DE10023100C1

DE10023100C1 - Bohrgestängemagazin

Info

Publication number: DE10023100C1
Application number: DE2000123100
Authority: DE
Inventors: Martin Lanzl
Original assignee: Bauer Spezialtiefbau GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: EP1154122A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrgestängemagazin für ein Endbohrgerät zum Einbringen von Bohrungen ins Erdreich, mit einem angetriebenen Bohrstrang, der durch Bohrelemente zusammensetzbar und verlängerbar ist. Dieses weist einen Führungsrahmen, in welchem die Bohrelemente parallel zum Bohrstrang, in einer kraftschlüssigen Anordnung übereinander gestapelt sind, und eine Abgabeöffnung auf, durch welche die Bohrelemente an den Bohrstrang zulieferbar und in einer koaxialen Lage hierzu ausgebbar sind. Die Bohrelemente im Führungsrahmen sind zur Abgabeöffnung hin nachrückbar gelagert, wenn ein Bohrelement abgegeben wird. Damit als Bohrelemente auch Bohrschnecken eingesetzt werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen den benachbarten Bohrelementen in dem Stapelmagazin jeweils mindestens ein Trennelement, an welchem zur Beibehaltung der kraftschlüssigen Anordnung die Bohrelemente beidseitig anliegen, angeordnet ist. Die Trennelemente sind für ein Mitlaufen beim Nachrücken der Bohrelemente an dem Führungsrahmen verschiebbar gelagert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrgestängemagazin für ein Erdbohrgerät zum Einbringen von Bohrungen ins Erdreich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßes Bohrgestängemagazin geht aus der DE 198 13 698 A1 hervor. Für eine automatisierte Handhabung werden die einzelnen Bohrstangen auf Mitnehmer abgelegt, welche mit einer Kette fest verbunden sind. Die ses Kettenmagazin funktioniert dabei nach dem Pater-Noster Prinzip.

Ein Erdbohrgerät mit einem Stapelmagazin geht beispiels weise aus der DE 298 11 405 U1 hervor. Für einen zügigen und reibungslosen Betrieb eines solchen Bohrgerätes ist die Funktionsweise des Stapelmagazins für die Bohrelemente von einer wesentlichen Bedeutung. Das bekannte Stapelmagazin weist einen Führungsrahmen auf, in dem die einzelnen Bohr elemente übereinander gestapelt sind, wobei bei Abgabe eines Bohrelementes bei Verbindung mit dem Bohrstrang die verbliebenen Bohrelemente in dem Stapelmagazin automatisch zu einer Abgabeöffnung hin nachrücken. Ein derartiges Sta pelmagazin ist einfach, kompakt und robust, wobei das Sta pelmagazin bei Verwendung von rohrförmigen Bohrgestängen zuverlässig funktioniert.

Problematisch wird es jedoch, wenn statt rohrförmiger Bohr gestänge sogenannte Bohrschnecken mit außenliegenden Bohr wendeln beim Bohren eingesetzt werden sollen. Bei einem Lagern dieser Bohrschnecken in dem Stapelmagazin können sich die angrenzenden Bohrschnecken ineinander verhaken, wobei sie zudem ihre parallele Lage zueinander verlieren. Ein zuverlässiges Zuführen der Bohrschnecken aus dem Sta pelmagazin zu dem Bohrstrang ist dann nicht mehr gewährlei stet.

Um diese Probleme zu vermeiden, werden beim Bohren mit Bohrschnecken beispielsweise Revolvermagazine eingesetzt, wie es anschaulich in der DE 197 01 172 A1 gezeigt ist. Derartige Revolvermagazine wie auch Kettenmagazine sind jedoch im Vergleich zu Stapelmagazinen konstruktiv aufwen dig und benötigen einen separaten Rotationsantrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrgestängemagazin zu schaffen, welches bei ein fachem Aufbau ein besonders zuverlässiges Magazinieren und Bohren nicht nur mit rohrförmigen Bohrgestängen sondern auch mit Bohrschnecken erlaubt.

Die Aufgabe wird durch ein Bohrgestängemagazin mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Bohrgestängemagazin ist dadurch gekennzeich net, dass zwischen den benachbarten Bohrelementen in dem Stapelmagazin jeweils mindestens ein Trennelement angeord net ist und dass die Trennelemente für ein Mitlaufen beim Nachrücken der Bohrelemente an dem Führungsrahmen ver schiebbar gelagert sind.

Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, ein Verhaken von Bohrschnecken in einem Stapelmagazin durch Zwischenlegen von Trennelementen zwischen die angrenzenden Bohrschnecken zu verhindern. Diese Trennelemente erlauben eine sichere Auflage der jeweils darüber liegenden Bohrschnecke, so dass nicht nur ein Verhaken verhindert wird, sondern gleichzei tig die parallele Lage der Bohrschnecken zueinander sicher gestellt ist. Die Trennelemente sind dabei gegenüber dem Führungsrahmen verschiebbar gehaltert, so dass die Trenn elemente bei einem automatischen Nachrücken der Bohrelemen te mit diesen parallel zu deren Bewegungsrichtung mitlaufen können.

Die Erfindung erlaubt es, das einfache, kompakte und ro buste Stapelmagazin ohne großen konstruktiven Aufwand auch für ein zuverlässiges Magazinieren von Bohrschnecken einzu setzen.

Grundsätzlich können die Trennelemente Stangen sein oder eine sonstige geeignete Form aufweisen. Eine zuverlässige Lage der Bohrelemente zueinander wird erfindungsgemäß aber dadurch erreicht, dass die Trennelemente plattenförmig aus gebildet sind.

Dabei ist es bevorzugt, dass bei Verwendung von Bohrschnec ken als Bohrelemente die plattenförmigen Trennelemente in Achsrichtung eine Länge, die mindestens einer Ganghöhe ei nes Schneckenwendels entspricht, und eine Breite aufweisen, die mindestens einem halben Durchmesser der Bohrschnecke entspricht.

Eine besonders einfache verschiebbare Lagerung der Trenn elemente wird nach der Erfindung dadurch erzielt, dass mindestens ein Umlaufträger vorgesehen ist, an dem die Trennelemente angebracht sind. Dies erlaubt eine gute Ver schiebbarkeit bei einer gleichzeitig zuverlässigen Halte rung am Rahmen des Stapelmagazins.

In bevorzugter Weise umfasst der Umlaufträger ein Förderband oder eine Förderkette. Derartige Bänder oder Ketten können als Zukaufteile kostengünstig beschafft werden. Bei dem Förderband kann es sich um ein textilverstärktes Gummiband handeln, wobei die gewisse Elastizität dieses Bandes für eine gewünschte kraftschlüssige gegenseitige Kontaktierung der Bohrelemente und der Trennelemente von Vorteil ist.

Zu diesem Zweck ist es nach der Erfindung weiter bevor zugt, dass die Trennelemente auslenkbar an dem Umlaufträ ger angebracht sind. Die Anlenkung der Trennelemente an dem Umlaufträger kann vorzugsweise über starre Befestigungsmit tel an einem Gummiförderband erfolgen, wobei die Auslenkung dann durch die Elastizität des Bandes erreicht wird. Selbst verständlich können auch andere hinlänglich bekannte Gelen ke oder elastische Glieder als Verbindungsstücke zwischen dem Trennelement einerseits und dem Umlaufträger anderer seits eingesetzt werden.

Ein einfaches automatisches Nachrücken der einzelnen Bohr elemente in dem Stapelmagazin aufgrund des Eigengewichtes wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Bohrelemen te in dem Stapelmagazin horizontal angeordnet und vertikal übereinander gestapelt sind.

Alternativ ist es zum Einbringen vertikaler Bohrungen vor gesehen, dass die Bohrelemente in dem Stapelmagazin verti kal angeordnet und horizontal nebeneinander gestapelt sind und dass eine Vortriebseinrichtung vorgesehen ist, durch welche eine Druckkraft auf die gestapelten Bohrelemente in Richtung auf die Abgabeöffnung hin ausübbar ist. Diese Vor triebseinrichtung zum Nachschieben der vertikal gerichteten Bohrelemente in dem Stapelmagazin können vorzugsweise Spannzylinder, Seilzüge, Federn oder eine Kombination aus diesen Mitteln sein, wobei die Druckkraft in der Regel auf das hinterste, von der Abgabeöffnung am weitesten entfernte Bohrelement ausgeübt wird. Aufgrund der kraftschlüssigen Koppelung der Bohrelemente und der Trennelemente ist diese Druckkraft auf alle Bohrelemente in dem Stapelmagazin in einfacher Weise übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Aus führungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfin dungsgemäßen Bohrgerätes mit Stapelmagazin;

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Stapel magazin;

Fig. 3 zwei alternative Anordnungen eines Trennele mentes an einem Umlaufträger; und

Fig. 4 schematische Querschnittsansichten durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Stapelmagazin in verschiedenen Arbeitsphasen beim Zuführen eines Bohrelementes an einen Bohrstrang.

In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Stapelmagazin für ein Erdbohr gerät 20 mit einer Bohrlafette 7 gezeigt, an welcher ein auch zum Zuführen von Bohrschnecken geeignetes Stapel magazin 22 befestigt ist. Hinsichtlich der Funktion des Erdbohrgerätes 20 wird auf die Lehre der DE 298 11 405.4 verwiesen, welche ein gattungsgemäßes Erdbohrgerät 20 offenbart. Im Nachfolgenden wird insbesondere der Aufbau und die Funktion des Stapelmagazines 22 anhand den Dar stellungen in den Fig. 1 und 2 beschrieben.

Parallel zu einer Bohrachse 6 eines Bohrstranges 12 des Erdbohrgerätes 20 sind mehrere Bohrelemente 4 in Reihe nebeneinander in dem Stapelmagazin 22 gelagert. Das Sta pelmagazin 22 umfasst zwei auf Abstand zueinander ange ordnete, etwa U-förmige Führungsrahmen 5 zur Aufnahme der stangenförmigen Bohrelemente 4. Seitlich neben den Füh rungsrahmen 5 ist jeweils ein erfindungsgemäßer Umlauf träger 1 vorgesehen, welcher bei dem vorliegenden Aus führungsbeispiel ein Förderband 14 umfasst, welches beweg bar zwischen zwei Umlenkrollen 3 gespannt ist. Das Förder band 14 verläuft parallel zu dem Aufnahmeraum der U-förmi gen Führungsrahmen 5.

Entsprechend der Anzahl der zu lagernden Bohrelemente sind plattenförmige Trennelemente 2 an einem Teilbereich des Förderbandes 14 so angebracht, dass sich diese in Richtung auf die Bohrelemente 4 erstrecken und zwischen den Bohrele menten 4 mit diesen zur Anlage kommen. Diese plattenförmi gen Trennelemente ermöglichen es, dass nicht nur Bohrele mente 4 mit einem zylindrischen Außenumfang sondern auch sogenannte Bohrschnecken mit Bohrwendeln an ihrer Außensei te lagegenau positioniert und stets parallel zu Bohrachse 6 zugeführt werden können.

Das gezeigte Erdbohrgerät 20 ist für ein Horizontalbohren ausgelegt, wobei die Bohrelemente 4 in dem Stapelmagazin 22 oberhalb der Bohrachse 6 übereinander gestapelt sind. Das an einer Abgabeöffnung 13 des Stapelmagazins 22 befindliche Bohrelement 4 wird durch eine Halteeinrichtung 8 geklemmt und so in Position gehalten. Das Gewicht der in Verschiebe richtung 9 nachrückbaren oberen Bohrelemente 4 wird durch das unterste Bohrelement 4 und somit durch die Halteein richtung 8 aufgenommen. Bei dem vorliegenden Ausführungs beispiel nehmen die Trennelemente 2 keine oder keine nen nenswerte Gewichtskraft der Bohrelemente 4 auf, so dass ein Nachrücken ohne Antrieb des Umlaufträgers 1 erfolgen kann.

Zu diesem Zweck sind die Trennelemente 2 auslenkbar an dem Förderband 14 des Umlaufträgers 1 gelagert, wie aus den beiden Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 zu entnehmen ist. Bei der ersten Ausführungsalternative, welches auf der lin ken Seite von Fig. 3 dargestellt ist, sind an dem Förder band 14 zwei L-förmige Befestigungsflansche 10 aus einem Profilstahl angebracht, zwischen denen das plattenförmige Trennelement 2 mittels einem geeigneten Befestigungsmittel 11, insbesondere einer Schraubverbindung, befestigt und ge halten ist. Die Auslenkbarkeit ergibt sich hierbei durch das Förderband 14 selbst, welches aus einem plastischen Gummi- und/oder Textilmaterial gefertigt ist.

Bei der anderen, rechtsseitigen Ausführungsalternative von Fig. 3 ist ein T-förmiger Befestigungsflansch 10' an dem Förderband 14 angebracht. Dieser Befestigungsflansch 10' kann entweder ein Metallprofil oder ein Hartgummiprofil sein, welches an dem Förderband 14 angebracht oder ein stückig mit diesem ausgebildet ist. Das Trennelement 2' weist an seinem unteren Ende eine Abkantung auf, welche zur Versteifung dient. Über ein geeignetes Befestigungsmittel 11' ist das Trennelement 2' unter Verwendung eines Gegen halteprofiles 15 an dem T-förmigen Befestigungsflansch 10' lösbar befestigt.

Die Funktion des Stapelmagazines 22 wird nachfolgend anhand von Fig. 4 erläutert, in welcher vier Querschnittsansichten in einem unterschiedlichen Betriebszustand des Stapelmaga zines 22 dargestellt sind.

Der Betriebszustand I entspricht der Darstellung von Fig. 2, wobei sich das Stapelmagazin 22 beabstandet von der Bohr achse 6 und der Bohrlafette 7 in einem Wartezustand befin det. Wird ein weiteres Bohrelement 4 zum Anschrauben an den nicht dargestellten Bohrstrang 12 an der Bohrlafette 7 be nötigt, wird das gesamte Stapelmagazin 22 in Richtung auf die Bohrlafette 7 verfahren, bis das unterste, von der Hal teeinrichtung 8 gehaltene Bohrelement 4 koaxial zur Bohr achse 6 ist. In diesem in II gezeigten Betriebszustand werden die Spannbacken der Halteeinrichtung 8 auseinan dergefahren und das unterste Bohrelement 4 gelöst. Eine nicht dargestellte weitere Haltevorrichtung an der Bohr lafette 7 übernimmt nun die Lagefixierung des untersten, an den Bohrstrang anzuschraubenden Bohrelementes 4.

Anschließend wird gemäß dem Betriebszustand III das Sta pelmagazin 22 um den Betrag eines Durchmessers des Bohr elementes 4 nach oben von der Bohrlafette 7 weg verfahren, bis die Spannbacken der Haltevorrichtung 8 in einer Ebene mit der Achse des darüber liegenden Bohrelementes 4 liegen. Mit dem Stapelmagazin 22 werden auch die Umlenkrollen 3 des Umlaufträgers 1 mit nach oben gefahren, wobei jedoch die auf dem Förderband 14 angebrachten Trennelemente 2 aufgrund ihrer Klemmung zwischen den Bohrelementen 4 in ihrer Lage verbleiben. Es kommt daher zu einer Umlaufbewegung des För derbandes 14 an den Umlenkrollen 3. Es werden dann die Spannbacken der Haltevorrichtung 8 gegeneinander verfahren, so dass nunmehr das an der Abgabeöffnung 13 liegende Bohr element 4 eingespannt wird.

Nunmehr kann entsprechend dem Betriebszustand von IV das Stapelmagazin 22 weiter nach oben von der Bohrlafette 6 weggefahren werden, bis die Wartestellung von dem Be triebszustand I erreicht ist. Jetzt kann der Bohrvorgang durchgeführt werden, bis ein neues Bohrelement 4 benötigt wird, wobei dann die vorausgehend beschriebenen Verfahrens schritte wiederholt werden.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass durch die erfin dungsgemäße Anordnung von Trennelementen, welche mitlaufend mit den Bohrelementen in einem Stapelmagazin gelagert sind, ohne großen konstruktiven Aufwand und insbesondere ohne einen separaten Antrieb ein zuverlässiges, lagegenaues Zu führen selbst von Bohrschnecken in einem Stapelmagazin er möglicht wird.

Claims

1. Bohrgestängemagazin für ein Erdbohrgerät zum Einbringen von Bohrungen ins Erd reich mit einem angetriebenen Bohrstrang (12), der durch Bohr elemente (4) zusammensetzbar und verlängerbar ist, wobei das Magazin

- einen Führungsrahmen (5), in welchem Bohrelemente (4) parallel zum Bohrstrang (12), in Reihe über einander magazinierbar sind, und
- eine Abgabeöffnung (13) aufweist, durch welche die Bohrelemente (4) an den Bohrstrang (12) zuliefer bar und in einer koaxialen Lage hierzu ausgebbar sind, wobei bei Abgabe eines Bohrelementes (4) die Bohrelemente (4) im Führungsrahmen (5) nachrückbar zur Abgabeöffnung (13) hin gelagert sind,

dadurch gekennzeichnet,

- dass das Magazin als ein Stapelmagazin (22) ausge bildet ist, in welchem die Bohrelemente (4) in einer kraftschlüssigen Anordnung übereinander gestapelt sind,
- dass zwischen den benachbarten Bohrelementen (4) in dem Stapelmagazin (22) jeweils mindestens ein Trenn element (2) angeordnet ist, an welchem zur Beibehal tung der kraftschlüssigen Anordnung die Bohrelemente (4) beidseitig anliegen und
- dass die Trennelemente (2) für ein Mitlaufen beim Nachrücken der Bohrelemente (4) an dem Führungsrah men (5) verschiebbar gelagert sind.

2. Bohrgestängemagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (2) plattenförmig ausgebildet sind.

3. Bohrgestängemagazin nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Bohrschnecken als Bohrelemente (4) die plattenförmigen Trennelemente (2) in Achsrich tung eine Länge, die mindestens einer Ganghöhe eines Schneckenwendels entspricht, und eine Breite aufwei sen, die mindestens dem halben Durchmesser der Bohr schnecke entspricht.

4. Bohrgestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Umlaufträger (1) vorgesehen ist, an dem die Trennelemente (2) angebracht sind.

5. Bohrgestängemagazin nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlaufträger (1) ein Förderband (14) oder eine Förderkette umfasst.

6. Bohrgestängemagazin nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (2) auslenkbar an dem Umlauf träger (1) angebracht sind.

7. Bohrgestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrelemente (4) in dem Stapelmagazin (22) horizontal angeordnet und vertikal übereinander ge stapelt sind.

8. Bohrgestängemagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bohrelemente (4) in dem Stapelmagazin (22) vertikal angeordnet und horizontal nebeneinander ge stapelt sind und
dass eine Vortriebseinrichtung vorgesehen ist, durch welche eine Druckkraft auf die gestapelten Bohrele mente (4) in Richtung auf die Abgabeöffnung (13) hin ausübbar ist.