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Die Erfindung betrifft ein Gestängemagazin für eine Bohrvorrichtung, ein System und eine Bohrvorrichtung.
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Beim Erdbohren ist es bekannt, einzelne Gestängeschüsse aneinanderzureihen. Die Gestängeschüsse werden miteinander verbunden und mit Hilfe eines Schub-, Zug- oder Drehantriebs durch das Erdreich bewegt. Bei längeren Bohrungen bzw. beim grabenlosen Verlegen über große Distanzen besteht das Gestänge aus mehreren Gestängeschüssen, die entsprechend dem Bohrfortschritt nach und nach miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden.
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Zur Bevorratung der Gestängeschüsse kann ein Gestängemagazin zur Aufnahme einer Mehrzahl von Gestängeschüssen vorgesehen sein. Von dem Gestängemagazin kann ein Gestängeschuss mittels einer Übergabevorrichtung zur Übernahme eines Gestängeschusses aus dem Gestängemagazin und zur Übergabe des Gestängeschusses in die Bohrgestängeachse, die durch eine Bohrlafette definiert sein kann, vorgesehen sein. Mit den relativ kurzen Gestängeschüssen können Bohrungen eingebracht werden, die teils mehrere 100 m weit reichen.
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Bei vielen Bohrvorrichtungen wird das Ansetzen eines neuen Gestängeschusses an das Bohrgestänge automatisiert durchgeführt. Die Gestängeübergabevorrichtung kann dabei einen von dem Gestängemagazin freigegebenen Gestängeschuss greifen und diesen so in der Bohrlafette der Bohrvorrichtung positionieren kann, dass die Längsachse des entsprechenden Gestängeschusses koaxial zu der Längsachse des Bohrgestänges angeordnet sein kann.
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Insbesondere die Automatisierung macht es erforderlich, dass die Gestängeschüsse im Gestängemagazin an definierten Positionen angeordnet sind. Für unterschiedliche Gestänge werden unterschiedliche Gestängemagazine zur Bereitstellung unterschiedlicher Positionen verwendet. Beispielsweise können sich die Gestängeschüsse in ihrem Außendurchmesser voneinander unterscheiden. Jeder Typ von Gestängeschuss erfordert in der Regel ein unterschiedliches Gestängemagazin.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gestängemagazin bzw. eine Bohrvorrichtung zu schaffen, mit der eine einfache und schnelle Anpassung des Gestängemagazins an unterschiedliche Typen von Gestängen erfolgen kann bzw. die mit unterschiedlichen in einem Gestängemagazin angeordneten Gestängeschüssen betrieben werden kann.
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Die Aufgabe wird gemäß dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Der Kern der Erfindung liegt darin, dass ein Gestängemagazin für eine Bohrvorrichtung geschaffen wird, bei der Trennelemente vorgesehen sind, deren Position variabel ist. Durch die Variabilität der Positionen der Trennelemente kann das Gestängemagazin an unterschiedliche Arten von Gestängeschüssen, die sich insbesondere in ihrem Durchmesser unterscheiden, angepasst werden. Die Bohrvorrichtung kann mit unterschiedlichen Arten von Gestängeschüssen betrieben werden.
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Erfindungsgemäß wird ein Rahmen verwendet, der ein Grundmagazin bzw. eine Grundbox bilden kann, in der Trennelemente an unterschiedlichen Positionen und/oder unterschiedlicher Art und/oder Anzahl angeordnet werden können. Unter dem Begriff Anordnung wird in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß verstanden, dass die Trennelemente mittelbar oder unmittelbar mit dem Rahmen lösbar befestigt werden können.
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Mit dem Rahmen und den lösbar hiermit mittelbar oder unmittelbar verbundenen Trennelementen kann ein Gestängemagazin geschaffen werden, das flexibel um- und/oder aufgebaut werden kann. Das erfindungsgemäße Gestängemagazin kann kommissionsunabhängig aufgelegt und später kundenspezifisch zusammengebaut werden. Es kann ein geringerer Lagerraum benötigt werden.
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Insbesondere kann das Gestängemagazin und die Bohrvorrichtung im Bereich der Horizontalverlegetechnik Verwendung finden. Vom Begriff „Horizontalverlegetechnik” wird erfindungsgemäß ein unterirdisches Horizontalbohren sowie ein grabenloses Verlegen oder Ersetzen von Rohrleitungen umfasst. Im Rahmen der Erfindung kann der Begriff „Bohren” synonym zu dem Begriff „Horizontalverlegetechnik” verwendet werden. Bohren erfasst erfindungsgemäß auch die Ausübung von Zug auf ein Gestänge.
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Ein erfindungsgemäßes Gestängemagazin kann insbesondere ein mehrreihiges Gestängemagazin sein, bei dem die Reihen mittels der Trennelemente definiert sind. Beispielsweise sind drei bis sechs, insbesondere vier bis fünf Reihen bevorzugt. Ein erfindungsgemäßer Rahmen kann einen quaderförmigen Raum definieren, an dessen Ecken in Längserstreckung Längsträger angeordnet sein können, die mittels Querträgern und/oder Streben zur Ausbildung des definierten quaderförmigen Raums fixiert und/oder zumindest mittelbar miteinander befestigt sind. Die Begriffe „Strebe” und „Querträger” können synonym zueinander verwendet werden. Der Rahmen kann eine fachwerkähnliche Konstruktion aus Stäben, die als Balken oder Träger ausgestaltet sein können, sein, die an beiden Enden miteinander verbunden sind.
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Insbesondere können die Längsträger parallel ausgerichtet auf Abstand zueinander gehalten werden. Der quaderförmige Raum kann zu einer Seite, insbesondere zu drei Seiten, über die gesamte Länge offen (ohne Streben in dem rechteckigen Bereich der Seite) ausgestaltet sein; eine der Seiten kann die Öffnung des Gestängemagazins bilden, durch die auf das Gestängemagazin zugegriffen werden kann, in die anderen beiden Seiten kann je ein Trennelement angesetzt werden. Bevorzugt können die beiden Seiten für das Einsetzen eines Trennelements die Stirnseiten des quaderförmigen Raums (in Längsrichtung betrachtet) sein. Insbesondere bevorzugt können mindestens zwei Längsträger am stirnseitigen Bereich eines langgestreckten quaderförmigen Raums mittels eines Querträgers miteinander verbunden sein. Der Querträger kann insbesondere zwei übereinander angeordnete Längsträger miteinander verbinden. Stirnseitig angeordnete Querträger können insbesondere bevorzugt eine flächige Erstreckung quer zur Stirnseite aufweisen.
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Der Querschnitt der Längsträger kann beliebig sein. Die Längsträger können einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen. Es kann ein runder oder langgestreckter Querschnitt vorgesehen sein, der über die Länge des Längsträgers variieren kann. Insbesondere kann ein Querschnitt gewählt werden, der im Wesentlichen rechteckförmig ist. Der Querschnitt der Streben kann ebenfalls beliebig gewählt sein und kann über die Länge variieren. Die Streben können insbesondere in einer Ebene angeordnet sein, die zwischen zwei Längsträgern verläuft, an denen die Strebe befestigt ist. Die Strebe kann in einem im Wesentlichen rechten Winkel zu den Längsträgern verlaufen. Bevorzugt verläuft eine Strebe, die die bodenseitigen Längsträger verbindet, in einem im Wesentlichen rechten Winkel zu den bodenseitigen Längsträgern. Streben, die Längsträger verbinden, die eine vertikale Ebene aufspannen bzw. eine Seitenfläche des quaderförmigen Raums definieren, können – insbesondere bevorzugt, wenn sie nicht im stirnseitigen Bereich angeordnet sind – in einem Winkel kleiner als 90° zu diesen, insbesondere bevorzugt kleiner als 80°, ganz besonders bevorzugt in einem Winkel kleiner als 70° verlaufen. Die Funktion der Streben ist das Halten der Längsträger an den Eckpunkten des quaderförmigen Raums, wobei eine Grundstabilität des Gestängemagazins geschaffen werden kann.
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Der Begriff Trennelement umfasst im Sinne der Erfindung insbesondere verschiebbare und/oder austauschbare Trennstege oder Einsätze, die innerhalb des Gestängemagazins eine ”Unterteilung” des Aufnahmeraums des Gestängemagazins für die Gestängeschüsse ermöglichen. Die Tennelemente im Gestängemagazin können eine Stapelung der Gestängeschüsse übereinander ermöglichen, so dass in dem Gestängemagazin Stapelräume geschaffen werden, die im Wesentlichen der Breite eines Gestängeschusses entsprechen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Gestängemagazin einen Rahmen und mindestens zwei Trennelemente aufweisen, wobei die Trennelemente an einer Wandung angeordnet sind, und die Wandung und/oder die Trennelemente lösbar mit dem Rahmen verbunden sind. Im Sinne der Erfindung erfaßt der Begriff ”lösbare Verbindung” die Möglichkeit, die Trennelemente, die Wandung und/oder den Rahmen jeweils miteinander zu verbinden, wobei eine mittelbare Verbindung zueinander nicht ausgeschlossen ist. Insbesondere das Trennelement kann mittelbar über die Wandung an dem Rahmen befestigt werden. Hierdurch kann beispielsweise möglich sein, dass an einer mit dem Rahmen lösbar verbundenen Wandung Trennelemente ausgebildet sind, die als Trennstege im Innenraum des Gestängemagazins verwendet werden können, um die Gestängeschüsse anzuordnen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandung an mindestens einer Kopfseite des Rahmens anordbar. Die Trennelemente können damit derart in den Innenraum des Gestängemagazins hineinragen, dass sie sich in Längsrichtung des Gestängemagazins erstrecken können, um in Längsrichtung einen Raum zu schaffen, in dem je ein Gestängeschuss über dem anderen gestapelt werden kann.
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Vorzugsweise weisen die Trennelemente eine Länge auf, die kürzer als 1/3 der Länge des Rahmens in Längsrichtung ist. Hierdurch können die Tennelemente kurz ausgestaltet sein, so dass die im Gestängemagazin anzuordnenden Gestängeschüsse jeweils nur mit ihrem Ende in Anlage mit den Trennelementen gelangen können. Hierdurch ist eine Anordnung der Gestängeschüsse in aller Regel ausreichend. Es kann auch insbesondere vorgesehen sein, dass die Trennelemente unterschiedliche Länge aufweisen können. Die Trennelemente können auch eine Länge aufweisen, die kürzer als 1/4, insbesondere 1/5, und insbesondere bevorzugt 1/6, der Länge des Rahmens in Längsrichtung ist. Durch kurze Trennelemente in Erstreckung der Längsrichtung des Rahmens kann das Gewicht und auch das Material für das Gestängemagazin verringert werden.
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Auch kann die Erstreckung der Trennelemente in der Höhe des Gestängemagazins (Rahmens) je nach unterschiedlicher Art des Gestängeschusses angepasst werden. In der Regel benötigen beispielsweise Gestängeschüsse mit einem größeren Durchmesser ein in der Höhe kürzeres Trennelement, da die Trennelemente im Wesentlichen nur mit der Mitte an den Trennelementen anliegen, so dass für den Bereich des Gestängeschusses oberhalb der Mitte des Gestängeschusses kein Material für das Trennelement verwendet werden könnte.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umgreift die Wandung eine Fläche des Rahmens an mindestens zwei Kanten. Hierdurch kann die Stabilität des Gestängemagazins erhöht werden. Die Verwindungsfähigkeit des Rahmens kann verringert werden. Die Wandung, an die die Trennelemente angeordnet sein können, kann sich zumindest über einen randseitigen Bereich einer an die Stirnseite des quaderförmigen Raums angrenzenden Seite erstrecken. Bevorzugt kann sich die Wandung zumindest randseitig über zwei gegenüberliegende Seiten erstrecken. Hierdurch kann die Stabilität erhöht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandung mit dem Rahmen verschraubbar. Vorzugsweise kann die Verschraubung mittels Schrauben durchgeführt werden, deren Längsrichtung sich im Wesentlichen parallel zur Ebene der Wandung erstreckt. Die Verschraubung kann an einer anderen Seite des Rahmens als die der Wandung durchgeführt werden, nämlich an der in 90° von der Wandung sich erstreckenden Seite des Rahmens.
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Die Erfindung schafft auch ein System mit Wandungen für ein Gestängemagazin, an denen Trennelemente verschiedener Größe oder/und mit verschiedenen Abständen zueinander oder/und einer verschiedenen Anzahl von Trennelementen.
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Das System kann auch eine Wandung, insbesondere für eine Stirnseite, umfassen, die trennelementfrei mit Schlitzen ausgestaltet ist, in die Trennelemente eingefügt und mit der Wandung mittelbar oder unmittelbar lösbar verbunden werden können.
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Ferner schafft die Erfindung eine Bohrvorrichtung, die ein erfindungsgemäßes Gestängemagazin umfasst.
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Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt:
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1 einen Rahmen mit zwei entfernbaren Abschlüssen, die durch Wandungen im Sinne der Erfindung ersetzt werden können; und
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2a, b, c drei Wandungen mit Trennelementen für ein System im Sinne der Erfindung.
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1 zeigt einen Rahmen 1 für ein erfindungsgemäßes Gestängemagazin. In 1 ist gezeigt, dass an den Kopfseiten des Rahmens 1 jeweils ein den Rahmen 1 stabilisierender Abschluss 2 vorgesehen ist, der vom Rahmen 1 getrennt werden kann. Werden die Abschlüsse 2 vom Rahmen 1 getrennt, so sind die Kopfseiten des Rahmens 1 im Wesentlichen frei.
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Der Rahmen 1 definiert einen quaderförmigen Raum, der langgestreckt ist und zwei Stirnseiten aufweist, an denen die Anschlüsse 2 angeordnet sind.
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In 1 sind Trennelemente 3 gezeigt, die im Innenraum des Rahmens 1 angeordnet, Zwischenbereiche bilden, in denen ein Gestängeschuss über dem anderen gestapelt werden kann. In dem in 1 dargestellten Beispiel können fünf Gestängeschüsse nebeneinander angeordnet und jeweils einer über dem anderen gestapelt werden. Der Abstand der Tennelemente 3 zueinander entspricht dabei im Wesentlichen dem Durchmesser eines Gestängeschusses, für den das Gestängemagazin konfektioniert werden soll.
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Die Trennelemente 3 sind an einer Wandung 4 angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu dieser Wandung. An der Wandung 4 angeformt oder einstückig mit der Wandung 4 ausgebildet, sind zwei Abschnitte 5 vorgesehen. Die Abschnitte 5 umgreifen im am Rahmen 1 befestigten Zustand zwei Kanten des Rahmens 1. Die Abschnitte 5 umgreifen seitlich den Rahmen 1. An den Abschnitten 5 sind Befestigungselemente vorgesehen, die mit den Seiten des Rahmens 1 zusammenwirken können, die sich senkrecht zur Wandung 4 erstrecken. In den Abschnitten 5 sind jeweils zwei Schrauben vorgesehen, die in einen Abschnitt der jeweiligen Seiten des Rahmens 1 geschraubt werden können.
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In 2 sind in den 2a, 2b und 2c Möglichkeiten gezeigt, wie der in 1 dargestellte Rahmen 1 für unterschiedliche Gestängeschüsse konfektioniert werden kann. Die in der 2a, 2b und 2c dargestellten Beispiele für eine Anordnung von Trennelemente 3 zeigen eine vorgefertigte Anordnung einer Wandung 4 mit Abschnitten 5 und mit der Wandung 4 verbundene Trennelemente 3. Die Wandung 4 und die Abschnitte 5 sind im Wesentlichen gleich für die drei dargestellten Ausführungsbeispiele ausgestaltet. Unterschiedlich ist die Anzahl und/oder der Abstand und/oder die Länge der Erstreckung in der Höhe der Trennelemente 3. Die Wandung 4, die Abschnitte 5 und die Trennelemente 3 können so wie in den drei Ausführungsbeispielen der 2 dargestellt, als austauschbare Kopfstücke 6 vorgefertigt werden, um dann mit den einzelnen Einsätzen der Kopfstücke 6 den Rahmen 1 an unterschiedliche Gestängeschüsse anzupassen. Beispielsweise kann das in 2b dargestellte Kopfstück 6 für Gestängeschüsse verwendet werden, die einen geringeren Durchmesser aufweisen, als die Gestängeschüsse bei der Verwendung des Kopfstücks 6 wie es in 2a dargestellt ist.
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Die Kopfstücke 6 können an die stirnseitigen Enden des durch den Rahmen 1 definierten quaderförmigen Raums angesetzt werden.
