DE102010027544A1

DE102010027544A1 - Method for producing the drilling devices, especially for the pipe screen technology and drilling device

Info

Publication number: DE102010027544A1
Application number: DE102010027544A
Authority: DE
Inventors: Dr. Brennsteiner Ernst
Original assignee: Minova International Ltd
Current assignee: Minova International Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-01-19
Also published as: TWI632287B; EP2407630A3; EP2407630A2; TW201219641A

Abstract

Eine Bohrvorrichtung 1 für die Herstellung eines Rohrschirmes 60 arbeitet unabhängig von den Gebirgsverhältnissen immer gleichmäßig und sichert die Herstellung von Bohrungen 35 immer gleichen Querschnittes, wenn das einteilige oder mehrteilige Bohrelement 3 um die im Abstand zur Bohrachse 23 angeordnete Basispunktachse 26 schwenkbar ausgebildet ist. Die Bohrelemente 3 mit ihren Zerspanelementen 15 und die Basispunktachse 26 sind so ausgebildet und angeordnet, dass der Wirkungswinkel 25 zwischen der Wirkungslinie 24 des Bohrelementes 3 und der Bohrachse 23 größer ist als der Winkel 30, den die resultierende Gesteinslösekraft 27 zur Bohrachse 23 hin aufweist.A drilling device 1 for the production of a pipe umbrella 60 always works evenly regardless of the rock conditions and ensures the production of bores 35 always with the same cross-section if the one-piece or multi-part drilling element 3 is designed to be pivotable about the base point axis 26 located at a distance from the drilling axis 23. The drilling elements 3 with their cutting elements 15 and the base point axis 26 are designed and arranged such that the angle of action 25 between the line of action 24 of the drilling element 3 and the drilling axis 23 is greater than the angle 30 that the resulting rock loosening force 27 has towards the drilling axis 23.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bohrvorrichtungen vor allem für die Rohrschirmtechnik, bei der verrohrte Bohrlöcher ins Gebirge unter Mitnahme des Stützrohres durch die Bohrvorrichtung eingebracht werden, wozu die Bohrvorrichtung aus einer Pilotbohrkrone, die das bohrlochseitige vordere Ende des Bohrgestänges darstellt, und einem oder mehreren die Bohrlocherweiterung für das Stützrohr erbringenden Bohrelementen so zusammengesetzt wird, dass durch die Zerspanelemente der Bohrelemente die notwendige Gesteinslösekraft für die erweiterte Bohrung sicher auf das zu bohrende Gestein übertragen wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Bohrvorrichtung zur Herstellung verrohrter Bohrlöcher für die Rohrschirmtechnik mit einer Pilotbohrkrone einem dieser zugeordneten Bohrelement für die Herstellung der für das mitgeführte Stützrohr erweiterten Bohrung, wobei das mit dem Bohrgestänge über einen Schlagadapter verbundene Bohrelement mit Zerspanelementen besetzt und beim Einziehen und Herausdrücken in das oder aus dem Stützrohr mit oder gegen die Kraft einer Feder verschwenkbar ausgebildet ist.The invention relates to a method for producing drilling devices, especially for the pipe shielding, are introduced in the cased boreholes in the mountains with entrainment of the support tube through the drilling device, including the drilling device from a pilot bit, which represents the borehole side front end of the drill string, and one or a plurality of the borehole extension for the support tube performing drilling elements is assembled so that the necessary rock release force for the extended bore is securely transferred to the drilled rock by the cutting elements of the drilling elements. The invention also relates to a drilling apparatus for producing cased boreholes for the pipe screen technology with a pilot bit a drilling element associated therewith for the preparation of the bore for the entrained support tube, wherein the drill pipe connected to the drill adapter via a drilling element occupied with Zerspanelementen and when pulling and pushing out in which is formed pivotable with or out of the support tube with or against the force of a spring.

Die so genannte Rohrschirmtechnik wird insbesondere bei instabilen Böden oder Fels im Tunnelbau eingesetzt, um den Vortrieb selbst zu sichern und zu beschleunigen und um überhaupt in diesen Böden Strecken bzw. Tunnel kontinuierlich herstellen zu können. Darüber hinaus wird die Rohrschirmtechnik gebraucht, um beim Durchörtern von Störzonen einen Tunnelquerschnitt zu Verfügung zu stellen, der so lange offen gehalten werden kann, bis der endgültige Tunnelausbau eingebracht ist. Auch dann, wenn der herzustellende Tunnel nur eine sehr geringe Überdeckung aufweist, bleibt häufig nichts anderes übrig, als mit der Rohrschirmtechnik zu arbeiten. Hierbei werden im beanspruchten Gebirgsbereich in geringem Abstand Bohrlöcher hergestellt, die durch ein mitgezogenes Stützrohr abgesichert werden, sodass anschließend Beton oder ein anderes Verfestigungsmittel eingebracht werden kann, um so rund um das jeweilige Bohrloch und damit im gesamten Rohrschirm einen tragenden Bereich herzustellen, der dann über den üblichen Tunnelausbau so verstärkt werden kann, dass ein entsprechend gesicherter Tunnelquerschnitt zur Verfügung steht. Für die Herstellung eines Rohrschirmes, bestehend aus einer Vielzahl von Bohrlöchern sind verschiedene Bohrvorrichtungen bekannt. Grundsätzlich besteht aber das Problem, dass wegen des mit einzubringenden Stützrohres die Bohrkrone einen über dem Außendurchmesser liegenden Durchmesser aufweisen muss. Dies erreicht man nach dem System mit der verlorenen Ringbohrkrone dadurch, dass man dem Stützrohr eine Ringbohrkrone zuordnet, die dann nach Fertigstellung des Bohrloches im Bohrloch verbleibt, während die Kernbohrkrone bzw. die Pilotbohrkrone mit dem Bohrgestänge zusammen durch das Stützrohr wieder aus dem Bohrloch entfernt und erneut eingesetzt werden kann. Bekannt ist auch ein System mit einer verlorenen Vollbohrkrone, wobei dann durch entsprechendes Lösen der Pilotbohrkrone nach Fertigstellung des Bohrloches die gesamte Bohrkrone im Bohrloch verbleibt, während das eigentliche Gestänge durch das Stützrohr hindurch zurück gewonnen wird. Schließlich gibt es das so genannte Excenterbohrsystem, bei dem der Pilotbohrkrone eine Excenterräumbohrkrone zugeordnet wird, die je nach Drehrichtung einen erweiterten Bohrlochdurchmesser erlaubt bzw. ein Zurückziehen der gesamten Bohrvorrichtung durch das Stützrohr nach Fertigstellung des Bohrloches, indem das Excenterteil in eine Ziehposition zurückgedreht wird. Nachteilig beim letztgenannten System ist, dass für diese Excenterräumbohrkrone eine Aufnahmebuchse vorhanden sein muss, was den eigentlichen Bohrkopf schwächt und dass dieses Verfahren bzw. dieses System das Mitziehen des Stützrohres nicht ermöglicht. Es muss vielmehr gesondert vorgetrieben werden, was je nach Zustand des Gebirges auf erhebliche Probleme stoßen kann. Nachteilig bei neueren Systemen ist, dass sie nur ein Ausschwenkelement, den so genannten Excenterräumer, aufweisen und dass das gesamte Bohrwerkzeug, bestehend aus Pilotbohrkrone, Excenterräumer und Aufnahmebuchse sehr massiv ausgebildet ist bzw. wohl auch sein muss. Dadurch bohrt das System sehr unwuchtig und unrund. Während dies beim vertikalen Bohren die Leistungen des Systems wenig schmälert, ist dies beim horizontalen oder nahezu horizontalen Bohren, wie beim Rohrschirmbohren, stark leistungshemmend. Aus diesem Grunde hat sich das beispielsweise aus der EP 0 511 298 P1 bekannte System nicht durchsetzen können. Eine ähnliche, nur mit mehreren Excentern versehene Bohrvorrichtung ist aus der EP 0 563 561 P1 bekannt. Die DE 22 38 598.4-24 A1 beschreibt einen Bohrvorrichtung bzw. ein entsprechendes Verfahren, bei dem hinter dem Bohrkopf oder der Pilotbohrkrone radial aufspreizbare Bohrmesser zum Einsatz kommen. Abgesehen davon, dass auch hier das Stützrohr nicht automatisch mit vorgezogen wird, ist von Nachteil, dass diese Art von Bohrmesser nur für weiche Böden zum Einsatz kommen können. Demgegenüber lehrt die DE 10 2005 146 495 A1 eine Bohrvorrichtung, bei der die der Pilotbohrkrone zugeordneten Bohrelemente klappbar ausgebildet sind, sodass sie beim Einziehen in das Stützrohr, das über einen Schlagadapter mitgenommen wird, sich in Richtung Bohrachse bewegen und so das Einziehen und Rückgewinnen der gesamten Bohrvorrichtung nach Fertigstellung des Bohrloches möglich machen. Beim Herausschieben aus dem Stützrohr werden die Zusatzbohrelemente über eine Feder gegenüber der Bohrachse nach außen verschwenkt. Dabei ist ihr Weg dadurch begrenzt, dass sie mit ihren angepassten Anlegeflächen an ihrem vorderen und hinteren Ende jeweils auf der Innenseite des rohrartigen Schaftteils der Pilotbohrkrone anliegen. Durch diese Anlage ergibt sich an der Wirkungsspitze der randlagigen Zerspanelemente auf den schwenkbaren Bohrelementen ein größter Durchmesser der Bohrvorrichtung, der beim Bohrvorgang auch den Durchmesser der zu erstellenden Bohrlöcher darstellt. Die gedachte Linie zwischen Wirkungsspitze der randlagigen Zerspanelemente auf den schwenkbaren Bohrelementen und der Abstützlinie dieser Bohrelemente nimmt bei der dargestellten und offenbarten Lösung einen Winkel von maximal 30° ein. Von daher ist nicht sicher gestellt, dass bei den unterschiedlichen Zusammensetzungen der zu durchörternden Böden immer der größtmögliche Bohrlochdurchmesser hergestellt wird. Nur bei einem konstanten Durchmesser ist aber die Sicherheit gegeben, dass das Stützrohr auch immer nachgezogen werden kann, um so das gewünschte Bohrloch herzustellen. Ähnlich werden auch Drainagebohrungen und ähnliches hergestellt.The so-called pipe screen technology is used in particular in unstable soils or rock in tunnel construction, to secure the propulsion itself and to accelerate and even in these soils to produce routes or tunnels continuously. In addition, the pipe screen technology is used to provide a tunnel cross-section when passing through fault zones, which can be kept open until the final tunnel construction is introduced. Even if the tunnel to be produced has only a very small overlap, there is often no choice but to work with the pipe screen technology. Here, in the claimed mountain area holes are made at a small distance, which are secured by a pulled-support tube, so then concrete or other solidifying agent can be introduced so as to produce a supporting area around the respective hole and thus in the entire pipe screen, which then the usual tunnel construction can be strengthened so that a correspondingly secured tunnel cross-section is available. For the production of a pipe screen consisting of a plurality of boreholes various drilling devices are known. In principle, however, there is the problem that because of the support tube to be introduced, the drill bit must have a diameter lying above the outer diameter. This is achieved according to the system with the lost ring bit by assigning the support tube a ring bit, which then remains after completion of the hole in the hole, while the core bit or the pilot bit together with the drill string through the support tube removed from the well and can be used again. Also known is a system with a lost full drill bit, in which case by appropriate loosening of the pilot bit after completion of the well, the entire drill bit remains in the well, while the actual linkage is recovered through the support tube back. Finally, there is the so-called Excenterbohrsystem in which the pilot bit is assigned an Excenterräumkrhrkrone that allows depending on the direction of rotation an enlarged hole diameter or retraction of the entire drilling device through the support tube after completion of the wellbore by the Excenterteil is rotated back into a drawing position. A disadvantage of the latter system is that for this Excenterräumkrhrkrone a receiving bushing must be present, which weakens the actual drill head and that this method or this system does not allow the entrainment of the support tube. It must rather be driven separately, which can encounter significant problems depending on the state of the mountain. A disadvantage of newer systems is that they have only one Ausschwenkelement, the so-called Excenterräumer, and that the entire drill, consisting of pilot bit, Excenterräumer and receiving socket is very solid or probably must be. As a result, the system bores very unbalanced and out of round. While this does not diminish the performance of the system in vertical drilling, this is very performance-inhibiting in horizontal or almost horizontal drilling, as in pipe-screen drilling. For this reason, for example, has the EP 0 511 298 P1 known system can not enforce. A similar, only multi-excentric drilling device is from the EP 0 563 561 P1 known. The DE 22 38 598.4-24 A1 describes a drilling apparatus and a corresponding method in which radially expandable drilling knives are used behind the drill head or the pilot bit. Apart from the fact that here, too, the support tube is not automatically preferred, it is a disadvantage that this type of drill can be used only for soft soils. In contrast, teaches the DE 10 2005 146 495 A1 a drilling device in which the drilling bit associated drilling elements are designed to be foldable, so that they move in the direction of drilling axis when pulling into the support tube, which is taken over a striking adapter, making it possible to retract and recover the entire drilling device after completion of the well. When pushing out of the support tube, the additional drilling elements are pivoted by a spring relative to the drilling axis to the outside. Their path is limited by the fact that with their adapted contact surfaces at their front and rear Abut each end on the inside of the tubular shaft portion of the pilot drill bit. As a result of this installation, at the point of action of the edge-layer cutting elements on the pivotable drilling elements, a largest diameter of the drilling device is produced, which also represents the diameter of the boreholes to be created during the drilling process. The imaginary line between the action tip of the edge-layer cutting elements on the pivotable drilling elements and the support line of these drilling elements assumes an angle of maximum 30 ° in the illustrated and disclosed solution. Therefore, it is not ensured that the largest possible borehole diameter is always produced for the different compositions of the soils to be propagated. But only at a constant diameter, the security is given that the support tube can always be tightened so as to produce the desired hole. Similarly, drainage holes and the like are made.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung mit Pilotbohrkrone und schwenkbaren Bohrelementen so weiter zu entwickeln, dass auch bei ungünstigen Gesteinsschichten ein konstanter Bohrlochdurchmesser immer gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object to further develop a drilling device with pilot bit and pivoting drilling elements so that even with unfavorable rock layers a constant hole diameter is always guaranteed.

Die Aufgaben wird gemäß erfindungsgemäßem Verfahren dadurch gelöst, dass der radiale Teil (FGR) der resultierenden Gesteinslösekraft (FG) ein Rückschwenken der Bohrelemente in Richtung Bohrachse der Bohrvorrichtung während des Bohrbetriebes verhindernd eingestellt wird.The objects are achieved according to the method according to the invention in that the radial part (FGR) of the resulting rock release force (FG) is set to prevent the drilling elements from pivoting back in the direction of the drilling axis of the drilling device during the drilling operation.

Bei Anwendung eines solchen Verfahrens ist sichergestellt, dass unabhängig von den Gebirgsverhältnissen immer der Durchmesser der Bohrung auf konstantem Größtmaß gehalten werden kann. Auf diese Weise wird bei Abbohren derartiger Bohrlöcher immer sichergestellt, dass das Stützrohr mitgezogen oder mitgeschoben werden kann, ohne dass es zu Engpässen und damit zu einem Stillliegen der Bohrungen kommt. Beim Herstellen einer derartigen Bohrvorrichtung wird das zu verschwenkende Bohrelement also so eingestellt, dass durch die auftretenden Kräfte ein teilweises Zurückschwenken gänzlich verhindert ist. Vielmehr wirken die Kräfte auf das verschwenkbare Bohrelement immer so, dass es in „Wirkstellung” gehalten wird.When using such a method it is ensured that regardless of the mountain conditions, the diameter of the hole can always be kept at a constant maximum size. In this way, when drilling such boreholes is always ensured that the support tube can be pulled or pushed along, without causing bottlenecks and thus to a resting of the holes. When producing such a drilling device to be pivoted drilling element is thus adjusted so that a partial pivoting back is completely prevented by the forces occurring. Rather, the forces always act on the pivotable drilling element so that it is held in "operative position".

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung ist vorgesehen, dass der radiale Teil (FGR) kleiner als der axiale Teil (FGA) der Gesteinslösekraft (FG) eingestellt wird. Dies ist durch eine entsprechende Formgebung des Bohrelementes zu erreichen, was weiter hinten noch erläutert ist. Auf jeden Fall ist durch die entsprechende Aufteilung der Gesteinslösekraft erreicht, dass das Bohrelement immer aktiv gestellt bleibt.After an appropriate training is provided that the radial part (FGR) is set smaller than the axial part (FGA) of the rock release force (FG). This can be achieved by a corresponding shaping of the drilling element, which is explained further below. In any case, it is achieved by the corresponding division of the rock release force that the drilling element always remains active.

Weiter vorn ist darauf hingewiesen worden, dass beim Stand der Technik der entsprechende Wirkungswinkel bei 30°–max. 32° liegt. Die geforderte Einstellung der radialen Gesteinslösekraft wird nun gemäß einer Weiterbildung dadurch sichergestellt, dass sie durch Schaffung bzw. Ausgestaltung der Bohrelemente beeinflusst wird und zwar dadurch, dass der Wirkungswinkel α zwischen gedachter Verbindungslinie/Wirkungslinie Schwenkpunkt der Bohrelemente und Wirkspitze deren äußerster Zerspanelemente gleich oder größer 35° betragend eingestellt wird. Das jeweilige Bohrelement wird somit so geformt und ausgestaltet, dass sich der Wirkungswinkel in der geschilderten Größenordnung ergibt, wodurch dann sichergestellt ist, dass ein Bohrloch mit konstantem Durchmesser gebohrt werden kann.Earlier it has been pointed out that in the prior art, the corresponding angle of action at 30 ° max. 32 °. The required setting of the radial rock release force is now ensured according to a development that it is influenced by creation or design of the drilling elements and that fact that the angle of action α between imaginary line / line of action pivot point of the drilling elements and Wirkspitze whose extreme Zerspanelemente equal to or greater ° amount is set. The respective drilling element is thus shaped and configured so that the angle of action results in the described order of magnitude, which then ensures that a borehole with a constant diameter can be drilled.

Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das einteilige oder mehrteilige Bohrelement um die im Abstand zur Bohrachse angeordnete Basispunktachse schwenkbar ausgebildet ist und dass das Bohrelement, seine Zerspanelemente und die Basispunktsachse so ausgebildet und angeordnet sind, dass der Wirkungswinkel zwischen der Wirkungslinie des Bohrelementes und der Bohrachse größer ist als der Winkel, den die resultierende Gesteinslösekraft zur Bohrachse hin aufweist. Ist dieses Winkelverhältnis gewährleistet, kann mit einer derartigen Bohrvorrichtung sicher gearbeitet werden, weil auch bei ungünstigen Gebirgsverhältnissen sichergestellt ist, dass das Bohrelement oder die Bohrelemente sich aus ihrer äußersten Bohrposition nicht herausbewegen lassen, selbst wenn das Gebirge seine Zusammensetzung, seine Härte o. ä. verändert.In terms of apparatus, the object is achieved in that the one-piece or multi-part drilling element is pivotable about the base axis arranged at a distance to the drilling axis and that the drilling element, its cutting elements and the base point axis are formed and arranged so that the angle of action between the line of action of the drilling element and the Drill axis is greater than the angle that has the resulting rock release force to the drilling axis out. If this angular relationship is ensured, it is possible to work safely with such a boring device, because even in the case of unfavorable rock conditions, it is ensured that the boring element or the boring elements can not be moved out of their outermost drilling position, even if the rock has its composition, hardness or the like. changed.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung ist dann vorgesehen, dass der Wirkungswinkel der zwischen der gedachten Verbindungslinie zwischen Basispunktsachse und der Wirkspitze der äußersten Zerspanelemente und der Bohrachse liegt, gleich oder größer 35° ist. Dieser Winkel hat sich als ausreichend herausgestellt, um die gestellte Aufgabe zu lösen, also einen immer gleichen Bohrlochdurchmesser beim Bohren mit der Bohrvorrichtung zu sichern. Ist der Winkel größer 35° beispielsweise auch bis zu 55°, ist diese Eigenschaft zusätzlich abgesichert, was unter Umständen zweckmäßig sein kann, weil natürlich im Rahmen der Bohrarbeiten sich auch beispielsweise die Wirkspitze der äußersten Zerspanelemente verändern bzw. ihre Lage verändern kann. Dem würde diese Größenordnung des Wirkungswinkels entgegenarbeiten und somit sicherstellen, dass auch bei längerem Bohrbetrieb immer noch das Bohrloch mit konstantem Durchmesser herzustellen ist.After an expedient development is then provided that the angle of action is between the imaginary line connecting the base point axis and the active tip of the outermost Zerspanelemente and the drilling axis is equal to or greater than 35 °. This angle has been found to be sufficient to solve the task, ie to secure an always same hole diameter when drilling with the drilling device. If the angle is greater than 35 °, for example, even up to 55 °, this property is additionally secured, which may be appropriate under certain circumstances, because, of course, in the context of drilling, for example, change the tip of the outermost Zerspanelemente or change their position. This would counteract this magnitude of the angle of action and thus ensure that even with prolonged drilling operation is still the well with constant diameter to produce.

Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass die als Basisbohrkrone dienende Pilotbohrkrone über eine Gewindeverbindung mit einem zur Basisbohrkrone zugehörigen rohrartigen Grundkörper ein Einschieben der Bohrelemente in Richtung der Bohrachse bzw. parallel dazu ermöglichend verbunden ist. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die benötigten Bohrelemente oder auch nur das einzige Bohrelement von vorne in den Grundkörper einzuschieben. Dadurch wird ein seitliches Einschieben der Bohrelemente in den Körper der Basispilotbohrkrone erübrigt, sodass die Bohrelemente vorteilhaft eine andere Abstützung als bisher erfahren können. Darüber hinaus kann vorteilhaft das gesamte Bohrelement kurz gebaut werden, sodass damit der Wirkungswinkel in der Größenordnung von 35° und mehr leicht durch diese Bauweise erreichbar ist.A further expedient development provides that the pilot drill bit serving as a base drill bit via a threaded connection with a tubular base body associated with the base bit, insertion of the drilling elements in the direction is connected to the drilling axis or parallel to enabling. This gives the possibility to insert the required drilling elements or even the only drilling element from the front into the body. As a result, a lateral insertion of the drilling elements in the body of the base pilot bit is unnecessary, so that the drilling elements can advantageously experience a different support than before. In addition, advantageously, the entire drilling element can be built short, so that thus the angle of action in the order of 35 ° and more can be easily achieved by this construction.

Wie schon erwähnt, kann durch die geschickte Ausbildung der Bohrvorrichtung eine größere Abstützung der Bohrelemente am umgebenden Grundkörper verwirklicht werden. Die Erfindung sieht dazu ergänzend vor, dass das Bohrelement eine seitliche Abstützung in der fensterartigen Öffnung des Grundkörpers ermöglichende Seitenflanken aufweist. Damit kann über die gesamte Seitenflanke die Abstützung des jeweiligen Bohrelementes erfolgen, ohne dass es aufwendiger Sonderkonstruktionen bedarf.As already mentioned, a greater support of the drilling elements on the surrounding base body can be realized by the skilled training of the drilling device. The invention additionally provides that the drilling element has a lateral support in the window-like opening of the body enabling side edges. This can be done over the entire side edge, the support of the respective drilling element, without the need for complex special designs.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bohrelement um eine gedachte Basispunktachse am Schlagadapter schwenkbar ist. Das Bohrelement oder die Bohrelemente werden also wie schon erwähnt von vorn her mit der Basisbohrkrone bzw. der Pilotbohrkrone eingeführt und durch das Fenster dann entsprechend positioniert, wobei sie nicht um eine wirkliche Achse, sondern nur um die gedachte Basispunktachse schwenkbar angeordnet sind, wozu der Schlagadapter die notwendigen Ausbuchtungen aufweist. Damit ist sowohl die Montage erleichtert, wie auch die Wirkungsweise gesichert, weil das Bohrelement nicht um eine Achse gedreht, sondern eigentlich um diese Basispunktachse gekippt werden kann. Der Schlagadapter gibt die notwendigen Lagerungsmöglichkeiten her.According to an advantageous development, it is provided that the drilling element can be pivoted about an imaginary base point axis on the impact adapter. The drilling element or the drilling elements are thus introduced from the beginning as already mentioned with the base bit or the pilot bit and then positioned accordingly through the window, where they are not pivotable about a real axis, but only about the imaginary base point axis, including the impact adapter has the necessary bulges. Thus, both the assembly is easier, as well as the effect secured because the drilling element is not rotated about an axis, but can actually be tilted about this base point axis. The impact adapter provides the necessary storage options.

Bei derartigen Bohrvorrichtungen wird drehschlagend gearbeitet, weshalb ja auch der Schlagsadapter vorgesehen ist. Um diese Schläge wirksam und andererseits aber für die Bohrelemente auch aufnehmbar übertragen zu können, ist vorgesehen, dass am Schlagadapter und am rohrartigen Grundkörper eine radial zur Bohrachse verlaufende Schlagschulter ausgebildet ist und dass die zugeordnete Rückseite des Bohrelementes selbst eine korrespondierend ausgebildete Anlagefläche aufweist. Durch diese Ausbildung sind ausreichendgroße Flächen vorhanden, was die Verformung während eines längeren Betriebes ausschließt und wie schon erwähnt die sichere Übertragung der Schlagenergie sicherstellt.In such drilling devices is working rotationally, which is why the impact adapter is provided. In order to effectively transfer these impacts and on the other hand, but also for the drilling elements, it is provided that on the impact adapter and the tubular body a radially extending to the drilling axis of the impact shoulder is formed and that the associated back of the drilling element itself has a correspondingly formed contact surface. By this design, sufficiently large areas are available, which precludes the deformation during prolonged operation and as already mentioned ensures the safe transmission of the impact energy.

Die Bohrelemente sind gegen die Kraft einer Feder aus ihrer Arbeitsposition in die Ruheposition zu verschwenken, wobei gemäß der Erfindung vorgesehen ist, dass die das Bohrelement abstützende Feder als Schraubenfeder ausgebildet und über eine am Rücken der Pilotbohrkrone angeordnete Führungshilfe unterstützt ist. Die Schraubenfeder kann im leichten Bogen verlaufend angeordnet werden und dabei die notwendigen Kräfte sicher übernehmen, wobei dies durch die Führungshilfe noch unterstützt wird. Damit ist eine ausreichend starke Feder zur Verfügung gestellt, die den Schwenkvorgang des Bohrelementes problemlos mit vollziehen kann, dennoch immer die ausreichenden Kräfte aufbringt und dabei am Ausknicken durch die Führungshilfe gehindert wird.The drilling elements are to be pivoted against the force of a spring from its working position to the rest position, it being provided according to the invention that the spring member supporting the spring element is designed as a helical spring and supported by a arranged on the back of the pilot drill bit guide. The coil spring can be arranged to extend in a slight arc while taking the necessary forces safely, this being supported by the guide help. For a sufficiently strong spring is provided, which can easily complete the pivoting operation of the drilling element, yet always applies the sufficient forces and is prevented from buckling by the guide.

Die zum Einsatz kommenden verschwenkbaren Bohrelemente müssen eine teilweise erhebliche Zerspanarbeit leisten. Dies ist dadurch zu gewährleisten, dass das Bohrelement mit drei Zerspanelementen ausgerüstet ist, wobei zwei am Außenrand des Bohrelementes postiert sind. Hier ist die Hauptzerspanarbeit zu leisten, sodass über die doppelte Ausbildung der Zerspanelemente am Außenrand die notwendige Sicherheit gegeben ist. Denkbar ist es, dass das am Innenrand angeordnete Zerspanelement etwas weiter vorsteht, als die am Außenrand postierten, sodass dieses Zerspanelement eine gewisse Vorarbeit leistet und damit die am Außenrand angeordneten Zerspanelemente unterstützt bzw. eine Überbelastung ausschließt.The pivoting drilling elements used for the purpose of performing a sometimes considerable Zerspanarbeit. This is to be ensured by the fact that the drilling element is equipped with three cutting elements, wherein two are located at the outer edge of the drilling element. Here is the main machining work to be done so that the necessary security is given by the double training of Zerspanelemente on the outer edge. It is conceivable that the Zerspanelement arranged on the inner edge protrudes slightly further than those posted on the outer edge, so that this Zerspan makes a certain amount of work and thus supports the arranged on the outer edge Zerspanelemente or excludes an overload.

Weiter vorn ist darauf hingewiesen worden, dass das Bohrelement um die gedachte Basispunktachse verschwenkbar bzw. eigentlich kippbar ist. Um diesen Vorgang zu erleichtern, sieht die Erfindung vor, dass die Schlagschulter am Schlagadapter eine das Einschwenken des Bohrelementes begünstigend geformte Führungsschräge aufweist. Diese Führungsschräge gibt den Kippvorgang vor, begrenzt ihn aber vorteilhaft auch, sodass das Zurückschwenken oder Zurückkippen durch die Federkraft damit gleichzeitig auch noch erleichtert ist.Earlier it has been pointed out that the drilling element can be pivoted or actually tilted about the imaginary base point axis. In order to facilitate this process, the invention provides that the impact shoulder on the impact adapter has a guide incline favoring the pivoting of the drilling element. This guide bevel specifies the tipping process, but also limits it advantageous, so that the pivoting back or tilting back by the spring force so that is also easier.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Bohrvorrichtung geschaffen ist, die unabhängig von den Gebirgsverhältnissen sicherstellt, dass damit immer ein Bohrloch mit konstantem Durchmesser und ausreichend großem Durchmesser hergestellt werden kann. Dies erreicht die Erfindung insbesondere dadurch, dass verschwenkbare oder kippbare Bohrelemente vorgesehen sind, die so im rohrförmigen Grundkörper untergebracht und angeordnet sind, dass sie mit Hilfe der Feder in ihre Ausgangsposition geschwenkt werden, wenn sie aus dem Stützrohr heraus geschoben sind. In dieser Lage werden sie dann aber nicht mehr durch die Feder in dem Sinne gehalten, sondern vielmehr durch die besondere Konstruktion, die sicherstellt, dass der radiale Teil der resultierenden Gesteinslösekraft ein Rückschwenken der Bohrelemente durch seine Größenordnung ausschließt. Der radiale Teil ist kleiner als der axiale Teil der Gesteinslösekraft, was dadurch erreicht wird, dass der Wirkungswinkel gleich oder größer 35° ist, also deutlich größer, als der im Stand der Technik. Dadurch wird das jeweilige Bohrelement, vorzugsweise handelt es sich dabei um zwei Bohrelemente je Bohrkopf, immer in der äußersten Position gehalten, ohne dass dazu irgendwelche Federn oder sonstige nötig sind. Ein immer gleich bleibendes und ausreichend großes Bohrloch sind beim Betrieb einer derartigen Bohrvorrichtung auch nach längerer Betriebszeit immer gewährleistet.The invention is characterized in particular by the fact that a drilling device is provided which, regardless of the rock conditions, ensures that a borehole with a constant diameter and a sufficiently large diameter can always be produced therewith. This is achieved in particular by the invention in that pivotable or tiltable drilling elements are provided, which are housed and arranged in the tubular body so that they are pivoted by means of the spring to its starting position when they are pushed out of the support tube. In this position, they are then no longer held by the spring in the sense, but rather by the special construction, which ensures that the radial part of the resulting rock release force excludes a pivoting back of the drilling elements by its magnitude. The radial part is smaller than the axial part of the rock release force, which is achieved by the effect angle being equal or greater than 35 °, so much greater than that in the prior art. As a result, the respective drilling element, preferably two drill elements per drill head, is always held in the outermost position, without the need for any springs or otherwise. An always consistent and sufficiently large borehole are always guaranteed during operation of such a drilling device even after prolonged operation.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further details and advantages of the subject invention will become apparent from the following description of the accompanying drawings in which a preferred embodiment with the necessary details and individual parts is shown. Show it:

1 eine Strecke bzw. einen Tunnel mit Rohrschirm, im Querschnitt, 1 a track or a tunnel with a pipe shield, in cross-section,

2 eine Bohrvorrichtung in Bohrstellung in Seitenansicht, 2 a drilling device in drilling position in side view,

3 eine Bohrvorrichtung in Bohrstellung in Schrägrissdarstellung mit Viertelschnitt, 3 a drilling device in drilling position in oblique view with quarter section,

4 eine Bohrvorrichtung in Bohrstellung in Frontansicht, 4 a drilling device in drilling position in front view,

5 eine Bohrvorrichtung in Rückziehstellung in Seitenansicht, 5 a drilling device in the withdrawn position in side view,

6 eine Bohrvorrichtung in Rückziehstellung in Schrägrissdarstellung mit Viertelschnitt, 6 a drilling device in retraction position in oblique view with quarter section,

7 eine Bohrvorrichtung in Rückziehstellung in Frontansicht und 7 a drilling device in retreat position in front view and

8 eine Bohrvorrichtung in Bohrstellung mit Darstellung der wirkenden Kräfte beim Gesteinslösevorgang. 8th a drilling device in drilling position with representation of the forces acting in the rock release process.

1 zeigt einen ins Gebirge 14 eingetriebenen Tunnel bzw. eine Strecke 55, wobei ein Unterstützungsausbau 56 bereits eingebracht ist. Die Tunnelfahrbahn bzw. die Sohle ist mit 57 bezeichnet, wobei hier der darunter liegende Bereich wieder verfüllt ist. Die Strecke 55 bzw. der Tunnel selbst sind über einen Rohrschirm 60 abgesichert, weil das umgebende Gebirge 14 die Herstellung eines solchen Rohrschirmes 60 erfordert. Dieser Rohrschirm 60 besteht aus in das Gebirge 14 eingetriebenen Stahlrohren 58 und dem Verpressmaterial, vorzugsweise Beton 59, der über die Stahlrohre 58 in das Gebirge hineingepresst worden ist. Die Stahlrohre 58 sind in entsprechende Bohrlöcher bzw. Bohrungen 35 hinein geschoben worden, wobei hierzu weitere Einzelheiten anhand der weiteren Figuren erläutert werden. 1 shows one in the mountains 14 driven tunnel or a route 55 , where a support structure 56 already introduced. The tunnel carriageway or the sole is with 57 denotes, where here the underlying area is backfilled. The distance 55 or the tunnel itself are over a pipe screen 60 secured, because the surrounding mountains 14 the production of such a pipe screen 60 requires. This pipe umbrella 60 consists of in the mountains 14 driven steel pipes 58 and the grout, preferably concrete 59 that is above the steel pipes 58 was pressed into the mountains. The steel pipes 58 are in corresponding holes or holes 35 has been pushed into it, for which purpose further details will be explained with reference to the other figures.

2 zeigt eine Bohrvorrichtung 1, deren Pilotbohrkrone 2 vorauseilend einen Teil der Bohrung 35 hergestellt hat. Diese Pilotbohrkrone 2 wird durch Bohrelemente 3 unterstützt, die über den mit der Pilotbohrkrone 2 verbundenen rohrförmigen Grundkörper 4 aufgenommen und gehalten werden. Grundkörper 4 und Pilotbohrkrone 2 sind über eine Gewindeverbindung 39 oder ähnliches miteinander verbunden. Im Grundkörper 4 sind Öffnungen 40 vorgesehen, durch die die Bohrelemente 3 nach außen vorragen und zwar in diese Position durch die Feder 8 gebracht. 2 shows a drilling device 1 , its pilot bit 2 leading a part of the hole 35 has produced. This pilot bit 2 is made by drilling elements 3 supported that over with the pilot bit 2 connected tubular body 4 be recorded and held. body 4 and pilot bit 2 are via a threaded connection 39 or something similar. In the main body 4 are openings 40 provided by which the drilling elements 3 protrude outward into the position by the spring 8th brought.

Das Bohrelement 3 ist ebenso wie die Pilotbohrkrone 2 mit Zerspanelementen 15 bestückt. Wie 4 verdeutlicht, sind mehrere solcher als Zerspanelemente 15 dienende Hartmetallfrontstifte bzw. Randstifte 16, 17 der Pilotbohrkrone 2 und Hartmetallfrontstifte bzw. Hartmetallrandstifte 18, 19 dem Bohrelement 3 zugeordnet. Es handelt sich um handelsübliche Zerspanelemente 15, wobei insbesondere die Bestückung des Bohrelementes bzw. der Bohrelemente 3 schon besonders ist, weil hier dem Außenrand 52' zwei und dem Innenrand 51 ein solches Zerspanelement 15, 18, 19 zugeordnet sind.The drilling element 3 is just like the pilot bit 2 with cutting elements 15 stocked. As 4 clarified, several such as cutting elements 15 serving carbide front pins or edge pins 16 . 17 the pilot bit 2 and hard metal front pins or hard metal edge pins 18 . 19 the drilling element 3 assigned. These are commercially available cutting elements 15 In particular, the placement of the drilling element or the drilling elements 3 especially special, because here is the outer edge 52 ' two and the inner edge 51 such a cutting element 15 . 18 . 19 assigned.

Die in 1 und auch in 2 wiedergegebene Arbeitsposition verdeutlicht, dass mit Hilfe der Bohrelemente 3 ein Bohrlochdurchmesser hergestellt werden kann, der größer ist als der Außendurchmesser des Stützrohres 12. Dieses Stützrohr 12 ist in Richtung Bohrlochtiefstes mit einem Rohrschuh 11 ausgerüstet, der eine Schlagschulter 7 aufweist, über die auch beim drehschlagenden Bohren eine Mitnahme des gesamten Stützrohres 12 sichergestellt ist. Wie schon erwähnt, ist der Bohrlochdurchmesser so groß, dass auf jeden Fall sichergestellt ist, dass das Stützrohr 12 sicher mitgenommen werden kann. Die Schlagschulter 7 am Rohrschuh 11 korrespondiert mit der Schlagschulter am Schlagadapter 5, sodass über die so genannte Verlängerungsbohrstange 22 beim Arbeiten mit der Bohrvorrichtung 1 ein kontinuierlicher Gesamtbetrieb sicher zu verwirklichen ist.In the 1 and also in 2 reproduced working position illustrates that with the help of drilling elements 3 a borehole diameter larger than the outer diameter of the support tube can be made 12 , This support tube 12 is towards the borehole deepest with a pipe shoe 11 equipped with a punching shoulder 7 has, over which also in the rotationally impacting drilling entrainment of the entire support tube 12 is ensured. As already mentioned, the diameter of the drill hole is so large that it is definitely ensured that the support tube 12 can be taken safely. The hit shoulder 7 on the pipe shoe 11 corresponds to the impact shoulder on the impact adapter 5 so that over the so-called extension drill rod 22 when working with the drilling device 1 a continuous overall operation is sure to be realized.

Die Bohrelemente 3 befinden sich in 2 und 3 in der Arbeitsposition, wobei auch hier die notwenigen Kräfte sicher ins Gebirge dadurch übergeleitet werden, weil eine ausreichend große Schlagschulter 6 zwischen Schlagadapter 5 und der Rückseite der Bohrelemente 3 vorhanden ist. Richtig gesagt handelt es sich um zwei Schlagschultern 42, 43, einmal dem Schlagadapter 5 zugeordnet und zum anderen dem rohrförmigen Grundkörper 4. Auf jeden Fall wird so durch die große Anlagefläche 45 des Bohrelementes 3 sichergestellt, dass die besagten Kräfte sicher über das Bohrelement 3 ins Gebirge 14 übertragen werden. Darüber hinaus gibt es vorteilhafterweise weitere Schlagschultern 7, 62, 63 zwischen Schlagadapter 5 und Grundkörper 4, zwischen Grundkörper 4 und Pilotbohrkrone 2 sowie zwischen Schlagadapter 5 und Rohrschuh 11.The drilling elements 3 are located in 2 and 3 in the working position, whereby also here the necessary forces are safely transmitted to the mountains, because a sufficiently large striking shoulder 6 between impact adapter 5 and the back of the drilling elements 3 is available. Correctly speaking, these are two hit shoulders 42 . 43 , once the blow adapter 5 assigned and the other the tubular body 4 , In any case, so will the large contact surface 45 of the drilling element 3 ensure that the said forces safely over the drilling element 3 to the mountains 14 be transmitted. In addition, there are advantageously more punching shoulders 7 . 62 . 63 between impact adapter 5 and basic body 4 , between body 4 and pilot bit 2 as well as between impact adapter 5 and pipe shoe 11 ,

2 verdeutlicht im Übrigen, dass der Hartmetallrandstift 19 als Zerspanelement 15 gegenüber dem Hartmetallfrontstift 18 etwas voreilend angeordnet ist, sodass dadurch die Arbeit der beiden Hartmetallfrontstifte 18 erleichtert wird. 2 clarifies, moreover, that the hard metal edge pin 19 as a cutting element 15 opposite the carbide front pin 18 is arranged somewhat advanced, so that the work of the two carbide front pins 18 is relieved.

Bereits erwähnt ist, dass die Bohrelemente 3 über eine fensterartige Öffnung 40 im rohrförmigen Grundkörper 4 verschwenkt werden können und zwar einmal über die Feder 8 und zum anderen gegen die Kraft der Feder 8 beim Einzehen der Verlängerungsbohrstangen 22 in das Stützrohr 12. Die Feder 8 ist wie aus 3 entnehmbar ist, als Schraubenfeder 48 ausgebildet, wobei sie in einem gewissen Bogen verläuft, was man auch deutlich aus 2 entnehmen kann. Um hier eine gleichmäßige und sichere Bewegung der Schraubenfeder 48 zu gewährleisten, ist im Rücken 49 bzw. im dort angeordneten Distanzhalters 9 eine Führungshilfe 50 vorgesehen, sodass hier eine Ausbiegung der Schraubenfeder 48 wirksam verhindert ist. Die Ausbildung dieser Führungshilfe 50 ist sowohl 3 wie auch 2 zu entnehmen, wobei in 2 auch noch zusätzlich das Bezugszeichen 10 für diese besondere Formgebung des Distanzhalters 9 zur Anwendung kommt.Already mentioned is that the drilling elements 3 over a window-like opening 40 in the tubular body 4 can be pivoted once over the spring 8th and the other against the force of the spring 8th when toasting the extension drill rods 22 in the support tube 12 , The feather 8th is like out 3 is removable, as a coil spring 48 trained, where it runs in a certain arc, which is also clear 2 can take. To here a uniform and safe movement of the coil spring 48 to ensure is in the back 49 or in the spacer arranged there 9 a guide 50 provided so that here a deflection of the coil spring 48 is effectively prevented. The training of this guide 50 is both 3 as well as 2 to be taken, in 2 also additionally the reference number 10 for this special shape of the spacer 9 is used.

In 3 ist weiter eine Führungsschräge 53 gekennzeichnet, die ein Kippen der Bohrelemente 3 vorgibt oder erleichtert, was beispielsweise 5 zu entnehmen ist. Dabei kippt das Bohrelement 3 um den so genannten Basispunkt 46 oder besser gesagt um die gedachte Basispunktachse 26. Die 5, 6 und 7 zeigen die Bohrvorrichtung in Rückziehstellung. Deutlich wird, dass die Bohrelemente 3 sich in der Kippstellung befinden, wobei die Feder 8 bzw. die Schraubenfeder 48 in ihrer Endstellung zusammengedrückt sind. Bei 5 ist diese Kippstellung der Bohrelemente 3 besonders deutlich erkennbar, wobei im halben Längsschnitt auch deutlich wird, dass die Bohrelemente 3 aus einer Öffnung 40 in dem rohrförmigen Grundkörper 4 herausragen und dabei über hier nicht deutlich erkennbare Seitenflanken 41 abgestützt sind. 6 zeigt wie erwähnt die Bohrvorrichtung 1 in Rückziehstellung und in Schrägerissdarstellung, wobei hier auch die besondere Ausbildung der Feder 8 als Schraubenfeder 48 gezeigt ist. Erkennbar ist hier, wie in den anderen Schnitten auch, dass der Rohrschuh 11 über ein Gewinde 13 mit dem Stützrohr 12 verbunden ist. 7 zeigt die Bohrvorrichtung 1 in Rückziehstellung und in Frontansicht, wobei deutlich wird, dass nun die Zerspanelemente 15 der Bohrelemente 3 nicht mehr erkennbar sind.In 3 is still a guide slope 53 characterized, which is a tilting of the drilling elements 3 pretending or facilitating what, for example 5 can be seen. The drilling element tilts 3 around the so-called base point 46 or rather the imaginary basis point axis 26 , The 5 . 6 and 7 show the drilling device in retreat position. It becomes clear that the drilling elements 3 are in the tilted position, with the spring 8th or the coil spring 48 are compressed in their final position. at 5 is this tilting position of the drilling elements 3 particularly clearly recognizable, wherein in half longitudinal section is also clear that the drilling elements 3 from an opening 40 in the tubular base body 4 protrude and thereby not clearly visible side edges 41 are supported. 6 As mentioned, the drilling device 1 in retraction position and Schrägerissdarstellung, here also the special design of the spring 8th as a coil spring 48 is shown. Recognizable here, as in the other sections, that the pipe shoe 11 over a thread 13 with the support tube 12 connected is. 7 shows the drilling device 1 in retraction position and in front view, whereby it becomes clear that now the cutting elements 15 the drilling elements 3 are no longer recognizable.

8 zeigt die aus 2 entnehmbare Position der Pilotbohrkrone 2 und der Bohrelemente 3, wobei hier ergänzend die beim Gesteinslösevorgang wirkenden Kräfte dargestellt sind. Die zweiteilige Basisbohrkrone mit ihrer Pilotbohrkrone 2 und dem rohrartigen Grundkörper 4 verfügt über die verbindende Gewindeverbindung 39. Beide sind unter Einschluss des Schlagadapters 5 mit der Verlängerungsbohrstange 22 bzw. dem Bohrgestänge 36 verbunden. Diese Verbindungsmöglichkeit ermöglicht eine sehr kurze Bauweise der Bohrelemente 3, was wiederum einen Wirkungswinkel 25 zwischen der Wirklinie 24, die aus der gedachten Verbindungslinie 37 zwischen der Basispunktachse 26 und der Wirkspitze 38 der äußersten Zerspanungselemente 15, 18 auf den Bohrelementen 3 gebildet wird und der Bohrachse 23 größer als 35° realisierbar macht. Mit anderen Worten, ist die stabile Lage der Bohrelemente 3 in der Bohrstellung dadurch gesichert, dass der Winkel 25 zwischen der Wirklinie 24 der Bohrelemente 3, das ist die gedachte Linie zwischen den Wirkungsspitzen 38 der randlagigen Zerspanungselemente 15, 18 auf den schwenkbaren Bohrelementen 3 und der Abstützlinie dieser Bohrelemente 3 und der Bohrachse 23 größer ist als der Winkel 30, dem die resultierende Zerspanungskraft bzw. resultierende Gesteinslösekraft 27, die an diesen randlagigen Zerspanungselementen 15, 18 angreift, zur Bohrachse 23 hin einnimmt. Mit 28 und 29 sind die axialen und die radiale Gesteinslösekraft bezeichnet. 31 ist die auf die Bohrelemente 3 wirkende Gesteinslösekraft FEW zur Bohrachse 23 und 32 ist die radiale Gesteinslösekraft FER, die auf die Bohrelemente 3 aktiv wirkt. 8th shows the off 2 removable position of the pilot bit 2 and the drilling elements 3 , in which case additionally the forces acting on the rock release process are shown. The two-piece base bit with its pilot bit 2 and the tubular body 4 has the connecting thread connection 39 , Both are inclusive of the impact adapter 5 with the extension drill rod 22 or the drill pipe 36 connected. This connection option allows a very short construction of the drilling elements 3 , which in turn gives an effect angle 25 between the line of action 24 coming from the imaginary connecting line 37 between the base point axis 26 and the knitting point 38 the outermost cutting elements 15 . 18 on the drilling elements 3 is formed and the drilling axis 23 makes greater than 35 ° feasible. In other words, the stable position of the drilling elements 3 in the drilling position thereby secured that the angle 25 between the line of action 24 the drilling elements 3 , that is the imaginary line between the effect peaks 38 the edge-layered cutting elements 15 . 18 on the swiveling drilling elements 3 and the support line of these drilling elements 3 and the drilling axis 23 is greater than the angle 30 , the resulting cutting force or resulting rock release force 27 attached to these edge-facing cutting elements 15 . 18 attacks, to the drilling axis 23 takes over. With 28 and 29 are called the axial and the radial rock release force. 31 is the on the drilling elements 3 acting rock release force FEW to the drilling axis 23 and 32 is the radial rock release force FER that is on the drilling elements 3 is active.

Die im Wettbewerb stehenden Bohrsysteme müssen am Ende des Bohrvorganges entweder die verlorene Ringbohrkrone oder die verlorene Vollbohrkrone vom Bohrgestänge 36 wieder lösen oder müssen ein ausgeschwenktes Element (Excenterräumer) wieder einschwenken. Dies geschieht fast immer durch Drehen des Bohrgestänges 36 entgegengesetzt der beim Bohren verwendeten Drehrichtung. Erst wenn der Lösevorgang abgeschlossen ist, kann das restliche Bohrgestänge 36 zurückgezogen werden. Der Lösevorgang ist oftmals sehr schwierig und kann mit großen Zeitverlusten einhergehen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass sich nicht die Verbindung zwischen verlorener Bohrkrone und Pilotbohrkrone löst, sondern eine andere der vielen Verbindungen zwischen den Verlängerungsbohrstangen 22 des Bohrgestänges 36. Dies bedeutet weiteren Zeitverlust und manchmal sogar Verlust des gesamten Excentersystems, wenn der Excenterräumer nicht einschwenkt.At the end of the drilling process, the competing drilling systems must either have the lost ring bit or the lost full drill bit from the drill string 36 solve again or swing in a swung-out element (Excenterräumer) again. This is almost always done by turning the drill pipe 36 opposite to the direction of rotation used during drilling. Only when the dissolution process is completed, the remaining drill pipe 36 be withdrawn. The dissolution process is often very difficult and can be associated with large time losses. In addition, there is a risk that it will not solve the connection between the lost drill bit and pilot bit, but another of the many connections between the extension drill rods 22 of the drill string 36 , This means further loss of time and sometimes even loss of the entire Excentersystems if the Excenterräumer does not swing.

Das erfindungsgemäße Bohrsystem ist diesbezüglich unempfindlich, da bei Zurückziehen des Bohrgestänges 36 kein Gegendrehen erforderlich ist. Die Bohrelemente 3 klappen allein durch das Zurückziehen ein, indem ihre Rückseiten schräge Flächen aufweisen, die auf der vorderen Innenkante des Rohrschuhs 11 auflaufen, und die Bohrelemente 3 entgegen der Federkraft nach innen drücken und somit das Einklappen erzwingen. Ob beim Rückziehvorgang das Bohrgestänge 36 gedreht wird oder keine Drehbewegung ausführt, ist ohne Belang.The drilling system according to the invention is insensitive in this regard, since upon retraction of the drill string 36 no counter-rotation is required. The drilling elements 3 fold by retraction only by their backs have sloping surfaces on the front inner edge of the pipe shoe 11 accumulate, and the drilling elements 3 Press inward against the spring force, thus forcing it to fold in. Whether at Retracting the drill pipe 36 is rotated or no rotational movement, is irrelevant.

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 to be essential to the invention alone and in combination.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0511298 P1 [0002]
EP 0563561 P1 [0002]
DE 2238598 A1 [0002]
DE 102005146495 A1 [0002]

Claims

Method for the production of boring devices for the pipe screen technology, in which cased boreholes are introduced into the mountains with entrainment of the support tube by the boring device, to which the boring device consists of a pilot bit, which represents the borehole side front end of the drill string, and one or more the borehole extension for the support tube providing drilling elements is assembled so that by the cutting elements of the drilling elements, the necessary rock release force for the extended bore is securely transferred to the rock to be drilled, characterized in that the radial part (FGR) of the resulting rock release force (FG) pivoting back the drilling elements in the direction Drill axis of the drilling device during drilling operation is set.

A method according to claim 1, characterized in that the radial part (FGR) is set smaller than the axial part (FGA) of the rock release force (FG).

A method according to claim 1, characterized in that the radial rock release force (FGR) is influenced by creation or design of the drilling elements and in that the angle of action α between imaginary line / line of action pivot point of the drilling elements and Wirkspitze whose extreme Zerspanelemente equal to or greater than 35 ° amount is adjusted.

Drilling device for producing cased boreholes for pipe shielding with a pilot bit ( 2 ) one of these associated drilling element ( 3 ) for the production of the support tube ( 12 ) extended bore ( 35 ), with the drill string ( 36 ) via a striking adapter ( 5 ) connected drilling element ( 3 ) with cutting elements ( 15 ) and when pulling in and pushing out into or out of the support tube ( 12 ) with or against the force of a spring ( 8th ) is pivotable, characterized in that the one-piece or multi-part drilling element ( 3 ) at a distance from the drilling axis ( 23 ) arranged base point axis ( 26 ) is pivotable and that the drilling element ( 3 ), its cutting elements ( 15 ) and the base point axis ( 26 ) are designed and arranged such that the angle of action ( 25 ) between the line of action ( 24 ) of the drilling element ( 3 ) and the drilling axis ( 23 ) is greater than the angle ( 30 ), the resulting rock release force ( 27 ) to the drilling axis ( 23 ).

Drilling device according to claim 4, characterized in that the angle of action ( 25 ) between the imaginary connecting line ( 37 ) between base point axis ( 26 ) and the knitting tip ( 38 ) of the outermost cutting elements ( 18 ) and the drilling axis ( 23 ) is equal to or greater than 35 °.

Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot drill bit serving as the base bit ( 2 ) via a threaded connection ( 39 ) with a base drill bit associated with the tubular body ( 4 ) an insertion of the drilling elements ( 3 ) in the direction of the drilling axis ( 23 ) or is connected in parallel to enable.

Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drilling element ( 3 ) a lateral support in the window-like opening ( 40 ) of the basic body ( 4 ) enabling side edges ( 41 ) having.

Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drilling element ( 3 ) around an imaginary base point axis ( 26 ) on the impact adapter ( 5 ) is pivotable.

Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the impact adapter ( 5 ) and on the tubular body ( 4 ) a radial to the drilling axis ( 23 ) running shoulder ( 42 . 43 ) is formed and that the associated rear side ( 44 ) of the drilling element ( 3 ) a correspondingly formed contact surface ( 45 ) having.

Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drilling element ( 3 ) supporting spring ( 8th ) as a coil spring ( 48 ) and one on the back ( 49 ) of the pilot bit ( 2 ) arranged guide ( 50 ) is supported.

Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drilling element ( 3 ) with three cutting elements ( 15 . 18 . 19 ), with two at the outer edge ( 52 ) of the drilling element ( 3 ) are posted.

Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the striking shoulder ( 42 ) on the impact adapter ( 5 ) a pivoting of the drilling element ( 3 ) favorably shaped guide slope ( 53 ) having.