DE19814232C1 - Bohrvorrichtung - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Bohren im Endreich mit einem Rahmen steht ein Leitergestänge mit einem Schub-Zug-Antrieb in Verbindung und greifen Kupplungsmittel des Antriebs in das Gestänge, das mit einer Arretierung versehen ist, die eine Rückbewegung des Gestänges unter dem Einfluß von Kräften verhindert, die vom Erdreich auf das Gestänge ausgeübt werden, und die demgemäß einen Hubverlust vermeidet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Her­ stellen oder Aufweiten von Erdbohrungen und/oder zum Zertrümmern alter Rohrleitungen, bei der in einem Rahmen ein Schub-Zug-Antrieb angeordnet ist, der über Kupp­ lungsmittel an den Sprossen eines leiterartigen Gestän­ ges angreift.

Eine Bohrvorrichtung dieser Art ist in der deutschen Offenlegungsschrift 196 08 980 beschrieben. Sie besteht aus einer Lafette mit einer Hydraulik-Kolben-Zylinder- Einheit, die einen Schlitten linear hin- und herver­ schiebt. Der Schlitten ist mit einer Sperrklinke verbun­ den, die beim Vorschub des Schlittens hinter eine Sprosse des Leitergestänges greift und so das Leiterge­ stänge mit dem Bohrkopf entsprechend dem Hub der Hydrau­ lik-Kolben-Zylinder-Einheit in Bohrrichtung vorwärts bewegt. Am Ende des Hubs löst sich die Sperrklinke auto­ matisch von der Sprosse und fährt der Schlitten in seine Ausgangsposition zurück. Währenddessen ist das Leiterge­ stänge nicht fixiert und federt demgemäß unter dem Ein­ fluß des auf den Bohrkopf am vorderen Ende des Leiterge­ stänges wirkenden Erdreichs im allgemeinen ein mehr oder minder großes Stück zurück. Auf diese Weise verkürzt sich der Vorschub des Gestänges bei jedem Hub um ein von der Beschaffenheit des Erdreichs abhängiges mehr oder minder großes Stück. Da dies bei jedem Hub geschieht und beim Bohren über größere Entfernungen eine Vielzahl von Hüben erforderlich ist, führt das Zurückfedern zwangs­ läufig zu einem erheblichen Leistungsverlust.

Dieser Leistungsverlust macht sich nicht nur dann bemerkbar, wenn mit der Vorrichtung eine Bohrung erstellt wird, sondern auch dann, wenn am Ende bei­ spielsweise einer Pilotbohrung oder eines im Erdreich verlegten Leitungsrohrs der Bohrkopf durch einen Auf­ weit- bzw. Räumkopf ersetzt und dieser durch die Pilot­ bohrung zurück zur Startgrube gezogen wird; denn auch beim Aufweiten wirkt das Erdreich entgegen der Bewe­ gungsrichtung des Aufweit- bzw. Räumkopfes auf das Zug­ gestänge und bewegt dieses beim Zurückfahren des Schlit­ tens in seiner Ausgangslage ein mehr oder minder großes Stück zurück.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht daher darin, den Leistungsverlust infolge des erwähnten Zurückfederns des Gestänges beim Erstellen einer Bohrung mit einem Räumkopf und/oder beim Aufweiten einer Pilot­ bohrung oder auch beim zerstörenden Ersetzen einer im Erdreich verlegten Rohrleitung mit Hilfe eines Berstkop­ fes zu vermeiden.

Die Lösung dieses Problems besteht darin, daß die Vor­ richtung erfindungsgemäß mit einer Gestängearretierung versehen ist, die das Gestänge nach jedem Hub, wenn sich das Kupplungsmittel vom Gestänge löst, in der erreichten Vortriebslage fixiert.

Die Gestängearretierung besteht vorzugsweise aus zwei einander gegenüberliegenden Haltebacken oder auch aus einer Sperrklinke, die sich nach dem Überfahren einer Gestängesprosse automatisch absenkt und hinter die Sprosse greift, bis sich die Sprosse während des nächsten Hubs weiter in Vortriebsrichtung bewegt.

Die Sperrklinke kann derart angeordnet sein, daß sie sich um etwa 180° verschwenken läßt und demgemäß ihre Sperrwirkung in beiden Richtungen des Leitergestänges entfaltet. Dies ist ohne weiteres möglich, wenn die Sperrklinke beispielsweise zwei winklig zueinander ange­ ordnete Anschlagflächen besitzt, zwischen denen sich eine Anschlagnase erstreckt, mit der sich die Sperr­ klinke in der einen oder der anderen Richtung auf eine Leitersprosse abstützt.

Das Gestänge besteht vorzugsweise aus einzelnen Abschnitten, die sich über eine Steckkupplung miteinan­ der verbinden lassen. Die Steckkupplung ist dabei so beschaffen, daß sie ein gewisses seitliches Spiel und demgemäß auch ein gelenktes Bohren entlang einer geboge­ nen Linie zuläßt. Dies ist möglich, weil sich das seit­ liche Spiel zwischen den einzelnen Gestängeabschnitten derart addiert, daß ein Bohren auf einer Kurvenbahn mög­ lich ist, die einen Winkel von bis zu 90° überbrückt.

Der Rahmen der Vorrichtung ist vorzugsweise teleskopier­ bar und kann eine Stirnplatte besitzen, die über Holme im Rahmen geführt ist. Die Stirnplatte dient als Abstüt­ zung der Vorrichtung, wenn mit Hilfe des Gestänges der Räumkopf durch eine Pilotbohrung oder ein erdverlegtes Leitungsrohr in Richtung auf den Rahmen gezogen wird.

Die Stirnplatte kann mit einem Schieber versehen sein, der eine Öffnung in der Stirnplatte verschließt. Die Öffnung in der Stirnplatte bietet die Möglichkeit, daß der Räumkopf, nachdem er sich durch die Pilotbohrung oder ein erdverlegtes Leitungsrohr bewegt hat, das Erd­ reich vollständig verlassen kann; er tritt dabei zusam­ men mit dem gegebenenfalls vor ihm hergeschobenen Erd­ reich und Bruchstücken einer erdverlegten Rohrleitung in den Freiraum zwischen der Stirnplatte und dem Rahmen der Vorrichtung ein und läßt sich dort ohne Beeinträchtigung der von ihm geschaffenen Erdbohrung ohne weiteres von dem Gestänge und einem Nachziehrohr lösen.

Da mit dem Räumkopf üblicherweise gleichzeitig eine neue Rohrleitung in Gestalt eines Nachziehrohrs in die aufge­ weitete Erdbohrung eingezogen wird, bedarf es einer Ver­ bindung zwischen dem Räumkopf und dem vorderen Ende des Nachziehrohrs. Bei einem zu einem Bund gewickelten Nach­ ziehrohr üblicherweise aus Polyäthylen ist es infolge der durch das Wickeln bewirkten Krümmung des Rohrendes und dessen starker Rückfederung schwierig, eine hinrei­ chend sichere Verbindung mit dem Räumkopf herzustellen.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe in Gestalt einer Gelenkverbindung aus mindestens drei Gestängeabschnitten, die über jeweils rechtwinklig zueinander verlaufende Schwenkachsen miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ergibt sich insgesamt eine Art Kardangelenk, mit dessen Hilfe sich das vordere Rohrende problemlos in die von dem Räumkopf geschaffene Erdbohrung einziehen läßt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Bohrvorrichtung beim Erstellen einer Pilotbohrung und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Gestängearretierung mit Haltebacken,

Fig. 3 eine Gestängearretierung in Gestalt einer einfach wirkenden Sperrklinke,

Fig. 4 einen teleskopierbaren Rahmen und

Fig. 5 eine kardanische Verbindung in einer Seitenansicht und

Fig. 6 in einer Draufsicht.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird, ausgehend von einer Start­ grube 3 statisch eine Bohrung 2 in das Erdreich 1 getrieben. Zu diesem Zweck befindet sich in der Startgrube 3 ein Schub-Zug-Antrieb 4. Seine still­ stehende Lafette 5 stützt sich mittels einer Stirnplatte 6 an der in Vortriebs­ richtung befindlichen Wand des Erdreichs 1 ab und wird mittels eines oder mehrerer Bodenanker 7 gehalten. An der Lafette 5 ist eine Hydraulik-Kolben- Zylinder-Einheit 8 angeordnet, die einen Schlitten 9 hin- und herbewegt. Mit dem Schlitten 9 ist ein Kupplungsmittel 11 verbunden und so angeordnet, daß es bei der Schubbewegung des Schlittens 9 hinter eine Sprosse 15 greift und auf diese Weise das aus den Stangenteilen 14 bestehende Gestänge in das Erdreich 1 treibt. Führungsbolzenpaare 10 im Schlitten 9 dienen dazu, Abschnitte 14 eines Bohrgestänges zu führen. Weitere Gestängeabschnitte 14 sind mit dem im Schlitten 9 gehaltenen Gestängeab­ schnitt 14 über eine Steckkupplung verbunden.

Die Gestängeabschnitte 14 bestehen leiterartig aus Sprossen 15 und Parallelholmen 18.

Am Ende eines jeden Gestängeabschnitts 14 befindet sich ein Kupplungskopf 19, der mit der vorletzten Sprosse und der letzten Sprosse 17 des benachbarten Gestängeab­ schnitts 14 zusammenwirkt. Der Kupplungskopf 19 ist mit einer Ausnehmung 20 versehen, welche die letzte Sprosse 17 übergreift, während eine Nase 21 am Kupplungskopf 19 in einen Ausschnitt 24 der vorletzten Sprosse 19 ein­ greift und eine Nase 22 in einen Ausschnitt 25 in der letzten Sprosse 17 eingreift. Der Kupplungskopf ist dabei so dimensioniert, daß die Verbindung zwischen benachbarten Gestängeabschnitten 14 ein gewisses Spiel besitzt, das eine Gestängebewegung entlang einer gekrümmten Bahn erlaubt.

Beim Herstellen einer Erdbohrung 2 durch Einpressen des aus einzelnen Abschnitten 14 bestehenden Gestänges mit dem Bohrkopf 13 in das Erdreich dient eine Arretierung 12 dazu, das Gestänge axial zu fixieren, wenn der Schlitten nach Vollendung seines Vorwärtshubes in seine Ausgangslage zurückkehrt.

Die Gestängearretierung 12 besteht, wie in Fig. 2 darge­ stellt, aus einem Rahmen mit einer Haltebacke 26 und zwei Führungsplatten 27 mit Öffnungen 28 für das Leiter­ gestänge 14. Zwischen den Platten 27 ist eine Klemmbacke 29 geführt, die im Takt des Vorschubs von dem Kolben 30 eines nicht dargestellten Hydraulikzylinders gegen das Leitergestänge gepreßt wird.

Eine andere Gestängearretierung ist in Fig. 3 darge­ stellt; sie besteht ebenfalls aus einem Rahmen mit zwei jeweils eine Öffnung 28 für das Gestänge aufweisenden Platten 27 und besitzt eine auf einer Achse 31 ver­ schwenkbar gelagerte Sperrklinke 32, deren Anschlagkante 33 sich arretierend gegen eine Gestängesprosse legt, während eine Schräge der Sperrklinke 32 über die Sprossen gleitet.

Im Rahmen 34 des Schub-Zug-Antriebs 4 ist an den Eck­ punkten eines Vierecks jeweils ein Holm 35 linear beweg­ lich geführt. Die Holme 35 tragen die Stirnplatte 6, in der sich eine Öffnung 36 befindet. Diese Öffnung ist mit Hilfe eines Schiebers 37 verschlossen und erlaubt den Durchtritt eines durch eine Pilotbohrung oder ein erd­ verlegtes Altrohr gezogenen Räumkopfs in den Freiraum 38 zwischen der Stirnplatte 6 und dem Rahmen 34. In diesem Freiraum läßt sich der Räumkopf ohne besondere Schwie­ rigkeiten von dem Gestänge 14 und von einem von ihm in das Erdreich eingezogenen Neurohr trennen, das dann mit einem gewissen Überstand aus dem Erdreich herausragt und sich daher mühelos mit einem sich anschließenden Neurohr verbinden läßt.

Die Stirnplatte läßt sich nach dem Einstecken eines Bol­ zens 39 zwischen zwei Sprossen problemlos mit Hilfe des Gestänges 14 ausfahren.

Das Einziehen des Neurohrs geschieht mit Hilfe einer Verbindung aus mindestens drei Gestängeabschnitten 40, die über jeweils in einem Winkel von 90° zueinander ver­ laufende Schwenkachsen 41 miteinander verbunden sind (Fig. 5, 6). Auf diese Weise ergibt sich eine kardanische Verbindung zwischen dem Neurohr und dem Räumkopf, die das Einziehen des vorderen Rohrendes in die von dem Räumkopf geschaffene Erdbohrung wesentlich erleichtert.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Herstellen oder Aufweiten von Erdbohrungen und/oder zum Zertrümmern alter Rohrleitungen im Erdreich mit

• 1. einem Rahmen (34),
• 2. einem Schub- und Zug-Antrieb (4),
• 3. einem damit in Antriebsverbindung stehenden leiterartigen Gestänge (14),
• 4. an den Leitersprossen angreifenden Kupplungsmitteln (11) des Antriebs und
• 5. einer Gestängearretierung (12, 32).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestängearretierung (12) eine Haltebacke (26) und eine bewegliche Klemmbacke (29) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestängearretierung (12) aus einer Sperr­ klinke (32) besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge aus einzel­ nen mit seitlichem Spiel untereinander gekuppelten Abschnitten (14) besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (34) telesko­ pierbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnplatte (6) über Holme (35) in dem Rahmen (34) geführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnplatte (6) mit einer Öffnung (36) und einem Schieber (37) versehen ist.

8. Gelenkverbindung für ein Leitergestänge (14), gekennzeichnet durch mindestens drei Gestängeab­ schnitte (40), deren benachbarte Schwenkachsen (41) jeweils rechtwinklig zueinander verlaufen.