DE10125848A1

DE10125848A1 - Kombinationsantrieb und Verfahren

Info

Publication number: DE10125848A1
Application number: DE2001125848
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Puettmann
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2021-05-26
Also published as: DE10125848C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Linearantrieb zum Bewegen von Bohrgestängen, mit einer zusätzlichen Einrichtung zum Ziehen eines Seils.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kombinationsantrieb und ein Verfahren zum Einziehen von Langkörpern oder eines Bohr- oder Aufweitwerkzeuges in einen Erdkanal.

Zum Einziehen von Vortriebskörpern, insbesondere von Langkörpern wie Produktrohren in einen Erdkanal ist es bekannt, eine Zug- oder Schubkraft mit Hilfe eines Gestänges auf den unterirdisch zu bewegenden Körper auszuüben. Als Erdkanal ist beispielsweise eine vorhandene Erdbohrung, ein vorhandenes Altrohr oder ein geborstenes oder zerteiltes Altrohr anzusehen. Der Einsatz von nicht flexiblen Zug- oder Schubgestängen zwingt zu einer vorgegebenen Positionierung des Gestängeantriebs. Ein solcher Antrieb, der in der Regel hydraulisch oder pneumatisch ausgestaltet ist, kann somit entweder in einer dafür vorgesehenen Ziel- oder Startgrube im Ausgangs- oder Eingangsbereich des Erdkanals angeordnet sein oder oberirdisch so angeordnet werden, daß das Gestänge in die Achse der Erdbohrung nach einer bestimmten Krümmung eintritt, der jedoch durch die Starrheit des Gestänges begrenzt ist.

Alternativ lassen sich Langkörper oder Bohrwerkzeuge unter bestimmten Umständen mit Hilfe einer Seilzugvorrichtung in eine Erdöffnung einziehen.

Hierzu sind verschiedene Seilwinden, wie auch neuerdings eine hydraulische Seilzugvorrichtung bekannt, wie sie in der DE 100 11 994 A1 beschrieben ist. Diese erlaubt es, die Vorteile eines hydraulischen Linearantriebs zu nutzen, ohne diesen in einer Start- oder Zielgrube positionieren zu müssen oder ohne diesen im Biegeradius des aus dem Erdreich heraustretenden Gestänges anzuordnen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein Linearantrieb zum Bewegen von Bohrgestängen in vorteilhafter Weise zum Einziehen von Langkörpern oder Bohr- oder Aufweitwerkzeugen in einen Erdkanal eingesetzt werden kann, und eine entsprechende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen herkömmlichen Linearantrieb für den Einsatz mit einer Seilzugeinrichtung zu verwenden bzw. derart auszugestalten, daß ein Einsatz oder ein Umbau des Linearantriebs die Verwendung als Seilzugvorrichtung zum Einziehen von Langkörpern oder Bohr- oder Aufweitwerkzeugen in einen Erdkanal erlaubt.

Dabei kommen als Langkörper jegliche Art von Leitungen, Gestängen oder Rohren einschließlich Lang- und Kurzrohre in Betracht. Als Erdkanal ist jegliche Art von aufzuweitender Bohrung einschließlich einer Pilotbohrung, ein verlegtes Rohr einschließlich eines zu berstenden oder geborstenen oder zu zerteilenden Rohres zu verstehen. Als Bohr- oder Aufweitwerkzeug sind sämtliche Bohr-, Schneid-, Fräs- oder Schlagwerkzeuge oder verschiedene Arten von Räumern oder andere Vortriebskörper zu verstehen. Der Begriff "Seil" steht für jegliche Art von flexiblem Zugelement.

Insbesondere ist die Verwendung eines herkömmlichen Schub-/Zuggerätes, wie es beispielsweise in der DE 41 03 196 A1 beschrieben ist als Kombinationsgerät mit einer Seilzugvorrichtung der Art, wie sie in der DE 100 11 994 A1 beschrieben ist, vorteilhaft. Dabei ist der Gestängezug- bzw. Schubantrieb entweder so ausgestaltet, daß die Zugelemente für das Seil nachträglich mit dem Linearantrieb verbunden werden können oder bereits neben der Gestängezug- bzw. -schubeinrichtung an dem Linearantrieb vorgesehen sind. Prinzipiell ist ein solches Kombinationsgerät mit jeder Art von hydraulischem oder pneumatischem Linearantrieb verwirklichbar.

Die Erfindung erlaubt es, mit einem einzigen Gerät, je nach Bedarf, sowohl Gestängeschüsse in das Erdreich einzubringen oder aus dem Erdreich herauszuziehen, als auch ein Seil oder anderes Zugmittel für den unterirdischen Horizontalvortrieb einzusetzen. Hierfür waren bislang zwei Geräte erforderlich.

So kann je nach Anforderung der Baustelle, beispielsweise bei ausreichenden Platzverhältnissen, der erfindungsgemäße Antrieb in einer Grube in herkömmlicher Weise unter Verwendung von zu verbindenden Gestängeschüssen oder bei mangelndem Platzbedarf - wie beispielsweise beim Einsatz in einem Abwasserkanal mit Mannloch und Schacht - oberirdisch oder, wie in der DE 100 11 994 beschrieben, vertikal für den Horizontalvortrieb eingesetzt werden. Dabei muß lediglich ein Seil in die bereits an dem Gerät vorgesehenen Zugelemente eingelegt oder zunächst die Zugelemente in hierfür vorgesehene Verbindungsmittel eingesetzt werden. Beim Ziehen mittels Seil können sich die Zug- bzw. Schubelemente für das Gestänge dann im Leerlauf befinden.

Die Erfindung läßt sich auch parallel zum Gestängeantrieb einsetzen. Sie kann mit einer Zugmeßvorrichtung, insbesondere zum parallelen Messen der auf den Langkörper wirkenden Zugkraft verwendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Kombinationsgerät mit Seilzugvorrichtung,
Fig. 2a, b das Gerät der Fig. 1 im Einsatz am Mannloch und
Fig. 3 das Gerät der Fig. 1 im Einsatz mit einer Rückzugsvorrichtung.
In Fig. 1 ist ein Linearantrieb 1 mit einem Rahmen 2, einem auf dem Rahmen angeordneten Wagen 4 und einem Hydraulikantrieb 6 dargestellt. Der Wagen 4 läßt sich mit Hilfe des Hydraulikantriebs 6 auf dem Rahmen hin- und herbewegen. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient in ihrer Grundausstattung zum horizontalen Vortrieb von Langkörpern und Bohrwerkzeugen mit Hilfe eines Zug/Schubgestänges, welches in den Rahmen 2 eingelegt und mittels eines Spannfutters 8 mit dem Wagen 4 verbunden und über eine Muffe 10 in das Erdreich eingebracht oder aus dem Erdreich herausgezogen wird. Dieser Linearantrieb ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß er neben der Verwendung für den Zug und Schub von Gestängeschüssen auch für den Seilzug vorgesehen ist.
Der Rahmen 2 ist zu diesem Zweck so ausgebildet, daß die nachfolgend beschriebenen Bauteile nachträglich mit diesem verbunden werden können, so daß der Linearantrieb nach dem Umbau die in Fig. 1 dargestellte Ausführung zum Ziehen von Seilen aufweist. Die Bauteile können aber auch von vornherein an dem Rahmen vorgesehen sein.
Der Grundrahmen wird hierzu mit Seilklemmen 20, 22, 30, 32 zum Ziehen und zum Halten zweier unabhängig voneinander betriebener Spannseile 26, 36 versehen. Je nach Anordnung des Linearantriebs 1 an der Erdoberfläche in der Vertikalen in der Ziel- oder Startgrube oder in der Horizontalen auf der Ebene des Erdlochs können zusätzlich Umlenkrollen 28, 38 vorgesehen sein.
Zum unabhängigen Betrieb der Spannseile 26, 36 ist die Klemmbacke 30 mit dem Hydraulikantrieb des Grundrahmens 2 verbunden und linear beweglich auf dem Wagen 4 angeordnet, während die Klemmbacke 20 über einen zusätzlichen Linearantrieb 24 mit dem Grundrahmen verbunden ist. Durch Hin- und Herbewegen der Klemmbacken 20 bzw. 30 wird jeweils im Vorwärtshub ein bestimmter Seilabschnitt des Seils 26 bzw. 36 überwunden und das Seil 26 bzw. 36 bei der Rückzugsbewegung aufgrund der von den Klemmbacken 20, 30 ausgehenden Haftreibung zurückgezogen. Die stationären Klemmbacken 22, 32 dienen dazu, das Seil beim Vorwärtshub der beweglichen Klemmbacken 20, 30 zu fixieren und so eine gerichtete Bewegung des Seils 26, 36 zu bewirken.
Das Seil 36 läßt sich vorzugsweise als Zugseil für einen im Erdloch 40 befindlichen Vortriebskörper 42 (siehe Fig. 2a) einsetzen, bei dem in der in Fig. 2a dargestellten Form ein Schlauch 44 eingezogen wird. Das Seil 26 läßt sich als Spannseil mit dem in dem Vortriebskopf befindlichen Rohr oder Schlauch verbinden und gleichzeitig mit einer Zugkraftmeßeinheit (nicht dargestellt) am Grundrahmen des Linearantriebs verbinden, um eine Überdehnung des einzuziehenden Rohres aufgrund der Haftreibung des Erdlochs zu vermeiden.
Das Spannseil 26 kann aber auch durch das Rohr hindurchgeführt und am hinteren Ende des Rohres befestigt sein, um den unterirdischen Vortrieb des Rohres zu unterstützen (siehe Fig. 2b). Hierzu ist am hinteren Ende des Rohres 46 eine Spannplatte 48 angeordnet, auf die die Zugkraft des Seils 26 übertragen wird. Die auf diese Art auf den Vortriebskörper bzw. das einzuziehende Rohr aufgebrachte Vortriebskraft ist ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung nur mit leistungsstarken und kostenintensiven Seilwinden zu erreichen.
Zum Lösen der Spannplatte 48 läßt sich eine Rückzugsvorrichtung einsetzen.
Fig. 3 zeigt die Verwendung einer solchen Rückzugsvorrichtung in Form eines vertikal in einem Schacht 100 angeordneten Kontraktionsschlauchs 200 mit einer Umlenkrolle 220. Dieser wird mit dem Linearantrieb 1 zum Einzug eines aus Kurzrohrabschnitten bestehenden Rohres 46 eingesetzt. Der Kontraktionsschlauch 200 ist mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbunden und weist in Rautenform angeordnete Fasern auf, die bei einer Beaufschlagung des Schlauches mit Druckluft aufgrund einer Radialausdehnung zu einer Längenkontraktion des Schlauches führen. Der Kontraktionsschlauch 200 ist über ein Seil 240 mit der Spannplatte 48 verbunden, mit der sich die einzelnen Rohrabschnitte 46 ineinander ziehen lassen. Zum Einfügen eines neuen Rohrabschnitts wird der Kontraktionsschlauch 200 betätigt, so daß die Kontraktionsplatte 48 über das Seil 240 von dem hinteren Rohrabschnitt 46 abgezogen wird. So kann dann ohne weiteres ein neuer Rohrabschnitt aufgesetzt und mit Hilfe eines Zugseils 36 in dem bereits im Erdreich befindlichen Rohrabschnitt 46 fixiert werden.

Claims

1. Vorrichtung mit einem Linearantrieb (1) zum Bewegen von Bohrgestängen, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Einrichtung (20, 22; 30, 32) zum Ziehen eines Seils (26; 36).

2. Linearantrieb für das Erdbohren, dadurch gekennzeichnet, daß dieser sowohl zum Bewegen von Bohrgestängen als auch zum Bewegen eines Seils (26; 36) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung mit einem Linearantrieb zum Bewegen von Bohrgestängen, gekennzeichnet durch Mittel zum Umbauen des Gestängeantriebs in einen Seilantrieb.

4. Linearantrieb für Bohrgestänge, gekennzeichnet durch Mittel zum Betrieb einer linearen Seilzugvorrichtung.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Klemmbacken (20, 22; 30, 32) zum Übertragen der Zugkraft auf das Seil (26; 36).

6. Vorrichtung zum Einziehen eines Langkörpers mit Hilfe eines Linearantriebs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seil (26) mit einer Zugkraftmessung verbunden ist.

7. System mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Rückzugsvorrichtung (200) an der der Seilzugvorrichtung (1) gegenüberliegenden Erdlochöffnung (100).

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kontraktionsschlauch (200).

9. Verfahren zum Einziehen von Leitungen oder Bohrwerkzeugen in horizontale Erdlöcher, gekennzeichnet durch
Befestigen einer Seilzugeinrichtung (20, 22; 30, 32) auf einem Linearantrieb (1) für Bohrgestänge,
Befestigen eines Seils an dem einzuziehenden Objekt,
Einlegen des Seils in die Seilzugvorrichtung und
Einziehen des einzuziehenden Objekts mit Hilfe des Linearantriebs (1) über das Seil (26; 36).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Langkörper oder das Werkzeug gleichzeitig mittels Gestänge bewegt werden.