DE4217695A1 - Mobile Bohranlage für das Hohlschnecken-Bohrverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Bohranlage für das Hohlschnecken-Bohrverfahren, insbesondere für die Erkundung von kontaminierten Standorten oder Deponien.

Für die Anwendung eines Flachbohrverfahrens ist es bekannt, an einem Fahrzeug (Nutzfahrzeug, Anhängerfahrzeug) eine ein Bohrwerkzeug aufweisende Bohreinrichtung mit einem aufrichtbaren Bohrmast, einer Seilwinde und einem verstellbaren Drehantrieb für das Bohrwerkzeug anzuordnen. Derartige mobile Bohranlagen sind jedoch für das Hohlschnecken- Bohrverfahren (DD-PS 2 21 221) aufgrund dessen technisch-technologischer Bedingungen nicht ohne weiteres anwendbar, da die Technologie vorsieht, daß während des Bohrprozesses der Hohlschneckenstrang die Verrohrung darstellt, der Kern im Spezialkernrohr über einen Folienschlauch aufgenommen und der Abschluß des Kernrohres so ausgebildet ist, daß eine "ungestörte Probe" gewonnen werden kann. Diese Technologie wäre mit der o.g. Technik nur mit erheblichen Aufwendungen und Nachteilen einsetzbar. Die an sich bekannten weiteren Bohranlagen sind u. a. bei der Trockenbohrtechnik mit Rammkerntechnik ausgelegt und daher nicht anwendbar.

Darüber hinaus weisen die Fahrzeuge nicht die technologischen Voraussetzungen für die Vorbereitung, Durchführung und Beendigung des Bohrverfahrens auf, so daß noch weitere Aufwendungen für die Wasserhaltung, den Transport der Bohrwerkzeuge sowie der Seilkerneinrichtung, die Bohrprobenlagerung sowie deren Transport und die Bedienung erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen, allen genannten technologischen Voraussetzungen entsprechenden, mit einem Vorschub ausgestatteten Drehantrieb auf einem diesen Bedingungen ausgelegten Nutzfahrzeug, zu entwickeln, wobei im einzelnen das Heben und Senken der Hohlschneckensegmente, der Rechts- und Linkslauf des Hohlschneckenstrangs sowie der Ein- und Ausbau der Seilkerneinrichtung erreichbar sein soll.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß am Bohrmast ein schwenkbarer, mit dem Fahrzeug verbundener Schlitten angeordnet ist, der eine Führung zur Aufnahme des Drehantriebs mit einem Durchgang für die Seilkerneinrichtung aufweist und der Schlitten mit einem Kettentrieb verbunden ist und daß am unteren Ende des Mastes eine Klemmbacken aufweisende Abfangvorrichtung für das Bohrwerkzeug vorgesehen ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Bohrmast einen Schwenkzylinder auf, um dem das Seil mit der Seilkerneinrichtung angelenkt und durch einen am Fahrzeug angebrachten Zylinder aus der Bohrlochachse schwenkbar ist. Oberhalb der Seilwinde ist eine an das Seil anlenkbare Spanneinrichtung angeordnet. Die Kernentnahme ist so ohne Ablegen der Seilkerneinrichtung im hängenden Zustand möglich. Dabei ist das Fahrzeug ein Nutzfahrzeug, so daß Seilwinde, Drehantrieb, Kettenbetrieb und Schwenk- sowie Aufrichtezylinder mit dem Antrieb des Nutzfahrzeuges oder einem gesonderten Antrieb verbunden sind.

Auf dem Nutzfahrzeug sind ein Wassertank, eine Ablageeinrichtung für Bohrwerkzeug sowie Seilkerneinrichtung, ein Magazin für Bohrproben und ein Bedienpult aufgebaut, wobei die Auspuffanlage des Nutzfahrzeuges umschaltbar durch den Wassertank geführt ist. Das Bedienpult ist dabei schwenkbar angeordnet.

Durch die Erfindung ist gewährleistet, daß ein einfaches Vorschubsystem mit einer speziell für das Hohlschneckenbohrwerkzeug abgestimmten Dreheinrichtung geschaffen wurde, daß alle weiteren technologischen Voraussetzungen des Verhältnisses "Bohrgerät - Bohrwerkzeug" optimal erfüllt. Diese Bohranlage löst diese Aufgaben optimal und ermöglicht gleichzeitig die Kernaufnahme ohne Ablegen der Seilkerneinrichtung.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Gesamtaufbau des Nutzfahrzeuges mit Bohranlage,

Fig. 2 den Querschnitt des Mastes mit Schlitten und Dreheinrichtung.

Am Heck des Nutzfahrzeuges 1 ist über die Anlenkung 2 der schwenkbare Mast 4 angeordnet (Fig. 1), an dem der Schlitten 3 entlanggleitet. Weiterhin befinden sich am Heck die Seilwinde 5 und der Aufrichtezylinder 6. Das Seil 7 läuft über die Umlenkrollen 8 und ist durch den Schwenkzylinder 9 aus der zentralen Lage schwenkbar. Oberhalb der Seilwinde 5 ist an das Seil 7 eine anlenkbare Spannvorrichtung 26 angeordnet, die beim Einbauprozeß der Seilkerneinrichtung 27 ein Schlaffwerden des Seiles verhindert.

Am Schlitten 3 ist die Führung 10 befestigt (Fig. 2). Mit dieser gleitet der Drehantrieb 12 über Rollen 11 an den Mastschienen 30 entlang. Der Drehantrieb 12 ist mit dem Drehzahlbereich von 0-150 min^-1 und mit dem Drehmomentbereich von 6000 Nm versehen. Der Durchgang 13 weist einen Durchmesser von 120 mm auf.

Der Schlitten 3 ist mit dem Kettenbetrieb 14 verbunden. Der Kettenantrieb 15 befindet sich am Heck des Fahrzeuges, während sich am oberen End des unteren Mastteiles die Umlenkrolle 16 für die Kette befindet.

Im unteren Mastbereich ist die Umlenkrolle 29 befestigt. Mit dem Seil 7 wird die Seilkerneinrichtung 27 in die Hohlbohrschnecke 28 durch den Durchgang 13 gezogen oder abgelassen.

Am unteren Ende des Mastes 4 ist die Abfangeinrichtung 17 für das Bohrwerkzeug mit Klemmbacken angeordnet.

Auf dem Nutzfahrzeug 1 ist der Wassertank 18, die Ablagen 19 für Bohrwerkzeuge sowie die Ablage 20 für die Seilkerneinrichtung, das Magazin 21 für Bohrproben und das Bedienpult 22 aufgebaut. Das Bedienpult 22 befindet sich während des Transportes vollständig abgeschlossen linksseitig in Fahrtrichtung und wird beim Bohrprozeß in die Bohrebene geschwenkt. Durch den Wassertank 18 ist die Auspuffanlage 23 des Nutzfahrzeuges 1 umschaltbar geführt. Mit dem Nebenantrieb 24 des Nutzfahrzeuges 1 sind der Kettenantrieb 15, der Antrieb für die Seilwinde 5, der Antrieb für den Drehantrieb 12 und die Antriebe für den Aufrichtezylinder 6 und den Schwenkzylinder 9 verbunden. Es ist auch ohne weiteres möglich, einen gesonderten Antrieb für die Einzelantriebe vorzusehen. Die gesamte Anlage wird vor dem Aufrichten des Mastes mittels der Hubzylinder 25 so weit angehoben, daß ein vertikales Bohren ermöglicht wird und gleichzeitig die Federn des Lkw entlastet werden.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Für die Gewinnung von Kernproben aus der jeweiligen Bodenschicht (z. B. auch kontaminiert) wird das Nutzfahrzeug 1 positioniert und mit dem Aufrichtzylinder 6 der Mast 4 einschließlich des Schlittens 3 aufgerichtet. Danach erfolgt das Ausrichten der Bohranlage mittels der Hubzylinder 25. In den Drehantrieb 12 wird das Hohlschnecken-Bohrwerkzeug eingesetzt und danach die Antrieb des Drehantriebs 12 sowie des Kettenantriebes 15 betätigt.

Das Hohlschnecken-Bohrwerkzeug 28 wird über den Drehantrieb 12 und den Kettenantrieb 15 in den Boden eingedreht. Nach jeweils einem Bohrmarsch (z. B. 1,0 m) wird mittels des Seiles die Seilkerneinrichtung 27 aus der Hohlbohrschnecke 28 durch den Durchgang 13 des Drehantriebes gezogen und dann mit dem Schwenkzylinder 9 aus der Bohrlochachse nach vorn geschwenkt und abgelassen. Nach Entnahme des Kernes und Einbau einer neuen Hülse mit Folienschlauch (nicht dargestellt) wird die Seilkerneinrichtung 27 bis über die Dreheinrichtung 12 gezogen, mit dem Schwenkzylinder 9 zurückgeschwenkt und in die Hohlbohrschnecke 28 zum erneuten Bohrmarsch abgelassen. Entsprechend der zu erreichenden Teufe erfolgt das Nachsetzen der einzelnen Elemente der Hohlbohrschnecke 28. Das An- und Abschrauben der Elemente der Hohlbohrschnecke 28 erfolgt mit dem Drehantrieb 12, wobei durch die Abfangvorrichtung 17 das untere Hohlbohrschneckenteil festgeklemmt wird.

Die Bedienung der Antriebe erfolgt über das Bedienpult 22. Der für die Durchführung des Hohlschnecken-Bohrverfahrens aufrechtzuerhaltende Systemdruck im Bohrloch beim Bohren unterhalb des Grundwasserspiegels wird über das Zuführen des im Wassertank befindlichen Wassers erreicht.

Für den Winterbetrieb der mobilen Bohranlage wird die Auspuffanlage 23 umschaltbar zur Gewinnung temperierten Wassers durch den Wassertank 18 geführt.

Die gewonnenen und entnommenen Kernproben werden im Magazin 21 aufbewahrt.

Die Entnahme/Rückgabe des Bohrwerkzeuges sowie der Seilkerneinrichtung erfolgt aus/in die Ablagen 19; 20.

Durch die Erfindung werden folgenden Vorteile erreicht:

• 1. Die für das Hohlschneckenbohren mit eingeklinkter Seilkerneinrichtung erforderlichen Bedingungen beim Bohren, Ein- und Ausbau sowie bei den Nebenarbeiten sind erreicht.
• 2. Die Seilkerneinrichtung wird durch die Dreheinrichtung gefahren und danach seitlich weggeschwemmt.
  Die Kernentnahme erfolgt ohne Ablegen der Seilkerneinrichtung.
• 3. Bohrwerkzeuge, notwendiges Wasser zum Bohrprozeß unterhalb des Grundwasserspiegels sowie gewonnene Kerne sind auf dem Gerät transportierbar.
  Ein zusätzlicher Transport ist erst für größere Teufen erforderlich.
• 4. Die Vorschubkräfte, Drehmomente und Drehzahlen ermöglichen eine vielseitige Kombination mit anderen Verfahren.

Claims (9)

1. Mobile Bohranlage für das Hohlschnecken-Bohrverfahren, insbesondere für die Erkundung von kontaminierten Standorten oder Deponien, wobei an einem Fahrzeug eine ein Bohrwerkzeug aufweisende Bohreinrichtung mit einem aufrichtbaren Bohrmast, einer Seilwinde sowie Seil mit Seilkerneinrichtung und einem verstellbaren Drehantrieb für das Bohrwerkzeug angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch,
daß am Bohrmast ein schwenkbarer, mit dem Fahrzeug verbundener, Schlitten angeordnet ist, der eine Führung zur Aufnahme des Drehantriebes mit einem Durchgang für die Seilkerneinrichtung aufweist und der Schlitten mit einem Kettenantrieb verbunden ist, und
daß am unteren Ende des Mastes eine Klemmbacken aufweisende Abfangvorrichtung für das Bohrwerkzeug vorgesehen ist.

2. Bohranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Bohrmast einen Schwenkzylinder aufweist, durch den das Seil mit Seilkerneinrichtung aus der Bohrachse zum Kernwechsel schwenkbar ist.

3. Bohranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Bohrmast mit einem am Fahrzeug angelenkten Aufrichtzylinder verbunden ist.

4. Bohranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß oberhalb der Winde eine an das Seil anlenkbare Spanneinrichtung angeordnet ist.

5. Bohranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Fahrzeug ein Nutzfahrzeug ist.

6. Bohranlage nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß Seilwinde, Drehantrieb, Kettentrieb und Schwenk- sowie Aufrichtzylinder mit dem Antrieb des Nutzfahrzeuges oder einem gesonderen Antrieb verbunden sind.

7. Bohranlage nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß auf dem Nutzfahrzeug ein Wassertank, eine Ablageeinrichtung für Bohrwerkzeug sowie Seilkerneinrichtung, ein Magazin für Bohrproben und ein Bedienpult aufgebaut sind.

8. Bohranlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Auspuffanlage des Nutzfahrzeuges umschaltbar durch den Wassertank geführt ist.

9. Bohranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Bedienpult schwenkbar angeordnet ist.