CH277225A - Process for producing horizontal boreholes for groundwater wells and drilling machine for carrying out the process. - Google Patents

Process for producing horizontal boreholes for groundwater wells and drilling machine for carrying out the process.

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CH277225A
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CH
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drill pipe
casing pipe
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Gebhardt Koenig Deutsche Gmbh
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Gebhardt & Koenig Deutsche Sch
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    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
    • E03B3/08Obtaining and confining water by means of wells
    • E03B3/10Obtaining and confining water by means of wells by means of pit wells
    • E03B3/11Obtaining and confining water by means of wells by means of pit wells in combination with tubes, e.g. perforated, extending horizontally, or upwardly inclined, exterior to the pits

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Description

  

  Verfahren zur Herstellung von Horizontalbohrungen für     Grundwasserfassungen     und Bohrmaschine zur Ausübung des Verfahrens.    Vorliegende Erfindung bezieht sich auf  ein Verfahren zur Herstellung von Horizon  talbohrungen für     Grrundwasserfassungen    und  auf eine     Bohrmaschine    zur Ausübung dieses  Verfahrens. Bei derartigen     Grundwasserfas-          sungen    wird ein vertikaler Sehacht in den  Boden gegraben und wasserdicht ausbetoniert;  von diesem Schacht aus werden dann strahlen  förmig Horizontalbohrungen in das Erdreich  vorgetrieben.

   Zu diesem Zwecke wurde bisher  ein vorn     -esehlossenes    Mantelrohr     hydraulisch     in das Erdreich gestossen und nach Einsetzen  eines Filterrohres in das Mantelrohr dieses  wieder zurückgezogen. In     wasserreiches    Erd  reich konnte auch ein vorn offenes Mantel  rohr     eingetrieben    werden, wobei der in das  Rohr eindringende Erdkern durch das vor  handene Grundwasser aufgelöst und wegge  spült wurde.

   Ferner hat man auch schon das  ; zur     Wassergewinnung    dienende     Filterrohr     selbst mit. einem ebenfalls gelochten, als Hohl  kegel ausgebildeten     Isopfstüek    versehen und  zum Hineintreiben desselben in das Erdreich  benutzt,     wobei    durch ein innerhalb des Filter  ;     rohres    gleichachsig angeordnetes, nicht ge  lochtes Rohr während des     Vortreibens    Sand  und Wasser in den Schacht abgeführt wurden.  



  In allen diesen Fällen war aber das ledig  lich durch axiale Stoss- oder Druckwirkung  erfolgende Eintreiben der Rohre     auf    eine  relativ kurze Strecke begrenzt. Es kommt vor,  dass schon nach einigen Metern durch ein  Hindernis, wie etwa. ein Findling, Baum-    stamm oder ein     Felsriff,    ein weiteres Vortrei  ben des Mantelrohres unmöglich wird. Dies  hat zur Folge, dass von vornherein nicht mit  Sicherheit die     verlegbare        Filterrohrlänge    fest  gestellt werden kann, und bei ungenügendem       Wasserzufluss    infolge zu geringer Filterrohr  länge ein weiterer Schacht mit zu diesem  strahlenförmig angeordneten Rohren gebaut  werden muss, um die erforderliche Wasser  menge zu erreichen.  



  Vorliegende Erfindung ermöglicht nun,  von dem Sehacht aus     Bohrungen    vorzuneh  men, welche etwaige Hindernisse überwinden,  so dass die Horizontalbohrungen in einer zum       Erfassen    des vorhandenen Grundwassers er  forderlichen Länge ausgeführt werden kön  nen.  



  Das gemäss der Erfindung zur Herstellung  von Horizontalbohrungen für Grundwasser  fassungen dienende Verfahren besteht. darin,  dass ein Mantelrohr in das Erdreich     einge-          presst    wird und gleichzeitig einem Bohrrohr,  das im Mantelrohr rotierend gelagert ist,  axiale Bewegungen übermittelt werden, dass  ferner zwischen dem Mantelrohr und dem  Bohrrohr ein Wasserstrahl bis zur Bohrkrone  gepresst wird, welcher das abgebohrte Mate  rial durch das Bohrrohr wegschwemmt, wobei  entsprechend dem zu bohrenden Material aus  wechselbare Bohrköpfe verwendet werden.  



  Zur Ausübung des erfindungsgemässen  Verfahrens dient eine Bohrmaschine, welche      rings um die Mittelachse eines Kreises, in  welcher sich nach     rückwärts    die beliebigen,  radialen     Vortriebsrichtungen    der Bohrungen  schneiden, schwenkbar gelagert ist und ein  in einem     verlängerbaren    Mantelrohr geführ  tes, sowohl drehbares als auch axial verschieb  bares und ebenfalls v     erlängerbares    Bohrrohr  hat, dessen     Bohrkopfschneide    beim Bohren  mit dem Kopfende des jeweils vordersten  Mantelrohres mindestens annähernd in     glei-          eher    Ebene zu arbeiten bestimmt     ist,

      wobei  ferner eine     Vortriebsvorrichtung,    die ein     Hin-          und    Herbewegen des Bohrrohres gestattet,  und eine zweite     Vortriebsvorrichtung    für das  entsprechend dem     Vorschub    des Bohrrohres  vorzutreibende Mantelrohr vorgesehen sind,  -und schliesslich einerseits an den     Ringrahm     zwischen dem Mantelrohr und dem Bohrrohr  eine     Leitung    zum Zuführen des     Druckwassers     und anderseits am hintern, dem Bohrkopf  entgegengesetzten Ende des     Bohrrohres    eine  Leitung zum Abführen des Wassers zusam  men mit dem von diesem aufgelösten Bohr  kern angeschlossen ist.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist. als  beispielhafte Anwendungsform des     erfin-          diuigsgemässen        Verfahrens    ein Ausführungs  beispiel einer zur Ausübung dieses Verfah  rens bestimmten, erfindungsgemässen Bohr  maschine erläutert.

   Es zeigt:       Fig.    1 den Grund eines ausgemauerten       Schachtes,    in dem die Bohrmaschine aufge  stellt ist und mit den einzutreibenden Roh  ren in Verbindung steht, in Seitenansicht der  Maschine mit teilweise weggebrochenen Teilen  und im Schnitt durch die Rohre,       Fig.    2 eine Draufsicht auf     Fig.    1,       Fig.    3 einen Schnitt nach der Linie     I-1     in     Fig.    1 und       Fig.    4 den Bereich der     Bohrkrone    in grö  sserem Massstab.  



  Der Schacht 1 ist gebildet durch eine  Sohle 2 und eine Mantelmauer 3, welche wasser  dicht ausbetoniert sind. In dem Mantel 3 sind  so viele Futterrohre 4 eingemauert, wie  radiale Bohrungen in das Erdreich vorge  sehen sind. In der Mitte der Schachtsohle ist  ein     Bolzen    5 eingemauert, um den das Ge-    stell 6 einer Bohrmaschine ringsum drehbar  ist. Dieses Gestell weist Räder 7 auf, die ein  Drehen der     Bohrmaschine    uni den Zapfen 5       ermö-lielien,    sowie     Schrauben    8, durch welche  die Maschine in der jeweils gewünschten  Lage festgehalten werden kann. Die Räder 7  laufen auf einem in der Sohle 2 eingesetzten  Laufring 9.

   In Lagern 11, 12 der Bohr  maschine ist das     Bohrrohr    13 drehbar ge  lagert, welches an     einem    Ende einen Flansch  14 aufweist und mit dein andern Ende dreh  bar in einer Stopfbüchse 15 geführt ist, an  die sieh ein     T-Stüek        1.5a    anschliesst.     Dieses          T-Stück    kann mittels eines Schlauches 16 an  die     Saugseite    einer nicht.

   dargestellten Wasser  pumpe     \angeschlossen         'erden,    um dadurch  das     Wegschwemmen    des     abgebohrten    und im  Wasser aufgelösten     Erdkernes    zu unter  stützen.    Auf dem Rohr 13 sitzt verschiebbar, aber  mit einem Keil gegen Verdrehen gesichert,  ein Zahnrad 17, welches seitlich mit. Haltern  18 gegenaxiale Verschiebungen festgehalten ist.  Das Zahnrad 17 steht im Eingriff mit einem  Zahnrad 1.9, das auf einer parallel zum Bohr  rohr 13 verlaufenden Welle 20     aufgekeilt    ist.  Die Welle 20 ist. in Lagern 22, 23 gelagert  und mit einer Voll- und einer Leerriemen  scheibe 24 bzw. 25 versehen.

   An dem Gestell  6 ist ferner ein Rahmen 27 befestigt., der zwei  Reihen Zapfen 28     aufweist.    In die Zapfen 28  werden nach beiden Seiten zweiarmige Hebel  29, 30 eingesetzt, deren eines Ende mit einem       Handgriff    31 versehen ist, während das  andere Hebelende 33 in     einen    Zapfen 34 ein  greift, der im.     T-Stüeh        15c    befestigt ist,     wel-          ehes    im Rahmen 27 geführt und gegen Ver  drehen gesichert. ist. Durch die Hebel 29, 30  kann somit dem sieh drehenden Rohr 13 eine  axiale Hin- und     Herbewegung    von jeweils  einigen Zentimetern erteilt werden.

      An dem Flansch     4cc    des     eingemauerten     Futterrohres 4 ist, ein     Sehiebergehäuse    42 be  festigt, durch das bei entferntem Schieber ein  Standrohr 40     hindureligesehoben    ist.. Dieses  Standrohr weist ebenfalls einen Flansch 40a  auf, der mit. dem Flansch des Schiebergehäu-           ses    42 fest verbunden     ist..    Auf der andern  Fläche des Flansches 40a ist eine Stopfbüchse  42 befestigt, welche zur Abdichtung eines ver  schiebbaren Arbeitsrohres 44 dient, dessen  hinteres Ende mit einem Deckel 45 verschlos  sen ist.

   Der Deckel 45 ist mit einer Stopf  büchse 46 verbunden, die gegen ein durch den  Deckel geführtes Verlängerungsstück     13a    des  Bohrrohres 13 abdichtet. An dem Deckel 45  ist. ausserdem ein     Wasserzuführungsrohr    47  angeschlossen, das mit der Druckseite einer  Pumpe in Verbindung steht.    Am hintern Ende des Arbeitsrohres 44  unmittelbar vor dem     Verschlussdeekel    45 ist.  ein Joch 48 befestigt, auf das ein mit Anker  schrauben 49 an der Schachtwand 3 gehal  tener Seil-, Schrauben- oder Kettenzug 50 ein  wirkt. An Stelle dieser Zugorgane können  auch hydraulische Pressen oder sonstige  Druckvorrichtungen vorgesehen werden.

    Durch die von dieser     Vortriebsvorriehtung     ausgeübte Kraft wird das Arbeitsrohr 44 in  dem Standrohr 40 in der Bohrrichtung ver  schoben. In das Arbeitsrohr 44 wird ein Man  telrohr 51 eingesetzt, das sich gegen die In  nenseite des Deckels 45 abstützt und beim  Verschieben des Arbeitsrohres 44 zusammen  mit diesem in das Erdreich gedrückt wird.  Die einzelnen Rohrabschnitte des Mantelroh  res 51 werden durch Ringe 52     aneinander-          gekuppelt.    Entsprechend der jeweiligen Ge  samtlänge des Mantelrohres wird auch das  Bohrrohr 13 über das angeflanschte Rohrstück  13a hinaus durch Verbindungsmuffen 53 mit  weiteren Verlängerungsrohr stücken 13b, 13c       usw.    versehen.

   Am freien Ende des vordersten  Rohrstückes<B>13e</B> ist ein Bohrkopf 55 mit einer  gezahnten Schneide aufgesetzt, dessen Kronen  aussendurchmesser annähernd, das heisst min  destens 0,9 mal so gross ist wie der Mantel  rohrinnendurchmesser. Zur Führung der       Bohrrohrverlängerungen    13b, 13c usw. im  Mantelrohr dienen Rollenlager 56. Das Stand  rohr 40 ist ausserhalb der Mauer 3 koaxial von  einer Rohrschlange 57 umgeben, die an ein  nicht dargestelltes     Gefriers@#stem    angeschlos  sen werden kann.    Die Herstellung einer Bohrung mit der       vorbeschriebenen    Maschine geschieht folgen  dermassen:  Die Maschine wird auf der Sohle des mit  mehreren Futterrohren 4 versehenen Schach  tes um den Zapfen 5 drehbar montiert, so dass  das Rohr 13 radial zur Schachtmitte gerichtet  ist.

   An eines der Futterrohre 4 wird nun das       Schiebergehäuse    42 festgeschraubt; darauf  wird durch die Bohrungen dieser beiden Teile  ein Standrohr 40 auf eine verhältnismässig  kurze Strecke in das den Schacht umgebende  Erdreich hineingetrieben und an dem Flansch  des     Schiebergehäuses    befestigt. Durch die  Bohrung des Standrohres 40 wird anschlie  ssend das Arbeitsrohr 44 hindurchgeschoben  und mit der Stopfbüchse 43 abgedichtet. Als  dann werden in das Rohr 44 ein Mantelrohr  51 und in dieses die Verlängerungen 13a, 13b  usw. des Bohrrohres geschoben, wobei auf das  vordere Ende des letzten Rohrstückes 13c der  Bohrkopf 55 aufgesetzt wird.

   Die Bohrkopf  sehneide und das vordere Ende des vordersten  Mantelrohres 51 arbeiten     beim    Bohren min  destens annähernd in derselben Ebene, und       zwar    liegen sie vor Beginn der Bohrarbeit  noch im Bereich des Schachtmantels oder nur  wenig ausserhalb     desselben,    soweit hier das  Erdreich durch das Eintreiben des Standroh  res 40 schon genügend gelockert worden ist.  Nun werden mit dem     Flansehdeckel    45 das  Arbeitsrohr 44 und das Mantelrohr 51 an  ihrem     hintern    Ende     abgeschlossen;    gleichzeitig       -wird    mit der Stopfbüchse 46 das Rohrstück  13a des Bohrrohres abgedichtet.  



  Nach diesen vorbereitenden Massnahmen  lässt man die Zugvorrichtung 48 bis 50 oder  eine entsprechende Druckvorrichtung auf das  Arbeitsrohr 44 und das Mantelrohr 51. in der       Vortriebsrichtung    (also in     Fig.    1 und 2 nach  links) einwirken. Gleichzeitig wird das Bohr  rohr 13 durch einen nicht dargestellten, z. B.  seitlich der Bohrmaschine angeordneten An  triebsmotor über die Riemenscheibe 24 und  das     Rädervorgelege    19, 17 in Umlauf versetzt.

    Die rotierende Bewegung des Bohrkopfes 55,  der dabei mittels der Handhebel 29, 30 eben-      falls in der     Vortriebsriehtung    gegen das noch  nicht abgebohrte Erdreich gedrückt und zur  Verhinderung des     Festfressens    bei eintreten  den Verstopfungen oder dergleichen v     orüber-          geliend    wieder etwas zurückgezogen wird,     er-          leiehtert    den nur durch axiale Bewegung  gleichzeitig erfolgenden Vortrieb des -Mantel  rohres 51, so dass für das letztere eine ver  hältnismässig geringe Antriebskraft.

       menügt.       Entscheidend für das planmässige Herstel  len der einzelnen     Bohrungen    wird die Anord  nung des rotierenden Bohrrohres aber dann,  wenn durch einen grossen Stein oder ein ande  res Hindernis, das härter als gewöhnliches       Erdreielt    ist, ein so starker Widerstand ent  steht, dass ein     -weiteres        Vordringen    des nur  axial bewegten Rohres für sieh allein einen       ungeheuer    \grossen Kraftaufwand erfordern  oder überhaupt nicht mehr möglich sein  würde.

   In solchen Fällen, die sieh nicht vor  hersehen lassen, mit denen aber immer ge  rechnet werden muss, kann zudem der normale  Bohrkopf gegen einen andern Bohrkopf aus  gewechselt werden, der durch seine Formge  bung und/oder die Beschaffenheit des     --'er@z-          stoffes,    aus welchem er hergestellt ist, beson  ders geeignet ist, das betreffende Hindernis  zu durchbohren. Dabei kann, sofern     erforder-          lieh,    die Drehgeschwindigkeit des Bohrrohres  erhöht oder verringert werden.    Zum fortschreitenden Vortrieb der     Boh-          rUngwerden    die Hebel 29, 30 von Zeit zu Zeit  auf' das jeweils nächste Zapfenpaar 28 umge  setzt.. Wenn sie sieh auf den letzten, das heisst.

    den in den     Fig.    1 und ? am weitesten links  liegenden Zapfen, befinden und damit. das  Bohrrohr in dieser Richtung seine Endlage  erreicht hat, sind auch das Arbeitsrohr 44       Lind    das     -Mantelrohr    51 durch die von den  Zugorganen 50 über das Joch     aus-eiibte     Kraft     entsprechend        -weit    verschoben     bzw.    in  Glas Erdreich     nachgeclrüelzt,    so dass der     Deekel     45 in die in     Fig.    1 gestrichelt angedeutete       Endlage        45n,    gelangt ist.

   Nunmehr werden  nach Abstellen der Antriebe für alle Rohre  der Deckel 45 von dem Rohr 44 und die       Muffenverbindung    53 zwischen den Rohr-         stUielzen        13n.    und 1.3b gelöst. Nach Zurück  ziehen des Bohrrohres 13 zusammen mit  seinem ersten     Vet@län,#.,erungsstüek    13a,

   der  dieses umgebenden     Stopfhüelise    46 und des  Deckels 45 in die     Ausgangslage    wird in dem  entstandenen     Zwischenraum    je ein neues     Ver-          längerungsstiielz    von gleicher Länge für das  Bohrrohr 13     -Lind    das     -lantelrolir    51 einge  setzt.

   Die     Verlängerundes    Bohrrohres wird  an beiden Enden durch     -Muffen    53 mit den  benachbarten     Rohrstüekeii,    die Verlängerung  des     Mantelrohres    dagegen nur an ihrem     vor-          dern    Ende durch einen Verbindungsring 52  gekuppelt, während das hintere Ende der  neuen     Mantelrohrverliingerung    sieh gegen  den     Deekel    45 abstützt. Dieser wird dann wie  der mit. dem     zurüclzgezogenen    Arbeitsrohr 44  verbunden.

   Die     eigentliehe    Arbeit kann somit       fortgesetzt        lind    die     Bohrunm    wieder um ein       Stiiek,    das der Länge der     eingesetzten    Rohr  teile entspricht, vorgetrieben werden. Der glei  che Vorgang wiederholt sieh so oft, bis die  beabsichtigte     Länge    der Bohrung erreicht ist.  



  Während der     Bolirarheit    wird durch das  an den Deckel 45 angeschlossene und dessen  Bewegung mit Hilfe geeigneter Verbindungs  glieder mitmachende geeigneter 47 in den Ring  raum     zwischen    dem     Mantelrohr    51 und den       Verlängerungsstücken    des Bohrrohres unter  Druck ein     Wasserstrahl    hineingeleitet, der  bis zum Bohrkopf vordringt, dort den Bohr  bern auflöst und dann. das abgebohrte Alate  rial durch das Innere des Bohrrohres weg  schwemmt.

   Gleichzeitig kühlt der Wasser  strahl. die     Bohrkopfsehneide,    was besonders  beim Durchbohren von Steinen     -Lind        derglei-          ehen    wichtig ist. Die     Aufgabe    des Wasser  strahles kann durch die     Saugwirkung    einer  Pumpe, die an die     ain        andern    Ende des Bohr  rohres bei dem     rohrförmigen        T-Stiiek        15a    an  schliessende Leitung angeschlossen ist, unter  stützt werden.  



  Das     Arbeitsrohr    44 wird nicht wie das  Bohrrohr 13 und das     -Mantelrohr    51 mit fort  schreitendem     Bohrvorgang        verläng=ert;    es hat.  lediglich den Zweck, einen     niöglielist    geringen       Reibungswiderstand    gegenüber der Stopf-      Büchse 43 bei den axialen Bewegungen des  ganzen Rohrsystems zu erreichen.  



  Bei starkem     Grundwasserandrang    kann es  erforderlich sein, zur Vornahme der geschil  derten Rohrverlängerungen oder zum Aus  wechseln des Bohrkopfes die     Gefrierrohr-          schlange    57 in Tätigkeit zu setzen. Da allein  das Einfrieren und     V'iederauftauen    des     Erd-          reiches    etwa zwei Tage dauert, wird zweck  mässig während dieser Zeit die Maschine ge  dreht und mit ihr an einer andern Bohrstelle  weitergearbeitet., bis die betreffenden Neben  arbeiten an der vorhergehenden Bohrstelle be  endet sind und diese wieder betriebsbereit ist.  



  Nach dem Fertigstellen einer Bohrung  werden zunächst alle Verlängerungen des  Bohrrohres einschliesslich der Rollenführun  gen und des Bohrkopfes ausgebaut. Darauf  wird unter Zuhilfenahme des Deckels 45 als       Widerlager    in das Innere des Mantelrohres  ein Filterrohr eingeschoben, das ebenfalls aus  einer entsprechenden Zahl einzelner Rohr  stücke zusammengesetzt wird.

   Nach dem Ein  schieben des Filterrohres, das nicht weiter als  bis zur Ebene des Flansches     4a    in den Schacht  hineinragen darf, werden das Mantelrohr 51,  das Arbeitsrohr 44 und das Standrohr 40 zu  rückgezogen, so dass der Schieber in das     Schie-          bergehäuse    42 eingesetzt und der     Wasser7u-          fluss    durch das Filterrohr nach dem Schacht.  hin abgesperrt oder in der jeweils     geWünsch-          ten     eise geregelt werden kann.



  Process for producing horizontal boreholes for groundwater wells and drilling machine for carrying out the process. The present invention relates to a method for the production of Horizon talbohrungen for groundwater wells and to a drilling machine for performing this method. With such groundwater wells, a vertical shaft is dug into the ground and concreted in a watertight manner; From this shaft, horizontal bores are then driven into the ground in the form of rays.

   For this purpose, a casing pipe closed at the front was previously pushed hydraulically into the ground and, after a filter pipe had been inserted into the casing pipe, it was pulled back again. A jacket pipe that was open at the front could also be driven into water-rich soil, with the earth core penetrating the pipe being dissolved and washed away by the available groundwater.

   Furthermore, one already has that; for the water supply serving filter pipe itself with. a likewise perforated, designed as a hollow cone Isopfstüek and used to drive the same into the ground, with one inside the filter; pipe coaxially arranged, non-perforated pipe sand and water were discharged into the shaft while driving.



  In all of these cases, however, the driving in of the pipes, which was carried out only by axial impact or pressure, was limited to a relatively short distance. It happens that after a few meters through an obstacle such as. a boulder, a tree trunk or a rock reef, further propulsion of the jacket pipe becomes impossible. As a result, the installable filter pipe length cannot be determined with certainty from the outset, and if there is insufficient water inflow due to the filter pipe length being too short, another shaft with pipes arranged radially to this must be built in order to achieve the required amount of water.



  The present invention now makes it possible to carry out bores from the visual shaft which overcome any obstacles so that the horizontal bores can be carried out in a length necessary to capture the existing groundwater.



  According to the invention for the production of horizontal boreholes for groundwater wells serving method. in that a casing pipe is pressed into the ground and at the same time axial movements are transmitted to a drill pipe that is rotatably mounted in the casing pipe, and that a water jet is also pressed between the casing pipe and the drill pipe up to the drill bit, which the drilled material washed away through the drill pipe, using interchangeable drill heads depending on the material to be drilled.



  To carry out the inventive method, a drilling machine is used, which is pivotably mounted around the central axis of a circle in which the arbitrary radial advance directions of the bores intersect backwards and a guided in an extendable casing tube, both rotatable and axially displaceable bares and also has an extendable drill pipe, the cutting edge of which is intended to work at least approximately in the same plane when drilling with the head end of the foremost casing pipe,

      Furthermore, a propulsion device that allows the drill pipe to be moved back and forth and a second propulsion device for the casing pipe to be driven in accordance with the advance of the drill pipe are provided, and finally, on the one hand, on the ring frame between the casing pipe and the drill pipe, a line for supplying the pressurized water and on the other hand, at the rear end of the drill pipe opposite the drill head, a line for draining the water is connected together with the drill core dissolved by this.



  On the accompanying drawing is. an exemplary embodiment of a drilling machine according to the invention intended to carry out this method is explained as an exemplary application of the method according to the invention.

   It shows: Fig. 1 the bottom of a lined shaft, in which the drill is set up and is connected to the pipe to be driven in connection, in side view of the machine with partially broken away parts and in section through the pipes, Fig. 2 is a plan view 1 and 3 show a section along the line I-1 in FIG. 1 and FIG. 4 shows the region of the drill bit on a larger scale.



  The shaft 1 is formed by a sole 2 and a jacket wall 3, which are concreted in a waterproof manner. In the jacket 3 as many casing pipes 4 are walled in as radial holes are easily seen in the ground. In the middle of the shaft bottom, a bolt 5 is walled in, around which the frame 6 of a drilling machine can be rotated all around. This frame has wheels 7 which enable the drilling machine to rotate and the pin 5, as well as screws 8 by means of which the machine can be held in the respectively desired position. The wheels 7 run on a running ring 9 inserted in the sole 2.

   In bearings 11, 12 of the drilling machine, the drill pipe 13 is rotatably superimposed, which has a flange 14 at one end and is guided with your other end rotatably in a stuffing box 15, to which see a T-piece 1.5a connects. This T-piece can not be connected to the suction side by means of a hose 16.

   The water pump shown 'connected to earth' in order to thereby support the washing away of the drilled earth core which has dissolved in the water. On the tube 13 sits displaceably, but secured against rotation with a wedge, a gear 17, which laterally with. Holders 18 counter-axial displacements is recorded. The gear 17 is in engagement with a gear 1.9 which is keyed on a shaft 20 extending parallel to the drilling tube 13. The shaft 20 is. stored in bearings 22, 23 and provided with a full and an empty belt disk 24 and 25, respectively.

   A frame 27, which has two rows of pins 28, is also fastened to the frame 6. In the pin 28 two-armed levers 29, 30 are used on both sides, one end of which is provided with a handle 31, while the other end of the lever 33 in a pin 34 engages in the. T-piece 15c is attached, which Ehes out in the frame 27 and secured against twisting. is. By means of the levers 29, 30, the rotating tube 13 can thus be given an axial back and forth movement of a few centimeters each.

      Is on the flange 4cc of the walled casing 4, a Sehiebergehäuse 42 be fastened, through which a standpipe 40 is lifted when the slide is removed .. This standpipe also has a flange 40a, which with. the flange of the valve housing 42 is firmly connected. On the other surface of the flange 40a a stuffing box 42 is attached, which serves to seal a ver sliding working tube 44, the rear end of which is closed with a cover 45 sen.

   The cover 45 is connected to a stuffing sleeve 46 which seals against an extension piece 13a of the drill pipe 13 guided through the cover. On the cover 45 is. also connected a water supply pipe 47, which is in communication with the pressure side of a pump. At the rear end of the working tube 44 is immediately in front of the closure cover 45. a yoke 48 attached to which a screw with anchor 49 on the shaft wall 3 held rope, screw or chain hoist 50 acts. Instead of these pulling elements, hydraulic presses or other pressure devices can also be provided.

    Due to the force exerted by this Vortriebsvorriehtung the working pipe 44 is pushed ver in the standpipe 40 in the drilling direction. In the working tube 44 a man telrohr 51 is used, which is supported against the inside of the cover 45 and when moving the working tube 44 is pressed together with this into the ground. The individual pipe sections of the Mantelroh res 51 are coupled to one another by rings 52. According to the respective total length of the casing pipe, the drill pipe 13 is also provided via the flanged pipe section 13a through connecting sleeves 53 with further extension pipe pieces 13b, 13c, etc.

   At the free end of the foremost pipe section <B> 13e </B>, a drill head 55 with a toothed cutting edge is placed, the outer diameter of which is approximately, that is to say, at least 0.9 times as large as the inner casing diameter. To guide the drill pipe extensions 13b, 13c, etc. in the jacket pipe, roller bearings 56 are used. The stand pipe 40 is surrounded outside the wall 3 coaxially by a coil 57 which can be connected to a freezer system (not shown). The production of a hole with the machine described above is done as follows: The machine is mounted on the bottom of the shaft provided with several casing tubes 4 to rotate around the pin 5 so that the pipe 13 is directed radially towards the center of the shaft.

   The slide housing 42 is now screwed to one of the casing tubes 4; then a standpipe 40 is driven through the bores of these two parts over a relatively short distance into the soil surrounding the shaft and attached to the flange of the valve housing. The working pipe 44 is then pushed through the bore in the standpipe 40 and sealed with the stuffing box 43. Then a jacket tube 51 is pushed into the tube 44 and the extensions 13a, 13b etc. of the drill tube are pushed into this, the drill head 55 being placed on the front end of the last tube section 13c.

   The drill head tendon and the front end of the foremost casing tube 51 work at least approximately in the same plane when drilling, and indeed they are in the area of the shaft casing or only a little outside it before the start of the drilling work, as far as the soil resides here by driving the standpipe 40 has already been loosened sufficiently. The working pipe 44 and the jacket pipe 51 are now closed at their rear end with the flange cover 45; At the same time, the pipe section 13a of the drill pipe is sealed with the stuffing box 46.



  After these preparatory measures, the pulling device 48 to 50 or a corresponding pressure device is allowed to act on the working pipe 44 and the jacket pipe 51 in the advance direction (ie to the left in FIGS. 1 and 2). At the same time the drilling pipe 13 is through a not shown, z. B. arranged on the side of the drill to drive motor on the pulley 24 and the gear reduction 19, 17 in circulation.

    The rotating movement of the drill head 55, which is also pressed in the propulsion direction against the not yet drilled soil by means of the hand lever 29, 30 and is retracted a little in advance to prevent clogging when blockages or the like occur, refrains the propulsion of the jacket tube 51, which takes place simultaneously only through axial movement, so that a relatively low drive force for the latter.

       enough. The arrangement of the rotating drill pipe is decisive for the planned production of the individual boreholes, however, when a large stone or other obstacle that is harder than normal ground creates such a strong resistance that further penetration of the drill pipe is created axially moving pipe alone would require an enormous expenditure of force or would no longer be possible at all.

   In such cases, which cannot be foreseen, but which must always be reckoned with, the normal drill head can also be exchanged for another drill head, which by its shape and / or the nature of the - 'er @ z - The material from which it is made is particularly suitable for piercing the obstacle in question. If necessary, the rotational speed of the drill pipe can be increased or decreased. For the advancement of the drilling, the levers 29, 30 are moved from time to time to the next pair of pins 28. If you look at the last one, that is.

    in Figs. 1 and? leftmost cones, are located and thus. When the drill pipe has reached its end position in this direction, the working pipe 44 and the casing pipe 51 are correspondingly displaced by the force exerted by the pulling elements 50 via the yoke or crinkled into the glass soil, so that the dome 45 in the end position 45n indicated by dashed lines in FIG. 1 has reached.

   Now, after the drives have been switched off for all pipes, the cover 45 is removed from the pipe 44 and the socket connection 53 between the pipe stems 13n. and 1.3b solved. After pulling back the drill pipe 13 together with its first Vet @ län, #., Erungsstüek 13a,

   of the stuffing sleeve 46 surrounding it and of the cover 45 in the initial position, a new extension piece of the same length for the drill pipe 13 -Lind the -lantelrolir 51 is inserted in the resulting space.

   The extension of the drill pipe is coupled to the adjacent pipe pieces at both ends by sleeves 53, while the extension of the casing pipe is only coupled at its front end by a connecting ring 52, while the rear end of the new casing pipe extension is supported against the dome 45. This is then like the one with. connected to the retracted working tube 44.

   The actual work can thus be continued and the drilling can be advanced again by a piece corresponding to the length of the pipe parts used. The same process is repeated until the intended length of the hole is reached.



  During the Bolirarheit is connected to the cover 45 and its movement with the help of suitable connecting members participating in a suitable 47 in the annular space between the jacket tube 51 and the extension pieces of the drill pipe under pressure a jet of water that penetrates to the drill head, there the drill Bern dissolves and then. the drilled aluminum washes away through the inside of the drill pipe.

   At the same time, the water jet cools. the drill head chord, which is particularly important when drilling through stones -Lind derglei- ehen. The task of the water jet can be supported by the suction effect of a pump, which is connected to the other end of the drill pipe at the tubular T-piece 15a on the closing line.



  The working pipe 44 is not, like the drill pipe 13 and the casing pipe 51, lengthened as the drilling process progresses; it has. the only purpose is to achieve a niöglielist low frictional resistance with respect to the stuffing sleeve 43 during the axial movements of the entire pipe system.



  In the event of a strong flow of groundwater, it may be necessary to activate the freezing pipe coil 57 to carry out the shielded pipe extensions or to change the drill head. Since the freezing and thawing of the earth alone takes about two days, it is advisable to turn the machine during this time and continue working with it at another drilling site until the relevant secondary work at the previous drilling site has been completed and this is ready for operation again.



  After completing a hole, all extensions of the drill pipe including the roller guides and the drill head are removed. Then with the aid of the cover 45 as an abutment in the interior of the jacket tube, a filter tube is inserted, which is also composed of a corresponding number of individual pipe pieces.

   After pushing the filter tube, which must not protrude further than the level of the flange 4a into the shaft, the jacket tube 51, the working tube 44 and the standpipe 40 are withdrawn so that the slide is inserted into the slide housing 42 and the flow of water through the filter pipe to the shaft. can be shut off or regulated as required.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: I. Zerfahren zur Herstellung von Horizon talbohrungen für Crrundwasserfassungen, da durch gekennzeichnet, dass ein Mantelrohr in das Erdreich eingepresst wird und gleich zeitig einem Bohrrohr, das im Mantelrohr rotierend gelagert ist, axiale Bewegungen übermittelt werden, dass ferner zwischen dem Mantelrohr und dem Bohrrohr ein Wasser strahl bis zur Bohrkrone gepresst wird, wel cher das abgebohrte Material durch das Bohr rohr wegschwemmt, wobei entsprechend dem zu bohrenden Material auswechselbare Bohr köpfe verwendet werden. PATENT CLAIMS: I. Zerfahren for the production of Horizon talbohrungen for Crrundwasserfassungen, characterized in that a casing pipe is pressed into the ground and at the same time a drill pipe that is rotatably mounted in the casing pipe, axial movements are transmitted, that also between the casing pipe and the Drill pipe a water jet is pressed up to the drill bit, wel cher the drilled material washes away through the drill pipe, with replaceable drill heads being used according to the material to be drilled. II. Bohrmaschine zur Ausübung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass sie rings um die Mittel achse eines Irreises, in welcher sich nach rück wärts die beliebigen, radialen Vortriebsrieh- tungen der Bohrungen schneiden, schwenkbar gelagert ist, ein in einem verlängerbaren Man telrohr geführtes, sowohl drehbares als auch axial verschiebbares und ebenfalls v erlänger- bares Bohrrohr hat, dessen Bohrkopfschneide beim Bohren mit dem Kopfende des jeweils vordersten Mantelrohres mindestens annä hernd in gleicher Ebene zu arbeiten bestimmt ist, II. Drilling machine for exercising the method according to claim I, characterized in that it is pivotably mounted around the central axis of an erroneous path, in which the random radial propulsion rungs of the bores intersect backwards, one in one extensible casing tube, rotatable as well as axially displaceable and also extensible drill pipe, the cutting edge of which is intended to work at least approximately in the same plane when drilling with the head end of the foremost casing pipe, dass ferner eine Vortriebsvorrichtung, die ein Hin- und Herbewegen des Bohrrohres gestattet, und eine zweite Vortriebsvorrich- tung für das entsprechend dem Vorschub des Bohrrohres vorzutreibende Mantelrohr vorge sehen sind, und dass schliesslich einerseits an den Ringraum zwischen dem Mantelrohr und dem Bohrrohr eine Leitung zum Zuführen des Druckwassers und anderseits am hintern, dem Bohrkopf entgegengesetzten Ende des Bohr rohres eine Leitung zum Abführen des Was sers zusammen mit dem von diesem aufge lösten Bohrkern angeschlossen ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. that a propulsion device which allows the drill pipe to be moved back and forth and a second propulsion device for the casing pipe to be driven in accordance with the advance of the casing pipe are provided, and finally on the one hand a line to the annular space between the casing pipe and the casing pipe Feeding the pressurized water and on the other hand at the rear end of the drill pipe opposite the drill head a line for discharging the water is connected together with the drill core released by this. SUBCLAIMS: 1. Maschine nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass zwei Handhebel vorgesehen sind, mittels welchen dem sich drehenden Bohrrohr eine Hin- und Herbewe- gung erteilt werden kann. 2. -Maschine nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, dass vor jedem Futter rohr ausserhalb der Schachtmauer eine Ein frierrohrschlange koaxial zu diesem Rohr an geordnet ist. 3. Machine according to patent claim 1I, characterized in that two hand levers are provided, by means of which the rotating drill pipe can be given a back and forth movement. 2. -Machine according to claim 1I, characterized in that in front of each lining pipe outside the shaft wall, a freezing pipe coil is arranged coaxially to this pipe. 3. Maschine nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass ein das hintere Ende des Mantelrohres umgebendes, axial verschiebbares Arbeitsrohr vorgesehen ist, das in ein an ein Bohrloch angeschlossenes Schie- bergehäuse abgedichtet eingeführt ist und das am hintern, mit einer Vortriebsvorrich- tung verbundenen Ende durch einen Deckel abgeschlossen ist, der als Widerlager für den Vortrieb des Mantelrohres und des in die fertige Bohrung einzusetzenden Filterrohres dient, während das Bohrrohr durch eine mit diesem Deckel verbundene Stopfbüchse abge dichtet hindurchgeführt ist. 4. Machine according to patent claim II, characterized in that an axially displaceable working tube is provided which surrounds the rear end of the casing tube, is inserted in a sealed manner into a slide housing connected to a borehole and the rear end connected to a propulsion device through a cover is completed, which serves as an abutment for the propulsion of the casing pipe and the filter pipe to be inserted into the finished bore, while the drill pipe is passed through a stuffing box connected to this cover abge seals. 4th Maschine nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Bohrrohrver- längerungen in den Mantelrohrabschnitten mittels Rollenlagern geführt sind. Machine according to claim II, characterized in that the drill pipe extensions are guided in the casing pipe sections by means of roller bearings.
CH277225D 1948-09-30 1948-09-30 Process for producing horizontal boreholes for groundwater wells and drilling machine for carrying out the process. CH277225A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE945230C (en) * 1952-03-16 1956-07-05 Carl Baas Hoch Und Tiefbau Driving device for pipes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE945230C (en) * 1952-03-16 1956-07-05 Carl Baas Hoch Und Tiefbau Driving device for pipes

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