DE19839714C2 - Ortungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ortungsvorrichtung und ein Ortungsverfahren für ein Erdbohrgerät, beispielsweise ein Rammbohrgerät, für den unterirdischen Leitungsbau.

Horizontalbohrgeräte zum grabenlosen Verlegen unterir­ discher Leitungen vermeiden ein aufwendiges Aufreißen der Erdoberfläche, besitzen jedoch den Nachteil, daß eine optische Kontrolle des Bohrvorgangs im kleinen Nennwei­ tenbereich nach dem Eintritt des Bohrgerätes in das Erdreich nicht mehr möglich ist.

Eine Überwachung der aktuellen Position des Bohrkopfes ist somit nur mit Hilfsmitteln möglich. So ist es bekannt, den Bohrkopf mit einem Sender zu versehen, der per Funk aktu­ elle Daten der Position des Bohrkopfes an ein Empfangsge­ rät übermittelt. Ein der ges System ist in der deutschen Patentschrift DE 39 11 467 C2 beschrieben.

Um die Position des Bohrkopfes zu ermitteln, muß sich das Empfangsgerät im wesentlichen senkrecht oberhalb des Senders befinden. Hierzu wird zunächst der Bohrvortrieb eingestellt und sodann die vermutliche Senderposition abge­ schätzt. Im Bereich der vermutlichen Senderposition wird eine bestimmte Fläche mit Hilfe des Empfangsgerätes abge­ schritten, wobei bekannte Empfangsgeräte mit Hilfe einer akustischen oder optischen Anzeige ein schrittweises Annä­ hern an die Sender bzw. Bohrkopfposition erlauben. Ist die Bohrkopfposition ermittelt, kann nun mit Hilfe des Empfän­ gers auch die Tiefenlage des Bohrkopfes festgestellt wer­ den. Nach abgeschlossenem Meßvorgang kann der Bohr­ vortrieb wieder aufgenommen werden.

Derartige Verfahren und Systeme besitzen den Nachteil, daß der Bohrvortrieb zur Messung unterbrochen werden muß, und daß das schrittweise Annähern an die Sender bzw. Bohrkopfposition einen zusätzlichen Personal- und Zeitauf­ wand erfordert. Darüber hinaus ist eine kontinuierliche Be­ obachtung der Bohrkopfposition ausgeschlossen. So läßt sich beispielsweise nur mit erheblichem Aufwand feststel­ len, wann der Bohrkopf unmittelbar vor dem Austritt aus dem Erdreich in die Zielgrube steht oder in den Bereich ei­ nes Leitungssystems gelangt, dessen Zerstörung vermieden werden soll.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Or­ tungsvorrichtung und ein Ortungsverfahren zu schaffen, mit dem eine kontinuierliche Positionskontrolle möglich ist und die genaue Ortung des Bohrkopfes erleichtert und beschleu­ nigt wird.

Das Problem wird gelöst durch den Gegenstand der unab­ hängigen Patentansprüche.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, die geometri­ sche Ortsveränderung des Bohrgerätes 1 : 1 an einem mit dem Bohrgerät verbundenen Marker abzubilden. Um die Ortsveränderung des Bohrgerätes nicht nur quantitativ abzu­ bilden, sondern eine genaue Aussage über die Position des Bohrgerätes treffen zu können, wird die Verbindung zwi­ schen Marker und Bohrgerät über ein Zugmittel, das aus ei­ nem Seil bestehen kann, umgelenkt, d. h. beispielsweise zu­ nächst aus dem Bohrloch herausgeführt, dann in die Waage­ rechte parallel zum Bohrkopf umgelenkt und schließlich, um den Fluchtstab in der Waagerechten in ihrer Richtung um 180° gedreht. Der auf diese Weise mit dem Bohrgerät verbundene Marker läuft dann an der Erdoberfläche in der­ selben Richtung und mit identischer Geschwindigkeit wie das Bohrgerät.

Beim Einsatz im Bereich vorhandener Pilotbohrungen ist auch die Verwendung eines Schubmittels denkbar.

Die erfindungsgemäße Ortungsvorrichtung wird vorzugs­ weise mit nicht lenkbaren Bohrgeräten eingesetzt, die in ei­ ner geraden Linie zwischen der Startgrube und der Ziel­ grube fortlaufen. Die Ortungsvorrichtung läßt sich aber auch mit lenkbaren Bohrgeräten verwenden, die dann nur noch bezüglich ihrer Position auf der Querachse aufgefunden werden müssen, während sich die Bohrkopfebene in Längs­ richtung aus der Position des Markers ergibt.

Als Marker kann ein Modellschlitten eingesetzt werden, der sich problemlos auch auf unebenen Oberflächen fortbe­ wegen läßt, oder lediglich eine Markierung der Schnur, die mit der Schnur an der Erdoberfläche entlangläuft.

Bei einer anderen Ausführungsform ist an der Schnur bzw. auf dem Schlitten ein Empfangsgerät angeordnet, wel­ ches vorzugsweise mit einer Fernübertragung ausgerüstet ist. So können die Tiefenmeßdaten direkt zu einem in der Startgrube angeordneten Monitor übertragen und dort abge­ lesen werden.

Auf dem Schlitten oder im Empfänger kann auch ein Ent­ fernungsmeßgerät, beispielsweise ein Laser-Meßgerät ange­ ordnet, oder es können auf dem Seil als Sensoren ausgebil­ dete Reiter angeordnet sein, um die Länge der Bohrung oder die noch zu bohrende Strecke zu messen und per Funk zum Bedienungsstand zu übertragen.

Der Empfänger ist bevorzugt auch zum Ermitteln seitli­ cher Bewegungen des Bohrgerätes geeignet. So lassen sich auch horizontale Abweichungen des Bohrgerätes von der Sollbohrtrasse bei der Tiefenmessung berücksichtigen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsge­ mäßen Ortungsverfahrens,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Mar­ kerschlitten zwischen Start- und Zielgrube.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem reißfesten Seil 1, welches mit einem Rammbohrgerät 2 ver­ bunden ist und über Umlenkrollen 3, 4 aus der Startgrube 5 herausgeleitet und an der Erdoberfläche um den in der Ziel­ grube 6 befindlichen Fluchtstab 7 herumgelegt und zur Startgrube 5 zurückgeführt ist. Am hinteren Ende des Seils 3 ist ein Schlitten 8 mit einem Sender 9 angeordnet.

Beim Vortrieb des Rammbohrgerätes 2 wird das an des­ sen hinteren Ende befestigte Seil 1 über die Umlenkrolle 3 in das Erdreich eingezogen. Aufgrund der Umlenkung des Seils über die Umlenkrolle 4 und den Peilstab 7 wird der Schlitten 8 mit dem Empfänger 9, mit einer der Vortriebsge­ schwindigkeit des Rammbohrgerätes 2 entsprechenden Ge­ schwindigkeit, synchron zu diesen an der Erdoberfläche ent­ langgezogen.

Nach einer Justierung des Schlittens (8), beim Starten des Bohrvorgangs läßt sich dann die Vortriebsposition des Rammbohrgerätes (2) zu jedem Zeitpunkt des Bohrvorgan­ ges genau ablesen. Eine seitliche Abweichung des Ramm­ bohrgerätes (2) von der Sollbohrtrasse (10) läßt sich mit Hilfe des Empfängers (9), der einen Sensor für eine seitliche Abweichung des Rammbohrgerätes (2) von der Sollbohr­ trasse (10) besitzt, ohne weiteres und bereits im Anfangssta­ dium feststellen.

In der Startgrube ist ein Monitor (nicht dargestellt) ange­ ordnet, der die Empfängerdaten anzeigt. Das Rammbohrge­ rät (2) läßt sich somit von einer Bedienperson bei gleichzei­ tigem Überprüfen der Meß- bzw. Positionsdaten bedienen. Die Bedienperson kann sofort auf ein Abweichen von der Sollbohrtrasse (10) reagieren und so einen unerwünschten Bohrverlauf oder die Beschädigung in der Nähe der Soll­ bohrtrasse 10 verlaufender unterirdischer Leitungen verhin­ dern. Dies ist besonders wichtig bei Bohrungen in Gebieten mit hoher Leitungsdichte, wie beispielsweise im städtischen Bereich.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Anzeigen der Position eines Erdbohrgerätes, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Erdbohrgerät (2) einerseits und einem Marker (8) andererseits verbundenes Zugmittel (1) den Marker (8) durch Umlenken des Zugmittels synchron zum Bohrgerätevortrieb an der Erdoberfläche entlang bewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Zugmittel (1) ein reißfestes Seil dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zugmittel (1) über Umlenkrol­ len (3, 4) und einen Fluchtstab (7) in der Zielgrube (6) zu dem Marker (8) geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Marker (8) aus einem Zugschlitten besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf dem Zugschlitten (8) ein Empfänger (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Marker (8) als Seilmarkierung oder beschwertes Seilende aus­ gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Empfänger (9) einen Sensor für seitliche Abweichungen des Bohrgerätes (2) aufweist.

8. Verfahren zum Verfolgen des Vortriebs eines unter­ irdisch vorgetriebenen Erdbohrgerätes, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Marker (8) mit dem Erdbohrge­ rät (2) verbunden und der Marker (8) aus dem Bohrloch heraus so an die Erdoberfläche gelegt wird, daß dessen Fortbewegung in Richtung des Vortriebs des Erdbohr­ gerätes (2) erfolgt und an der Position des Markers (8) die Position des Erdbohrgerätes (2) abgelesen oder diese zu einem Empfänger übertragen wird.