DE102020125629A1

DE102020125629A1 - System aus einem zylindrischen Hohlkörper und einer Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung

Info

Publication number: DE102020125629A1
Application number: DE102020125629.9A
Authority: DE
Inventors: Boris JUNG; Manfred Kaiser; Thorsten Reich
Original assignee: Herrenknecht AG
Current assignee: Herrenknecht AG
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2040-10-01
Also published as: EP4222317A1; US20230332367A1; TW202219353A; AU2021353032A1; DE102020125629B4; CN116324115A; BR112023005823A2; WO2022069499A1; JP2023543455A; KR20230075512A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit einem Grundkörper (11), mit einem Bohrwerkzeug, das an einem Ende des Grundkörpers (11) angeordnet ist, mit einem am Grundkörper vorgesehenen Antrieb für das Bohrwerkzeug, mit einer Verspannvorrichtung, die zum Verspannen der Bohrvorrichtung (10) in einem zylindrischen Hohlkörper (20) ausgelegt ist, die wenigstens eine Verspannebene (31, 32) mit wenigstens zwei Verspannelementen aufweist, die mit einem ersten Ende am Grundkörper (11) angeordnet sind und die an ihrem zweiten Ende wenigstens einen Verspannkörper aufweisen, wobei der wenigstens eine Verspannkörper des Verspannelements mittels wenigstens eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegbar ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Verspannkörper über wenigstens ein Element an der Innenwand des Hohlkörpers eine formschlüssige Verbindung des Grundkörpers mit dem Hohlkörper bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit einem Grundkörper, mit einem Bohrwerkzeug, das an einem Ende des Grundkörpers angeordnet ist, mit einem am Grundkörper vorgesehenen Antrieb für das Bohrwerkzeug, mit einer Verspannvorrichtung, die zum Verspannen der Bohrvorrichtung in einem zylindrischen Hohlkörper ausgelegt ist, die wenigstens eine Verspannebene mit wenigstens zwei Verspannelementen aufweist, die mit einem ersten Ende am Grundkörper angeordnet sind und die an ihrem zweiten Ende wenigstens einen Verspannkörper aufweisen, wobei der wenigstens eine Verspannkörper des Verspannelements mittels wenigstens eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegbar ist.
Bei der Errichtung von Bauwerken, die ihre Fundamente in bzw. auf Boden stützen, der sich beispielsweise unter Wasser befindet, werden diese Fundamente auf unterschiedliche Weise hergestellt, wobei sich bei einteiligen Fundamenten die Verwendung sogenannter Monopiles, also Einzelpfähle, durchgesetzt haben. Eine Alternative dazu ist das sogenannte Jacket, bei dem es sich um einen pyramidalen Baukörper handelt, oder Tripoden, die jeweils mehrere Gründungspunkte aufweist. Bei solchen Bauwerken handelt es sich beispielsweise um Windkraftanlagen oder um Brückenbauwerke.
Gemäß dem Stand der Technik wird bei Monopiles am Errichtungsort beispielsweise sogenannte Jackup Rig vorgesehen, deren Arbeitsebene mit einem Schwenkwerk versehen ist. In dieses Schwenkwerk wird der Pfahl eingespannt, aus der Horizontalen in die Vertikale umgelenkt und durch Öffnen der Klemmen auf den Meeresgrund abgelassen. Anschließend wird der Pfahl mittels Rammwerk in den Boden getrieben.
Aus der WO 2010/139380 A1 ist eine Bohrvorrichtung bekannt, die ausgehend von einer Arbeitsplattform in einen vertikal aufgestellten Gründungspfahl abgesenkt wird. Die Bohrvorrichtung weist einen Arm auf, an dessen Ende eine Bohrwalze angeordnet ist, mit der der im beziehungsweise unterhalb des Bohrpfahls befindlichen Boden abgetragen wird und anschließend der Bohrpfahl dann in den Hohlraum abgesenkt wird.
Aus der WO 2013/081455 A1 und aus WO 2015/131984 A1 sind ebenfalls Bohrvorrichtungen bekannt, ähnlich wie sie eingangs beschrieben wurde. Die Bohrvorrichtung weist einen aus zwei Teilen bestehenden Grundkörper auf, die gegeneinander mittels eines Hydraulikzylinders verschiebbar sind. Am unteren Grundkörper ist ein Arm angeordnet, an dessen Ende sich ein Bohrkopf befindet. Mit diesem wird das/der im bzw. unterhalb des Pfahls befindliche Gestein/Boden gelöst und abgefördert. Das Gehäuse wird gegenüber dem Gründungspfahl verspannt. Hierfür sind verschwenkbare Arme vorgesehen, an deren Ende Klemmelemente vorgesehen sind. Zum Verspannen der Bohrvorrichtung im Pfahl werden die Arme über Hydraulikzylinder nach außen geschwenkt, bis die Klemmelemente mit dem Pfahl in Eingriff kommen. Die Verspanneinrichtungen sind jeweils am oberen und am unteren Ende des äußeren Gehäuseteils der Bohrvorrichtung angeordnet. Es hat sich herausgestellt, dass zum einen die Verspanneinrichtungen verbesserungswürdig sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist es die Verbindung zwischen einem Hohlkörper wie einem Gründungspfahl oder einem Gehäuse/Maschinenrohr einer Bohrvorrichtung zu verbessern.
Hinsichtlich der Bohrvorrichtung wird die erfindungsgemäße Aufgabe gemäß einer ersten Lösung dadurch gelöst, dass der Verspannkörper über wenigstens ein Element an der Innenwand des Hohlkörpers eine formschlüssige Verbindung des Grundkörpers mit dem Hohlkörper bereitstellt.
Hierdurch kann auf einfache Weise eine lösbare aber stabile und besonders genaue Verbindung erreicht werden.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Hohlkörper um einen Pfahl zur Gründung eines Bauwerkes, ein Casing, oder einen Liner handelt.
Dabei ist vorteilhaft, dass der Grundkörper aus dem Hohlköper entfernbar ist. Hierdurch wird es auf einfache Weise möglich, den Hohlkörper in den Boden zu bohren, während die Bohrvorrichtung rückholbar ist.
Hinsichtlich der Bohrvorrichtung wird die erfindungsgemäße Aufgabe weiterhin gemäß einer zweiten Lösung dadurch gelöst, dass es sich bei dem Hohlköper um ein Gehäuse (Maschinenrohr) der Bohrvorrichtung handelt, und dass der Verspannkörper über wenigstens ein Element an der Innenwand des Gehäuses eine formschlüssige Verbindung des Grundkörpers mit dem Gehäuse bereitstellt.
Hierdurch kann auf einfache Weise eine lösbare aber stabile und besonders genaue Verbindung zwischen dem Grundköper und dem Gehäuse erreicht werden.
Dabei ist vorteilhaft, dass der Grundkörper aus dem Gehäuse entfernbar ist. Hierdurch ist es möglich, das Gehäuse getrennt vom Grundkörper der Bohrvorrichtung im Boden zu belassen, falls dieses notwendig ist.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass an wenigstens einem der Verspannelemente wenigstens ein Klemmelement mit wenigstens einer bewegbaren Klemmfläche zur Bereitstellung des Formschlusses mit dem wenigstens einen Element vorgesehen ist, und dass die wenigstens eine Klemmfläche von einer ersten Position in eine zweite Position mit wenigstens einem Antrieb bewegbar ist. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch auf besonders einfache Weise der Formschluss bereitgestellt werden kann.
Dabei ist vorteilhaft, dass die Klemmfläche im Wesentlichen vertikal oder horizontal vorgesehen ist. Ist die Klemmfläche horizontal vorgesehen, ist es auf einfache Weise möglich, die formschlüssige Verbindung wirksam in und entgegen der Bohrrichtung zwischen dem Grundkörper der Bohrvorrichtung und dem Riser/Gehäuse zu erreichen. Ist die Klemmfläche vertikal vorgesehen, ist es auf einfache Weise möglich, die formschlüssige Verbindung wirksam in Umfangsrichtung des Risers/Gehäuses zwischen dem Grundkörper der Bohrvorrichtung und dem Riser/Gehäuse zu erreichen.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass das wenigstens ein Element wenigstens eine Widerlagerfläche für den Formschluss durch das wenigstens eine Klemmelement ist. Hierdurch lassen sich die Klemmelemente besonders einfach jeweils in die notwendige Richtung wirkend anordnen. Dabei ist weiterhin vorteilhaft, dass die wenigstens eine Widerlagerfläche sich lotrecht von der Innenwandung erstreckend vorgesehen ist. Hierdurch können auf einfache Weise die notwendigen Widerlager für die Klemmelemente für den Formschluss bereitgestellt werden.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass über die wenigsten eine Klemmfläche und den wenigstens einen Antrieb ein Klemmkraft zur Bereitstellung des Formschlusses auf das wenigstens eine Element im Wesentlichen rechtwinklig zur Bohrrichtung oder entgegen die Bohrrichtung aufbringbar ist.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei im Wesentlichen vertikal vorgesehene gegenläufig ausgerichtete Klemmelemente jeweils mit wenigstens einer im Wesentlichen vertikal angeordneten Klemmfläche vorgesehen sind. Hierdurch kann auf einfache und effiziente Weise eine besonders genaue Positionierung erreicht werden. Weiterhin wird auf einfache Weise die Formschlüssige Verbindung bereitgestellt.
Dabei ist vorteilhaft, dass die wenigstens zwei Klemmelemente jeweils mittels wenigstens einem Antrieb horizontal von der ersten Position in die zweite Position bewegbar sind.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem wenigstens einen Antrieb um wenigstens einen Hydraulikzylinder handelt.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Verspannebenen mit jeweils wenigstens zwei Verspannelementen übereinander angeordnet vorgesehen sind. Hierdurch wird auf einfach w Weise besonders effizient und sicher die formschlüssige Verbindung bereitgestellt.
Dabei ist vorteilhaft, dass das wenigstens ein Klemmelement mit der wenigstens einen im Wesentlichen vertikalen Klemmfläche an wenigstens einem Verspannelement der unteren Verspannebene angeordnet ist.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass sich der Verspannkörper mit der Innenwand des Hohlkörpers oder Gehäuses in Kontakt befindet.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Bohrkopf mittels wenigstens einem Antrieb gegenüber dem Antrieb in und entgegen der Bohrrichtung verfahrbar ist.
Dabei ist vorteilhaft, dass es sich bei dem Antrieb um wenigstens einen Hydraulikzylinder handelt und dass über den Hydraulikzylinder die Anpresskraft des Bohrkopfes auf den Boden ermittelbar ist. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Lastkontrolle am Bohrkopf bereitgestellt werden.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei der Bohrung um eine in der Wesentlichen vertikale Bohrung handelt.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Bohrung in einem Gewässer oder mit einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Bohrloch erfolgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine räumliche Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit ausgefahrener Verspannvorrichtung,
2 eine räumliche Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung angeordnet in einem Riser/Gehäuse in teilgeschnittener Ansicht,
3 eine Seitenansicht erfindungsgemäßer Widerlagerelemente an der Innenwand des Risers/Gehäuses,
4 eine Seitenansicht zu 3 mit montierter erfindungsgemäßer Verspannvorrichtung gemäß Schnittebene Z in 1,
5 eine vergrößerte Ausschnittsansicht X zu 4,
6 eine geschnittene Draufsicht zum Schnitt Y zu 4, und
7 eine räumliche Ansicht eines Bohrwerkzeugs der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung.

1 und 2 zeigen eine Bohrvorrichtung 10 mit einem Grundkörper 11. NI 2 ist diese in ein Riser/Gehäuse 20 eingesetzt teilgeschnitten dargestellt.
Am unteren Ende 13 des Grundkörpers 11 ist ein Bohrkopf 12 vorgesehen, der mit einem Antrieb (nicht dargestellt) verbunden ist. Weiterhin ist am Bohrkopf 12 eine Absaugöffnung 14 vorgesehen (siehe 7) die mit einer mit dem Grundkörper verbunden Absaugleitung (nicht dargestellt), die mit einer Absaugvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Weiterhin sind am Bohrkopf Bohrwerkzeuge 15 und Leitbleche 16 vorgesehen. Weiterhin sind radial in Pfeilrichtung A aus- und einfahrbare Bohrwerkzeuge 17 vorgesehen, mit denen ein Unterschnitt unter dem Riser/Gehäuse 20 erreicht wird, wie in 2 dargestellt ist.
Der Grundkörper 11 weist eine Verspannvorrichtung 30 auf, mit der die Bohrvorrichtung 10 im Riser/Gehäuse 20 verspannt wird. Die Verspannvorrichtung 30 weist dabei wenigstens eine Verspannebene 31, 32 auf. In den 1 bis 7 dargestellt ist eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die Verspannvorrichtung 30 zwei Verspannebenen 31, 32, die untere Verspannebene 31 und die obere Verspannebene 32, aufweist. Die obere Verspannebene 32 weist dabei bevorzugt vier Verspannelemente 33 und die untere Verspannebene 31 weist dabei bevorzugt vier Verspannelemente 34 auf.
Alternative Anzahlen an Verspannelementen 33, 34 sowie Verspannebenen 31, 32 sind ebenfalls möglich in Abhängigkeit der Länge der Bohrvorrichtung 10 oder des Risers/Gehäuses 20 oder den geologischen Begebenheiten.
Die Verspannelemente 33, 34 sind fest am Grundkörper 11 angeordnet. Verschwenkbare Lösungen sind ebenfalls möglich.
Am äußeren Ende der Verspannelemente 33, 34 sind Verspannkörper 35, 36 vorgesehen. Diese sind beweglich über jeweils einen Antrieb 37, hier bevorzugt jeweils ein Hydraulikzylinder, aus- und einfahrbar in Pfeilrichtung B angeordnet. In 1, 2 sind die Verspannkörper 35, 36 ausgefahren dargestellt.
Die Verspannkörper 35, 36 sind jeweils mit Klemmelementen 38, 39 versehen. Die Klemmelemente 38, 39 weisen dabei Klemmflächen 40, 41 auf, die von einer ersten Position in eine zweite Position mit wenigstens einem Antrieb 42, 43 bevorzugt ein Hydraulikzylinder, bewegbar sind.
Die untere Verspannebene 31 mit den Verspannkörpern 36 weist hier bevorzugt jeweils vier Klemmelemente 39 pro Verspannkörper 36 auf, die jeweils eine Klemmfläche 40 aufweisen, die mit einem Hydraulikzylinder als Antrieb 42 in Pfeilrichtung C aus- und einfahrbar gegenüber dem Verspannkörper 36 angeordnet sind (siehe 4, 5, 6). Die Klemmelemente 39 sind dabei horizontal vorgesehen und die Klemmflächen 40 sind vertikal angeordnet. Weiterhin weisen die Verspannkörper 36 hier bevorzugt vier horizontale Klemmelemente 39 auf, von denen jeweils 2 bevorzugt in eine Richtung und die anderen zwei in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet sind. Die Wirkrichtung des Klemmelements 40 ist in Umfangsrichtung zum Riser/Gehäuse 20 vorgesehen. Hierdurch lassen sich die Lasten des Bohrens, insbesondere die Drehmomente, abtragen. Weiterhin wird es auf einfache Weise möglich, die formschlüssige Verbindung wirksam in Umfangsrichtung des Risers/Gehäuses zwischen dem Grundkörper 11 der Bohrvorrichtung 10 und dem Riser/Gehäuse 20 zu erreichen.
Die obere Verspannebene 32 mit den Verspannkörpern 35 weist hier bevorzugt jeweils ein Klemmelement 38 pro Verspannkörper 35 auf, das einen Querträger 44 aufweist, der über einen Antrieb 43, hier bevorzugt jeweils zwei Hydraulikzylinder mit dem Verspannkörper 35 an der Unterseite des Verspannkörpers 35 verbunden ist. Der Querbalken 44 weist an seinen äußeren Enden 47 jeweils eine Klemmfläche 41 auf, die auf der Seite 46 des Querbaken 44 vorgesehen ist, die dem Verspannkörper 35 zugewandt ist. Der Querbalken ist über den Antrieb 43 vom Verspannkörper weg und zu diesem hin in Pfeilrichtung D bewegbar (siehe 4). Die Klemmflächen 41 sind hier bevorzugt horizontal angeordnet während die Bewegung der Klemmflächen 41 hier durch die Antriebe 43 bevorzugt vertikal erfolgt. Die Wirkrichtung des Klemmelements 41 ist allerdings in Bohrrichtung vorgesehen. Hierdurch lassen sich die Lasten des Bohrens abtragen. Weiterhin wird es auf einfache Weise möglich, die formschlüssige Verbindung wirksam in und entgegen der Bohrrichtung zwischen dem Grundkörper 11 der Bohrvorrichtung 10 und dem Riser/Gehäuse 20 zu erreichen.
Die Innenwand 21 des Risers/Gehäuses 20 weist eine Widerlagerbereich 50 auf, der hier bevorzugt eine obere Widerlagerebene 51 und eine untere Widerlagerebene 52 aufweist. Diese ist in den 3 und 4 dargestellt.
Die obere Widerlagerebene 51 weist vertikale Leitleche 54 auf, an deren oberen Ende Einführschrägen 53 vorgesehen sind. Am unteren Ende der Leitbleche 54 sind horizontale Widerlager 55 vorgesehen, die rechtwinklig zu den Leitblechen 54 vorgesehen sind. Die Widerlager 55 sind mit Verstärkungen 56 versehen, die beispielsweise knaggenartig ausgeführt sind. Die horizontalen Widerlager 55 sind korrespondierend zu den Klemmflächen 41 ausgeführt. Die Klemmflächen werden gegen die Widerlager 55 verspannt.
Die untere Widerlagerebene 52 weist vertikale Widerlager 58 auf, an deren oberen Ende Einführschrägen 57 vorgesehen sind. Am unteren Ende der Widerlager 58 sind horizontale Auflager 59 vorgesehen, die rechtwinklig zu den Widerlagern 58vorgesehen sind. Die Widerlager 58 und die Auflager 59 sind mit Verstärkungen 60, 61 versehen, die beispielsweise knaggenartig ausgeführt sind.
In den Zwischenraum 23 zwischen den Widerlagern 58 werden die Verspannkörper 36 durch Ausfahren der unteren Antriebe 37 eingebracht. In den Zwischenraum 22 zwischen den Leitblechen 54 werden die Verspannkörper 35 durch Ausfahren der oberen Antriebe 37 eingebracht. Die Antriebe 43 der Querbalken 44 der Klemmelemente 38 sind dabei bevorzugt ausgefahren, so dass die Klemmflächen 41 unterhalb der Widerlager 55 angeordnet werden können. Die Klemmflächen 40 sind mit ihren Antrieben 42 bevorzugt eingefahren.
Weiterhin können die Verspannkörper 35, 36 soweit ausgefahren werden, dass diese die Innenwand 21 berühren.
Falls erforderlich ist es sogar möglich, die Verspannkörper 35, 36 gegen die Innenwand zu verspannen. Dieses ist bevorzugt aber nicht vorgesehen.
Die unteren Verspannkörper 36 werden ggf. auf den Auflagern 59 aufgesetzt.
Zum Herstellen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Riser/Gehäuse 20 und dem Grundkörper 11 werden nach dem Anordnen der Verspannkörper 35, 36 die Klemmflächen 40 horizontal gegen die Widerlager 58 ausgefahren. Die Klemmflächen 41 werden gegen die Widerlager 55 bewegt. Hierdurch wird ein Formschluss zwischen Grundkörper 11 und Riser/Gehäuse 20 bewirkt.
Das Bohren mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung erfolgt nachdem der der Grundkörper der Bohrvorrichtung 10 in den Riser/in das Gehäuse 20 eingesetzt wurde und der Riser/das Gehäuse 20 in die Bohrposition überführt wurde. Das bohren kann von horizontal bis vertikal durchgeführt werden. Diese erfolgt entweder durch eine Vorschubeinheit oder durch das Gewicht der Bohrvorrichtung 10 mit dem Riser/Gehäuse 20.
Nach Beendigung des Bohrens wird entweder die formschlüssige Verbindung in umgekehrter Reihenfolge wie zuvor beschrieben gelöst und der Grundkörper 11 aus dem Riser/Gehäuse 20 entnommen, nachdem die ausgefahrenen Bohrwerkzeuge 17 eingefahren wurden in Pfeilrichtung A oder das Gehäuse wird zusammen mit dem Grundköper 11 aus dem Bohrloch (nicht dargestellt) entnommen und offen stehen gelassen.
Es ist möglich, mit einem Grundkörper 11 mit den daran vorgesehenen Aggregaten unterschiedliche Riser/Gehäusedurchmesser zu verwenden und dafür auch dazu passende unterschiedliche Bohrkopfdurchmesser einzusetzen.
Bezugszeichenliste

10: Bohrvorrichtung
11: Grundkörper
12: Bohrkopf
13: unteres Ende
14: Absaugöffnung
15: Bohrwerkzeug
16: Leitbleich
17: Bohrwerkzeug
20: Riser/Gehäuse
21: Innenwand
22: Zwischenraum
23: Zwischenraum
30: Verspannvorrichtung
31: Verspannebene
32: Verspannebene
33: Verspannelement
34: Verspannelement
35: Verspannkörper
36: Verspannkörper
37: Antrieb/Hydraulikzylinder
38: Klemmelement
39: Klemmelement
40: Klemmfläche
41: Klemmfläche
42: Antrieb/Hydraulikzylinder
43: Antrieb/Hydraulikzylinder
44: Querträger
45: Ende
46: Seite
50: Widerlagerbereich
51: obere Widerlagerebene
52: untere Widerlagerebene
53: Einführschräge
54: Leitblech
55: Widerlager
56: Verstärkung
57: Einführschräge
58: Widerlager
59: Auflager
60: Verstärkung
61: Verstärkung
A: Pfeilrichtung
B: Pfeilrichtung
C: Pfeilrichtung
D: Pfeilrichtung
X: Ausschnitt
Y: Schnittebene
Z: Schnittebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2010/139380 A1 [0004]
WO 2013/081455 A1 [0005]
WO 2015/131984 A1 [0005]

Claims

Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit einem Grundkörper (11), mit einem Bohrwerkzeug, das an einem Ende des Grundkörpers (11) angeordnet ist, mit einem am Grundkörper vorgesehenen Antrieb für das Bohrwerkzeug, mit einer Verspannvorrichtung, die zum Verspannen der Bohrvorrichtung (10) in einem zylindrischen Hohlkörper (20) ausgelegt ist, die wenigstens eine Verspannebene (31, 32) mit wenigstens zwei Verspannelementen aufweist, die mit einem ersten Ende am Grundkörper (11) angeordnet sind und die an ihrem zweiten Ende wenigstens einen Verspannkörper aufweisen, wobei der wenigstens eine Verspannkörper des Verspannelements mittels wenigstens eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verspannkörper über wenigstens ein Element an der Innenwand des Hohlkörpers eine formschlüssige Verbindung des Grundkörpers mit dem Hohlkörper bereitstellt.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Hohlkörper um einen Pfahl zur Gründung eines Bauwerkes, ein Casing, oder einen Liner handelt.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus dem Hohlköper entfernbar ist.
Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit einem Grundkörper (11), mit einem Bohrwerkzeug, das an einem Ende des Grundkörpers (11) angeordnet ist, mit einem am Grundkörper vorgesehenen Antrieb für das Bohrwerkzeug, mit einer Verspannvorrichtung, die zum Verspannen der Bohrvorrichtung (10) in einem zylindrischen Hohlkörper ausgelegt ist, die wenigstens eine Verspannebene mit wenigstens zwei Verspannelementen aufweist, die mit einem ersten Ende am Grundkörper angeordnet sind und die an ihrem zweiten Ende wenigstens einen Verspannkörper aufweisen, wobei der wenigstens eine Verspannkörper des Verspannelements mittels wenigstens eines Antriebs von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Hohlköper um ein Gehäuse (Maschinenrohr) der Bohrvorrichtung handelt, und dass der Verspannkörper über wenigstens ein Element an der Innenwand des Gehäuses eine formschlüssige Verbindung des Grundkörpers mit dem Gehäuse bereitstellt.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus dem Gehäuse entfernbar ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem der Verspannelemente wenigstens ein Klemmelement mit wenigstens einer bewegbaren Klemmfläche zur Bereitstellung des Formschlusses mit dem wenigstens einen Element vorgesehen ist, und dass die wenigstens eine Klemmfläche von einer ersten Position in eine zweite Position mit wenigstens einem Antrieb bewegbar ist.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmfläche im Wesentlichen vertikal oder horizontal vorgesehen ist.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens ein Element wenigstens eine Widerlagerfläche für den Formschluss durch das wenigstens eine Klemmelement ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Widerlagerfläche sich lotrecht von der Innenwandung erstreckend vorgesehen ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass über die wenigsten eine Klemmfläche und den wenigstens einen Antrieb ein Klemmkraft zur Bereitstellung des Formschlusses auf das wenigstens eine Element im Wesentlichen rechtwinklig zur Bohrrichtung oder entgegen die Bohrrichtung aufbringbar ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei im Wesentlichen vertikal vorgesehene gegenläufig ausgerichtete Klemmelemente jeweils mit wenigstens einer im Wesentlichen vertikal angeordneten Klemmfläche vorgesehen sind.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Klemmelemente jeweils mittels wenigstens einem Antrieb horizontal von der ersten Position in die zweite Position bewegbar sind.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem wenigstens einen Antrieb um wenigstens einen Hydraulikzylinder handelt.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Verspannebenen mit jeweils wenigstens zwei Verspannelementen übereinander angeordnet vorgesehen sind.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens ein Klemmelement mit der wenigstens einen im Wesentlichen vertikalen Klemmfläche an wenigstens einem Verspannelement der unteren Verspannebene angeordnet ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verspannkörper mit der Innenwand des Hohlkörpers oder Gehäuses in Kontakt befindet.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkopf mittels wenigstens einem Antrieb gegenüber dem Antrieb in und entgegen der Bohrrichtung verfahrbar ist.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Antrieb um wenigstens einen Hydraulikzylinder handelt und dass über den Hydraulikzylinder die Anpresskraft des Bohrkopfes auf den Boden ermittelbar ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bohrung um eine in der Wesentlichen vertikale Bohrung handelt.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung in einem Gewässer oder mit einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Bohrloch erfolgt.