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Gesteinsbohreinrichtung Die Erfindung betrifft eine Gesteinsbohreinrichtung
mit einer für Schlagbohren ausgebildeten Ringbührkrone und mit einem ebenfalls für
Schlagbohren ausgebildeten durch die Zentralöffnung der Ringbohrkrone hindurchführbaren
Zentralbohrkopf und mit einem inneren, mit einem Bohrmaschinenadapter schlag- und
drehfest verbundenen Bohrstrang und einem äußeren Verkleidungsrohrstrang, ,durch
welchen der innere Bohrstrang und der Zentralbohrkopf geführt werden können.
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Gesteinsbohreinrichtungen der vorgenannten Art dienen insbesondere
zumHerstellen vonBohrlöchern in festem Gestein, welches mit einer stärkeren Lockerschicht
aus Erde unterschiedlichen Gefüges oder Geröll bedeckt ist. Diese Lockerschicht
muß normalerweise vor Beginn des Schlagbohrens vom festen Gestein abgeräumt werden,
da sonst beim Bohrvorgang durch die Lockerschicht die Wände des Bohrloches einstürzen
und dieses wieder anfüllen würden.
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Um nun ein Abräumen der Lockerschicht zu vermeiden und um zu verhindern,
daß die Wände des Bohrloches in der Lockerschicht einstürzen, ist bei einer Gesteinsbohreinrichtung
der vorgenannten Art der äußere Verkleidungsrohrstrang, durch welchen der innere
Bohrstrang und der Zentralbohrkopf gefühit werden können, vorgesehen. Nach dem Vortreiben
des Bohrloches durch die Lockerschicht bis zum festen Gestein wird der Bohrvorgang
nur noch mit dem Bohrstrang unter Hinzufügen weiterer Bohrstangen bis zur gewünschten
Tiefe des Bohrloches fortgeführt, wobei das äußere Verkleidungsrohr zurückbleibt
und die Wände des Bohrloches in der Lockerschicht abstützt. Zu Beginn des Schlagbohrens
sind der mit dem Zentralbohrkopf ausgerüstete Bohrstrang und der die Ringbohrkrone
tragende äußere Verkleidungsrohrstrang mittels eines gemeinsamen Bohrmaschinenadapters
schlag- und drehfest miteinander verbunden, so daß Schlag- und Drehenergie durch
den Bohrstrang und den Verkleidungsrohrstrang zum Zentralbohrkopf und zur Ringbohrkrone
übermittelt werden. Der Verkleidungsrohrstrang führt somit ebenfalls mit der an
seinem unteren Ende angeordneten Ringbohrkrone Bohrarbeit aus. Durch die zwischen
dem Verkleidungsrohrstrang und der Lockerschicht entstehende Reibung können jedoch
beachtenswerte Verluste an der von der Bohrmaschine ausgehenden Schlag- und Drehenergie
auftreten, wodurch die Leistung der Gesteinsbohreinrichtung eine erhebliche Minderung
erf ährt.
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Um nun diese Verluste herabzusetzen, wird vorgeschlagen, den Verkleidungsrohrstrang
keine Bohrarbeit ausführen und ihn nur hinter der Ringbohrkrone folgen zu lassen.
Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung an dem zum Bohrmaschinenadapter entgegengesetzt
liegenden Ende des inneren Bohrstranges ein Bohrkronenadapter angeordnet, der erstens
mit Schlagübertragungsflächen für Axialschläge versehen ist, die mit an der Ringbohrkrone
bzw. am Zentralbohrkopf ausgebildeten Schulterflächen zusammenwirken, und der zweitens
zur Drehübertragung in axialer Richtung verlaufende Außenkeile aufweist, die zum
Drehen der Ringbohrkrone und des Zentralbohrkopfes mit an diesen angeordneten Innennuten
zusammenwirken.
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Gemäß dem Erfindungsvorschlag ist der Verkleidungsrohrstrang somit
nicht fest mit dem Bohrmaschinenadapter verbunden und dient nicht zur übertragung
von Schlag- und Drehenergie auf die Ringbohrkrone, sondern wird nur hinter dieser
vorgeschoben, um das Bohrloch zu schützen, während der Bohrstrang vom Bohrmaschinenadapter
her mittels des von der Ringbohrkrone in axialer Richtung lösbaren Bohrkronenadapters
Schlag- und Drehenergie auf den Zentralbohrkopf und die Ringbohrkrone überträgt.
Hierdurch lassen sich bei Verwendung gleich starker Bohrmaschinen, d. h.
bei gleicher zur Verfügung stehender Schlag- und Drehenergie tiefere Bohrlöcher
als mit den bekannten Gesteinsbohreinrichtungen herstellen.
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Neben den Einrichtungen zur übertragung von Schlag- und Drehenergie
auf den Bohrstrang ist der Bohrmaschinenadapter mit Einrichtungen versehen,
die
Vorschubenergie auf den Verkleidungsrohrstrang übertragen. Diese Einrichtun eii
wirken durc # 8 . , . ji einfachen Reibungsschluß mit, dem Verkleidungsrohrstrang
zusammen. Bei einem aus Einzelrohren mittels Gewindekupplungen zusammengesetzten
Verkleidungsrohr wird durch den Reibungssphliß zwischeu Bohrmaschinenadjpter und
Verkleidungrohr ein genügendes Drehmoment an das Verkleidungsrohr übertragen, durch
welches die Gewindekupplungen zwischen den Einzelrohren stpts aufrechterhalten werden.
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Nachdem das Bohrloch das bedeckte Gestehl erreicht hat und etwas darin
vorgetrieben ist, wird der Bohrstrang mit dem Bohrkronenadapter und dem Zentralbolirkopf
aus dem im Boden verbleibenden Verkleidungsrohr mit Ringbohrkrone herausgezogen.
Der Bohrkronenadapter wird entfernt und eine sowie weitere zusätzliche Bohrstangen
angefügt, wor= auf die Bohrung im Gestein nur mit dpjn durch die an Ort und Stelle
verbleibende Ringbohrkrone und den Verkleidungsrohrstrang hindurchtretenden Zentralbohrkopf
fortgesetzt wird, bis die b##gbs.ichtigte, Bohrlochtiefe erreicht ist.
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Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden BesrIineibung von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
von Gesteinsbohrginrirlit4ng#>n. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise in Längsrichtung
geschnittene Seitenansicht eines Bohrmaschinenadapters mit sich anschließendem Teil
einer Bohrstange und eines Verkleidungsrohres, F i g. 2 giAg $gitegansicht
einer Rohrkupplung des Verkleidungsrohrstrangr-5, F i g! 3
eine teilweise in Längsrichtung geschnittene Seitenansicht des Bohrkopfes
und eines Bohrkronenadapters mit sich giischließendem Teil einer Bohrstange und
eines Verkleidungsrohres der Fi#. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt in der EbeneIV-IV
durch die Anordnung gemäß F i g. 3,
F I g. 5 eine teilweise in Längsrichtung
geschnittene Seitenansicht einer abgewandelten Ausführung eines Boh _rm aschinenadapters
mit sich anschließendem Teil einer Bohrstange und eines Verkleidungsrohres,
F i g. 6 eine teilweise in Längsrichtuiig geschnittene Seitenansicht eines
abgewandelten Bohrkopfes mit Bolirkronenadapter und sich anschließendem Teil ein
#g r er Bohrstange und eines Verkleidun sroh es der Fig. 5,
Fig.
7 einen Querschnitt in der Ebene VII-VU durch die Anordnung gemäß Fig.
6,
Fig. 8 emfen Längsschnitt durch die Rohrkuppg s lun2 des Verkleidun
srohr tranges in der Anordnung nach F i g. 5 bis 7,
Fig. 9a und
9b in verkleinertem Maßstab eine Gesamtanordnung der Gesteinsbohreinrichtung
ge-mäß F i g. 1 bis 8,
F ig? 10 eine teilweise
in Längsrichtung geschnittene Seitenansicht eines weiteren abgewandelten Bohrmaschinenadapters
mit sich anschließendem Teil einer Bohrstange und eines Verkleidungsrohres, F ig.
#I eine teilweise in Längsrichtung geschnittene Seitenansicht des Bohrkopfes mit
Bohrkronenadapt#r und sich anschließendem Teil einer Bohrstange und eines Vefkleidungsrohres
der _F i g. 10
und F i g. 12 einen Querschnitt in der Ebene XII-XII
durch die Anordnung gemäß F i g. 11.
)Die in d99 F ig. 1 bl§
4 dg-rgestelltp Güstein§bghr. einrichtung enthält et4@11 B .Q '# rmaschinenadapter
1
welcher in bekannter Weisr. mit einem Schaft 2 einem sogenannten Leyner-Schaft,
versehen ist ]Diü,§gr $ghgft paßt iii das Futtrr gin h o4rer 3c _lggb,
mgs,#hIng 3 (F'i g. 9 a), !iß einen inotorise4 4nggtriebenen Umsetzer
4 zum Drehen des Bohrina§C-hi_4pn4japter# 1 und einen Hammerkolben
5 zui F- z#gilting vgn Schläßen auf den Schaft 2 des Bohrmaschinenadapters
aufweist. Die Schlagbohrmaschinc kann auch an Stelle des getrennt angetriebenen
Umsetzers 4 mit einem Drehmechanismus versehen sein, dessen Drehung in bekannter
Weise durch den Hammerkolben 5 selbst erfolgt. Der Hammerkolben kann an einer
Spülmittelquelle angeschlossen sem', von der Spülmittel einem Kanal 6 im
Bohrmaschinenadapter 1 zugefüh - rm., .rt wird. Der Boh aschi.nenad
pter 1 bitelit aus einm 5tutzen7 -mit Innenap gewipde zur Aufnahme eines
mit Außengewinde 8
versehenen Endtelles einer 13ohrstUge9 Üiit- einem. Kanal
10, der mit dem Kajial 6 des tohrmaschineiiadapters 1 in Verbindung
steht. Die obere Stirn fläche 11 der Bohrstange, 9 liegt gegen eine
Schulter t2 des Stutzens 7 an, zur übertragung von Schlagenergie von der
Selilagbohrmaßch4ne 3 durch den Bohrmaschinenadaptpr 1 4uf die Bohrstange
9. Ein sogenannter Spülkopf 13 umgibt die Bohrstange 9
am unteren
Ende des Stutzens' 7 und hat einen Anschlußstutzen #4, durch welchen Spülwasser
von einer geeigneten Spülwasserquelle an' eine Bohrung 15 in dem Spülkopf
um die Bohrstange 9 herum geliefert wird. Der Bohrma#chinenad'aptpr
1 besitzt einen verhältnismäßig großen Durch1118sser und eine, Schulter e$,
die ein Auflager für die obere Stirnfläche 59 des Spiilkopfes 13 bildet,
Diese Sphulter 58
dient auch zur übeitragung von Schlagellergie voni Bohrinaschinenadapter
1 auf den Spülko,pf 13.
Unterhalb des Spülkopfes 13 ist um die
Bohrstange9 herum ein Rphr 16 angeordnet, des5en obere Stimfläs7he
17 gegen die untere Stimfläche 18 des Spül-
kopfes
13 anliegt, damit $chläge vorji Bohrmaschinenadapter 1 durch den
Spülkopf 13 zum Rohr 16 übertragen werden. Mit dem Rohr
16 ist ein Hülse 19
fest verbunden, 7,. B, verschweißt, welche sich
aufwärts um den unteren Teil des Spülkopfes 13 herum erstreckt. Ein O-Ring
20 bildet zwischen dem Spül-
kopf 13 und der Hülse 19 eine Dichtung
und ein zweiter O-Ring 21 eine Dichtung zwischen dem Spülkopf 1-3 und der
Bohrstange 9, so daß ein Entweichen von Spülwasser an diesen Stellen verhindert
ist. Eine Klerjimeinrichtung 22 erfaßt mit einem als Gabel 23 ausgebildeten
unteren Teil und einem als Ring 24 ausgebildeten oberen Teil das Rohr
16
unterhalb der Hülse 19 und den BohrmaseWnenadapter 1 oberhalb
des Stutzens 7, so daß das Rohr 16 zusammen mit der Schlagbohrmaschine
angehoben werden kann, wenn der Bohrmaschinenadapter 1, wie später beschrieben,
hochgewunden wird.
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Das Rohr 16 und die Hülse 119 bilden den oberen Teil eines
Verkleidungsrohrstrange-s 16, 26 (F i g. 1
und 3), welches einen
Bohrstrang 9, 27 umschließt. Dieser Verkleidungsrohrstrang wird während des
Eindringens in das Erdreich nicht gedreht. Seine EinzelrQhre16 und 26 sind
zu dem Verkleidungsrohrstran mittels Rolirkupplungen (Fig. 2) zu--9 sammengesetzt,
welche eine mit der Hülse 19 identische und mit dem Rohr 26 verschweißte
Hülse, 28
enthält. Diese Hülse hat bajonettartig ausgebildete
.innere
Ausnehmungen 29, in welche, wie am besten in F i g, 2 ersichtlich,
am Rohr 16 vorgesehene radiale Ansätze 30 eingreifen. Die Ausnehmungen
29
enden in einen axial verlaufenden Abschnitt 31, in welchen die Ansätze
30 eintreten, wenn die Rohre gegg#aßinandrrgeschoben werden und in einen
axial v,erlaufiende . , # ja Abschnitt 32, in welchen die Ansätze
30 eintreten, wenn die Rohre auseinandergezogen werden. Beide Abschnitte
31 und 32 verhindern ein Entk,upp,eln der Rohre, wenn der Verkleidungsrohrstr
ang 16, 26 gedreht wird. Das Rohr 16 ist in die Hülse 28 mit reichlichem
Spiel einschiebbar, wodurch das Zusammenkuppeln erleichtert wird und außerdem ein
Heraustreten von Spülwasser aus dem gQbxinneren zur Außenseite ermöglicht ist, wenigsteas
dann, wenn die Rohre etwas auseinandergezogen sind. Das aus der Rohrkupplung entweichende
Spülwasser dient zum Schmieren des Außenmantels des Verkleidungsrohrstranges, Dir,
Bohrstange 27 (F i g. 3) ist mittels einer Schrgubhülse 34 mit einem
Bohrkronenadapter 33
gekuppelt. Das untere Ende der Bohrstange 27 und
das obere Ende des Bohrkronenadapters 33 haben zu diesem Zweck gleiche Rundgewinde
35 und 36. Der Kanal 10 für das Spülwasser in der Bohrstange
9 erstreckt sich weiter durch die Bohrstange 27 und den Bohrkronenadapter
33. Schlagenergie wird von der unteren Stirnfläche 37 der Bohrstange
27 auf die obere Stirnfläche 38 des Bohrkronenadapters 33
übertragen.
Der Bohrkronenadapter ist mit einem unteren Gewindezapfen 39 versehen, auf
welchen der Hülsenteil 40 eines Zentralbohrkopfes 41 geschraubt ist. Dieser ist
mit Hartmetalleinsätzen 42 bestückt, die in radialer Richtung liegende Schneiden
43 bilden. Schlagenergie wird vom Bohrkronenadapter 33 auf den Zentralbohrkopf
41 durch eine Stirnfläche 44 übertragen, die gegen eine in axialer Richtung den
Hartmetalleinsätzen 42 benachbart liegende Schulterfläche 45 anliegt. Der Bohrkronenadapter
33 ist weiter mit verhältnismäßig breiten Außenkeilen 46 versehen, welche
in entsprechende Innennuten 47 in einem Hülsenteil 48 einer Ringbohrkrone 49 eingreifen,
die ebenfalls mit Hartmetalleinsätzen 50 zur Bildung von in radialer Richtung
liegenden Schneiden 51 versehen ist. Die Innennuten 47 enden in Schulterflächen
52, die in axialer Richtung den Hartmetalleinsätzen 50 der Ringbohrkrone
angrenzen und gegen welche entsprechende Endflächen 53 der Außenkeile 46
zur Übertragung von Schlagenergie vom Bohrkronenadapter 33 zur Ringbohrkrone
49 zur Anlage kommen. Die Stimflächen 44 und die Endflächen 53 bilden Schlagübertragungsflächen.
Der Hülsenteil48 ist am oberen Ende mit einem als Anschlag dienenden Ringflansch
54 versehen, welcher zwischen der unteren, als Anschlag dienenden Stirnfläche
55 des Rohres 26 und als Anschlag dienendem Sperrglied 56 bewegbar
ist, das am unteren inneren Ende einer durch Verschraubung oder in anderer Weise
mit dem Rohr 26
befestigten Hülse 57 angeordnet ist. Es ist erkennbar,
daß durch diese Anordnung eine gewisse Leerbewegung in axialer Richtung zwischen
der Ringbohrkrone 49 und dem Rohl 26 gegeben ist und das Rohr 26 die
Ringbohrkrone 49 nicht drehen kann, aber imstande ist, diese mitzunehmen, wenn es
aus einem hergestellten Bohrloch herausgezogen wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 bis 8,
das
eine abgewandelte Ausführung der Gesteinsbohreinrichtung zeigt, sind alle Bauteile,
welche den Bauteilen der bereits beschriebenen Ausführung äquiva lent sind, mit
den gleichen Bezugszeichen Versehen. Der Unterschied besteht im wesentlichen darin,
daß die Rohre 71, 72 des Verkleidungsrohrstranges und die Hülse
73 mittels innerer mit Rundgewinde 76
versehenen Muffen 74,
75 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist eine vollständige glatte
Außenfläche des Verkleidungsrohrstranges 71, 72
erreicht, so daß sowohl sein
Einführen in die Lockerschicht als auch sein Herausziehen aus dem Bohrloch weniger
Kraft erfordert und die Gefahr, daß der Verkleidungsrohrstrang in dem Bohrloch steckenbleiben
kann, wesentlich verringert ist. Am oberen Ende des Rohres 71 ist eine Buchse
77 mit Rundgewinde 78 eingeschraubt, die mit einem sich auf der oberen
Stirnfläche 80 des Rohres 71 abstützenden Außenflansch 79 versehen
ist. In die Buchse 77 ist eine Spülwasserbuchse 97 eingesetzt, die
sich mit einem Außenflansch 81 auf den Außenflansch 79 der Buchse
77 abstützt. Beide Außenflansche 79, 81 dienen zur Übertragung der
Schlagenergie vom Bohrrnaschinenadapter 1 über eine Schulter 82 auf
den Verkleidungsrohrstrang 71, 72.
Der Bohnnaschinenadapter 1 ist in
diesem Fall selbst mit einem Spülkopf 83 versehen, durch welchen Spülwasser
zum Kanal 6 im Bohrmaschinenadapter 1 und weiter dem Kanal
10 in dem Bohrstrang 9, 27 zugeführt Wird. Ein Haltering 84 mit zwei
seitlich vorspringenden Ansätzen ist um das obere Ende des Rohres 71 herumgelegt
und in seiner Stellung durch zwei Kettenglieder 85 gehalten, die an der Schlagbohrmaschine
3 oder dessen Schlitten 94 (F i g. 9 a) befestigt und mit dem Haltering
84 über Zugstangen 86 und Druckfedern 87 verbunden sind. Diese Anordnung
bildet eine federnde Halterung zwischen Schlagbohrmaschine und Gesteinsbohreinrichtung
und macht ein Zurückziehen des Verkleidungsrohrstranges 71, 72 aus dem Bohrloch
unter Vibration möglich, die von der leerlaufenden Schlagbohrmaschine ausgeht, was
zur Erleichterung des Herausziehens des Verkleidungsrohrstranges aus dem Bohrloch
oft sehr dienlich ist. Die Buchse 77 bildet zusammen mit der während des
Betriebes relativ zu ihr in axialer Richtung verschiebbaren Spülwasserbuchse
97 eine zylindrische Dichtung, und während des Betriebes wird von der Schlagbohrmaschine
Schlagenergie auf die im zylindrischen Raum 90 zwischen dem Bohrstrang
9, 27 und dem Verkleidungsrohrstrang 71, 72 befindliche Spülwassersäule
übertragen, wenn die Spülwasserbuchse 97 und die Buchse 77 etwas auseinanderbewegt
sind. Hierdurch wird eine sehr wirksame Spülung des freien Durchganges sowohl zwischen
der Ringbolirkrone 49 und dem Bohrkronenadapter 33 als auch zwischen der
Ringbohrkrone 49 und der Hülse 73 erreicht, und um diese Wirkung aufrechtzuerhalten,
ist ein Rückschlagventil88 im Spülwasseranschlußstutzen14 vorgesehen. Ein Druckmesser
89 kann vor oder hinter dem Rückschlagventil 88 angeordnet sein, und
durch die Beobachtung der Anzeige kann insbesondere bei einem unzulässigen Druckanstieg
der Bedienungsmann die Arbeit des Zentralbohrkopfes und der Ringbohrkrone und die
an ihnen herrschenden Bedingungen verfolgen. Ein Druckanstieg zeigt z. B. ein Festsetzen
der Bohrwerkzeuge an, und der Bedienungsmann wird den Vortriebsdruck ändern oder
andere geeignete Schritte unternehmen. Wenn z. B.
der Bedienungsmann
feststellt, daß die Durchgänge rund um die Bohrwerkzeuge verstopft sind, kann er
den Vortriebsmotor schnell abwechselnd auf Vorwärts- und Rückwärtslauf arbeiten
lassen, wodurch eine Pumpwirkung des Spülwassers durch die Durchlässe infolge der
hin- und hergehenden Bewegung der Spülwasserbuchse 97 in der Buchse
77 erzeugt wird, da die Rohre durch ein solches schnelles Umschalten des
Vortriebmotors nicht zurückgezogen werden.
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In der Muffe 74 und den Einzelrohren 71, 72
(F i g. 8)
sind Durchlässe 95, 96 für das Spülwasser vorgesehen, um den Außenmantel
des Verkleidungsrohrstranges zu schmieren. Das Ausführungsbeispiel entsprechend
F i g. 5 und 8 arbeitet im wesentlichen in gleicher Weise wie das
Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 4.
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In F i g. 9 a und 9 b ist die Gesteinsbohreinrichtung
nach F i g. 5 bis 8 in Verbindung mit einem üb-
lichen Bohrwagen
dargestellt, der aus einem fahrbaren Grundrahmen 60 mit einer Lafette
61 für eine Schlagbohrmaschine 3 und einem geeigneten Vortriebsmotor
62 zum auf- und abwärts gerichteten Bewegen der Schlagbohrmaschine
3 auf der Lafette 61 mittels Ketten 63 besteht. Es ist selbstverständlich,
daß jede andere Trag- und Fördereinrichtung für die Schlagbohrmaschine, die es ermöglicht,
diese auf- und abwärts oder vor- und rückwärts zu bewegen, Anwendung linden kann.
Diese Einrichtung ist kein Teil der Erfindung. -Zur Herstellung eines Bohrloches
in einer Erdschicht 64 und in Geröll 65 und in einem Gestein 69
wird
zuerst ein Einzelverkleidungsrohr 72 mit Hülse 73 und Ringbohrkrone
49 in entsprechenden Führungen 66 an der Fxontseite der Lafette
61 eingesetzt. Ehe das Einzelverkleidungsrohr 72 jedoch vom Erdboden
her in die Führungen 66 angehoben wird, wird ein Bohrkronenadapter
33 (F i g, 6) mit daran befestigtem Zentralbohrkopf 41 mit einer Bohrstange
27 mittels einer Schraubhülse 34 gekuppelt und in das Einzelverkleidungsrohr
72 so weit eingeschoben, bis der Bohrkronenadapter 33 mit seinen Außenkeilen
46 in die Innennuten 47 der Ringbohrkrone 49 eintritt. Dann werden die Spülwasserbuchse
97
(F i g. 5) und die Buchse 77 in das obere Ende des Einzelverkleidungsrohres
72 eingesetzt. Die Gesamtlänge des zusammengeschraubten Bohrkronenadapters
33 und Bohrstange 27 sowie des Einzelverkleidungsrohres
72 ist derart, daß das Gewindeende der Bohrstange 27 sich über die
Spülwasserbuchse 97 hinaus erstreckt und der in die Schlagbohnnaschine
3 eingeschobene Bohrmaschinenadapter 1 mit der Bohrstange
27 verbunden werden kann. Nach dem Anschließen eines Spülwasserschlauches
an die Spülwasserbuchsen 97 und 83
kann mit der Bohrarbeit begonnen
werden.
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Die Schlagbohrmaschine 3 und der Vortriebsmotor 62 werden
nun eingeschaltet und damit der Zentralbohrkopf 41 sowie die Ringbohrkrone 49 in
und durch das Erdreich vorgetrieben. Dem Kanal 10
in der Bohrstange
27 und dem Raum zwischen der Bohrstange 27 und dem Einzelverkleidungsrohr
72
wird Spülwasser zugeführt, so daß Schlamm und Bohrklein am Eintritt in
den Ringspalt 68 zwischen dem Bohrkronenadapter 33 und der Ringbohrkrone
49 und zwischen der Ringbohrkrone und der Hülse 73 gehindert werden. Der
Zentralbohrkopf und die Ringbohrkrone werden während der Arbeit der Gesteinsbohrmaschine
gedreht, vorzugsweise durch den getrennt angetriebenen mit einem Schneckentrieb
67
versehenen Umsetzer 4. Es ist selbstverständlich, daß auch Gesteinsbohrmaschinen
benutzt werden können, bei denen eine Drehung der Bohiwerkzeuge in bekannter Weise
durch einen vom Hammer-
kolben 5 oder Gesteinsbohrmaschine angetriebenen
Umsetzer erfolgt. Das Einzelverkleidungsrohr 72 mit Hülse 73 wird
in dem Bohrloch 91 vorgetrieben, das mit der Ringbohrkrone 49 durch die von
der Gesteinsbohrmaschine ausgehenden und auf das Einzelverkleidungsrohr
72 vom Bohrmaschinenadapter 1
durch die Spülwasserbuchse
97, den Außenflansch 79 und Stirnfläche 80 übertragenen Schläge
hergestellt wird. Dem Einzelverkleidungsrohr 12 wird keine Drehung erteilt, da der
Bohrmaschinenadapter 1 mit der Spülwasserbuchse 97 ein Druckgleitlager
an der Schulter 82 bildet. Durch diese Anordnung wurde gefunden, daß die
Einrichtung gemäß der Erfindung bis zu einer sehr beachtlichen Tiefe durch das Erdreich
und Gestein eindringen kann, ohne daß es notwendig ist, einen sehr starken Bohrantriebsmechanismus
vorzusehen, da -sich der Widerstand beim Drehen des Zentralbohrkopfes und der Ringbohrkrone
nicht wesentlich mit der Zunahme der Bohrlochtiefe erhöht.
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Wenn eine Bohrstangenlänge und eine Einzelverkleidungsrohrlänge in
das Erdreich eingetrieben ist, wird der Bohrmaschinenadapter 1 von der Bohrstange
27 gelöst, die Spülwasserbuchse 97 und die Buchse 77 abgenommen
und die Gesteinsbohrmaschine so weit zurückgezogen, bis ein weiteres Einzelverkleidungsrohr
71 mit Buchse 77 und Spülwasserbuchse 97 und eine weitere Bohrstange
9 mit Schraubhülse 34 angesetzt werden kann. Mittels einer Verholwinde
70 und dem Haltering 84 sowie den Zugstangen 86 wird das Einzelverkleidungsrohr
71 über das bereits im Bohrloch 91 befindliche Einzelverkleidungsrohr
72 und der Bohrstange 27 angehoben. Die Bohrstange 9 wird
dann mittels der Schraubhülse 34 mit der im Bohrloch befindlichen Bohrstange
27 zu einem Bohrstrang gekuppelt. Die Gesteinsbohrmaschine 3 wird
danach wieder abgesenkt, so daß das Einzelverkleidunghohr 71 mit dem im Bohrloch
befindlichen Einzelverkleidungsrohr 72
zu einem Verkleidungsrohrstrang gekuppelt
und die Kupplung des Bohrstranges mit der Gesteinsbohrmaschine durchgeführt werden
kann. Nun wird wieder das Spülwasser zugeführt und der Bohrvorgang geht wieder wie
vorbeschrieben vor sich.
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Die vorstehend beschriebenen Operationen werden so oft wiederholt,
bis das Bohrloch bis zum festen Gestein vorgetrieben ist.
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Wenn die Ringbohrkrone 49 und der Zentralbohrkopf 41 dieses feste
Gestein 69 mit einem kurzen Anschnitt 92 erreicht haben (F i
g. 9 b), wird nach-Lösen der federnden Halterung 84 bis 87 der Bohrstrang
9, 27 zusammen mit dem Bohrkronenadapter 33 und dem Zentralbohrkopf
41 aus dem Bohrloch 91 herausgezogen, wobei die kingbohrkione 49 und der
VerkleidÜngsrohrstrang 71, 72 im Bohrloch verbleiben. Wenn in dem Gestein
69 ein Bohrloch 93
weiter vorgetrieben werden soll, werden der Bohrkronenadapter
33 und der Zentralbohrkopf 41 vom Bohrstrang 9, 27 gelöst, und der
Zentralbohrkopf 41 wird ohne den Bohrkronenadapter 33 wieder in das untere
Ende des Bohrstranges eingesetzt, wonach der Bohrstrang wieder in das Bohrloch abgesenkt
wird.
Die Spülwasserbuchse 97 kann wegbleiben oder außer Funktion gesetzt werden
und weitere Einzelbohrstangen zum bereits vorhandenen Bohrstrang hinzugefügt werden,
so daß ein Bohrloch 93 durch die Rin,-,bohrkrone 49 hindurch mittels des
Zentralbohrkopfes 41 auf die gewünschte Tiefe gebohrt werden kann.
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Wenn es erwünscht ist, das Gestein 69 zu sprengen, ohne die
Lockerschicht wegzunehmen, kann ein Plastikrohr nach dem Herausziehen des Bohrstranges
in das Bohrloch eingeschoben werden. Dieses Plastikrohr hat zweckmäßig solche Abmessungen,
daß es durch die Ringbohrkrone in das Bohrloch 93 eingeführt und danach die
Ringbohrkrone zusammen mit dem Verkleidungsrohrstrang 71 bis 73 aus
dem Bohrloch herausgezogen werden kann, entweder durch Zurückziehen der Gesteinsbohrinaschine
3
mittels des Vortriebmotors 62 oder durch die Verholwinde
70 und eine Kette 98, welche mit dem Kettenglied 85 am Schlitten
94 (F i g. 5 bis 9) oder mit der Klemmeinrichtung 22 bei der Ausführung
nach F i g. 1 bis 4 verbunden ist.
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Das hergestellte Bohrloch kann allen möglichen weiteren Zwecken dienen,
z. B. als Untersuchungsbohrung, Zielbohrung, Ankerbohrung, Injektionsbohrung usw.
In den beiden letzten Fällen ist zweckmäßig, den Verkleidungsrohrstrang und die
Ringbohrkrone aus billigem Material anzufertigen, damit diese Teile in dem Bohrloch
verbleiben können, um zusammen mit dem einzupressenden Stoff, z. B. Zement, den
Abdicht- oder Verfestigungskörper zu bilden.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i
g. 10 bis 12 dargestellt. Hier sind alle Einzelteile, die mit vorgeschriebenen
Einzelteilen äquivalent sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Verkleidungsrohrstrang
besteht aus übereinandergesetzten Einzelverkleidungsrohren 100, welche an
ihren unteren inneren Enden mit durch eine Schweißnaht 102 befestigten Hülsen
101 versehen sind. Jede Hülse 101 ist zweckmäßig an ihrem unteren
Ende 103 etwas abgesetzt, so daß sie mit leichtem Schiebesitz in das anschließende
Einzelverkleidungsrohr 100
eingeschoben werden kann. Die Hülse 101
am unteren Ende des Verkleidungsstranges ist z. B. durch Punktschweißung oder anderweitig
mit einem Rohrstück 104 verbunden, welches am freien Ende mit einem durch einen
inneren kingflansch gebildeten Anschlag 105 im Abstand zu einem durch die
untere Stirnfläche der Hülse 101 gebildeten Anschlag 106 versehen
ist. Die Ringbohrkrone 49 trägt, eingefügt zwischen den Anschlägen 105 und
106, an ihrem Hülsenteil48 aufgeschraubt, einen Ringflansch, der einen Anschlag
107 bildet, so daß der Verkleidungsrohrstrang 100, 104 von der Ringbohrkrone
49 mitgenommen wird, wenn sich diese beim Vortreiben des Zentralbohrkopfes 41 abwärts
bewegt und die Ringbohrkrone 49 vom Verkleidungsrohrstrang 100,
104 mitgenommen
wird, wenn dieser zurückgezogen wird. Die Ringbohrkrone 49 ist gegenüber dem Verkleidungsrohrstrang
100, 104 frei drehbar und kann mit Bezug zum Rohrstück 104 einen beachtlichen
axial gerichteten Freigang ausführen. Anstatt die Hülse 101 des untersten
Einzelverkleidungsrohres 100 mit dem Rohrstück 104 zu verschweißen, kann
dieses Einzelverkleidungsrohr eine solche Länge erhalten, daß die Länge des Rohrstückes
104 mit einbezogen ist und zwei Ringflansche im entsprechenden Abstand in dem unteren
Teil dieses Einzelverkleidungsrohres eingeschweißt werden, um die Anschläge
105 und 106 zu bilden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bohrkronenadapter
108 vorgesehen, der mit Außenkeilen 109 der Leyner-Art ausgerüstet
ist, die mit entsprechenden Innennuten 110 und Öffnungen 111 in der
Ringbohrkrone 49 zusammenwirken und eine Kupplung zwischen dein Bohrkronenadapter
108 und der Ringbohrkrone 49 bilden, welches es erlaubt, daß der Bohrkronenadapter
axial in die Ringbohrkrone eingeschoben und daraus zurückgezogen werden kann, wenn
die Außenkeile 109 mit den öffnungen 111 fluchten, d. h. wenn
der Bohrkronenadapter 108
aus der Stellung in F i 12 im Uhrzeigersinn um
900 gedreht ist. In dieser Stellung können der Bohrkronenadapter
108 und der Zentralbohrkopf 41 aus dem Verkleidungsrohrstrang 100,
104 herausgezogen und der Bohrkronenadapter entfernt werden, so daß der Zentralbohrkopf
41 direkt auf das Ende der Bohrstange 27 befestigt und das Bohrloch nur mit
dem Zentralbohrkopf durch die Ringbohrkrone 49 hindurch bis zu jeder gewünschten
Tiefe ausgeführt werden kann.
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Wenn es erwünscht ist, die Ringbohrkrone 49 zurückzuziehen, wird der
Bohrstrang 9, 27 mit dem Bohrkronenadapter 108 durch den Verkleidungsrohrstrang
so weit abgesenkt, bis der Bohrkronenadapter in die öffnung 111 und Innennuten
110 der Ringbohrkrone eintritt, wodurch bei einer Drehung des Bohrkronenadapters
108 entgegen dem Uhrzeigersinn diese den Bohrkronenadapter mit seinen Außenkeilen
109 gerade in eine Stellung bringt, bei der sich diese beim Zurückziehen
des Bohrstranges gegen Stützflächen 112 an der Ringbohrkrone 49 legen. Dieses Zurückziehen
des Bohrstranges und der Ringbohrkrone zwingt den Verkleidungsrohrstrang, welcher
dann mit einem Anschlag 106 auf den Anschlag 107 der Ringbohrkrone
ruht, zusammen mit dieser zurückzugehen.
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Die Gesteinsbohreinrichtung nach F i g. 10 bis 12 kann mit
einem Bohrwagen, wie in F i g. 9 a und 9b dargestellt, Verwendung
finden und vorteilhaft zur Herstellung von Brunnenbohrungen benutzt werden, aber
auch für andere Bohrungen, wie sie bereits in Verbindung mit den vorbesehriebenen
Ausführungsbeispielen angeführt wurden.