DE10125869A1

DE10125869A1 - Device used for inserting longitudinal bodies and/or tools in the ground comprises connecting devices for longitudinal body or tool displacement elements

Info

Publication number: DE10125869A1
Application number: DE2001125869
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: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-05-26
Also published as: DE10125869C2

Abstract

Device comprises at least two connecting devices for longitudinal body or tool displacement elements. Independent claims are also included for a system for moving tools or longitudinal bodies through a bore hole, a process for pulling longitudinal bodies and/or tools into a channel, and a process for pulling pipes or drilling tools into horizontal bores. Preferred Features: The device has a linear drive (1) for moving drill rods and devices for converting the rod drive into a cable drive. Two longitudinal body or tool displacement elements are provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einziehen von Langkörpern oder Werkzeugen in einen Erdkanal. The invention relates to a device and a method for pulling in Long bodies or tools in an earth channel.

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 im wesentlichen zu einer vorgegebenen Positionierung des Gestängeantriebs. Ein solcher Antrieb, der 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. For pulling in propulsion bodies, especially long bodies, such as Product pipes into an earth channel, it is known to have a pulling or pushing force with the help of a rod on the body to be moved underground exercise. An existing earth hole, for example, is an earth channel to look at existing old pipe or a burst or broken old pipe. The use of inflexible pull or push rods forces in essential to a predetermined positioning of the linkage drive. On such a drive, which is designed hydraulically or pneumatically, can thus either in a designated target or starting pit in the exit or entrance area of the earth channel can be arranged or above ground be arranged that the linkage in the axis of the earth borehole a certain curvature occurs, which is however due to the rigidity of the Linkage is limited.

Alternativ lassen sich Langkörper oder Werkzeuge 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 Startgrube oder Zielgrube positionieren zu müssen oder ohne diesen im Biegeradius des aus dem Erdreich heraustretenden Gestänges anzuordnen. Alternatively, long bodies or tools can be used under certain If necessary, pull into an earth opening using a cable pulling device. There are various winches for this, as well as a hydraulic one recently Cable pulling device, known as described in DE 100 11 994 A1 is. This allows you to take advantage of a hydraulic linear drive use without having to position it in a starting pit or target pit or without this in the bending radius of the one emerging from the ground To arrange the boom.

Häufig ist die beispielsweise zum Einziehen eines Rohres aufgrund der Mantelreibung erforderliche Zugkraft hoch. Dies erfordert starke Antriebsaggregate und birgt darüber hinaus bei bestimmten Materialien die Gefahr einer Überdehnung des Rohres. Often this is due to the pulling in of a pipe due to Skin friction required high tensile force. This requires strong ones Drive units and also harbors the danger with certain materials an expansion of the pipe.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches es erlaubt, die Verwendung von Seilen in Erdkanälen zu verbessern und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen. The invention is based on the object of creating a method which allows to improve the use of ropes in earth channels and to provide a corresponding device.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. The object is achieved by using a device according to the independent claims. Advantageous configurations result from the dependent claims.

Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke besteht darin, mindestens zwei Seile zum Einziehen der Langkörper oder Werkzeuge einzusetzen, wobei die Seile in unterschiedlichen Bereichen fixiert werden. So kann ein Seil im Kopfbereich und ein zweites Seil im hinteren Bereich eines Rohres fixiert sein. Der Begriff "Seil" steht dabei stellvertretend für sämtliche flexiblen Zugmittel, die sich erfindungsgemäß einsetzen lassen, während der Begriff "Rohr" für sämtliche geeignete Langkörper steht. Unter dem Begriff "Werkzeug" sind Bohr-, Berst- und Aufweitköpfe als auch Reinigungs- oder Fräsköpfe zu verstehen. Die Erfindung läßt sich aber auch mit anderen Vortriebskörpern wie Bohrköpfen, Backreamern oder Erdraketen einsetzen. The idea on which the invention is based is at least use two ropes to pull in the long body or tools, the ropes are fixed in different areas. So one can Rope in the head area and a second rope in the rear area of a pipe be fixed. The term "rope" stands for all flexible Traction means that can be used according to the invention during the term "Pipe" stands for all suitable long bodies. Under the term "Tools" are drilling, bursting and expanding heads as well as cleaning or Understand milling heads. The invention can also be used with others Use jacking bodies such as drill heads, back readers or earth missiles.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Seile unabhängig antreibbar oder entkoppelbar. Sie lassen sie sich in diesem Fall besonders gut dazu einsetzen, sowohl einen Zug am vorderen Ende des Langkörpers bzw. Vortriebskopfes mit dem ersten Seil und einen Druck am hinteren Ende des Rohres durch den Zug des zweiten Seils aufzubringen. Letztere Verfahrensweise ist insbesondere für das Verlegen von Kurzrohren geeignet. Hierzu werden die jeweiligen Rohrabschnitte auf das hintere Ende des Produktrohres aufgesteckt und mit Hilfe des an einer Spannplatte fixierten "Schub"-Seils miteinander verspannt und in die Erdbohrung eingezogen. Aus der DE 44 27 119 A1 und aus der DE 196 08 056 A1 sind Vorrichtungen zum Verbinden von Rohrabschnitten bekannt, die jedoch sämtlich mittels einer hinter dem Produktrohr angeordneten Zugvorrichtung arbeiten. In a particularly preferred embodiment, the ropes are can be driven or decoupled independently. In this case, let them use particularly well to pull both a train at the front of the Long body or head with the first rope and a pressure on the rear Apply the end of the pipe by pulling the second rope. Latter The procedure is particularly for laying short pipes suitable. For this purpose, the respective pipe sections on the rear end of the Product tube plugged on and fixed to a clamping plate with the help of the "Thrust" ropes tensioned together and pulled into the earth hole. Out DE 44 27 119 A1 and DE 196 08 056 A1 are devices known for connecting pipe sections, but all by means a traction device arranged behind the product pipe.

Als Seilantrieb lassen sich die aus dem Stande der Technik bekannten Antriebe oder Seilwinden einsetzen, indem zusätzlich zu dem einen bekannten Antrieb mindestens ein weiterer Antrieb vorgesehen wird, der das zweite oder weitere Seil antreibt. Des weiteren lässt sich die Erfindung auch mit einer Ausgleichsvorrichtung betreiben, die eine gleichmäßige Verteilung der auf die Seile ausgeübten Zugkraft gewährleistet. Known from the prior art can be used as a cable drive Use drives or winches by adding to one known drive at least one further drive is provided, which drives the second or further rope. Furthermore, the invention can also be operate with a balancing device that has an even distribution the traction exerted on the ropes.

Ein bevorzugter Antrieb weist erfindungsgemäß mindestens zwei der Zugelementgruppen auf, wie sie in der DE 100 11 994 A1 beschrieben sind, die jeweils unabhängig voneinander eine Zugkraft auf das jeweilige Seil ausüben können. Auch diese Ausführungsform kann durch eine entsprechende Steuereinrichtung mit einem einzigen Antrieb oder mit Hilfe von mindestens zwei unabhängigen Antrieben verwirklicht sein. A preferred drive has at least two of the invention Traction element groups, as described in DE 100 11 994 A1, the each independently a pulling force on the respective rope can exercise. This embodiment can also by a corresponding Control device with a single drive or with the help of at least two independent drives can be implemented.

Mit der beschriebenen Ausführungsform läßt sich eine Vortriebskraft besonders wirkungsvoll auf unterirdische Vortriebskörper übertragen. So läßt sich beispielsweise ein am Vortriebskopf befestigtes Zugseil mit 15 t und ein am hinteren Rohrende befestigtes "Schub"-Seil mit 5 t beaufschlagen, so daß eine Gesamtvortriebskraft von 20 t entsteht. Die Herstellung der beschriebenen Vorrichtung erfordert dabei einen Bruchteil derjenigen Kosten, die für eine herkömmliche Seilwinde mit einer Zugkraft von 20 t aufzubringen sind. A propulsive force can be achieved with the described embodiment transferred particularly effectively to underground jacking elements. So you can For example, a pull rope attached to the jacking head with 15 t and an am Apply 5 t of "push" cable attached to the rear end of the pipe so that a total driving force of 20 t is created. The manufacture of the described device requires a fraction of the cost of a conventional winch with a pulling force of 20 t must be installed.

Eines der Seile lässt sich auch zur Messung der beispielsweise auf das Produktrohr wirkenden Zugkraft einsetzen, um eine Überdehnung des Rohres zu vermeiden. One of the ropes can also be used to measure, for example, the Use product pipe acting tensile force to overstretch the pipe to avoid.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In the following the invention with reference to one shown in the drawing Exemplary embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen: The drawing shows:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Seilzugvorrichtung, Fig. 1, the cable pulling device according to the invention,

Fig. 2a, b das Gerät der Fig. 1 im Einsatz am Mannloch und FIG. 2a, the device of Figure 1 b. In use at the manhole and

Fig. 3 das Gerät der Fig. 1 im Einsatz mit einer Rückzugvorrichtung. Fig. 3 shows the device of Fig. 1 in use with a retraction device.

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 wird 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. In Fig. 1, a linear actuator 1 having a frame 2, a frame disposed on the carriage 4 and a hydraulic actuator 6 is shown. The carriage 4 can be moved back and forth on the frame with the aid of the hydraulic drive 6 . The device shown in Fig. 1 is used in its basic equipment for the horizontal propulsion of long bodies and drilling tools with the help of a pull / push rod which is inserted into the frame 2 and connected to the carriage 4 by means of a chuck 8 and via a sleeve 10 into the ground is brought in or pulled out of the ground. This linear drive is designed in accordance with the invention such that it is also provided for the cable pull in addition to being used for pulling and pushing rod sections.

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. For this purpose, the frame 2 is designed in such a way that the components described below can be subsequently connected to it, so that the linear drive after the conversion has the embodiment shown in FIG. 1 for pulling ropes. However, the components can also be provided on the frame from the outset.

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. For this purpose, the base frame is provided with rope clamps 20 , 22 , 30 , 32 for pulling and holding two independently operating tensioning ropes 26 , 36 . Depending on the arrangement of the linear drive 1 on the surface of the earth in the vertical in the target or starting pit or in the horizontal at the level of the hole in the ground, additional deflection rollers 28 , 38 can be provided.

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. For independent operation of the tensioning cables 26 , 36 , the clamping jaw 30 is connected to the hydraulic drive of the base frame 2 and is arranged in a linearly movable manner on the carriage 4 , while the clamping jaw 20 is connected to the base frame via an additional linear drive 24 . By moving the clamping jaws 20 and 30 back and forth, a certain rope section of the rope 26 or 36 is overcome in the forward stroke and the rope 26 or 36 is retracted during the retraction movement due to the static friction emanating from the clamping jaws 20 , 30 . The stationary clamping jaws 22 , 32 serve to fix the cable during the forward stroke of the movable clamping jaws 20 , 30 and thus to cause a directed movement of the cable 26 , 36 .

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. The cable 36 can preferably be used as a pulling cable for a jacking body 42 located in the earth hole 40 (see FIG. 2a), in which a hose 44 is drawn in in the form shown in FIG. 2a. The cable 26 can be connected as a tension cable to the pipe or hose located in the jacking head and at the same time connected to a tensile force measuring unit (not shown) on the base frame of the linear drive in order to avoid overstretching the pipe to be pulled in due to the static friction of the hole in the ground.

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. The tensioning cable 26 can, however, also be passed through the tube and fastened to the rear end of the tube in order to support the underground propulsion of the tube (see FIG. 2b). For this purpose, a clamping plate 48 is arranged at the rear end of the tube 46 , to which the tensile force of the cable 26 is transmitted. The driving force applied in this way to the jacking body or the pipe to be drawn in can only be achieved with powerful and cost-intensive cable winches without the device according to the invention.

Zum Lösen der Spannplatte 48 läßt sich eine Rückzugvorrichtung einsetzen. A retraction device can be used to release the clamping plate 48 .

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. FIG. 3 shows the use of such a retraction device in the form of a contraction tube 200 arranged vertically in a shaft 100 with a deflection roller 220 . This is used with the linear drive 1 to pull in a tube 46 consisting of short tube sections. The contraction hose 200 is connected to a compressed air source (not shown) and has fibers arranged in a diamond shape, which lead to a length contraction of the hose when compressed air is applied to the hose due to a radial expansion. The contraction tube 200 is connected via a rope 240 to the tensioning plate 48 , with which the individual tube sections 46 can be pulled into one another. To insert a new pipe section, the contraction tube 200 is actuated so that the contraction plate 48 is pulled off the rear pipe section 46 via the cable 240 . A new pipe section can then be easily placed and fixed with the aid of a pulling cable 36 in the pipe section 46 which is already in the ground.

Claims

1. A method for pulling longitudinal bodies or a tool into an earth channel by means of a rope ( 36 ), characterized by the use of a further rope ( 26 )

2. The method according to claim 1, characterized by the use of two uncouplable or uncoupled ropes ( 26 , 36 ).

3. The method of claim 1 or 2, characterized in that a rope ( 36 ) for pulling in a tool and another rope ( 26 ) for pulling in a long body ( 46 ) is used.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the long body ( 46 ) or the tool with a rope ( 36 ) which is fixed in the front region of the long body, is drawn in and with a further rope ( 26 ) , which is fixed in the rear area of the long body, is drawn into the hole.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a rope ( 26 ) is used to measure the tensile force.

6. The method according to claim 5, characterized in that the tensile force of the long body ( 46 ) is measured.

7. Rope pulling device for pulling in longitudinal bodies or one Tool in an earth channel, characterized by two cable drives.

8. The device according to claim 7, characterized by a cable pulling device with at least two independent cable drives for decoupled pulling of the cables ( 26 , 36 ).

9. Device for pulling in a long body with the aid of a linear drive, characterized in that a rope ( 26 ) is connected to a tensile force measuring unit.