdere pinnen 23.

In figuur 4 is het aandrijfmiddel 22 losgekoppeld van schacht 13. In een gekoppelde toestand grijpen aandrijfpinnen 24 en pinnen 23 op schacht 13 als tanden in elkaar. Aandrijfmiddel 22 en schacht 13 hebben bij voorkeur een complementaire vorm zodat een aandrijving van het aandrijfmiddel 22 via aandrijfpinnen 24 op pinnen 23 overgebracht kunnen worden. Hiertoe maken aandrijfpinnen 24 tijdens het aandrijven bij voorkeur een cirkelvormige beweging rond de langsas van de schacht 13 welke cirkelvormige beweging een gelijkaardige doorsnede heeft als doorsnede van schacht 13. Hierdoor oefenen aandrijfpinnen 24 een kracht uit op de pinnen 23, waardoor een rotatie geïnduceerd wordt in de schacht 13.

Het aandrijfmiddel 22 bevat verder een wateraansluiting waardoor waterleiding 20 koppelbaar is met het aandrijfmiddel 22. Hierdoor kan waterleiding 20 water aanvoeren naar een holte in de boor. Als de boor hol is over zijn volledige lengte richting kan vervolgens het water door de holte gevoerd worden. Tijdens het uitvoeren van de grondboring zal het water in het gat terechtkomen en het gat onder een druk zetten waardoor een instorten van het gat vermoeilijkt wordt.

Figuur 5A toont een schematische weergave van een uitvoering van een grondboring met een grondboorinrichting volgens de uitvinding. Hiertoe is voertuig 11 gepositioneerd zodat de grondboorinrichting zich boven het stuk grond bevindt waar een grondboring uitgevoerd dient te worden. Geleidingsklem 18 geleidt het geleidingsprofiel in een neerwaartse richting waardoor de boor 12 het gat dieper maakt. Het geleidingsprofiel gaat hierbij mee het gat in. Hiertoe is kop 14 bij voorkeur groot genoeg zodanig dat het geleidingsprofiel in het gat, gevormd door de boor, past. Een straal van een draaicirkel van kop 14 is bij voorkeur minstens even groot als een maximale loodrechte afstand tussen de langsas van de boor 12 en het hol geleidingsprofiel 15. Hiertoe boort kop 14 in een bodem van het gat waardoor grond losgemaakt wordt. Deze losgemaakte grond wordt vervolgens verwijderd door water onder een hoge druk vanuit de boor 12 in het gat te spuiten 27. De vakman zal inzien dat water slechts een voorbeeld is en dat een andere boorvloeistof het water kan vervangen. Het water volgt een watercyclus welke aangegeven wordt in figuur 5A door de verschillende pijlen 26,27,29. Dit water wordt via waterleiding 20 en aandrijfmiddel 16 onder druk in de boor gevoerd, waarna het door schacht 13 en kop 14 naar beneden gedrukt 26 wordt.

BE2018/5833

Het in het gat gespoten water voert de losgemaakte grond naar boven 29, waardoor het gat vrijgemaakt wordt voor de boor 12 om dieper te boren. Om de losgemaakte grond naar boven 29 te voeren, dient het water onder een voldoende hoge snelheid naar boven 29 gevoerd te worden. Hiertoe wordt het water bij voorkeur naar beneden gedrukt 26 met een druk van meer dan 3 bar, verder bij voorkeur meer dan 5 bar, meest bij voorkeur meer dan 10 bar. De druk voorkomt verder het instorten van het geboorde gat. Hoe hoger de druk, hoe breder het gat gemaakt kan worden.

Het gebruikte water is typisch leidingwater dat aangeleverd wordt via leiding 31. Hiertoe wordt waterleiding 20 aan kraan 30 gekoppeld, zodat de kraan 30 in een open toestand het water doorlaat naar waterleiding 20. Wanneer de druk van het leidingwater onvoldoende is, kan het water via een pomp 32 verder onder druk gezet worden om in de boor te pompen. Alternatief kan het water in een waterreservoir opgeslagen zitten, en via waterleiding 20 door pomp 32 onder druk in de boor gepompt worden.

Figuur 5B toont een schematische weergave van een het plaatsen van een fdter in het gat met behulp van een grondboorinrichting volgens de uitvinding. Hiertoe wordt aandrijfiniddel 16 losgekoppeld van boor 12, waardoor boor 12 door een gebruiker bereikbaar is langs een bovenkant. Er is een opening aan de bovenkant van de grondboorinrichting. Langs deze opening kan een filter 33, bij voorkeur een andere filter dan filter 31, in een neerwaartse richting 35 doorheen de holte van de boor 12 geduwd worden. De filter 33 kan zo geplaatst worden op een bodem 36 van het gat. De vakman zal inzien dat ook andere objecten zoals sensoren op deze manier geplaatst kunnen worden. Filter 33 is verbonden met een waterbuis 34 zodat grondwater via de waterbuis 34 opgepompt kan worden naar de oppervlakte.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat de uitvinding op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden. Daarbij is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten. De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies.

Claims

Conclusies

1. Grondboorinrichting voor het uitvoeren van een grondboring, bevattende een boor, een geleidingsprofiel voor het geleiden van de boor tijdens het uitvoeren van de grondboring en een aandrijfiniddel voorzien tussen het geleidingsprofiel en de boor voor het roteren van de boor om zijn langsas, daardoor gekenmerkt dat het geleidingsprofiel een hol geleidingsprofiel is, waarbij de boor zich uitstrekt in het hol geleidingsprofiel.
2. Grondboorinrichting volgens conclusie 1, verder bevattende een geleidingsklem, welke zich om het geleidingsprofiel heen uitstrekt voor het vastklemmen van geleidingsprofiel zodat de geleidingsklem een weerstand biedt tegen een rotatie van het geleidingsprofiel om zijn langsas.
3. Grondboorinrichting volgens conclusie 2, waarbij een dwarsdoorsnede van het geleidingsprofiel niet-circulair is over nagenoeg zijn gehele lengte.
4. Grondboorinrichting volgens conclusie 2 of 3, waarbij de geleidingsklem ten minste één geleidingswiel met een as loodrecht op de langsas bevat, waarbij het ten minste één geleidingswiel draaibaar is en waarbij een draaiing van het ten minste één geleidingswiel een beweging van het geleidingsprofiel in de lengterichting induceert.
5. Grondboorinrichting volgens één van de conclusies 2-4, waarbij de geleidingsklem een tweede aandrijfiniddel bevat dat verbonden is met het geleidingsprofiel zodat een beweging volgens de langsas van het geleidingsprofiel regelbaar is.
6. Grondboorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de geleider verder een buis bevat welke zich uitstrekt tussen het geleidingsprofiel en de boor voor het verlagen van een wrijving tussen het geleidingsprofiel en de boor tijdens het uitvoeren van de grondboring.
7. Grondboorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de boor een holte heeft dat zich in de lengterichting uitstrekt over de gehele boor.

BE2018/5833
8. Grondboorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, verder bevattende een wateraansluiting voor het aansluiten van een waterleiding zodat een waterstroom leidbaar is doorheen de boor.
9. Grondboorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het aandrijfmiddel loskoppelbaar is van de boor, waardoor een open positie definieerbaar is voor het voorzien van een toegang tot het tweede eind van de boor.
10. Voertuig bevattende de grondboorinrichting volgens één van de voorgaande conclusies.
11. Werkwijze voor het uitvoeren van een grondboring, waarbij de werkwijze de volgende stappen bevat:

- positioneren van een grondboorinrichting boven een vooraf bepaald stuk grond;

- aandrijven van een boor om zijn langsas door een aandrijfmiddel dat verbonden is met een geleidingsprofïel;

- neerwaarts bewegen van de boor naar het vooraf bepaald stuk grond om een gat te boren in het vooraf bepaald stuk grond, daardoor gekenmerkt dat het geleidingsprofïel een hol geleidingsprofïel is, waarbij de boor zich uitstrekt in het hol geleidingsprofïel zodat het geleidingsprofïel tijdens het boren vanaf een vooraf bepaalde diepte van het gat zich minstens gedeeltelijk uitstrekt in het gat.
12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij tijdens het neerwaarts bewegen een waterstroom doorheen de grondboorinrichting in het gat geleid wordt.
13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, verder bevattende de volgende stappen:

- loskoppelen van het aandrijfmiddel van de boor, waardoor een open positie definieerbaar is voor het voorzien van een toegang tot het tweede eind van de boor;

- plaatsen van een filter in het gat doorheen een holte van de boor, waarbij de holte zich uitstrekt over de gehele lengterichting van de boor.