DE102011110622A1 - Method for laying two pipes, particularly energy supply pipeline, such as gas pipeline and water supply pipeline, in ground, involves forming large bore channel in bore head by large cutting wheel driven by main drive for large pipeline - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie dabei einsetzbare Vorrichtungen zur Verlegung von zwei Rohrleitungen im Boden.The present invention relates to a method and thereby usable devices for laying two pipes in the ground.
Stand der TechnikState of the art
Bei der Verlegung von Rohrleitungen für die Energie- und Wasserversorgung (Pipelinebau) werden neben den eigentlichen Produktleitungen für den Öl, Gas oder Wassertransport fast immer auch Kabel für die Steuerung und Überwachung der Pipeline mit verlegt. Diese Mitverlegung ist sehr einfach, wenn die Rohrleitung im offenen Rohrgraben verlegt wird, da dann das Kabel praktisch ohne nennenswerten Mehraufwand im gleichen Rohrgraben mit verlegt werden kann.When laying pipelines for energy and water supply (pipelines), in addition to the actual product pipelines for oil, gas or water transport, cables are also almost always laid for the control and monitoring of the pipeline. This co-laying is very easy when the pipeline is laid in the open trench, because then the cable can be laid with practically no significant additional effort in the same trench with.
In Trassenabschnitten, wo ein offener Rohrgraben aus ökologischen Gründen (Naturschutz) oder ökonomischen Gründen (Verkehrsfluss) nicht möglich ist, kommen heutzutage so genannte grabenlose Verlegetechniken zum Einsatz. Zu diesen Techniken zählen z. B. die gesteuerte Horizontalbohrtechnik (HDD = Horizontal Directional Drilling), der gesteuerte Rohrvortrieb (Microtunneling) oder das in der Patentanmeldung
Während es beim HDD-Verfahren möglich ist, ein Schutzrohr für die Kabel im gleichen Bohrloch zu verlegen wie das Produktrohr (da bei diesem Verfahren der Bohrlochdurchmesser wesentlich größer als der Durchmesser des Produktrohrs gewählt wird), kann beim gesteuerten Rohrvortrieb das Kabel zusammen mit dem Produktrohr in dem verfahrensbedingt erforderlichen (Beton)-Schutzrohr mit verlegt werden. Lediglich für das Direct Pipe®-Verfahren gibt es z. Z. noch keine Möglichkeit, gleichzeitig mit dem Produktrohr auch ein Kabelschutzrohr zu verlegen. Hier muss ein Kabelschutzrohr noch grundsätzlich mittels einer völlig unabhängigen, zusätzlichen Bohrung (meistens mittels HDD-Verfahren) verlegt werden. Dies bedeutet erheblichen technischen und finanziellen Mehraufwand.While in the HDD process it is possible to lay a conduit for the cables in the same borehole as the product pipe (as in this method the borehole diameter is chosen to be much larger than the diameter of the product pipe), the pipe can be controlled together with the product pipe in controlled pipe jacking in the process required (concrete) protective tube to be laid with. Only for the Direct Pipe ® method there are z. Z. still no way to lay simultaneously with the product tube and a cable conduit. In principle, a cable protection tube has to be routed by means of a completely independent, additional drilling (mostly by HDD method). This means considerable technical and financial overhead.
Technische AufgabeTechnical task
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und dabei einsetzbare Vorrichtungen bereitzustellen, mit deren Hilfe die gleichzeitige Verlegung eines Produkt- und eines Kabelschutzrohrs im Direct Pipe®-Verfahren ermöglicht wird.The present invention is therefore based on the object to provide a method and usable devices, with the help of the simultaneous installation of a product and a cable conduit in the Direct Pipe ® method is made possible.
Lösung der technischen AufgabeSolution of the technical task
Die technische Aufgabe wird gelöst, indem außen an einem (Direct Pipe®)-Bohrkopf über einen Steg ein Nebenantrieb mit eigenem Schneidrad angebracht wird, der außerhalb des großen Bohrkanals für das große Produktrohr einen zweiten, kleineren Bohrkanal für das kleine Kabelschutzrohr erstellt, in den das am hinteren Ende des kleinen Bohrmotors angebrachte Kabelschutzrohr eingezogen wird.The technical problem is solved by externally attached to a (Direct Pipe ®) -Bohrkopf by a web an auxiliary drive with its own cutter, which creates a second smaller bore channel for the small conduit outside the large bore channel for the large product pipe, in the the cable protection tube attached to the rear end of the small bore motor is retracted.
Dabei entspricht der Bohr- und Verlegevorgang für die große Rohrleitung exakt demjenigen des bekannten Direct Pipe®-Verfahrens, d. h. die für den Bohrvorgang erforderliche Vorschubkraft wird außerhalb des Bohrlochs erzeugt und über die große Rohrleitung auf den Bohrkopf übertragen. Auch die erforderlichen Steuervorgänge des Bohrkopfs, die notwendig sind um den Bohrkopf und damit die große Rohrleitung exakt entlang einer geraden oder gekrümmten Soll-Linie im Boden zu verlegen, entsprechen denjenigen des Direct Pipe®-Verfahrens.The drilling and laying process for the large pipeline corresponds exactly to that of the known Direct Pipe® process, ie the feed force required for the drilling process is generated outside the borehole and transmitted to the boring head via the large pipeline. The necessary control operations of the drill head, which are necessary to lay the drill head and thus the large pipeline exactly along a straight or curved target line in the ground, correspond to those of the Direct Pipe ® method.
Der für die gleichzeitige Verlegung der kleinen Rohrleitung erforderliche kleine Bohrkanal wird von einem Nebenantrieb mit einem kleinen Schneidrad erstellt, die praktisch „huckepack” fest mittels eines Stegs auf dem Bohrkopf angebracht sind. Durch die feste Verbindung über den Steg kann ein zweiter, kleiner Bohrkanal achsenparallel zum großen Bohrkanal erstellt werden. Die für diesen Bohrvorgang erforderlichen Vorschubkräfte werden ebenfalls von übertage über die große Rohrleitung auf den Bohrkopf übertragen und von dort über den Steg auf den Nebenantrieb geleitet.The required for the simultaneous installation of the small pipeline small bore channel is created by a power take-off with a small cutting wheel, which are mounted practically "piggyback" firmly by means of a ridge on the drill head. Due to the fixed connection via the web, a second, smaller drilling channel can be created axis-parallel to the large drill channel. The feed forces required for this drilling process are also transferred from over-ground via the large pipeline to the drill head and from there via the web to the auxiliary drive.
Der Nebenantrieb besteht in einem bevorzugten Anwendungsfall aus einem Bohrspülungsmotor und einem daran befestigten kleinen Schneidrad. Dieses kleine Schneidrad ist am vorderen Ende des Bohrspülungsmotors angebracht, während am hinteren Ende des Bohrspülungsmotors die kleine Rohrleitung befestigt wird. Der Bohrspülungsmotor selbst ist seitlich über den Steg mit dem Bohrkopf verbunden.In a preferred application, the auxiliary drive consists of a drilling fluid motor and a small cutting wheel mounted thereon. This small cutting wheel is attached to the front end of the drilling fluid motor while the small pipe is attached to the rear end of the drilling fluid motor. The Bohrflülungsmotor itself is laterally connected via the bridge with the drill head.
Die zum Antrieb des Bohrspülungsmotors erforderliche Energie wird einer durch die kleine Rohrleitung verpumpten Bohrspülung entnommen. Diese durchströmt den Bohrspülungsmotor, gibt dort einen großen Teil ihrer dynamischen Energie ab und tritt dann am kleinen Schneidrad in den kleinen Bohrkanal. Dort nimmt sie den vom kleinen Schneidrad gelösten Boden auf. Derartige Bohrspülungsmotoren sind aus der Tiefbohrtechnik sowie der Horizontalbohrtechnik bekannt und werden dort mitunter auch als „Mud Motor” bezeichnet.The energy required to drive the drilling fluid motor is taken from a drilling fluid pumped through the small pipeline. It flows through the drilling fluid motor, discharges a large part of its dynamic energy and then enters the small drill channel on the small cutting wheel. There she picks up the soil detached from the small cutting wheel. Such Bohrflülungsmotoren are known from the deep drilling and horizontal drilling and are sometimes referred to as "Mud Motor".
Alternativ kann der Antrieb des kleinen Schneidrads an Stelle des Bohrspülungsmotors auch durch einen in einem Lagerrohr angebrachten, separaten Hydraulikmotor oder durch ein an diesem Lagerrohr angebrachtes mechanisches Getriebe (Zahnräder bzw. Zahnkränze) erfolgen, bei dem ein großer Zahnkranz (= Antrieb) auf dem großen Schneidrad und ein kleiner Zahnkranz auf dem kleinen Schneidrad angebracht sind.Alternatively, the drive of the small cutting wheel in place of the Bohrspülungsmotors also by a mounted in a bearing tube, a separate hydraulic motor or attached to this bearing tube mechanical gear (gears or sprockets) done in which a large sprocket (= drive) are mounted on the large cutting wheel and a small sprocket on the small cutting wheel.
Bei den Ausführungsvarianten mittels Hydraulikmotor bzw. mechanischem Getriebe kann die für den Bohrvorgang am kleinen Schneidrad erforderliche Bohrspülung auch über die Speiseleitung des großen Bohrkopfs erfolgen, da in diesen Fällen wesentlich niedrigere Spülungsdrücke erforderlich sind als beim Einsatz eines Bohrspülungsmotors.In the embodiment variants by means of a hydraulic motor or mechanical gear, the drilling fluid required for the drilling process on the small cutting wheel can also take place via the feed line of the large drill head, since in these cases substantially lower flushing pressures are required than when using a Bohrflülungsmotors.
Abgrenzung gegenüber bestehenden VerfahrenDifferentiation from existing procedures
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie den dabei einsetzbaren Vorrichtungen wird die gleichzeitige Verlegung eines großen (Produkt)-Rohrs und eines kleinen (Kabelschutz)-Rohrs möglich. Dies kann zurzeit nicht vom bekannten Direct Pipe®-Verfahren geleistet werden.With the method according to the invention and the devices which can be used in this case, the simultaneous laying of a large (product) tube and a small (cable protection) tube becomes possible. At the moment, this can not be done by the well-known Direct Pipe ® process.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die grundsätzlichen Vorteile der Erfindung sind in der Minimierung des technischen und finanziellen Zusatzaufwands für die Verlegearbeiten eines kleinen Rohres (z. B. Kabelschutzrohr) im Zuge der Verlegung eines großen Rohrs (Produktrohr) mittels des Direct Pipe®-Verfahrens zu sehen.The basic advantages of the invention are to minimize the technical and financial overhead of laying a small pipe (eg, cable conduit) in the course of laying a large pipe (product pipe) by the Direct Pipe® process.
Zeichnungendrawings
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie dabei einsetzbare Vorrichtungen werden anhand von Zeichnungen dargestellt und nachfolgend erläutert, wobei die dort gezeigten Merkmale beispielhaften Charakter aufweisen. Die Zeichnungen zeigen:The method according to the invention and devices which can be used in the process are illustrated with reference to drawings and explained below, wherein the features shown there have exemplary character. The drawings show:
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kleine RohrleitungSmall pipeline
- 22
- Große RohrleitungGreat pipeline
- 33
- Kleiner BohrkanalSmall drill channel
- 44
- Großer BohrkanalLarge drilling channel
- 55
- BohrspülungsmotorBohrspülungsmotor
- 66
- Kleines SchneidradSmall cutting wheel
- 77
- Großes SchneidradLarge cutting wheel
- 88th
- Bohrspülungdrilling fluid
- 99
- Bohrkopfwellhead
- 1010
- Stegweb
- 1111
- Hydraulikmotorhydraulic motor
- 1212
- Kleiner ZahnkranzSmall sprocket
- 1313
- Großer ZahnkranzBig sprocket
- 1414
- Hauptantriebmain drive
- 1515
- Energieversorgungpower supply
- 1616
- Achse der kleinen RohrleitungAxis of small pipeline
- 1717
- Achse der großen RohrleitungAxle of the big pipeline
- 1818
- Bodenground
- 1919
- Lagerrohrbearing tube
- 2020
- Abtrennungseparation
- 2121
- Speiseleitungfeeder
- 2222
- NebenantriebPTO
Ausführungsbeispieleembodiments
In
In dem Schnitt A-A in
Im Unterschied zu
Im Unterschied zu
In
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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