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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bohr- und Düsenstrahlgestänge zum Einsatz im Bereich des Tiefbaus sowie dessen Verwendung. Ein derartiges Bohr- und Düsenstrahlgestänge wird zur Herstellung eines Bohrlochs sowie ggf. einer Düsenstrahlsäule im Bereich des Bohrlochs eingesetzt.
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Stand der Technik
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Als Stand der Technik ist die
DE 103 13 758 A1 bekannt, die ein Bohr- oder Düsenstrahlgestänge mit Online-Datenübertragung von Messaufnehmern an der Gestängespitze zur Luftseite während des Bohrvorgangs betrifft. Mit dieser Vorrichtung ist es beabsichtigt, bereits während des Abbohrvorgangs Messdaten von der Spitze des Bohrgestänges an die Erdoberfläche zu bringen. Die Messdaten können beispielsweise Neigungswinkel des Bohrgestänges betreffen. Mit den ermittelten Daten kann entschieden werden, ob die aktuell durchgeführte Bohrung auch zum Erstellen einer Säule nach dem Düsenstrahlverfahren geeignet ist.
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Im Inneren des bekannten Gestängeteils befinden sich Messeinrichtungen sowie ein Hochdruckkanal mit einer Hochdruckdüse. Von den Messeinrichtungen führen Kabel zu einer Kabelkupplung. Dabei werden die Kabel im Ringraum zwischen einem äußeren Rohr und einem inneren Rohr des Gestängeteils geführt. Optional können die Kabel innerhalb der Ringräume der konzentrisch angeordneten Rohre in zusätzlichen Schutzrohren geführt werden, was insbesondere dann notwendig ist, wenn die Ringräume zur Förderung von Medien wie Druckluft oder der Bohrspülung genutzt werden.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bohr- und Düsenstrahlgestänge zum Einsatz im Bereich des Tiefbaus bereitzustellen, das eine leicht handhabbare und solide ausgeführte Möglichkeit zur Daten- und/oder Energieübertragung innerhalb des Bohr- und Düsenstrahlgestänges gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Weitere beispielhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung des erfindungsgemäßen Bohr- und Düsenstrahlgestänges.
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Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist dabei, einen separaten, insbesondere zentral geführten Kanalführungskanal innerhalb des Bohr- und Düsenstrahlgestänges bereitzustellen, in dem ein Kabel zur Daten- und/oder Energieübertragung aufgenommen werden kann.
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Das Kabel verfügt beispielsweise über einen Anschluss, der beim Verschrauben bestimmter Module des Bohr- und Düsenstrahlgestänges in ein entsprechendes Gegenstück in einem weiteren Modul eingreifen kann. Ferner wird ein Druckkanal bereitgestellt, der verschiedene Aufgaben übernehmen kann, nämlich das Übermitteln eines Fluids beim Abteufen des Bohr- und Düsenstrahlgestänges und das Übermitteln eines Fluids beim Einbringen einer Düsenstrahlsäule.
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Der im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung beschriebene ”Luftkanal” ist nicht auf das Übermitteln von Luft beschränkt, auch wenn bevorzugt Umgebungsluft hierzu verwendet wird. Vielmehr ist der Luftkanal zur Weiterleitung jeglichen Fluids eingerichtet.
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Konkret stellt die vorliegende Erfindung ein Bohr- und Düsenstrahlgestänge zum Einsatz im Bereich des Tiefbaus bereit, mit: einem im Bohr- und Düsenstrahlgestänge verlaufenden Luftkanal, einem im Bohr- und Düsenstrahlgestänge verlaufenden Druckkanal, insbesondere Hochdruck-/Niederdruckkanal, sowie einem insbesondere im Druckkanal angeordneten Kabelführungskanal zur Aufnahme eines Kabelabschnitts.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Druckkanal getrennt durch eine erste innere Wandung konzentrisch zum Luftkanal angeordnet. Ferner kann der Kabelführungskanal getrennt durch eine zweite innere Wandung insbesondere konzentrisch innerhalb des Druckkanals angeordnet sein. Auf diese Weise ist eine Verschraubung unterschiedlicher Module des Bohr- und Düsenstrahlgestänges, die jeweils die genannten Kanäle aufweisen, möglich.
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Insbesondere kann das Bohr- und Düsenstrahlgestänge mehrere aneinander anbringbare, insbesondere anschraubbare, Module umfassen, ausgewählt aus einer Bohrkrone, einem Sensormodul, einem weiteren Sensormodul, einer Düsenstrahleinrichtung und einem Regelgestänge (letzteres stellt ein Basiselement des Bohr- und Düsenstrahlgestänges dar). Jedes der genannten Module kann im Bedarfsfall mit dem Kabelführungskanal in Verbindung stehen, und in diesem Fall Steuerungsdaten aufnehmen und ggf. Messdaten an die Erdoberfläche übertragen. Ferner kann generell auf diesem Weg Energie übertragen werden.
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Beispielsweise kann das weitere Sensormodul einen Neigungssensor, einen Beschleunigungssensor, einen Temperaturaufnehmer, einen Drucksensor und/oder einen ph-Wert-Sensor aufweist, der mit dem Kabel in Verbindung stehen kann. Auf diese Weise kann der Bohrvorgang bzw. das Einbringen der Düsenstrahlsäule in das Erdreich überwacht werden. Die Qualität des jeweiligen Arbeitsgangs wird dadurch gesteigert. Insbesondere kann der Beschleunigungssensor zur Profilaufnahme des anstehenden Bodens um das Bohr- und Düsenstrahlgestänge und auch des Durchmessers der Düsenstrahlsäule genutzt werden. Diese Funktion kann ggf. in Kombination mit dem Sensormodul, das einen ausfahrbaren Sensor aufweist, durchgeführt werden. Hierbei könnte der Sensor des Sensormoduls zur Kalibrierung der Messung mit dem Beschleunigungssensor genutzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Beschleunigungsnehmer sowohl Beschleunigungen während des Abbohrens als auch während des Einbringens einer Düsenstrahlsäule aufnehmen. Die Beschleunigungsdaten, die während des Einbringens des Bohrlochs aufgenommen und ausgewertet werden, können zur Bewertung der Qualität des Bohrlochs herangezogen werden. Ferner können Daten im Zusammenhang mit der Herstellung der Düsenstrahlsäule dazu genutzt werden, deren Durchmesser genauer zu bestimmen, beispielsweise indem ein als Tastelement bezeichneter Sensor kalibriert wird. Ein solches Tastelement wird rein beispielhaft in der
EP 2 543 770 A1 im Detail erläutert. Auch kann mittels der während der Herstellung einer Düsenstrahlsäule aufgenommenen Beschleunigungsdaten ermittelt werden, ob die aktuell hergestellte Düsenstrahlsäule mit einer bereits hergestellten, und ggf. noch nicht vollständig ausgehärteten Düsenstrahlsäule überlappt. In diesem Fäll würde der Düsenstrahl nicht mehr in das umliegende Erdreich, sondern in die bereits hergestellte Düsenstrahlsäule eindringen, wodurch eine Änderungen bei den aufgenommenen Beschleunigungen zu erwarten ist. Diese Informationen können in eine Qualitätsüberwachung einfließen.
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Der hier genannte Beschleunigungssensor kann in einer weiteren Zielrichtung auch an einem bekannten Bohr- und Düsenstrahlgestänge angebracht sein, und in Kombination mit dem Tastelement auch ohne die hier beschriebene besondere Ausgestaltung des Bohr- und Düsenstrahlgestänges zum Einsatz kommen, um den Durchmesser der Düsenstrahlsäule zu vermessen und/oder die Qualität einer Düsenstrahlsäule zu überwachen. Hierzu werden Beschleunigungsdaten während des Abbohrens und/oder während des Einbringens der Düsenstrahlsäule aufgenommen.
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In einer Ausführungsform weist zumindest eines der Module eine äußere Wandung, eine erste innere Wandung und eine zweite innere Wandung auf, die an zumindest einem Endabschnitt jeweils mit einem Gewindeabschnitt versehen sind. Auf diese Weise können die einzelnen Module je nach Bedarf miteinander verschraubt werden, um das Bohr- und Düsenstrahlgestänge an die kundenspezifischen Wünsche anzupassen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Kabelabschnitt im Kabelführungskanal aufgenommen, welcher Kabelabschnitt mehrpolig ist. Der Kabelabschnitt kann an einem Ende einen männlichen Steckverbinder und am anderen Ende einen weiblichen Steckverbinder aufweist, die jeweils mehrere Ringkontakte umfassen. Auf diese Weise lassen sich Kabelabschnitte verschiedener Module auf leichte Weise mit einem robusten Mechanismus verbinden.
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Ferner kann am Bohr- und Düsenstrahlgestänge eine Sende- und Empfangseinheit, insbesondere eine GPS-Sende-und-Empfangseinheit angebracht sein. Mit dieser können Steuerung- und/oder Messdaten drahtlos übertragen werden. Durch Bereitstellen einer gemeinsamen Informationsbasis mit GPS-Daten und im Erdreich erfassten Messdaten sind weitere Anwendungsgebiete denkbar, um die Qualität der Bohrung in nahezu Echtzeit zu überwachen. Dies betrifft sowohl die Position des Bohr- und Düsenstrahlgestänges als auch Informationen aus dem Bohrloch, die es erlauben, den Bohrlochverlauf zu erfassen.
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Ferner kann am Bohr- und Düsenstrahlgestänge ein Drehpositionssensor, insbesondere ein Inkrementstator und ein Inkrementrotor, angebracht sein. Auf diese Weise kann die rotatorische Ausrichtung des Bohr- und Düsenstrahlgestänges gegenüber einer Referenz erfasst werden. Werden die erfassten Daten mit Informationen eines Neigungssensors, der an einem der genannten Sensormodule im Bereich der Bohrkrone angebracht ist, kann die Neigungsrichtung des Bohr- und Düsenstrahlgestänges sicher ermittelt werden.
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In einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Bohr- und Düsenstrahlgestänge vorgesehen, welches eine Sende- und Empfangseinheit, insbesondere eine GPS-Sende-und-Empfangseinheit aufweist. Dieses Bohr- und Düsenstrahlgestänge kann einen Drehpositionssensor, insbesondere ein Inkrementstator und ein Inkrementrotor, umfassen, der in Kombination mit der GPS-Sende-und-Empfangseinheit eine Drehposition und Bohrtiefe des Bohr- und Düsenstrahlgestänges ermittelt. Die Informationen des Neigungssensors können wie zuvor erläutert verwendet werden.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung des bereits genannten Bohr- und Düsenstrahlgestänges zum Einbringen eines Bohrlochs und einer Düsenstrahlsäule in einen Untergrund. Dabei kann insbesondere der Beschleunigungsnehmer verwendet werden, um sowohl Beschleunigungen während des Abbohrens als auch während des Einbringens einer Düsenstrahlsäule aufzunehmen. Wie bereits erwähnt kann hiermit unter anderem ein Tastelement, das in die Düsenstrahlsäule verfahren wird, um während des Betriebs des Bohr- und Düsenstrahlgestänges die Qualität der Düsenstrahlsäule flexibel und zuverlässig zu überwachen, insbesondere den Durchmessers der Düsenstrahlsäule zu vermessen, kalibriert werden.
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Ferner kann bevorzugt ein am Bohr- und Düsenstrahlgestänge angebrachter Drehpositionssensor und ein Neigungssensor verwendet werden, um einen Bohrverlauf zu überwachen und zu dokumentieren. Die genannten spezifischen Verwendungen können auch mit einem Bohr- und Düsenstrahlgestänge durchgeführt werden, das keinen separaten Datenkanal aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform detaillierter beschrieben.
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1 zeigt ein Bohr- und Düsenstrahlgestänge, das zum Einbringen einer Düsenstrahlsäule eingesetzt wird.
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2 zeigt einen unteren Abschnitt des Bohr- und Düsenstrahlgestänges der beispielhaften Ausführungsform.
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3 ist eine Schnittdarstellung zweier zusammenschraubbarer Module des Bohr- und Düsenstrahlgestänges gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
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4 zeigt ein weiteres in den unteren Abschnitt des in 2 dargestellten Bohr- und Düsenstrahlgestänges eingebrachtes Modul.
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5 zeigt das in 1 dargestellte Bohr- und Düsenstrahlgestänge bei der Datenübertragung.
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6 zeigt einen oberen Abschnitt des Bohr- und Düsenstrahlgestänges.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Anhand der 1–6 wird nachfolgend eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie weitere Modifikationen dieser Ausführungsform anschaulich beschrieben. Einzelne in diesem Zusammenhang genannte Merkmale der beschriebenen Ausführungsform können jeweils miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen auszubilden.
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1 zeigt schematisch ein Bohr- und Düsenstrahlgestänge 1 (nachfolgend auch einfach als „Bohrgestänge” bezeichnet), das im vorliegenden Beispiel an einer mobilen Einheit 2 angebracht ist. In 1 ist das Bohrgestänge 1 bereits in das Erdreich eingebracht. Nachdem das Bohrgestänge seine vorgesehene Position erreicht hat, wird mit einer Düseneinrichtung eine sogenannte Düsenstrahlsäule D in das Erdreich eingebracht.
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Zur Einbringung einer Düsenstrahlsäule D wird mittels eines Hochdruckstrahls der Bereich um das Bohrgestänge ausgespült und/oder erodiert und gleichzeitig bzw. nachfolgend eine Suspension eingebracht. Durch Verfestigung der mit dem Erdreich vermischten Suspension können Abdichtungs- oder Tragelemente hergestellt werden. Beispielsweise wird ein Fundament im Erdreich hergestellt, ohne das Erdreich großflächig abtragen zu müssen.
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Mittels der mobilen Einheit 2 kann das Bohrgestänge 1 an verschiedene Positionen verfahren werden, um beispielsweise Abdichtungs- oder Tragelemente in einem bestimmten Muster im Erdreich vorzusehen.
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In 2 ist ein unterer Abschnitt des Bohrgestänges 1 im Detail dargestellt. Als unterstes Modul umfasst das Bohrgestänge 1 eine Bohrkrone 10, die mit Spülöffnungen 10a versehen ist, um beim Abbohren ein Fluid in das Erdreich einzubringen. Die Bohrkrone 10 ist im vorliegenden Beispiel mit einem Gewindeabschnitt 11a versehen, der in einen Gewindeabschnitt 11b eines Sensormoduls 12 eingeschraubt werden kann.
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Allerdings kann die Bohrkrone 10 ebenfalls in ein anderes Modul des Bohrgestänges 1 eingeschraubt werden. Durch die freie Kombinierbarkeit verschiedener Module kann das Bohrgestänge 1 auf die kundenspezifischen Anforderungen abgestimmt werden.
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Das im Zusammenhang mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebene Sensormodul 12 umfasst ein Tastelement 40 mit einem Sensor 40a, der – wie durch die Pfeile in 2 angedeutet – in das Sensormodul 12 ein- und ausgefahren werden kann. Hierzu ist im Sensormodul 12 ein Antriebsmotor 41 sowie ein Umlenkmechanismus 42 vorgesehen. Der Umlenkmechanismus 42 umfasst mehrere Rollen, von denen zumindest eine durch den Antriebsmotor 41 angetrieben wird. Im Bereich der äußeren Wandung des Sensormoduls 12 ist ein Ein- und Ausfahrgehäuse 43 vorgesehen, das eine Abdichtung zwischen dem Inneren des Sensormoduls 12 und der äußeren Führung sicherstellt. Ferner kann das Ein- und Ausfahrgehäuse 43 mit einem Spülkanal 45 versehen sein, um das Tastelement 40 beim Einfahren in das Sensormodul 12 zu reinigen.
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Das hier beschriebene Sensormodul
12 wird detailliert in der
EP 2 543 770 A1 beschrieben, auf die in diesem Zusammenhang Bezug genommen wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform steht das Sensormodul 12 über ein gemeinsames Rohr mit einer Düseneinrichtung 14 in Verbindung.
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Die Düseneinrichtung 14 ist zur Einbringung einer Hochdrucksuspension in das Erdreich vorgesehen, um eine Düsenstrahlsäule D auszubilden. Hierzu umfasst die Düseneinrichtung 14 eine Hochdruckdüse 30. Ferner umfasst die Düseneinrichtung 14 einen zwischen einer äußeren Wandung 140 und einer ersten inneren Wandung 141 ausgebildeten Luftkanal 20, einen durch die erste innere Wandung 141 hiervon getrennten Hochdruck-/Niederdruckkanal 22 sowie einen innerhalb der Kanäle 20, 22 angeordneten Kabelführungskanal 24, der durch eine zweite innere Wandung 142 vom Hochdruck-/Niederdruckkanal 22 getrennt ist.
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Der Luftkanal 20, der Hochdruck-/Niederdruckkanal 22 sowie der Kabelführungskanal 24 sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der entsprechenden Reihenfolge konzentrisch zueinander angeordnet. Auf diese Weise können verschiedene Module ineinander verschraubt werden.
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Die Düseneinrichtung 14 weist ferner ein druckgesteuertes Ventil 50 auf. Das druckgesteuerte Ventil 50 gestattet es, im Falle eines mit hohem Druck durch die Hochdruck-/Niederdruckleitung 22 eingeleiteten Fluids über die Hochdruckdüse 30 eine Düsenstrahlsäule D in das Erdreich einzubringen, und im Falle eines mit niedrigerem Druck in den Hochdruck-/Niederdruckkanal 22 eingeleiteten Fluids dieses in den Bereich der Bohrkrone 10 zu leiten. Letzterer entspricht der beim Abteufen des Bohrgestänges genutzten Funktion.
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Die Hochdruck-/Niederdruckkanal 22 steht demnach für zwei Anwendungsfälle zur Verfügung, nämlich dem Abbohren einerseits und dem Einbringen der Düsenstrahlsäule D andererseits. Als Arbeitsfluid zur Unterstützung der Hochdrucksuspension beim Einbringen der Düsenstrahlsäule D wird zusätzlich vorzugsweise Luft verwendet, die durch die Luftleitung 20 zur Hochdruckdüse 30 zugeführt wird.
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In 3 ist rein beispielhaft ein Übergangsbereich zwischen der Düseneinrichtung 14 und einem weiteren Modul 16 des Bohrgestänges 1 dargestellt. Es könnte sich jedoch ebenfalls um einen Übergangsbereich zwischen anderen Modulen des Bohrgestänges 1 handeln.
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In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Düseneinrichtung 14 einen Gewindeabschnitt 15a, und das weitere Modul 16 einen Gewindeabschnitt 15b, die zur Verschraubung der beiden Module ineinander eingreifen. Ferner weisen die inneren Wandungen 141–142 der Düseneinrichtung 14 Gewindeabschnitte 141a–142a auf, die in entsprechende Gewindeabschnitt 161a–162a von zwei inneren Wandungen 161–162 des weiteren Moduls eingreifen können. Alternativ können die inneren Wandungen 141–142 auch ohne Gewinde gegeneinander abgedichtet werden.
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Im Kabelführungskanal 24, der in den vorliegenden Figuren im Verhältnis zum Luftkanal 20 bzw. Druckkanal 22 der besseren Übersicht halber relativ groß dargestellt ist, verläuft innerhalb des weiteren Moduls 16 ein mehrpoliger, bspw. siebenpoliger Kabelabschnitt 100, der im vorliegenden Fall sieben Kanäle umfasst. Der Kabelabschnitt 100 ist mit einem männlichen Steckverbinder 101 versehen, der mehrere Ringkontakte aufweist.
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In der Düseneinrichtung 14 ist ein ebenfalls mehrpoliger bspw. siebenpoliger Kabelabschnitt 103 vorgesehen, der an der zum weiteren Modul 16 weisenden Seite einen weiblichen Steckverbinder 102 umfasst. Beim Einschrauben der Düseneinrichtung 14 in das weitere Modul 16 wird der männliche Steckverbinder 101 in den weiblichen Steckverbinder 102 eingeführt, und auf diese Weise ein elektrischer Kontakt hergestellt.
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In 4 ist ein weiteres Sensormodul 12A dargestellt, das alternativ oder zusätzlich zum Sensormodul 12 in das Bohrgestänge 1 integriert werden kann. Das weitere Sensormodul 12A umfasst im dargestellten Beispiel einen Drucksensor 201, einen ph-Wert-Sensor 202, eine Beschleunigungsaufnehmer 203 sowie einen Temperaturaufnehmer 204 und/oder einem Neigungssensor. Die Sensoren können über die Kabelabschnitte 100, 103 zu einer später beschriebenen externen Datenverarbeitungseinrichtung verbunden werden.
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Der in den 2–3 im Bereich bestimmter Module des Bohrgestänges 1 dargestellte Kabelführungskanal 24 erstreckt sich entlang des Bohrgestänges 1, und ist an einem auch beim Abteufen des Bohrgestänges 1 oberhalb des Erdreichs verbleibenden Abschnitt des Bohrgestänges 1 mit einer Sende- und Empfangseinheit 500 verbunden. Auch der Luftkanal 20 und der Hochdruck-/Niederdruckkanal 22 erstrecken sich entlang des Bohrgestänges zu einem beim Abteufen oberhalb des Erdreichs verbleibenden Abschnitt des Bohrgestänges 1, so dass an den Luftkanal 20 eine Luftversorgung und an den Hochdruck-/Niederdruckkanal 22 je nach Bedarf eine Fluidversorgung ggf. mit einer Suspensionsversorgung angeschlossen werden kann.
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Die am Bohrgestänge 1 angebrachte Sende- und Empfangseinheit 500 ist dazu eingerichtet, Daten an eine einen Sende- und Empfangsabschnitt 601 aufweisende Datenverarbeitungseinheit 600 zu übermitteln, und Steuerungsdaten zur Ansteuerung verschiedener bereits beschriebener Sensoren weiterzuleiten.
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Insbesondere handelt es sich bei der Sende- und Empfangseinheit 500 um eine GPS-Antenne. Diese kann neben der Übertragung von beispielsweise vom Sensormodul 12 aufgenommenen und über die Kabelabschnitte 100, 103 übermittelten Messdaten dazu genutzt werden, sowohl die Position des Bohrgestänges 1 als auch die Bohrtiefe zu erfassen. Hierbei unterstützt die GPS-Positionierung in Kombination mit den Inkrementgebern die Erkennung der relativen Position des Bohr- und Düsenstrahlgestänges, und die durch einen Neigungssensor gemessene Neigung des Bohr- und Düsenstrahlgestänges kann bestimmungsgemäß aufgenommen werden.
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Darüber hinaus kann die Genauigkeit der GPS-Antenne am Bohrgerät so verbessert werden, dass die GPS-Antennen am Bohrgerät durch eine baustellenfeste GPS-Antenne unterstützt werden. Somit entsteht eine derart große Bestimmungsgenauigkeit, dass die Bohrpunkte auch vom Bohrgerät über die GPS-Antennen angefahren werden können. Demnach ist die ”händische” Vermessung bestimmter Bohrpunkte vor dem Abteufen des Bohrgestänges 1 nicht mehr erforderlich. Es genügen die Koordinaten aus der Arbeitsvorbereitung, in denen die Koordinaten für die Bohransatzpunkte bereits festgelegt wurden. Das Bohrgerät kann diese Koordinatenpunkte selbst aufgreifen, da die Genauigkeit der erfassten Positionen durch die GPS-Systeme am Bohrgerät ausreichend gewährleistet ist.
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Durch Bereitstellen einer gemeinsamen Informationsbasis mit GPS-Daten und im Erdreich erfassten Messdaten sind weitere Anwendungsgebiete denkbar, um die Qualität der Bohrung mittels Neigungs- und Drucksensoren sowie die Zusammensetzung der mit dem Erdreich gemischten Suspension in nahezu Echtzeit zu überwachen.
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Ein unter Einsatz eines Bohrgestänges 1 mit einer Sende- und Empfangseinheit 500, insbesondere einer GPS-Einheit mit einer oder im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei GPS-Antennen, durchführbares Verfahren weist die folgenden Schritte auf: -Abgleich der Position des Bohrgestänges 1 mittels der Sende- und Empfangseinheit 500 mit in einer Datenverarbeitungseinheit 600 hinterlegten Daten, Abteufen des Bohrgestänges 1, ggf. Einbringen eines Düsenstrahlsäule, Entnehmen des Bohrgestänges 1 aus dem Untergrund, und Neupositionierung des Bohrgestänges 1. Beim Abteufen und/oder Einbringen der Düsenstrahlsäule können weitere Daten über die Sende- und Empfangseinheit übertragen, ggf. gespeichert und mit einer Datenbasis abgeglichen werden.
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In einer weiteren Zielrichtung kann mit einem Bohr- und Düsenstrahlgestänge, das eine Sende- und Empfangseinheit 500, insbesondere GPS-Einheit 500, aufweist, folgendes Verfahren ausgeführt werden: -Erfassen der Lage- und Höhenposition des Bohr- und Düsenstrahlgestänge 1 mittels der Sende- und Empfangseinheit 500, Einbringen eines Bohrlochs mit dem Bohr- und Düsenstrahlgestänge, und dabei kontinuierliches Erfassen von zumindest der Höhenposition mittels der Sende- und Empfangseinheit 500. Diese Schritte können mit jedem Bohrvorgang wiederholt werden. Weitere bevorzugte Verfahrensschritte wurden bereits in den vorstehenden Absätzen genannt. Ferner ist ersichtlich, dass das genannte Verfahren insbesondere mit einem Bohr- und Düsenstrahlgestänge gemäß einem der Ansprüche durchgeführt werden kann.
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In 6 ist ein oberer Abschnitt des Bohr- und Düsenstrahlgestänges 1 im Detail dargestellt, an welchem Abschnitt die bereits in 5 gezeigte GPS-Einheit 500 vorgesehen ist. Hierbei umfasst die GPS-Einrichtung 500 zwei Antennen, mit denen neben einer Position des Bohr- und Düsenstrahlgestänges 1 eine Referenzrichtung ermittelt werden kann. Ferner sind am Bohr- und Düsenstrahlgestänge 1 ein Inkrementstator 700 sowie ein Inkrementrotor 701 angebracht, mit denen ausgehend von der durch die GPS-Einheit 500 ermittelten Referenz eine Drehposition des Bohr- und Düsenstrahlgestänges 1 dargestellt werden kann. Die Antennen der GPS-Einheit 500 sowie der Inkrementstator 700/Inkrementrotor 701 sind über einen Prozessor 501 miteinander verbunden, wobei die durch den Prozessor 501 verarbeiteten Daten zur Ermittlung der Drehposition des Rohr- und Düsenstrahlgestänges 1 in eine Daten- und Energieleitung 800 eingespeist werden können, die bereits dazu genutzt wird, Daten- und/oder Energie in das Kabel im Kabelführungskanal 24 einzuspeisen. Die erfassten Daten können selbstverständlich auch, wie in 5 gezeigt, kabellos weiter übertragen werden.
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Ferner werden Informationen eines in einem unteren Abschnitt des Bohr- und Düsenstrahlgestänges 1 angebrachten Neigungssensors verwendet, um die Neigung des Bohr- und Düsenstrahlgestänges 1 zu ermitteln. In Kombination mit den Informationen der GPS-Einheit 500 und des Inkrementstators 700 sowie Inkrementrotors 701 kann somit die Neigung des Bohr- und Düsenstrahlgestänges 1 im Raum ermittelt werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen Bohrlochverlauf exakt zu dokumentieren und zu prüfen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10313758 A1 [0002]
- EP 2543770 A1 [0013, 0036]
