DE2064862A1 - Verfahren zur Durchführung von Hauerund Bohrarbeiten im Erdreich, Gebirgsschichten u. dgl. und Vorrichtung z ur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Durchführung von Hauerund Bohrarbeiten im Erdreich, Gebirgsschichten u. dgl. und Vorrichtung z ur Durchführung des Verfahrens

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DE2064862A1
DE2064862A1 DE19702064862 DE2064862A DE2064862A1 DE 2064862 A1 DE2064862 A1 DE 2064862A1 DE 19702064862 DE19702064862 DE 19702064862 DE 2064862 A DE2064862 A DE 2064862A DE 2064862 A1 DE2064862 A1 DE 2064862A1
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drill
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DE19702064862
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Inventor
Allan Richard Westhoughton Lancashire Hilton (Großbritannien)
Original Assignee
Mining Developments AG, Zug (Schweiz)
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Publication date
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/084Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods with flexible drawing means, e.g. cables

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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • " Verfahren zur Durchführung von Hauer- und Bohrarbeiten im Erdreich, Gebirgsschichten und dergl. und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens " Fir diese Anmeldung werden die folgenden Prioritäten der entsprechenden britischen Patentanmeldungen in Anspruch genommen: Anmeldung Nr. 63 238/69 vom 30. Dezember 1969, Aktenz. Nr. 63 239/69 vom 30. Dezember 1969, Aktenz.Nr.913/70 vom 8. Januar 1970 und Aktenz.Nr. 21 221/70 vom 2.Mai 1970.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausführung von Bohrarbeiten und Fräs- oder Einschnittarbeiten wie etwa bei der Hauertätigkeit, bei Bohr- oder Schneidevorgängen im Erdreich otier Gebirgsschichten aller Art, etwa im Zusammenhang mit Hauerarbeiten im Erzbergbau und auf eine Vorrichtung zur Durchcführung des Verfahrens.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, wobei die Abnutzungserscheinungen des Schneidewerkzeuges oder des Bohreinsatzes bzw. der Bohrschneiden herabgesetzt werden sollen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bohren von Erdreich u. dgl. geschaffen werden bei der der Antrieb des Schneidewerkzeuges bzw, der Bohrschneide oszillierend erfolgt.
  • Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft, daß gleichzeitig mit dem oszillierenden Antrieb dua Schneidewerkzeug oder die Bohrschneide# einer Schlag-Stoßbewegung oder einer Vibrationsbettätigung unterworfen wirdO Das Schneidewerkzeug bzw. die Bohrschneide sind vorzugsweise von langgestreckter Form, wobei die schneidende Oberfläche ell#iptisch, rechteckig, quadratisch, trapezförmig oder anderweitig ausgebildet sein kann, so daß dann, wenn das Werkzeug die Schwingbewegungen ausführt, die Bohrungen oder Schnitte eine rechteckige, trapezförmige oder anderweitige nicht kreis förmige Bohrung erzeugen, Es ist vorteilhaft, das Schneidewerkzeug oder den Bohreinsatz auf seiner Schneidenden Fläche mit einem Führungszapfen zu versehen, welcher im Querschnitt vorzugsweise rund ausgebildet ist und welcher die genaue Bohrihrung erleichtert.
  • Zufolge der erfindungsgemäß gegebenen neuen Lehre zum technischen ilandeln wird ein Bohrverfahren und eine Vorrichtung geschaffen, welche alle Vorteile bisher bekannter Rotationsbohverfahren oder Bohrungen, die mittels kreisend-stoßender Betätigung eine Werkzeuges ausgeführt werden, in sich vereinigt, wobei zusätzlich das gestoßeme Material zufolge der vorherigen Schläge oder Schnitte entsprehend beseitigt wird, | so daß die fortschreitende Betätigung des Schneidewerkzeuges bzw. des Bohreinstzes ein fortwährendes auftreffen des Werkzeuges auf eine neue Erdreichfläche gewährleistet und hierdurch die Abnutzung des Werkzeuges oder der Bohrschneide herabgesetzt wird.
  • zeigen Die beiliegenden zeichmungen/beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung und es bedeutet | Fig. 1 eine perspektivische Wiedergabe der erfindungsgemäß ausgebildeten Bohr- oder Schneidevorrichtung, Fig.2,3 und 4 perspektivische Darstellungen von #### drei unterschiedlichen Formen von Schneidewerkzeugen | bzw. Bohrschneiden in Übereinstimmung mit der Erfindung, Fig. 5 einen Querschnitt durch ein mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 2 hergestellten Bohrloches, Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 5, in der gezeigt ist, daß die Bohr-oder Schneidevorrichtung zum Hinterschneiden eines Bohrloches verwendet werden kann, | Fig. 7 und 8 Teildarstellungen in Seitenansicht und Draufsicht auf das Schlag-Stoßende der Bohrvorrichtung, Fig. 9 und 10 Teilwiedergaben in seitlicher Darstellung und Aufsicht auf das oszillatorische Ende der Bohrvorrichtung und Fig. 11 ein schematisches Schaltdiagramm des Hydraulik systems der Bohr-oder Schneidevorrichtung.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Bphr- oder Schneidevorrichtung läßt sich vorzugsweise zum Bohren oder Schn.eiden von Erdschichten aller Art beispielsweise im Erzbergbau verwendens Die Vorrichtung ist auf einem Basiselement 20 gelagert, welches entweder selbst oder extern angetrieben werden kann, Das Basiselement 20 nimmt einen Rahmenaufbau 21 mit der erforderlichen Kraft- und Energieversorgung auf, der nachfolgend noch näher beschrieben werden soll Der RahmenauSbau 21 trägt seinerseits einen Ausleger 22, der darüber hinaus auch noch von dem Basiselement 20 gehalten wird. An dem einen Ende des Auslegers 22 ist eine Oszillationseinheit 23 befestigt, während an dem anderen Ende des Aulegers 22 eine Schlag-Stoßeinheit 24 gelagert ist. Darüber hinaus befindet sich oberhalb des Auslegers 22, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Bohrgestänge welches aus einem oder mm heu Teilen bestehenkann, und das an seinem vorderen Ende ein Schneidwerkzeug oder eine Bohrschneide 56 trägt, die hieran beispielsweise durch Schraubbefestigung oder derglO gesichert ist Die Oszillationseinheit 23 ist stationär auf dem Ausleger 22 angeordnet, während die Schlag-Stoßeinheit 24 entlang des Auslegers 22 in Richtung auf die Oszillationseinheit 23 zu und von dieser weg bewegbar gelagert ist. Die Bewegung der Einheit erfolgt über aTrossen und Rollen und kann, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird1 hydraulisch gesteuert werden.
  • Die Oszillationseinheit 23 (s.besonders Fig 9 und 10) besteht aus einer herkömmlichen halbdrehbaren hydraulischen Antriebsvorrichtung, wobei das Bolirgestänge 25 in axiaLer Richtung beweglich ist. Der Oszillations- bzw. Schwingantrieb wird von einer Plattform 28 aufgenommen, die vermittels Schweissen und/oder Verbolzen an dem Ausleger 22 befestigt ist. Der Ausleger 22 kann, wie insbes. aus Fig. 1 ersichtlich, einen etwa gitterartigen oder anderweitig durchbrochenen Aufbau besitzen.
  • An jedem Ende des Schwingantriebes 23 ist eine Halterung oder Lagerung 29 vorgesehen, die an der Plattform 28 be-| festigt ist und welche die Belastung des Antriebsrotors aufnimmt. Das Bohrgestänge 25 ist selbstverständlich durch diese Lagerungen 29 hindurchgeführt und darüber hinaus noch durch ein rohrartiges #### Glied 30 hindurchgesekt, welches an dem Antriebsrotor durch Schweißen oder anderweitig befestigt ist0 Das rohrartige GlLed 30 hat eine nicht:kreisförmige Bohrung, so beispielsweise eine Sechskantbohrung, wobei das Bohrgestänge 25 eine entsprechend komplementäre Formgebung aufweist, so daß die Schwingbewegung des Oszillatorantriebes 23 auf das Bohrgestänge 25 übertragen wird. Das rohrartige Glied 30 ist miL einem Abschnitt # 51 versehen, | welcher mit einem Anschlag 32 an dem angrenzenden Lager 29 | zusammenwirkt, wodurch die Schwingbewegung des Antriebsrotors und damit des Bohrgestänges 25 die erforderliche Hemmung bzw.
  • Arretierung erfährt.
  • Wie insbes. in den fig. 7 und 8 dargestellt, ist; das Bohrgestänge 25 an seinem anderen Ende in eine Buchse bzw. Muffe 33 eingeführt und dadurch mit der Schlag-Stoßeinheit; 24 derart verbunden, daß das Bohrgestänge mittels eines kolbenartigen Hammers 34 betätigbar ist. Der Hammer 34 kann über einen Flüssigkeitsantrieb mittels eines Motors 35 in Tätigkeit gesetzt werden Der Kolbenartige Hammer 34 kann ein Nocken- und iederantrieb sein wobei die NocKen über den tiydraulikmotor 55 angetrieben werden0 Die Schlag-Stoßeinheit 24 ist auf einer entlang des Auslew gers 22 verschiebbaren Plattform 36 montierte Die Plattform 36 weist Randkanten 37 auf#,welche in die Seitenwandungen des Auslegers 22 eingreifen bzw. diese in geeigneter Weise übergreifen, Die Plattform 36 oder der Ausleger 22 können mit Rollen oder ähnlichen die Relativbewegung zwischen der Plattform 36 und dem Ausleger 22 erleichternden Vorrichtungen versehen sein.
  • Die Plattform 36 wird über Trossen und einen Flaschenzug bzw.
  • Rollen 26 und 27 bewegt, wie dieses in den Fig0 7 und 8 dar gestellt ist, Das Drahtseil 39 bzw. eine Trosse pder derglO ist über eine drehbare-Rolle 40 gelegt, die von einer halte rung 41 an dem einen Ende des Auslegers 22 getragen wird und welches von dem Schwingantrieb 23 entfernt liegt, um entlang des Auslegers 22 verlaufend um eine weitere Rolle 42 geführt zu werden, welche mittels einer Halterung 43 die an dem Kolben eines doppelt wirkenden hydraulischen Presskolbens 44 gehalten ist und entlang des Auslegers 22 zurückgeführt wo das Seil wieder mit der Unterseite der Plattform 36 mittels eines Spanners 45 verbunden ist Das andere Ende der Plattform 36 ist mit zwei Enden eines Drahtes, einer Trosse, eines Seiles 46 oder dergl. verbunden, welche entlang des Auslegers 22 zu dem Antrieb 23 hin verläuft und über zwei Rollen 47 geführt wird, welche von den lialterungen 48 auf dem Ausleger 22 aufgenommen werden9um schließlich entlang des Auslegers 22 zurückgeführt zu werden und um zwei weitere Rollen 49 (eine hiervon auf jeder setzte der Rolle 42) geführt zu sein, wobei diese Rollen von der Halterung 43 des Kolbens 44 getragen sind.
  • Das Seil 46 ist schließlich noch in Richtung des Auslegers 22 erneut in Richtung auf den Antrieb 23 zu geführt, wobei das mit einer Schlinge versehene Ende des Seiles 46 mit einer Rolle s in Eingriff gebracht ist bzw. um diese herum geführt ist0 Die Rolle 50 wird über einen Spanner 51 an dem Ausleger 22 gehalten.
  • Es soll in diesem Zusammenhang Erwähnung finden, daß die Betätigung des Kolbens 44 in eine Richtung die Bewegung der Plattform 36 entfernt von dem Oszillationsantrieb 23 mittels eines einzelnen 11andgriffes ermöglicht, während die Betätigung des Kolbens 44 in der entgegengesetzten Richtung die Bewegung der Plattform 36 mit doppelter Hebelwirkung Cpurchase in Richtung auf den Oszillationsan#trieb 23 zu bewirkt.
  • er Ausleger 22 ist in den beiliegenden Zeichnungen in horizontaler Lage iE wiedergegeben. Er kann jedoch um den Zapfen 52 gedreht werden, was mittels Betätigung des Hydraulikkolbens 53 mit Doppelwirkung erfolgt, so daß eine vertikale Stellung oder auch eine Stellung zwischen der horizontalen und der vertikalen Lage möglich isto In den Figo 2 bis 4 sind verschiedene Schneidwerkzeuge und Bohrschnenden wiedergegeben4 Fig. 4 zeigt einen runden Bohrschneider 54, der mit gehärteten Metalleinsatzstücken 55 (Wildanmetall, Wolframcharbi) versehen isto Der ßohreinsatz bzw. Bohrschneide kann herausnehmbar angebracht sein,sie muß jedoch fest an d#en Bohrgestänge 25 verankert werden Bei oszillierenden Schneiden oder Bohren entsteht ein im Querschnitt kreisförmiges Bohrloch.
  • In Fig. 2 ist ein langgestreckter Hauptbohreinsatz 56 wiedergegeben, der an dem Bohrgestänge 25 montiert ist, wobei die Bohrschneide 56 gehärtete Metalleinlagen 57 besitzt und mit einer zugespitzten Führungsnase 58 versehen isto Der Bohreinsatz 56 kann in dieser Form verwendet werden, er kann aber auch an der Nase 58 mit einer eng anliegenden bzw.
  • festen Passung gesichert werden, wobei eine runde Zapfenbohrschneide 59 ebenfalls mit gehärteten Matalleinsätzen 60 versehen ist, liegt Die Führungszapfen - Bohrschneide 59/zentral zu dem Hauptbohreinsatz 56, welcher von ell#iptischer, trapezförmiger, rechtwinkliger, ovaler oder rechteckiger Form sein kann0 Die hauptbohrschneide 59 schwingt bzw. oszilliert um einen Bereich, der 22 1/2 ° nicht übersteigt, so daß im wesentlichen rechtwinklige Bohrlöcher geschnitten oder gebohrt werden.
  • Das Schneidewerkzeug oder der Bohreinsatz gemäß Fig. 3 entspricht demjenigen von Fig. 2, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind,die jedoch durch ein vorgesetztes "A" unterscheidbar sind. Die Führungszapfenbohrschneide 59s liegt; hier nicht zentral zu der Hauptbohrschneide 56A, sie ist; vielmehr relativ zu der Mittelachse der i£auptbohrschneide 56A aufgesetzt, Die Betätigung des Bohreinsatzes erfolgt im wesentlichen wie in Fig. 2 gezeichnet0 In diesem Zusammenhang soll auch noch Erwähnung finden, daß die gehärteten Metalleinsätze auf den Bohrschneiden sich ebenfalls über den Abschnitt der peripheren Oberflächen hiervon ecstrecken.
  • Die Führungsbohrschneiden dienen während des Bohrvorganges der Schaffung einer "zweiten Fläche" bezüglich des Vorrückens der Hauptbohrschneiden und erleichtern die Schneidebelastung des Werkzeuges im ganzen, Die Führungszapfen sichern darüber hinaus eine exakte und genaue Bohrerführung.
  • Die Beschaffenheit; und das Muster (pattenn) der gehärteten Einsat;zstücke werden mit der Härte des erdreiches bzwo der Ge-Steinsschicht oder dergl., die zu bohren ist, in Bezug gesetzt und entsprechend gewählt. Die peripheren Schneideeinsätze können besonders vorteilhaft; für die oszillierende Bewegung des Schneidewerkzeuges oder der Bohrschneide genommen werden.
  • bie schaffen eine konstante Wechselbetät;igung und Abgradarbeit; (trimming action) und bilden ein Mittel zur Erweiterung des gebohrten Abschnittes} falls dieses gewünscht ist0 Die Aufbringung oder das Auftragen des Wildiametalls btwO Wolframkarbis (tungsten carbide) oder gehärteter Einsätze eite ist vorgesehen, um die Belegung der
    LochsiFi2s
    zu bewirken anders als die Auswahl einer vorteilhaften Schneide durch den E'ührungszapfenbohreinsatzo Es wird sichergesteLl-t, daß das Loch bzw. die Bohrung vollständig ausgetrimmt ist; und die Verschmutzung des Bohreinsatzes bzw. der Bohrschneide verhindert wird0 Der Wi/diamet;aileinsatz oder anderweitig gehärtete Einsätze in der Hauptbohrschneide besitzen eine gerundete oder abgeschrägte Seite oder Seiten. Derartige Formgebungen sind vorgesehen, um einer möglichen Verrückung oder Verschiebung gemäß der entgegengesetzten Aufschlagbetätigun zu widerstehen, Das Schneidewerkzeug oder der Bohreinsatz erfüllt bei seiner Anwendung verschiedene Aufgaben: liefert 1.) Das Grundloch eine freie Oberfläche für die Hauptbohrschneide.
  • 2.) Die Seiten oder peripheren Schneideflächen sorgen für die Aufrechterhaltung der Bohrlochabmessung und des querschnittes.
  • In den Fig. 5 und 6 ist eine beispielsweise Bohrlochausführung wiedergegeben, wobei die Bohrung mittels eines Schneidewerkzeuges oder einer Bohrschneide gemäß Fig. 2 hergestellt; ist, Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß dann, wenn das Schneidewerkung bzw. der Bohreinsatz um einen Winkel von 22 1/2° schwingt, der Bohrzapfen 59 ein kreisrundes Loch 61 ausbohrt, während die Hauptbohrschneide 56 eine Lochung 62 ausschneidet, welche in ihrem guerschnitt im wesentlichen rechtwinklig ist. Das Bohrgestänge 25 wird durch Stoß-, Vibrations- oder Schlagbetätigung vorwärts bewegt.
  • Wenn die Oszillation des Bohrgestänges den betrag von 22 1/2 (Winkelgraden) übersteigt, dann schneidet die Hauptbohrschnei# de 56 ein Bohrloch, welches im Querschnitt etwa sctmetterlingsformig ausgebildet ist , und wenn der Oszillationsbetrag noch weiter vergrößert wird, dann wird ein im Querschnitt kireisrundes Bohrloch hergestellt0 Die Ausnutzung dieser Tatsache kann verwendet werden, um ein Bohrloch , wie es im dargestellten Fall unter Verwendung eines SchIleidewerkzeuges gemäß Fig. 2 herstellbar ist, zu hinterschneiden* Die tiinterschneidung eines Bohrloches wird erreicht, in dem die axiale Stoßbewegung des Bdhrgestänges ausgeschaltet wird und die Amplitude der schwingung über die genannten 22 1/2 ° hinaus bergrößert wird. Bin derartiges Hinterschneiden eines Bohrloches ist in Fig, 6 bei den Bezugszeichen 63 angedeutet.
  • Wenn die vergrößerte Schwingungsamplitude auf maximalen Winkelauschlägen von 90° gehalten wird, dann wird der Durch messer des Bohrloches in Übereinstimmung mit dem Durchmesser bzw. der großen Achse der Hauptbohrschneide 56 vergrößert.
  • Für den Fall der Durchführung von Bohrarbeiten in härteren Steinsschichten, wo eine Schlagbeaufschlagung während der die Betätigung der Vorrichtung erforderlich ist, wird/axiale Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Schneidewerkzeuges oder der Bohrschneide aufrecht erhalten, ohne daß Vorwärtsstöße während eines Hinterschneidevorganges ausgeführt werden.
  • Hierdurch werden die beitenschneidenden Oberflächen entsprechend gesichert und der Schneidevorgang erleichtertx Es soll auch hervorgehoben werden, daß die Schwingung des Schneidewerkzeuges oder der Bohrschneide bewirkt, daß während des Bohrvorganges die gehärteten ketalleinsätze fortwährend mit frischen bzw. neuen Oberflächen der Gesteins schicht in Berührungstehenl so daß ein Abschleifen oder Mahlen des Werkzeuges während der Bohrtätigkeit vermieden werden kann und so die Lebensdauer desselben vergrößert wirdo In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Führungszapfen unabhängig von der oszillierenden Bewegung der Hauptbohrschneide drehbar ausgebildet sein. In diesem Beispiel wird der Bohrzapfen auf einem internen Bohrgestänge montierte welches einen eignen Rotationsantrieb besitzt und darüber hinaus auch Schlag- Stoß- und Vibrationsbetätigungen aufweist.
  • Die Haupt- und Zapfenbohrschneiden können, wie zuvor ausgeführt, in Verbindung oder einzeln zur Anwendung gebracht werden0 Die Zapfenbohrschneide arbeitet jedoch immer vor der tiauptbohrschneideX doh. sie ist dieser in Bohrrichtung vorgelagert.
  • Die ifauptbohrsxhneide schwingt zwar, wie obem beschriebens um ihre Achse, sie ist jedoch gewöhnlich auch mit dem Stoß-und Schlagbewegungen, denen der Zapfenbohreinsatz unterworgen ist, beaufschlagt.
  • Die als Führungszapfen ausgebildete Zapfenbohrschneide kann -um einen bestimmten Betrag vor der Hauptbohrschneide angeordnet seine Wie aus dem Obenstehenden ersichtlich, kann also der in Bohrrichtung vor der Hauptborschneide liegende Führungszapfen entweder ausschließlich und unabhängig von der i1auptbohrschneide Schlag- und Stoßbewegungen ausführen, er kann hierbei vorteilhafterweise in kontinuierliche Drehbewegung versetzt werden, er kann jedoch auch die oszillierende Schwingbewegung der Hauptbohrschneide mitmachen, die ihrerseits wiederum unabhängig oder in Verbindung mit den Schlag-Stoßbewegungen arbeiten kann.
  • Die beschriebene Bohr- und Schneidevorrichtung ist ganz allgemein und vielseitig einsetzbar, so kann sie etwa für Hohlrohrbohrgestänge oder dergl. oder auch in Bergbau in Verbindung mit Erzadern und ähnlichem, wie auch für diammartige Erzausscheidungen als Bohrvorrichtung Anwendung finden und sie erleichtert schließlich das Hinterschneiden oder Nachschneiden von Bohrlöchernv Der hydraulische Steuerkreis für die Bohr-und/oder Schneidevorrichtung wird nachfolgend anhand der Fig. 11 beschrieben.
  • Der hydraulische Steuerkreis besteht aus einem Zuführungstank 64 mit. Hydraulikflüssigkeit, von welchem dieselbe unter dem Pumpdruck einer Doppe-lpumpe 65 wie dargestellt in Rohrleitungen abgegeben wird. Ein Leitungszweig führt über ein Überdruckventil 66, ein Flußregulationsventil 67, ein Steuerventil 68 und den Motor 35 für die Stoßbetätigungseinheit.
  • Weiter ist ein Druckanzeigeinstrumen 69 in diesem @eitungszweig vorgesehen, wobei das Flußregulationsventil 67 die Geschwindigkeit des Motors 35 bestimmt und damit die Stoß und Schlagkraft auf das Bohrgestänge 25 vorgegeben werden.
  • Ein weiterer Leitungszweig führt, wie aus Fig. 11 ersichtlich, über das Überdruckventil 70, ein Flußregulationsventil 71, ein Steuerventil 72, wobei dieser Leitungszweig für die Einheit 23 für die Oszillationsbetätigung vorgesehen ist.
  • Der genannte Leitungszweig besitzt darüber hinaus ein Geschwindigkeitssteuerventil ?3 , ein Nockenbetätigbares Richtungsventil 74, welches die Bewegungsrichtung des Betätigungsmotors 75 steuert, ein Doppelüberdruckveritil 76 zwischen Betätigungseinheit und Richtungsventil 74 und ein Druckanzeigeinstrument 77, wie dargestellt.
  • Der Flußregulator 71 steht mit einem Doppelsteuerventil 78 in Verbindung und zwar über ein OVercentil-Ventil 79, zusammen mit; dem die Neigung und Stellung des Auslegers 22 steuernden Druckkolben 53 und über ein Druckreduktionsventil,80 sowie ein Einwegeventil 81 mit einem Druckmeßgerät 82 und schliel3-lich dem doppelt wirkenden Druckkolben 44, welcher die Bewegung des Wagens 36 bzw. einer, entsprechenden Plattform steuert Weitere verbindung und Leitungsanschlüsse des hydraulischen Steuersystems sind ohne weiteres aus der Fig. 11 ersichtlich.
  • Für den Fall, daß äs erforderlich sein sollte, die Bohr- und Schneidevorgänge im Zusammenhang mit Fels oberflächen aus zum führen und vorausgesetzt, daß das Bohrgestänge 25 in horizontaler Richtung vorgetrieben werden solls wird der Auslegerdruckkolben 53 nicht betätigt, Die Pumpe 65 wird mittels eines herkömmlichen Motors in Tätigkeit gesetzt und der Druckkolben 44, der Oszillationsantrieb 23 und der Schlag-Stoßmotor 35 werden hydraulisch unter Steuerung der Flußregulationsventile 67 und 71 betrieben, so daß das Bohrgestänge in axialer Richtung in die Felsoberfläche hineingetrieben wird, während gleichzeitig zufolge der Oszillation und der axialen Schlag-Stoßbewegung ein Shneide- und/oder Bohrvorgang ausgeführt wird0 flach Beendigung der Bohrtätigkeit kann das Bohrgestänge mit dem Schneidewerkzeug oder der Bohrschneide leicht zurückgezogen werden0 as Bohrgestänge ist hohl ausgeführt und nimmt in an sich bekannter Weise für Reinigungszwecke Druckluft auf, wobei die Bohrschneiden auch in entsprechender Weise durchbrochen bzw. mit geeigneten Üffnungen versehen sind.
  • Schließlich ist es selbstverständlich auch möglich, daß das Schneidewerkzeug und die Bohrschneide einfach in Form der Hauptbohrschneide gemäß Fig. 2 verwendet werden ohne daß hierfür die dargestellte Nase bzw. der Ansatz zur Anwendung | kommt, d.h. irgendeiner der genannten langgestreckten Ausführungsformen von Bohreinsätzen ohne Führungszapfen und entsprechende nasenartige Ansätze verwendbar sind0 Ansprüche

Claims (1)

  1. Patentansprüche 1.) Verfahren zum Bohren von Löchern aller Art, d a d u r c h g e k e n n z e i Q h. n e t; , daß das Schneidewerkzeug oder die Bohrschneide einer oszillatorischen bewegung ausgesetzt; wird.
    2.) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, cÜß neben der Schwingbewegung das Schneidewerkzeug oder die Bohrschneide gleichzeitig einer Schlag-Stoßkraft oder Vibration ausgesetzt; wird0 3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer Stoß auf das Schneidewerkzeug oder die Bohrsehneide ausgeübt wird.
    4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillation des bchneidewerkzeuges oder der Bohrschneide bzw. des Bohreinsatzes mit; einer Amplitude erfolgt, die nicht gröber als 22 1/a Winkelgrade ist.
    5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Stoßbewegung auf das Schneidewerkzeug oder die Bohrschneide unterbrochen werden kann gnd die Schwingungsamplitude vergrößert wird, so daß sie den Betrag von 22 1/2° übersteigt und hierdurch ein Hinterschneiden des Bohrloches möglich wird.
    b.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nnctl Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Schneidewerkzeug oder der Bohrschneide Hilfsmittel vorgesehen sind, welche ein oszillierende Bewegung derselben ermöglichen. -18- 7.) Vorricht;ung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlag- Stoßeinheit (percussive unit) zur ßeaufschlagung des Schneidewerkzeuges oder des Bohreinsatzes mit Vibrationskräften vorgesehen ist0 8o) Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet dass Hilfsmittel vorgesehen sind mittels der ein axialer Stoß auf das Schneidewerkzeug pder die Bohrschneide ausübbar ist.
    9*) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8> dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ausleger eine Oszillationseinheit befestigt ist, durch welche ein Bohrgestänge, an seinem Betätigungsende einen Bohreinsatz, eine Bohrschneide oder ein Schneidewerkzeug tragend, in axialer Richtung bewegbar hindurchgeführt ist;, wobei die um die Längs achse des Bohrgestänges Schwingbewegungen ermöglichende Einheit mit Hilfsmittein verbunden ist, welche die Ausübung der oszillierenden Bewegungen ermöglichen, und daß ein Wagen bzw. eine Plattform entlang des Auslegers bewegbar angeordnet; ist;, welche eine Stoß-Schlageinheit aufnimmt, die auf das andere Ende des Bohrgestänges einwirken kann, wobei das Bohrgestänge und das Schneidewerkzeug oder die Bohrschneide ßchwingbewegungen und/oder Schlag-Stoß-oder Vibrationsbetätigungen aussetzbar ist.
    10.) Vorricht;ung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schlag-Stoßeinheit aufnehmende Wagen entlang des Auslegers durch kxialstoßmittel bewegbar ist, die aus einem doppelt wirkenden Flüssigkeitsdruckkolben bestehen, der mit dem Wagen über flexible Elemente und Rollen in Wirkverbindung steht.
    11) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß einen der Wagen an seinem/Ende gegen eine Rolle gesichert ist, die mit dem Druckkolben über ein einzelnes Drahtseil oder verbunden ist dergl./, wobei durch einen einzelnen handgriff (single purchane) der Wagen von dem Bohrende der Vvrrichtung wegbewegt wird, während er an seinem anderen Ende durch zwei Drahtseile oder dergl. mittels zweier Rollen gesichert und mit dem Druckkolben verbunden ist, so daß eine Doppelbetätigung (double purchase) die Bewegung des Wagens in Richtung auf das Bohrende der Vorrichtung zu ermöglicht.
    12.)Vorrichtung nach 9 bis 11., dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger verschwenkbar an einer Basis angelenkt ist wobei die Neigung-zum Verstellen desselben mittels eines Flüssigkeitskolbens steuerbar ist.
    13.) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidewerkzeug oder die Bohrschneide rund ausgebildet und mit gehärteten Metalleinsätzen oder dergl.
    versehen ist.
    14.)Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidewerkzeug oder die Bohrschneide mittels gehärteter Metalleinlagen oder Einsätze verlängert ist.
    150) Vorrichtung nach Anspruch 14 dadlArcll gekennzeichnet, daß die verlängerten Bohrschneiden bzw. das Schneidewerkzeug mit einem Führungszapfen bzw. einem Zapfenbohreinsatz mit rundem Querschnitt versehen sind, der ebenfalls mit gehärteten Metalleinlagen oder dergl. beaufschlagt ist.
    16.) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß, der Führungszapfen mittig auf dem verlängerten bzw. langgestreckten Bohreinsatz sitzt.
    l7q) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß der Bohrzapfen auf die Mittelachse des ausgedehnten Bohreinsatzes aufgesetzt ist0 18.) Vorrichtung nach Anspruch 13 bis 17, dadurch gekenrx zeichnet, daß die gehärteten letalleinlagen oder Binsatzstücke sowohl auf der Führungsoberfläche bzwO den vordersten Führungsoberflächen des Werkzueges oder der Bohrschneide als auch auf den Umfangsflächen vorgesehen sind, 19o) Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulisches Steuersystem für die Betätigung der Oszillationseinheit, der Stoß-Schlageinheit, des Axialstoßkolbens und des den Ausleger verschwenkenden Kolbens vorgesehen sind.
DE19702064862 1969-12-30 1970-12-30 Verfahren zur Durchführung von Hauerund Bohrarbeiten im Erdreich, Gebirgsschichten u. dgl. und Vorrichtung z ur Durchführung des Verfahrens Pending DE2064862A1 (de)

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