DE1909931A1 - Vorrichtung zum UEberlagerungs-,Ankerloch und/oder Unterwasserbohren - Google Patents

Description

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Gebr. Böhler & Go. Aktiengesellschaft, Wien

Vorrichtung zum ÜberlagerungB -, Ankerloch- und/oder

Unterwasserbohren

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Überlagerungs-, Ankerloch- und/oder Unterwasserbohren, die eine an einem Innenbohrgestänge "befestigte Innenbohrkrone und eine Bn einem Außenbohrgestänge "befestigte Ringbohrkrone aufweist·

Es sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen eine Maschine, vorzugsweise eine Hammerbohrmas chi-* ne vorgesehen ist, die einerseits eine drehende Bewegung hervorruft und andererseits auch Schläge ausübt· Drehbewe~ gungen und Schläge werden von der oben erwähnten Maschine durch ein sogenanntes Anschlußstück, mit dem sowohl das Innenbohrgestänge als auch das Außenbohrgestänge starr verbunden ist, auf diese beiden Gestänge übertragen. Infolge« dessen sind die Schlagzahlen der an dem Innenbohrgestänge befestigten Imenbohrkrone und der an dem Außenbohrgestänge befestigten Hingbohrkrone gleich und überdies läßt sich das Verhältnis der auf Innen- und &ing"bohrkrone übertragenen Schlagenergien bei den eben genannten bekannten Vorrichtungen nicht einstellen· -^urch diese "beiden Umstände ergibt sich der Jüachtöil, aaiB in AnoetraoÄif α·ϊ toeim überlagerungsuua Aniserloahbohren erforderlichen großen Bohrloohdurchmeaser die vorstehend erwähnte Antriebsmaschine verhältnismäßig sehr groß und schwer ausgeführt sein muß, um eine einigermaßen befriedigende Bohrleistung erzielen zu körnen»

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, denangeführten Nachteil zu vermeiden und eine Vorrichtung au .schaffen-, bei der es möglieh ist, das Verhältnis der auf Innen-und Hing — bohrkrone ( Außenbohrkrone ) übertragenen .Schlagener.gieü von ^; vornherein genau festzulegen» Srfindungs gemäß wird diese» Ziel bei einer Vorrichtung 'der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zwei vornehmlich unabhängig voneinander steuerbare, vorzugsweise auch während des Bohrvorgangea außerhalb des Bohrlochs befindliche, je ein Schlagwerk und je ein Dreh— ■ werk aufweisende Schlag- Drehmaschinen vorgesehen sind, woftei die eine Schlag-Drehmaschine auf das Inneriböhrgestange und die andere Schlag-Drehmaschine auf das Außenbohrgestänge einwirkt· ' . /

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung"gehen aus den nachfolgenden Beschreibungen von zwei ■ Ausführungs— freispielen hervor, die in der Zeichnung scitematisch abgebildet sind· . ^: ; ■

Es zeigen? ■ ■ . ,

Fige 1 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei auch während des Bohrvorganges außerhalb des Bohrloches befindlichen, je ein Schlagwerk 2* bzw, 25' und je ein Drehwerk 9 bzw„ 33 aufweisenden Schlag-Drehmaschinen. 1 und 24 in Ansicht$

Fig. 2 in Draufsicht,

Fige 3 die zu der in den Pig· I und 2 dargestellten Vorrichtung gehörende, auf das Innenbohrgestänge einwirkende' Schlag- Drehmaschine 1 im Längsschnitt und in einem ^r größeren Maßstab, ■■ ^ ■.

Fig· 3a die zwischen den beiden Schlag- Drehmaschinen i und befindliche Anschlußmuff© 16 im Längsschnitt und ebenfalls 'in einem größeren Maßstab, "^;

Fig» 4 die isu der in Eig» 1 uücs 2 abgebildeten Vorrichtung

gehörende, auf das Außenbohrgestänge einwirkende Schlag-Drehmaschine 24 im Längsschnitt und in einem größeren ■■; Maßstab und ν . ' ."

Fig. 5 den den beiden Schlag- Drehmagchineji 1 und 24 abgewandten , 909838702£)7

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Enibereich der in den Fig» 1 und 2 dargestellten Vorrichtung , ebenfalls in Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Pig» 6 eine zweite, ähnliche Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ebenfalls zwei auch während' des Bohrvorganges außerhalb des Bohrloches befindlichen je ein Schlagwerk 2^S bzw. 25* und je ein Drehwerk 9 bzw. aufweisenden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 in Ansicht,

Fig. 7 die zu der in Pig· 6 dargestellten Vorrichtung gehör ende j auf das Innenbohrgestänge einwirkende Schlag- Dreh-» maschine 1 im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Fig» 8 die zu der in Pig. 6 abgebildeten Vorrichtung gehörende , auf das Außenbohrgestänge einwirkende Schlag- Drehmaschine 24 im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Jj⁴Ig* y den üen beiden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 angewandten Endbereich der in Pig· 6 dargestellten Vorrichtung , ebenfalls im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab»

Pur die in den Pig. 1 bis 5 dargestellten AusftShrungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gilt folgendes*

Die Schlagkolben 2 und 25 der beiden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 sind konzentrisch zur Bohrachse a-b angeordnet^ wobei Ton den beiden Bohrkronen 22 und 43 aus gesehen die auf das Außenbohrgestänge einwirkende Schlag- Drehmaschine 24 vor der auf das Innenbohrgestange einwirkenden Schlag- Drehmaschine 1 angeorndet ist. Der in dem Zylinder l^ä der ( in ihrem Aufbau den bekannten Hammerbohrmaschinen gleichenden } Schlag- Drehmaschine 1 angeordnete Schlagkolben 2 schlägt mit seinem Schaft 2',gegen den Einsteckstummel 8 des Innenbohrge-stänges. Die Schlag- Drehmaschine 1 weist eine der bekannt em SchiebersNeuerungen, zu welcher der Schieber 6 gehört, auf»Demgemäß wird äie durch den Lufteinlaß 5 zugeführte Druckluft durch diesen Schieber 6 wechselweise in den vorderen Sylinderraum 3 und.den hinteren Zylinderraum 4 geleitet ₉ wogegen die^;'Abluft durch den Auspuffkanl 7 ins Preie strömt ₀ Die Drehbewegung de's Innen-

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bohrgestänges wird von dem-hydraulisch "betriebenen Drehwerk 9 hervorgerufen, dessen Ritzel 9¹ den eine Außenverzahnung aufweisenden Bohrerhalter 11 über ein Zwischenrad tO antreibt· Der Bohrerhalter 11 weist an seiner Innenseite Keilnuten 12 auf, in wabhe die auf dem Einsteckstummel 8 vorgeaäienen Nasen 13 eingreifen» Infolgedessen dreht sich der zu dem Innenbohrgestänge gehörende Einsteckstummel 8 mit dem Bohrerhalter 11 mit· Vom Einsteckstummel 8 werden die Drehbewegung und die gleichzeitig mit ihr erfolgenden Schläge über die Anschlußmuffe 16 sowie über Yerlängerungsstangen 14 und Verbindungsmuffen 15 auf die Innenbohrkrone 22 übertragen, Die sowohl mit dem Einsteckstummel 8 als auch mit einer Verlängerungsstange 14 fest verechraubte, zwischen den"beiden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 angeordnete Ansohlußmuffe 16 ist mit einer Spülmittel- Durchtrittsöffnung 2o versehen, von der aus ein durch die Verlange rungs stangen 14 hindurchgehender Kanal 21 zu der Innenbohrkrone 22 führt·. Die zylindrische Außenfläche der Anschlußmuffe 16 ist ( im Bereich der Spülmittel- Durchtrittsöffnung 20 ) von einem einen Spülmittel- Anschluß 18 aufweisenden Anschlußstück 17 umgeben, dessen ringförmiger Innenraum 19 auf beiden Seiten mit Hilfe von 0-Hingen 19* nach außen hin abgedichtet ist· Der Spülmittel-Anschluß 18 weist ein Innengewinde auf, weshalb es leicht möglich ist, einen zur Zufuhr des Spülmittels dienenden Schlauch mit Hilfe einer einschraubbaren ( nicht dargestellten) Schlauchtülle am AnsohlußstÜck 17 zu befestigen· Das zugeführte Spülmittel strömt durch den Spülmittel- Anschluß 18, den ringförmigen Innenraum t9, die durchtrittsöffnung 20 , den Kanal 21 und das in der Mittelachse der Innenbohrkrone 22 vorgesehene Loch 23 zum Bohrloohgrund 23? ♦■ Als Spülmittel kommt sowohl Druckluft als auch Druckwasser in Brage. Der Schlagkolben 25, der ^Einsteckstummel 26 der auf das Außenbohrgeatänge einwirkenden zvelten Schlag- Drehmaschine 33 sowie das an einer nachfolgenden iEextstelle noch genauer beschriebene Auswurfstück 40 weisen Bohrungen 25% 26' und 40 " auf, deren Durchmesser wesentlich größer sind als die Äußendurchmesser der Verbindungsmuffen entlang des durch sie hindurchgehenden Innenbohrgestänges zu verschieben, Die Schlag-

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Drehmaschine 24- funktioniert in. gleicher Weise wie die Schlag-Drehmaschine Ι», Demgemäß wird die durch den Lüfteinlaß 29 dem Sammelraum 30 sugeführte Druckluft durch den Schieber 31 wechselweise in den vorderen Zylinderraum 28 und den hinteren Zylinderraum 27 geleitet, wogegen die Abluft durch den Auspuffkanal 32 ins Freie strömt. Der Auspuffkanal 32 ist gegen die Vorschubrollenketten 51 und 52' gerichtet, wodurch erreicht wird, daß die aus ihm ausströmende Luft diese Ketten reinigt und schmiert* Die Drehbewegung des Außenbohrgestänges wird von dem hydraulisch betriebenen Drehwerk 33 hervorgerufen, dessen Ritzel 34 den eine Außenverzahnung aufweisenden Bohrerhalter 36 weist an seiner Innenseite Keilnuten 37 auf, in welche die auf den Einsteckstummel 26 vorgesehene Fasen 38 eingreifen. Infolgedessen dreht sich der zu dem Außenbohrgestange gehörende Einsteckstummel 26 mit dem Bohrerhalter mit. An den an seinem· dem -Schlagkolben 25 ab gewandt en Ende . ein Außengewinde 39 aufweisenden Einsteckstummel 26 ist das Auswurf st tick 40 angeschraubte An dieses schließen sich abwechselnd Zwischenstück 41 und ^verbindungsrohre 42 sowie die Ringbohrkrone 43 an. Auch die zuletzt genannten-!Teile sind miteinander verschraubt» Daa Außenbohrgestänge besteht somit aus Einsteckstummel 26, Auswurf stück 40, Zwischenstükken 41 und Ve;rbi_n(3_Ung_Srohren 42, das Innenbohrgestänge aus Einsteckstummel. 8, Anschlußmuffe 16 so wie aus ■Verlängerungsstangen 14 und Verbindungsmuffen 1*5· Die beiden sich während des Bohrvorganges stets außerhalb des Bohrloches befindlichen Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 sind an je einem Schlitten 44 bzw» 45 befestigt. Diese Schlitten 44 und 45 werden an einer Lafette 46 mit Hilfe von Schwalbenschwanzführungen oder dergleichen festgehaltene Der Vorschub der Schlitten 44 und 45 sowie der auf ihnen befestigten Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 wird mittels der auf Je einer Seite der Lafette 46, an deren den Bohrkronen 22 und 43 abgewandten Ende angeordneten Yorschubmotoren 47 und 48 bewerkstelligt. Der Antrieb derselben kann entweder mit Hilfe von Druckluft oder hydraulisch erfolgen./ Auf den Wellenstummeln der beiden Vorschubmotoren 47 und 48 ist je ein Ritzel 49 uzw* 50 befestigt/ dessen Sahne in eine mit dem zugehörigen Schlitten 44 bzw. 45 verbundene Rollenkette 51

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"bzw. 52 eingreifen. Zwischen den beiden Schlitten 4-4 und '45 kann ein an diese anschraubbares, strichpunktiert dargestelltes linlegstück 53 angeordnet werden. Bei Benützung desselben ist es somit auch möglich* beide Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 gemeinsam mit nur einem der beiden Vorschubmotöre 47 und 48 vorwärts zubewegen, was bei kleinen Bohrloehdurchmessern oder leicht zu bohrenden Materialien in Frage kommt.

Die Varschubmotore 47 und 48 sowie die Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 können von einem ζ nicht dargestellten ) gemeinsamen Steuerpult aus unabhängig voneinander betätigt werden. Eiebei ist es möglich, sowohl Schlagzahl und Schlagenergie ,als auch Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit den jeweiligen Einsat ab e dingungen anzupassen. Weiters besteht die Möglichkeit, die Spülmittelzufuhr unabhängig von der Hammerfunktion ein- oder auszuschalten. Je nach den Einsatzbedingungen ( .ÜberIagerungs-, Ankerloch- oder Unterwasserbohren ) kann entweder mit Außen- und Innenbohrgestänge gleichzeitig oder nur mit einer dieser beiden Gestänge allein gearbeitet -werden· Hiebei .ist zu beachten, daß sich beim Bohren mit'der Innenbohkrone 22 die mit dem A^ßent» ohr ge stange zusammenwirkende Schlag- Bohr- maschine 24 an dem den Bohrkronen· 22 und 43 zugewandten Ende der Lafette 46 und beim Bohren mit. dem Außenbohrgestänge die mit dem Innenbohrgestänge zusammenwirkende Schlag- Bohrmaschine 1 an dem den Bohrkronen 22 und 43 abgewandten EWe der Lafette 46 befinden soll. Die Abfuhr des Bohrmaterials erfolgt durch den zwischen Außen-und Innenbohrgestänge vorhandenen Singraum 54, a.n dessen den beiden Bohrkronen 22 und 43 abgewandten Ende im Auswurfstück 40 eine Üixnung 4o^s vorgeseHen. ist^ durch welche das Bohrmaterial ins Freie Jfcritt» ' :

Die in den Fig. 6 bis 9 dargestellte Ausfühfungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich von der in den Fig. 1 bis. 5 abgebildeten Ausführungsform im wesentlichen nur dadurch, daß die beiden Schlagwerke 2' und 25' durch ein Zwischenstück 55 starr miteinander verbunden sind. ( und .dem-

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gemäß beide Schlagwerke 2¹ und 25 * gemeinsam auf nur einem auf einer Lafette 46 verschiebbaren Schlitten 56 befestigt sind )- und die Spülmittelzufuhr durch das an dem d en beiden Bohrkronen 22; und 43 abgesandten Ende der Bohrvorrichtung in der Bohrachse a—h angeordnete Anachlußstück 57 j das Spülrohr 58»-den Kanal 59 und die in der Innenbohkrone 22 vorgesehenen Löcher 60 zum Bohrlochgrund erfolgt» Es sei erwähnt, daß bei Ankerlochbohrungen ( wie in Fig. 9 dargestellt) die Innenbohrkrone gegenüber der Ringbohrkrone zurückgesetzt sein soll, um zu vermeiden, daß das Spülwasser den Bohrlochgrund aushöhlt· Hingegen ist es beim t^berlagerungsbohren und vor allem beim Unterv/asserbohren, wobei man mit der Ringbohrkrone auf festen ( gewachsenen) Stein kommt, vorteilhaft,, wenn ( wie in Fig. 5 dargestellt) die Innenbohrkrone gegenüber der Ringbohrkrone vorsteht ( und zwar auch schon beim Bohren in Ton-, Schotter- V/asser- Schichten, die sich oberhalb des festen Steines befinden).

Ferner sei erwähnt, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigte Schlagwerke und pneumatisch, hydraulisch oder in anderer Weise angetriebene Drehwerke in Frage kommen.

Es is t darauf hinzuweisen, daß außer dem Inhalt der Patentansprüche auch sämtliche der in den vorstehend beschriebenen Ausführun^sbeispielen enthaltenen Details erfindungswesentlich sind.

Im Gebens tπ su den bekannten Vorrichtungen zum Ube-rlagerungs-, Ankerloch- und/oder Unterwasserbohren ist es bei der erfindun_osgenäßen Vorrichtung möglich, das Verhältnis der auf Innen- und Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien von vornherein genau festzulegen und/oder diese Bohrkronen.mit verschiedenen Drehzahlen'anzutreiben." Infolgedessen bietet die effindun^gemäße Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen 'den beträchtlichen Vorteil, daß sich mit ihr unt'-r sonst gleichen .Bedingungen" mxi geringeren Antriebsleistungen wesentlich größere uunrleistungen erzielen lassen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht

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darin, daß die für ihren Antrieb erforderlichen Schlag—und Drehwerke verhältni^Bjäi3ig viel kleiner und leichter ale bei den erwähnten bekannten Vorrichtungen ausgeführt sein können·

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Claims (1)

1. E 1350

   Patentansprüche

   !•Vorrichtung zum tfberlagerunga-/Ankerloch·- und/oder Unterwasserbohren, die eine an einem Innenbohrgestänge befestigte Innenbohrkrone und eine an einem Außenbohrgestänge befestigte Ringbohrkrone aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei vornehmlich unabhängig voneinander steuerbare, vorzugsweise auch während des Bohrvorganges außerhalb des Bohrloches befindliche _s je ein Schlagwerk ( 2*, 25') und je ein Drehwerk ( 9, 33 ) aufweisende Schlag- Drehmaschinen C. 1, 24) vorgesehen sind_? wobei die eine Schlag-Srehmaschine ( 1) auf das Innenbohrgestange ( 8, 16, 14, 15» 8, 14, 15) und die andere Schlag- Drehmaschine (24) auf das Außenbohrgestänge ( 26, 40, 41, 42 ) einwirkt·

   2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schlag-Drehmaschinen ( 1,24) vorzugsweise durch je einen Vorschubmotor ( 47, 48) unabhängig voneinander in Richtung der Bohrachse ( a~b) verschiebbar und rückziehbar sind«

   3· Vorrichtung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagkolben (2,25) der beiden Schlag- Drehmaschinen (1.24) konzentrisch zur Bohrachse ( a-b ) angeordnet sind, wobei von den beiden Bohrkronen ( 22 ₉ 43) aus gesehen die auf das Außenbohrgestänge ( 26, 4o, 41, 42) einwirkende Schlag-Drehmaschine (24) vor der auf das Innenbohrgestänge ( 8, 16, 14, 15) einwirkenden Schlag-Drehmaschine ( 1) angeordnet ist und ihr eine konzentrische Bohrung ( 25') aufweisender Schlagkolben (25) das Innenbohrgestänge ( 8,16* 14, 15 ) umgibt und daß die Durchmesser der in dem auf das Außenbohrgestänge ( 26, 40, 41, 42 ) einwirkenden Schlagkolben (25), in dem benachbaifcen Einsteckstummel (26) sowie in einem gegebenenfalls vorhandenen Auswurfstück (40) vorhandenen Bohrungen (25¹, 26» und 40" ) größer sind als iie Außendurchmesser der zu dem Innenbohrgestänge ( 8,36, 14, 15) gehörenden Verbindungsmuffen .( 15)·

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   4·Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzelohnet_s daß das Innenbohrgestänge ( 8,16,14, 15) zwischen, den "beiden Schlag-Drehmaschinen ( 1,24) mit einem Spülmittel-Anschluß (1.8) versehen ist, von dem aus ein durch, das Innenbohrgestänge (.18, 14, 15) hindurchgehender Kanal ( 21) zu der Innenbohrkrone ( 22) .führt. " . ■'-■... ; :

   5β "Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch, gekennzeichnet, daß das Innenbohrgestänge ( 8,16,14,15) im Bereich der ßpülmittel-Durchtrittsb'ffnung ( 20) an seiner Außenseite zylindrisch ausgebildet und von einem einen Spülmittel-Anschluß ( 18) au£-^ weisenden Anschlußstück ( 17) umgeben ist₉ das an beiden Enden vorzugsweise mit Hilfe von O-Ringen ( 19^f) abgedichtet ist·

   ölvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwerke (9,33) hydraulisch angetrieben sind_β

   7· Vorrichtung nach Anspruch 2_t dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubmotore ( 47, 48) mittels Druckluft oder hydrau^ lisch angetrieben sind»

   a b r . B ö hl e r & C ο

   Aktiengesellschaft

   Patentbüro,

   909831/0207

   ORIGINAL

   Leerse ι te