DE102006019261B4 - Drill with movable bezel - Google Patents
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Abstract
Bohrgerät, insbesondere für Injektionsbohrungen im Spezialtiefbau mit einem auf das Bohrgestänge (2) einwirkenden Drehantrieb (8), einem Spülkopf (10) zum Einleiten von Spülflüssigkeit oder Verfestigungsflüssigkeit in das Bohrgestänge (2) und einer Lünette (12), die über zugeordnete Schlitten (9, 11, 13) am Führungsmast (3) verschieblich angeordnet sind, wobei die Lünette (12) über eine Führung (15) möglichst mittig zwischen Drehantrieb (8) und Spülkopf (10) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Führung (15) der Lünette (12) ein Halteseil (16) dient, das mit dem Spülkopf (10) und einem am Führungsmasten (3) verschieblich angeordneten Gegengewicht (18) verbunden ist und dazwischen über eine der Lünette (12) und weitere der Spitze (17) des Führungsmasten (3) zugeordnete Umlenkrollen (19, 20, 21) geführt ist.Drill, in particular for injection wells in special civil engineering with a rotary drive acting on the drill pipe (2) (8), a rinsing head (10) for introducing rinsing liquid or solidification liquid in the drill pipe (2) and a bezel (12) who over associated carriage (9, 11, 13) on the guide mast (3) displaceable are arranged, wherein the bezel (12) via a guide (15) possible is held centrally between the rotary drive (8) and flushing head (10), characterized marked that as a guide (15) the bezel (12) a tether (16) is used with the rinsing head (10) and one on the guide poles (3) slidably disposed counterweight (18) is connected and in between over one of the bezel (12) and more of the top (17) of the guide masts (3) associated Deflection rollers (19, 20, 21) is guided.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrgerät, insbesondere für Injektionsbohrungen im Spezialtiefbau mit einem auf das Bohrgestänge einwirkenden Drehantrieb, einem Spülkopf zum Einleiten von Spülflüssigkeit oder Verfestigungsflüssigkeit in das Bohrgestänge und einer Lünette, die über zugeordnete Schlitten (am Führungsmast verschieblich angeordnet sind, wobei die Lünette über eine Führung möglichst mittig zwischen Drehantrieb und Spülkopf gehalten ist.The Invention relates to a drilling rig, especially for Injection wells in special civil engineering with a drill string acting on the drill pipe Rotary actuator, a rinsing head for introducing rinsing liquid or solidification liquid in the drill pipe and a bezel, the above associated carriages (on the guide mast are arranged displaceably, the bezel on a guide as centrally as possible between rotary drive and rinsing head is held.
Bei
derartigen Bohrgeräten
arbeitet man häufig
mit sehr hohen oder auch zusammengesetzten Führungsmasten, um lange Bohrgestänge einsetzen
zu können,
mit denen ohne Unterbrechung oder ohne stückweises Ein- und Ausbauen
des Gestänges
gearbeitet werden kann. Bekannt ist es, dabei ein Vorschubsystem
beispielsweise einen Hydraulikzylinderantrieb zu verwenden, über den
ein Schlitten bewegt wird, der das zum Bohren erforderliche Drehgetriebe
auf der Länge
des Führungsmasten
auf- und abwärts
bewegt. Der Drehantrieb besitzt eine hohle Antriebswelle, durch
welche das Bohrgestänge
hindurchgeführt
wird. Um u. a. die zum Bohren notwendige Andruckkraft und das Drehmoment auf
das Bohrgestänge
zu übertragen,
ist an der Hohlwelle ein sog. Spannkopf angeordnet, der wahlweise einen
Reibschluss mit dem Bohrgestänge
herstellt oder auch abgekoppelt werden kann. Soll nun eine Bohrung
ins Gebirge oder einfach in den Boden hinein eingebracht werden,
wird der Drehantrieb in einer oberen Position mit dem Bohrgestänge verbunden, um
dieses dann in das Erdreich hinein zu bringen. Ist die untere Position
des Drehantriebes erreicht, wird der Drehantrieb abgekoppelt, das
Bohrgestänge über eine
Klemmeinrichtung gehalten, um dann mit dem neuen Bohrgestängeteil
verbunden und dann wieder über
den Drehantrieb in das Erdreich hineingedrückt zu werden. Beim Herausziehen
des Bohrgestänges
geht man in der umgekehrten Weise vor. Am oberen Ende des Bohrgestänges ist
jeweils ein Spülkopf
angeordnet, um über
ihn die Spülflüssigkeit oder
Verfestigungsflüssigkeit
in den Rohrstrang hineinzupressen. Sowohl der Drehantrieb wie auch
der Spülkopf
sind über
einen Schlitten mit dem Führungsmast
verbunden und können
so geführt
am Führungsmast
auf und abwärts
verschoben werden. Dies erfolgt – wie erwähnt – über den Drehantrieb, der dann
den Spülkopf
mitnimmt, der ja mit dem oberen Ende des Bohrgestänges in
Verbindung steht. Bei sehr langen Führungsmasten oder auch bei
zusammengesetzten Führungsmasten
muss zwischen Spülkopf
und Drehantrieb ein weiteres Führungselement
in Form einer Lünette
eingesetzt werden. Dieser Begriff der Lünette stammt aus der Drehmaschinentechnik
und besagt nichts anderes, als dass über die Lünette das Bohrgestänge in einer
Radial-Lagerstelle geführt
wird, also sich mitdrehen kann. Auch hier ist wieder die Lünette über einen
Schlitten am Führungsmast
geführt,
wobei diese Lünette
möglichst
mittig zwischen Drehantrieb und Spülkopf gehalten wird, um eben
hier ein Ausbiegen des Bohrgestänges
zu vermeiden. Auch diese Lünette
wird automatisch von dem Bohrgestänge mitgenommen. Beim Abbohren
behält
die Lünette
ihre Zwischenposition über
eine Führung,
bis sie in der unteren Endposition oder auch Zwischenposition auf
den Drehantrieb auftrifft und sich dort abstützt. Bekannt sind als Führungen
Abhängungen
der Lünette über Ketten,
wobei diese Ketten schlaff werden, wenn die Lünette sich auf dem Schlitten
des Drehantriebes abstützt.
Das schlaffe Kettentrum wird üblicherweise
in einem nach oben offenen Ablagekasten abgelegt, der sich auf oder
an dem Schlitten der Lünette
befindet. Wenn das Bohrgestänge
wieder gezogen und der Spülkopf wieder
nach oben geschoben wird, wird auch die Kette wieder aus dem Ablagekasten
herausgezogen, bis wieder das vollständige Gewicht des Schlittens
der Lünette
und der Lünette
selbst an der Kette hängt. Bei
geneigten Bohrungen oder Wind besteht jedoch die Gefahr, dass sich
die Kette nicht sauber in dem Ablagekasten ablegt, sodass sich die
Kette am Drehantrieb oder am Führungsmast
verfangen kann, was beim Straffziehen der Kette zu einer Beschädigung oder
zu einem gefährlichen
Unfall durch Abriss der Kette und Abstürzen des Schlittens der Lünette führen kann.
Dieses allgemein bekannte und nicht druckschriftlich festgehaltene
Problem mit der Sicherung der Zwischenposition der Lünette ist
anders gelagert, als bei der aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bohrgerät mit auch bei Schrägstellung des Führungsmasten wirksamer und sicher arbeitenden Lünettenführung zu schaffen.Of the Invention is therefore the object of a drill with at inclination of the guide masts create effective and safe working bezel guide.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass als Führung der Lünette ein Halteseil dient, das mit dem Spülkopf und einem am Führungsmasten verschieblich angeordneten Gegengewicht verbunden ist und dazwischen über eine der Lünette und weitere der Spitze des Führungsmasten zugeordnete Umlenkrollen geführt ist.The Task is according to the invention solved by that as a leadership the bezel a tether serves with the rinsing head and one on the guide mast slidably arranged counterweight is connected and in between over a the bezel and more associated with the top of the guide mast Guided deflection rollers is.
Bei einem derart ausgerüsteten Bohrgerät ist eine Lünettenführung geschaffen, die sich den jeweiligen Gegebenheiten leicht anpasst und so dafür Sorge getragen ist, dass es zu den erwähnten Unfällen und Beschädigungen nicht kommen kann. Vielmehr wird über das Halteseil eine Führung für die Lünette geschaffen, die sicherstellt, dass die Lünette sich kontinuierlich beim Abbohren zwischen Spülkopf und Drehantrieb mit nach unten bewegen kann um dabei das Bohrgestänge zu führen und am Durchbiegen zu hindern. Wird dann beim weiteren Abbohren, d. h. nach dem die Lünette bzw. ihr Schlitten auf dem Drehantrieb bzw. dessen Schlitten aufsitzt, das Halteseil schlaff, wird es durch das absinkende Gegengewicht stramm gezogen, sodass es zu den erwähnten Problemen und Schäden nicht kommen kann. Das Absenken des Gegengewichtes erfolgt selbsttätig, sodass der Betreiber bzw. die Mannschaft des Bohrgerätes diesem Vorgang keine besondere Beachtung geben muss. Sie sind durch hängen bleibende Teile oder durch das Reißen des Halteseils nicht gefährdet, wobei weiter hinten noch darauf hingewiesen wird, dass es hierzu auch noch zusätzliche Absicherungen geben kann.In such equipped drilling a lunette guide is created, which easily adapts to the circumstances and so care is taken that it can not come to the mentioned accidents and damage. Much more is created over the tether a guide for the bezel, which ensures that the bezel can continuously move during drilling between the flushing head and rotary drive with down to thereby guide the drill pipe and prevent it from bending. If then during further drilling, ie after the bezel or her slide on the rotary drive or its carriage is seated, the tether flaccid, it is pulled tight by the sinking counterweight, so it can not come to the mentioned problems and damage. The lowering of the counterweight takes place automatically, so that the operator or the crew of the drill must give this process no special consideration. They are not endangered by hanging parts or by the tearing of the tether, which is further pointed out that there may be additional safeguards for this purpose.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung ist vorgesehen, dass der Führungsmast aus einem Grundmast und einem Verlängerungsgittermast besteht und dass die zugeordneten Umlenkrollen an der Spitze des Verlängerungsgittermasten positioniert sind. Wie schon erwähnt, ist eine Umlenkrolle der Lünette bzw. ihrem Schlitten zugeordnet, sodass damit mit dem Absenken des Gegengewichtes sichergestellt ist, dass auch die Lünette aus dem gefährdeten Bereich herausgezogen wird. Dabei läuft das Halteseil über die Umlenkrollen an der Spitze der Verlängerungsgittermasten, also über das obere Ende, sodass immer sichergestellt ist, dass genügend Bewegungsspielraum für die Lünette am Führungsmasten zur Verfügung steht.To appropriate training is provided that the guide mast consists of a basic mast and an extension lattice mast and that the associated pulleys at the top of the extension lattice masts are positioned. As already mentioned, is a pulley of the bezel or associated with their carriage, so that so with the lowering of the Counterweight ensures that even the bezel is off the endangered area is pulled out. It works the guy over the pulleys at the top of the extension lattice masts, so on the upper end, so it is always ensured that there is enough room to move for the bezel on the guide mast for disposal stands.
Eine Beeinflussung der Lünette bzw. ihres Schlittens durch das Halteseil und das daran fest gekoppelte Gegengewicht wird dadurch sichergestellt, dass das Halteseil an einem Festpunkt am Schlitten des Spülkopfes angeschlagen ist. Da Spülkopf und Gegengewicht im Ausgangspunkt etwa in der gleichen Höhe am Führungsmasten angeordnet sind, kann also beim Abwärtsbewegen die Lünette jeweils im vorgegebenen Abstand zum Spülkopf sich ebenfalls am Führungsmasten abwärts bewegen, wobei immer sichergestellt ist, dass sich das Halteseil nicht verfangen kann.A Influencing the bezel or her carriage through the tether and the firmly coupled thereto Counterweight is ensured by the tether a fixed point on the carriage of the flushing head is struck. There flushing head and counterweight in the starting point about the same height on the guide pylons are arranged, so when moving down the bezel in each case predetermined distance to the flushing head also on the guide poles down move, always making sure that the tether can not get caught.
Die Wirksamkeit der Lünette, d. h. also ihre Führung auch über das ihr zugeordnete Drehlager ist gewährleistet, weil die Umlenkrolle der Lünette deren Schlitten bzw. der Halterung zugeordnet und das vom Spülkopf kommende Halteseil zur Spitze des Führungsmasten zurückführend angeordnet ist. Die Umlenkrolle befindet sich also etwa mittig des Verbindungsteils zwischen Schlitten und Lünette, sodass ein richtiges Führungstrum für das auf- und abwärts laufende Halteseil zur Verfügung steht. Ein Verdrehen oder Festhaken des Halteseils auf dem Weg von Spülkopf, Lünette und Drehantrieb ist somit nicht zu befürchten.The Effectiveness of the bezel, d. H. so their leadership also over the associated pivot bearing is guaranteed because the pulley the bezel assigned to the carriage or the holder and coming from the flushing head Tether to the top of the guide pole arranged repatriating is. The pulley is thus located approximately in the middle of the connecting part between sledge and steady rest, so a proper leadership for the up and down running Tether available stands. A twisting or hooking the tether on the way of rinsing head, bezel and Rotary drive is therefore not to be feared.
Das Gewicht des Gegengewichtes ist wichtig, um beim Aufliegen der Lünette auf dem Drehantrieb und dem entsprechenden Rückwärtsbewegen ein Verhakeln und Verzerren des Halteseils zu vermeiden, wobei es deshalb vorgesehen ist, dass das Gewicht des Gegengewichtes das Halteseil straff spannend bemessen ist. Dabei soll natürlich auch vermieden werden, dass das Halteseil durch das Gewicht des Gegengewichtes beeinflusst oder gar überlastet wird, was man insbesondere dann erreicht, wenn wie erfindungsgemäß vorgesehen, das Gewicht des Gegengewichtes dem Gewicht von Lünette und Schlitten entsprechend bzw. größer ist, als das Gewicht des Seiltrums zwischen Lünette und oberer Umlenkrolle. Ein immer glattes Spannen des Halteseils im Bedarfsfall ist somit gesichert. Um beim Aufwärtsbewegen des Gegengewichtes ein zu weites Hochziehen dieses Gewichtes zu vermeiden, ist an der Spitze des Führungsmasten ein Anschlag angeordnet, der die Aufwärtsbewegung des Gegengewichtes begrenzend positioniert ist. Selbst wenn es also zu einer solchen Situation kommen sollte, kann das Gegengewicht nicht versehentlich über die Umlenkrollen hinaus und aus dem System herausgezogen werden. Auch so sind Schäden wirksam verhindert.The Weight of the counterweight is important to when resting the bezel up entangling the rotary drive and the corresponding backward moving and To avoid distortion of the tether, it being therefore provided is that the weight of the counterweight taut the tether is measured. It should of course also be avoided that the tether by the weight of the Counterweight is influenced or even overburdened, which one in particular then achieved, as provided according to the invention, the weight of the Counterweight the weight of the bezel and Carriage is corresponding or larger, as the weight of the Seiltrums between the bezel and upper pulley. An always smooth tensioning of the tether in case of need is thus secured. To move up of the counterweight too far up this weight avoid, a stop is located at the top of the guide masts, the upward movement the counterweight is positioned limiting. Even if so should come to such a situation, the counterweight can not accidentally over the pulleys are pulled out and out of the system. Even so, there are damages effectively prevented.
Wie weiter vorn schon erwähnt, stehen die Führungsmasten nicht immer senkrecht. Um bei solchen geneigten Bohrungen oder auch bei Wind kann das Gegengewicht, was sich an der oberen Spitze des Führungsmasten befindet, nicht in Schaukelbewegung kommen zu lassen oder sonst wie Schaukelbewegungen oder Ähnliches gar nicht erst zuzulassen, sieht die Erfindung vor, dass das Gegengewicht parallel verschieblich am Führungsmast über ein Führungsseil oder eine Führungsschiene geführt ist. In jeder Position ist somit sichergestellt, dass das Gegengewicht sich ganz in der Führungsbahn befindet und damit in der Nähe des Führungsmasten, sodass auch ein Herunterziehen oder Herunterrutschen von den Umlenkrollen ausgeschlossen werden kann. Unabhängig von der jeweiligen Höhe ist das Gegengewicht immer ausreichend fixiert und damit ein wirksames Straffhalten des Halteseils garantiert.As already mentioned earlier, stand the guide poles not always vertical. To such inclined holes or even in wind, the counterweight, which is at the top of the guide masts is not allowed to rocket or otherwise like rocking movements or similar not even allow, the invention provides that the counterweight in parallel slidable on the guide pole via a guide cable or a guide rail guided is. In each position is thus ensured that the counterweight completely in the guideway located and close to it the guide mast, so that pulling down or slipping off the pulleys can be excluded. Regardless of the height, that is Counterweight always sufficiently fixed and thus an effective penalty of the tether guaranteed.
Wiederum der sicheren Führung des Halteseils dienen die dem Führungsmasten zugeordneten Umlenkrollen, wobei ergänzend vorgesehen ist, dass die der Spitze des Führungsmasten zugeordneten Umlenkrollen über einen Quersteg miteinander verbunden und so beidseitig über den Führungsmasten überstehend gehalten sind. Damit kann der Abstand des Halteseils und auch die genaue Führung des Gegengewichtes berücksichtigt werden, indem die Umlenkrollen an der Spitze des Führungsmasten entsprechend weit zu beiden Seiten überstehen, wobei in aller Regel schon wegen der Größe des Gegengewichtes die ihm zugeordnete Umlenkrolle weiter übersteht als die ausschließlich der Führung des Halteseils dienende Umlenkrolle auf der anderen Seite des Führungsmasten.Again, the safe guidance of the tether serve the guide masts associated pulleys, which is additionally provided that the top of the guide masts associated pulleys connected to each other via a crossbar and so on both sides over the guide poles are supported. Thus, the distance of the tether and also the precise guidance of the counterweight can be taken into account by the deflection rollers at the top of the guide mast correspondingly far on both sides, wherein As a rule, because of the size of the counterweight, the deflection roller assigned to it will continue to protrude further than the deflection roller serving exclusively to guide the retaining cable on the other side of the guide pole.
Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist die, nach der dem Quersteg und/oder den Rollenlagern eine Kraftmesseinrichtung zugeordnet ist. Über diese Kraftmesseinrichtung wird die Seilkraft überwacht, sodass zur Sicherung des Gesamtsystems dann die Bohrfunktion automatisch stillgesetzt wird, wenn die maximal zulässige Seilkraft überschritten wird. Die Kraftmesseinrichtung gibt außerdem ein entsprechendes Signal ab. So werden Seilabriss und weitere Schäden und Gefährdungen sicher verhindert, gleichzeitig wird aber auch eine lange Standzeit des Gesamtsystems bzw. des gesamten Bohrgerätes möglich gemacht.A further expedient development of Invention is the, after the cross bar and / or the roller bearings a force measuring device is assigned. About this force measuring device is monitors the rope power, so that to secure the entire system then the drilling function automatically is stopped when the maximum permissible cable force exceeded becomes. The force measuring device also gives a corresponding signal from. This ensures safe cable breakage and other damage and hazards, At the same time, however, there will be a long service life of the entire system or the entire drill possible made.
Eine besonders zweckmäßige Ausbildung des Gegengewichtes ist die, bei der das Gegengewicht als Scheibe ausgebildet ist, auf der Oberseite mittig der Anschlag für das Halteseil angeordnet und randseitig eine Bohrung zum Durchführen des Führungseils vorgesehen ist. Denkbar ist es dabei auch noch, das Gegengewicht aus mehreren Scheiben zusammenzusetzen, um so eine genaue Einstellung möglichst des Gewichtes der Scheibe und damit des Gegengewichtes möglich zu machen und sich auf die jeweiligen Gegebenheiten einzustellen. Wichtig ist aber, dass das Gegengewicht genau in der Waage gehalten wird, weshalb der Anschlag mittig der Oberseite vorgesehen ist und dass das Führungsseil diese Scheibe so führt, dass es zu Verkantungen, Verschiebungen und zum Verhakeln nicht kommen kann. Das Führungsseil ist entsprechen stramm gezogen und dementsprechend zwischen zwei Haltepunkten festgelegt, wobei die Scheibe als solche immer waagerecht gehalten wird, also wiederum ein sicheres Auf- und Abwärtsbewegen an dem Führungsmasten möglich ist.A particularly appropriate training of Counterweight is the one in which the counterweight trained as a disc is located on the top center of the stop for the tether and a bore for performing the guide cable is provided at the edge. It is also conceivable, the counterweight from several slices to assemble so as to be as accurate as possible the weight of the disc and thus the counterweight possible make and adapt to the respective circumstances. Important but is that the counterweight is kept exactly in balance, why the stop is provided centrally of the top and that the guide rope this disc leads, that there are no jams, shifts and entanglement can come. The guide rope is pulled tight and accordingly between two Set breakpoints, the disc as such is always horizontal is held, so again a safe move up and down on the guide poles possible is.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Bohrgerät geschaffen ist, bei dem eine sichere Führung der Lünette in allen Situationen möglich ist, wobei dies über ein Halteseil erfolgt, das so angeordnet und geführt ist, dass die Lünette an ihm jeweils so gehalten wird, dass sie sich ungefähr mittig zwischen Spülkopf und Drehantrieb hält und so dafür sorgt, dass ein überlanges Bohrgestänge nicht auslenken und nicht durchbiegen kann. Befindet sich dabei die Lünette in einer Position, wo sie beispielsweise durch den Drehantrieb abgestützt oder gar wieder mit ihm am Führungsmasten nach oben bewegt wird, wird das Halteseil durch das dann absinkende und dabei auch noch sicher geführte Gegengewicht stramm gehalten, sodass es zum Verhakeln des Halteseils oder zu anderen Problemen erst gar nicht kommen kann. Lange Standzeiten und ein immer sicherer Betrieb und das auch bei schräg gestelltem Führungsmasten ist gesichert, sodass ein auch für den rauen Bohrbetrieb optimales Bohrgerät zur Verfügung gestellt werden kann.The Invention is characterized in particular by the fact that a drill created is where a safe guide the bezel possible in all situations is this over a tether, which is arranged and guided so that the bezel on each held so that they are approximately in the middle between rinsing head and rotary drive stops and so for that makes that an overly long drill pipe do not deflect and can not bend. Is located here the bezel in a position where they are supported for example by the rotary drive or again with him on the guide pylons is moved up the tether by the then sinking and also guided safely Counterweight kept tight, allowing it to Verhakeln the tether or can not come to other problems. Long service life and always safe operation and even at an angle guide masts is secured, so too one for the rough drilling operation optimal drill can be provided.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further Details and advantages of the subject invention arise from the following description of the accompanying drawings, in which a preferred embodiment with the necessary details and individual parts is shown. Show it:
Bei
dem in
Der
Drehantrieb
Die
Lünette
Die
beiden der Spitze
Das
Gegengewicht
Das
Führungsseil
Mit
Nach
Nach
In
den
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.All mentioned features, including the drawings to be taken alone, are considered alone and in combination as essential to the invention.
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |