DE2234611A1

DE2234611A1 - Maschine zum ausheben von erdreich in gegenwart von fluessigkeit

Info

Publication number: DE2234611A1
Application number: DE2234611A
Authority: DE
Inventors: Claude Sourice
Original assignee: Soletanche SA
Current assignee: Soletanche SA
Priority date: 1971-07-16
Filing date: 1972-07-14
Publication date: 1973-01-25
Also published as: IT956545B; AU4428272A; FR2146531A5; BE785831A

Description

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Anmelders SOEETAIfCHE Anlage zum Schreiben

' SOciete αηηη-ντκΛ S

7 rue ds üogelbach, ^vom

Peris / Frankreich mein Zeichens 2886

Maschine zum Ausheben von Brdreich in Gegenwart von Flüssigkeit.

Die Erfindung bezieht sich auf das Ausheben von Erdreich in Gegenwart von Flüssigkeiten, z.B. im Meer.

Es ist beka nnt, dass man im allgemeinen dazu Bohrungen durchführt und zwar mittels einest Werkzeuges, das sowohl mit Schlag als auch mit Rotation arbeiten kann, das die notwendige Kraft und den notwendigen Druck mittels eines Gestänges erhält. Bas Wegschaffen der zu beiseitigen Erdmassen geschieht mit Hilfe einer gegenläufig rotierenden Flüssigkeit, d.h. mittels Ansaugen durch ein , zentral angeordnetes Rohr oder durch unmittelbare Zirkulation, d.h. durch Stauung in einen ringfömrigen Raum, der das Werkzeug umgibt, wobei man sich eines Erdbohrers oder eines Tragkorbes bedienen kann, um diese Bestandteile auf einfachem Wege hochzubewegen.

Mit wachsendem Durchmesser und wachsender Tiefe des Bohrloches wird das doppelte Problem der

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Übertragung der Energie und der Wegschaffung der Erdmassen immer schwieriger und verursacht Bchliesslich ernsthafte Schwierigkeiten·

Wie man es bei Petroleumbohrungen feststellen konnte, erfordert die Zurückziehung des Gestänges eine überhöhte und schwere Konstruktion, ebenso wie die Arbeitsvorgänge eine beträchtliche Herabsetzung der Leistung des Bohrwerkzeuges verursachen.

Ausserdem wird die Steuerung der Arbeitsrichtung und ebenso der funktion des Bohrwerkzeuges mehr und mehr der Konirrolle entzogen.

Sie Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, eine Maschine zur Durchführung wichtiger Arbeiten, insbesondere von Bohrungen mit grossem Durchmesser die zum Beispiel mehrere Meter erreichen können zu schaffen, die ohne Hilfe von Gestängen arbeitet und auaserdem eine kontinuierliche Ausräumung von Erdreich garantiert.

Gemäss der Erfindung besteht die Maschine aus einem rotierenden Gerät, das mit Werkzeugen zum Loslösen des Erdreichs versehen ist und mit Mitteln zum , Befördern einer Mischung aus flüssigkeit,und ' einem Antriebsmechanismus zum Drehen des drehbaren Te|ls und einer Pumpenvorrichtung, um die Mischung aus flüssigkeit und Erdreich herauszuräumen, die während des Arbeiten der Maschine entsteht.

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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Maschine nLt einer Vorrichtung versehen, die sie in einer bestimmten Stellung festhält und die die notwendige Energie beim Durchführen der Arbeiten auf eine geeignete Haltevorrichtung überträgt, z.B. ein doppeltes Schraubenwindensystem, mit dessen Hilfe man sie in einem Bohr oder einem Führungsgang verankern und den drehbaren feil durch Stützen auf das Bohr oder die Führung bewegen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht mit einer geschnittenen Hälfte einer Haschine gemäss der Erfindung, die in einem Bohrroiir montiert werden kaän.

Fig. 2 und 3 zeigen Schnittenach den Linien II-II und III-III der Fig. 1*

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Maschine in einem Bohrrohr 1 montiert, z.B. aus Kupfer, das einen grösseren Durchmesser als die Maschine ifen hat, und zwar im Inneren dieses Rohres. Die Maschine enthält in ihrem Inneren ein zentral angeordnetes rohrförmiges Teil 2, das mit sich in Längsrichtung erstreckenden Führungen 5 versehen ist, dieä gleichmässig auf seiner Peripherie verteilt sind und von denen wenigstens drei Stück angebracht sind, wie es aus Fig. 2 zu ersehen ist. Längs dieser Führungen können Abdeckungen in U-Form 4 gleiten,

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die zu einem mit dem Teil 3 koaxialen Ring 5 passen, de.rart, dass sie einen Vagen bilden, der ein doppeltes Schraubenwindensystem trägt. Bas erste System besteht aus mindestens zwei Stufen von radial angeordneten Schraubenwinden 6, die gleichmässig auf dem Umfang des Hinges 5 verteilt sind und von denen wenigstens drei Stück pro Stufe angeordnet sind, wodurch der Haschine eine gewünschte Stellung in Bezug auf das Rohr 1 gegeben werden kann, die im allgemeinen zu dieser koaxial ist. Die Schraubenwinden 6 sind mit Grundplatten 7 versehen, die in ihrer Form der inneren Oberfläche des Rohres 1 angepasst sind (siehe Pig. I und 2).

Das zweite Schraubensyatem besteht aus mindestens drei Schraubenwinden 8, die gemäss der Achse des zentralen Teiles 2 verlaufen und einerseits mit zu dem Hing 5 passenden Kappen 9 verbunden sind und andererseits mit Kappen Io, die eine an dem rohrförmigen Körper 2 befestigte innere Grundplatte bilden· Diese Schraubenwinden sind gleichmäesig um den Körper 2 herum verteilt, wie es Fig. 2 zeigt.

Die verschiedenen Schraubenwindenfcörper sind in einer Umhüllung 12 angebracht, die zylindrisch geformt und koaxial zum rohrförmigen Körper 2 angeordnet ist. Durch diese Schraubenwinden kann die Maschine sowohl auf dem Rohr 1 festgehalten w als auch von ihm fregbewegt werden. Auf der Grundplatte iat daß Antriebsaggregat für das Werkzeug 13 der Maschine angebracht. Dieses Aggregat besteht aus

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einem ringförmigen festen Teil 14, der der Grundplatte angepasst ist, und einem beweglichen (Dell 15, unter dem der Werkzeugträger 13 befestigt ist, und der um die Achse des Teiles 2 drehbar ist. Zu diesem Zweck ist der bewegliche Teil in dem festen Teil mittels Lagern 16 befestigt und unter Zwischenschaltung einer Sichtung unter der Grundplatte 11 angebracht. Unter dem festen Teil befindet sich.ein Zahnkranz 18, in den Zahnräder 19 eingreifen, deren Vollen 2o auf einer Ringfläche 21 dee festen Teils 14 montiert sind. JDiese fläche trägt die Antriebe 22, die elektrisch oder hydraulisch mit veränderlichen Geschwindigkeiten arbeiten und die rings um die Achse des rotierenden Teils, das durch den Teil 15 und den Werkzeugträger gebildet wird, verteilt sind, und die die Zahnräder 19 antreiben (Fig. 7- und 3)· ·■·-%

Der Werkzeugträger 13 besteht aus einer Kreuzplatte, die^ z.B. mittels nicht gezeichneter Bolzen, an einem Bügel-23 befestigt ist, der sich an dem beweglichen Teil 15 befindet. Er ist mit Werkzeugen24 versehen, die reihenförmig in radialen gleichmässig voneinander entfernten Ebenen angeordnet sind, und zwar auf der äusseren konischen Fläche. Durch eine oder mehrere Kanäle 25 können die losgelösten, mit Flüssigkeit vermischten Erdmassen nach oben bewegt werden, und zwar zu einem zentral angeordneten Saugrohr 26 mittels

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eines zentral angeordneten Kanals 27» der in dem beweglichen Teil angerodnet ist. Der beschriebene Mechanismus ist durch ein Gehäuse 23 geschützt, das mit der Grundplatte 11 zusammen einen Bohrkopf bildet. Das Ansaugrohr 26 ist einerseits auf der Grundplatte 11 angebracht und durchstösst andererseits eine Wand 29» die den rohrförmigen Teil 2 überdeckt. Es endet in eine Pumpe 3o, die durch einen eingebauten elektrischen oder hydraulischen Antrieb betätigt wird, und deren Pumpenraum an eine flexible Leitung

32 angeschlossen ist, die zum Ausräumen der Materialien dient. Sie Pumpe ist in ein Gehäuse

33 eingebaut, das auf der Wand 29 befestigt ist und den gleichen Durchmesser wie das Gehäuse 12 und das Gehäuse 28 hat« Das Gehäuse 33 besitzt einen ling 34· zum. Anschluss der Maschine an ein Kabel 35· Die Antriebe und Schraubenwinden werden mittels eines Bündels von flexiblen Leitungen gespeist.

Die Maschine arbeitet wie folgt:

Venn das Bohrrohr auf die gewünschte Tiefe erreicht hat, senkt man die Maschine hinunter, die man auf dem Boden zur Ausrichtung des Rohres feststellt, und zwar mittels radial angeordneter Schrauben 6, wobei die Längs-Schraubenwinden 8 festgezogen sind und der Ring 5 sich in der Nähe der Grundplatte 11 befindet. Man kamm dann die Maschine ganz drehen, indem man die Pumpe 3o in Tätigkeit setzt und die Schrauben 8 allmählich

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entspannt, damit die, Werkzeuge Druck auf den Boden ausüben, wobei die Kräfte durch die Schraubenwinden 6 auf das Rohr 1 übertragen werden.

Bas vom Boden gelöste Erdreich wird mit Wasser durch das zentrale Rohr 26 und die Leitung 32 hinausbefördert. Sobald die Schraubenwinden δ das Ende ihrer Windung erreicht haben, zieht man die Schrauben 6 an, um die Maschine von dem Bohrrohr 1 zu trennen. Dann zieht man die Schrauben 8 an, um dadurch den Ring 5 zu senken und man verbindet von neuem die Maschine mit dem Rohr 1. Diese Operation kann so oft, wie es nötig ist, wiederholt werden.

Die Maschine ist vollständig frei von jeder Art von Gestängen, so dass ein kontinuierliches Bohren erfolgen kann, d.h. ohne ein periodisches Hochführen der Maschine zum Leeren des ausgebohrten Materials.

Dadurch wird eine weitgehende Unabhängigkeit des Arbeitens der Maschine erreicht» Ausserdem eine hohe Kostenersparnis und eine beachtliche Erleichterung der Obe-rflächen-Einrichtungen. Die Arbeitsgänge gehen schnell vor sich, denn wenn die Maschine wieder hochgeführt werden soll, sind keine umständlichen und zahlreichen Verschraubungs- und Lösungsoperationen von Gestängen notwendig, die möglichst grosse Stangen oder Ι»ββ*β»ββ*β Lademaste erfordern. Man kann mit der Maschine gemäsa der Erfindung viel grössere Tiefen erreichen als mit den bekannten Gründungsmaschinen.

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Die erfindungsgemässe Maschine kann für Bohrungen in vertikaler al-e auch in horizontaler oder auch anderer Richtung verwendet werden. Für den Fall einer Bohrung im Meer kann ee vorteilhaft sein, das Bohrrohr so weit wie möglich einzuschlagen, wodurch die Maschine vom Meer isoliert werden kann und die Möglichkeit besteht, sie an den felsigen Grund mit dem Inneren des Rohres heranzuführen. Das Letztere ist nicht unbedingt notwendig und kann auch durch alle geeigneten Führungs- und Unterstützungsmittel ersetzt werden. Man kann selbst so weit gehen, das Rohr 1 und die radial nur in Längsrichtung angeordneten Schraubenwinden wegzulassen und sich mit einer mechanischen Kupplung zu begnügen, die zum Beispiel einen bekannten Querschnitt haben kann, die vorzugsweise keine Bohrenergie überträgt. In gewissen Fallen kann man die Maschine soger durch Stützen auf das Erdreich führen, wenn das Gelände dieses zulässt·

Venn man die Maschine zum Baggern oder z.B. zum Abbauen von Felsen benutzt, kann man das doppelte Schraubenwindensystem weglassen und die Maschine an eine geeignete Vorrichtung anschliessen, durch die sie an einer Stelle befestigt und fortbewegt wird, z.B. eine Vorrichtung mit Gelenkarm, die auf einem Schiff oder einem anderen Stützvorrichtung montiert ist.

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Claims

2234BVi g Anlage zum Schreiben vom 4-3 "Z- 7~3s mein Zeichen χ 2886/SOIE(PAIrGEE Pat ent anspräche

1. Haschine zum Ausheben von Erdreich in Gegenwart von Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen rotierenden Seil» der mit eiaea Werkzeugen (24) zum Lostrennen de» Erdreichs versehen ist, durch M ittel zur führung einer Mischung aus !Flüssigkeit und abgelöstem Erdreich, durch einen mechanischen Antrieb zum Betätigen des rotierenden Teils und durch eine Pumpenvorrichtung zur Förderung der Mischung aus Flüssigkeit und abgelöstem Erdreich das beim Betrieb der Maschine anfällt.

2. Maschine gemäas Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Fixierung der Maschine in ihrer Arbeitsstellung.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel den notwendigen Druck beim Fortschreiten der Arbeiten auf eine Unterstützung übertragen, und dass zwei Gruppen von Schraubenwinden angeordnet sind, von denen eine parallel zur Achse des rotierenden Teils und die andere senkrecht zu dieser Achse wirkt.

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4. Maschine gemäss Anspruch 3» die mit einem Rohr zusammen arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontal wirkenden Schraubenwinden radial angeordnet und von Platten begrenzt sind, deren form derjenigen der Innenfläche des Rohres entspricht.

5· Maachine gemäsa Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenwinden auf einem gleitbaren Vagen montiert sind, und zwar auf einem Unterbau, der den beweglichen Teil unterstützt, parallel zur Achse dieses beweglichen Teils.

6. Maachine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Unterbau aus einem zentral angeordneten Körper besteht, der in Längsrichtung auf dem Vagen gleiten kann, wobei dieser zentrale Körper mit einem Kopf versehen ist, der Mittel enthält, um den beweglichen Vagen zu montieren und anzutreiben.

7· Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Körper zwischen dem Kopf und der Pumpenvorrichtung angebracht ist, wobei die Verbindung zwischen der oder den Kanälen des rotierenden Körpers und der Pumpenvorrichtung sich im Inneren des zentralen Körpers befindet.

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8. Maschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf einen festen ringförmigen Teil enthält »-el in dem ein beweglicher Teil montiert ist, wobei der feste Teil gleiche Antriebe hat, die rings um die Achse des beweglichen Teils gleichmässig verteilt sind und diesen betätigen·

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Teil mit einem Werkzeugträger versehen ist, dessen Kanäle in einen zentralen Kanal des beweglichen Teils enden.

Io. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der.Werkzeugträger eine äussere konische Aussenfläche hat und mit Werkzeugen versehen ist, die entsprechend den radialen Beinen auf dieser Fläche montiert sind.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, die Pumpe und gegebenenfalls die Schraubenwinden mittels flexibler Leitungen verbunden sind.

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