DE10054659B4 - Device for the directional propulsion of pipes - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zum richtungsgesteuerten Vortrieb von Rohren im Erdreich mit einem Außenrohr (1) und einem darin drehbar und axialverschiebbar gelagerten Innenrohr (2), einem vorne im Außenrohr (1) angeordneten, um eine Achse verschwenkbaren Schneidschuh (12) mit einem Bohrwerkzeug (3, 3a, 31), zwischen dem und einem doppelwandigen Seelrohr (21, 22) mit einer äußeren Schneckenwendel (34) ein Imlochhammer (30) angeordnet ist.Device for the directional propulsion of pipes in the ground with an outer tube (1) and an inner tube (2) rotatably and axially displaceably mounted thereon, a cutting shoe (12) arranged at the front in the outer tube (1) and pivotable about an axis with a drilling tool (3, 3a , 31), between which and a double-walled Seelrohr (21, 22) with an outer screw helix (34), a downhole hammer (30) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum richtungsgesteuerten Vortrieb von Rohren, zum grabenlosen Leitungsbau, vorzugsweise im Festgestein.The invention relates to a device for the directional propulsion of pipes, trenchless line construction, preferably in solid rock.
Grabenlose Rohrverlegungen sind beispielsweise dann interessant, wenn eine Kanalisation oder dergleichen unter Straßen oder Bahndämmen oder schlecht zugänglichem Gelände erforderlich wird. Es ist bekannt (
Es ist auch ein Bohrwerkzeug mit zwei koaxialen Bohrwerkzeugteilen bekannt (
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum richtungsgesteuerten Vortrieb von Rohren zu schaffen, die nicht nur drehenden, sondern auch schlagenden Bohrvortrieb ermöglicht.The invention has for its object to provide a device for the directional propulsion of pipes that allows not only rotating, but also beating Bohrvortrieb.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the invention defined in
Dadurch wird erreicht, dass auch richtungsgesteuerte Bohrungen kleiner Nennweiten von beispielsweise 100–600 mm Durchmesser im Festgestein ermöglicht werden.This ensures that direction-controlled holes smaller nominal diameters of, for example, 100-600 mm diameter are made possible in the bedrock.
Im Prinzip besteht die Erfindung darin, dass bei einer Einrichtung zum richtungsgesteuerten Vortrieb von Rohren mit einem Bohrwerkzeug ein Außenrohr und ein relativ zum Außenrohr in diesem drehbar und axial-verschiebbar gelagertes Innenrohr vorgesehen sind, dass am Außenrohr ein diesem vorangesetzter, das Bohrwerkzeug führender Schneidschuh schwenkbar gelagert ist und dass im Innenrohr ein doppelwandiges Seelrohr mit einer auf seiner Außenseite im Innenrohr gleitend gelagerten Schneckenwendel vorgesehen ist und dass das doppelwandige Seelrohr mit dem Bohrwerkzeug über ein Gelenk und einen Imlochhammer verbunden ist. Im Innenrohr des doppelwandigen Seelrohrs ist ein Mess-System und in einem Zwischenraum eine Energieübermittlung zum Imlochhammer vorgesehen. Das Bohrwerkzeug weist ein erstes und ein zweites Bohrwerkzeug auf. Im Schneidschuh ist dann ein als Ringschneide ausgebildetes zweites Bohrwerkzeug gelagert: Das erste Bohrwerkzeug ist in Form eines Zentralbohrkopfes innerhalb der Ringschneide angeordnet. Das zweite Bohrwerkzeug ist beispielsweise ein Ringbit.In principle, the invention consists in that in a device for directional propulsion of pipes with a drilling tool, an outer tube and a relative to the outer tube in this rotatable and axially displaceably mounted inner tube are provided that on the outer tube this preceded, the drilling tool leading cutting shoe pivotally is mounted and that in the inner tube a double-walled Seelrohr is provided with a slidingly mounted on its outer side in the inner tube screw helix and that the double-walled Seelrohr is connected to the drilling tool via a hinge and a downhole hammer. In the inner tube of the double-walled Seelrohrs a measuring system and in a space an energy transfer is provided for Imlochhammer. The drilling tool has a first and a second drilling tool. A second drilling tool designed as a ring cutting edge is then mounted in the cutting shoe. The first drilling tool is arranged in the form of a central drilling head within the annular cutting edge. The second drilling tool is, for example, a ring bit.
Das Gelenk kann zwischen dem doppelwandigen Seelrohr und dem Imlochhammer oder zwischen dem Imlochhammer und dem Bohrwerkzeug angeordnet sein. Das Gelenk ist in einem Adapter vorgesehen und erlaubt eine Winkelanstellung auch des ersten Bohrwerkzeugs. Die Rohre enthalten mehrere Teilrohre (Schüsse). Erstes und zweites Bohrwerkzeug arbeiten zentrisch und sind miteinander koppelbar und entkoppelbar. Das entkoppelte erste Bohrwerkzeug ist aus der Rohrtour rückziehbar. Das Gelenk zwischen dem ersten Bohrwerkzeug und dem Imlochhammer oder dem doppelwandigen Seelrohr und dem Imlochhammer enthält ein Kugelteil, das in einer Pfanne schwenkbar gelagert ist. Die Kugelschale ist in einem Adapter angeordnet, der mit dem Imlochhammer oder mit dem doppelwandigen Seelrohr verbindbar ist. Zur Verbindung des Adapters mit dem Bohrhammer ist ein Standardkupplungsstück vorgesehen. In der Kugelpfanne und im Gelenk sind Rillen bzw. Vorsprünge vorgesehen, durch die bei Drehung des doppelwandigen Seelrohres und des Adapters die Drehbewegung auf den Imlochhammer und damit auf das erste Bohrwerkzeug übertragen wird. Doppelwandiges Seelrohr, Adapter, Kugelgelenk, erstes Bohrwerkzeug, Ringschneide und Imlochhammer weisen ein oder mehrere Luftkanäle auf. Das erste Bohrwerkzeug oder der Adapter weisen an seinem rückwärtigen Ende ein Standardkupplungsstück auf, das in eine entsprechende Kupplungsöffnung des Imlochhammers eingreifbar ausgebildet ist. Zwischen den beiden Rohren des doppelwandigen Seelrohres ist ein Ringraum vorgesehen, durch den Druckluft oder Hydraulik zum Betrieb des Bohrhammers übertragen wird. Zur Verbindung der einzelnen Rohrschüsse sind Gewinde oder Steckverbindungen vorgesehen. Der Adapter ist an seiner dem Gelenk zugewandten Seite mit einem die Kugelpfanne vervollständigendem Vorsatzring ausgestattet, der ein Herausfallen des Kugelteils aus der Pfanne verhindert. Der Vorsatzring ist mit dem Adapter durch eine Schraubverbindung verbunden. Zwischen Adapter und Kugelgelenk ist zur Durchleitung der Abluft des Bohrhammers eine abgedichtete, schwenkbare Hülse vorgesehen. Die schwenkbare Hülse ist aus einem bruchfesten Material, insbesondere Kunststoff, gefertigt. Stößen oder Gelenkteilen der Rohrverbindungen sind Dichtungshülsen zugeordnet. Zwischen den beiden das Doppelwandrohr bildenden Teilrohren sind über den Umfang verteilte Distanzstücke vorgesehen, die am Innenrohr des doppelwandigen Seelrohres verschweißt sind. Von diesen Distanzstücken sind einige am äußeren Rohr geheftet.The hinge may be disposed between the double-walled corrugated tube and the downhole hammer or between the downhole hammer and the drilling tool. The hinge is provided in an adapter and allows an angular adjustment of the first drilling tool. The pipes contain several partial pipes (shots). First and second drilling tools work centrally and can be coupled to each other and decoupled. The decoupled first drilling tool is retractable from the pipe run. The hinge between the first drilling tool and the in-hole hammer or the double-walled Seelrohr and the Imlochhammer contains a ball part which is pivotally mounted in a pan. The ball socket is arranged in an adapter, which is connectable to the Imlochhammer or with the double-walled Seelrohr. To connect the adapter with the hammer drill a standard coupling is provided. In the ball socket and in the joint grooves or projections are provided by the rotation of the double-walled Seelrohres and of the adapter, the rotational movement is transferred to the Imlochhammer and thus to the first drilling tool. Double-walled Seelrohr, adapter, ball joint, first drilling tool, ring cutter and in-hole hammer have one or more air channels. The first drilling tool or the adapter have at its rear end to a standard coupling piece which is formed engageable in a corresponding coupling opening of the Imlochhammers. Between the two tubes of the double-walled Seelrohres an annular space is provided, is transmitted through the compressed air or hydraulic to operate the hammer drill. To connect the individual pipe sections thread or connectors are provided. The adapter is equipped on its side facing the joint with a ball socket completing the attachment ring, which prevents falling out of the ball part of the pan. The attachment ring is connected to the adapter by a screw connection. Between adapter and ball joint a sealed, pivotable sleeve is provided for the passage of the exhaust air of the hammer drill. The pivotable sleeve is made of a break-resistant material, in particular plastic. Shocks or joint parts of the pipe connections are associated with sealing sleeves. Between the two partial wall pipe forming part pipes distributed spacers are provided over the circumference, which are welded to the inner tube of the double-walled Seelrohres. Of these spacers, some are stapled to the outer tube.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, two exemplary embodiments will be described below with reference to the drawings, for example.
Diese zeigen inThese show in
Im Inneren von Bohrrohr
Die soweit beschriebene Anordnung wirkt wie folgt. Wenn, bedingt durch Hindernisse oder Störungen in der geologischen Formation, eine Abweichung der Bohrung von der Sollachse entsteht, dann wird in dem durch Bohren und Schlagen entstandenen Freiraum der bewegliche vordere Teil des Schneidschuhs
In
Die in
Die im Inneren von Bohrrohr
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- äußeres Bohrrohrouter drill pipe
- 22
- Innenrohrinner tube
- 33
-
Ringschneide in
1 zweites BohrwerkzeugRing cutting in1 second drilling tool - 3a3a
-
Ringschneide in
6 zweites BohrwerkzeugRing cutting in6 second drilling tool - 44
-
vorderer Schuss von
1 front shot of1 - 55
-
Stoß zwischen
4 und7 Push between4 and7 - 66
- Gleitlagerbearings
- 77
- Zwischenstückconnecting piece
- 88th
- Gewinde innenThread inside
- 99
- Gewinde außenExternal thread
- 1010
-
Schuss von
1 ä. RohrShot of1 Ä. Pipe - 1111
-
Kupplung von
2 FlanschverbindungClutch of2 flange - 1212
- Schneidschuhcutting shoe
- 1313
- Gelenkjoint
- 1414
-
Achse der Bohrwerkzeuge (=
27 )Axis of drilling tools (=27 ) - 1515
- Lagerzapfenpivot
- 1616
- vorderes Ende des Innenrohrsfront end of the inner tube
- 1717
- Ausnehmungrecess
- 1818
-
Förderschnecke auf
20 Screw conveyor on20 - 1919
- Außenseite der FörderschneckeOutside of the screw conveyor
- 2020
- Hülseshell
- 2121
- Innenrohr eines doppelwandigen SeelrohrsInner tube of a double-walled Seelrohrs
- 21a21a
- Folgestückfollower
- 2222
- Außenrohr eines doppelwandigen SeelrohrsOuter tube of a double-walled Seelrohrs
- 22a22a
- Folgestückfollower
- 2323
- Distanzstückspacer
- 2424
- Schweißstelleweld
- 2525
- Heftstellestapling point
- 2727
-
Achse des Seelrohrs (=
14 )Axle of the Seelrohr (=14 ) - 2828
- Laser-LichtquelleLaser light source
- 2929
- Ringraumannulus
- 3030
- Imlochhammerhole hammer
- 3131
- erstes Bohrwerkzeugfirst drilling tool
- 3232
-
ballige Gleitfläche von
1 und12 spherical sliding surface of1 and12 - 3333
-
Dichtung (für
21 )Seal (for21 ) - 3434
-
Schneckenwendel auf
22 Helix spiral on22 - 3535
- Gelenkstückjoint piece
- 3636
- Adapteradapter
- 3737
- Führungshülseguide sleeve
- 38/3938/39
- Gewindethread
- 4040
- StandardkuppelstückStandard coupling piece
- 4141
- Dichtung der HülseSeal of the sleeve
- 4242
-
Kunststoffhülse in
3 Plastic sleeve in3 - 4343
- StellwegaufnehmerStellwegaufnehmer
- 4444
-
Dichtung an
1 –12 Seal on1 -12 - 4545
- Hülseshell
- 4646
-
Führungshülse in
12 Guide sleeve in12 - 4747
-
kugelförmiger Bereich von
3a spherical area of3a - 4848
-
Förderschnecke in
6 Screw conveyor in6 - 4949
- aktive Zieltafelactive target board
- 5050
-
Luftkanal in
35 ,36 ,31 ,30 ,40 Air duct in35 .36 .31 .30 .40 - 5151
-
Vorsprünge an
35 Projections on35 - 5252
-
Nuten in
36 Grooves in36 - 5353
- Kugelpfanneball socket
- 5454
-
Vorsatzring für
36 Attachment ring for36
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