DE6941710U - Vorrichtung zum ueberlagerungs-, ankerloch und/oder unterwasserbohren - Google Patents

Description

F 1350 IT Gebr. Bohl er & Co. Aktiengesellschaft, v'/ien

Vorrichtung zum Überlagerungs-, Ankerloch- und/oder

Unterwasserbohren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überlagerungs-, Ankerloch- und/oder Unterwasserbohren, die eine an einem Innenbohrgestänge befestigte Innenbohrkrone und eine an einem Außenbohrgestänge befestigte Ringbohrkrone aufweist.

Es sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen eine Maschine, vorzugsweise eine Hammerbohrmaschine vorgesehen ist, die einerseits eine drehende Bewegung hervorruft und andererseits auch Schläge ausübt. Drehbewegungen und Schläge werden von der oben erwähnten Maschine durch ein sogenanntes Anschlußstück, mit dem sowohl das Innenbohrgestänge als auch das Außenbohrgestänge starr verbunden ist, auf diese beiden Gestänge übertragen. Infolgedessen sind die Schlagzahlen der an dem Innenbohrgestänge befestigten Innenbohrkrone und der an dem Außenbohrgestänge befestigten Ringbohrkrone gleich und überdies läßt sich das Verhältnis der auf Innen- und Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien bei den eben genannten bekannten Vorrichtungen nicht einstellen. Durch diese beiden Umstände ergibt sich der Nachteil, daß in Anbetracht der beim Überlagerungsund Ankerlochbohren erforderlichen großen Bohrlochdurchmesser die vorstehend erwähnte Antriebsmaschine verhältnismäßig sehr groß und schwer ausgeführt sein muß, um eine einigermaßen befriedigende Botoleistung erzielen zu können.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den angeführten Nachteil zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, bei der es möglich ist, das Verhältnis der auf Innen- und Ringbohrkrone (Außenbohrkrone) übertragenen Sohlagenergien von vornherein genau festzulegen. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zwei vornehmlich unabhängig voneinander steuerbare, vorzugsweise auch während des Bohrvorganges außerhalb des Bohrlochs befindliche, je ein Schlagwerk und je ein Drehwerk aufweisende Schlag- Drehmaschinen vorgesehen sind, wooei die eine Schlag-Drehmaschine auf das Innenbohrgestänge und die Andere Schlag-Drehmaschine auf das Außenbohrgestänge einwirkt .

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den nachfolgenden Beschreibungen von zwei Ausführungsbeispielen hervor, die in der Zeichnung schematisch abgebildet sind*

Es zeigen:

Pig. 1 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei auch während des Bohrvorganges außerhalb des Bohrloches befindlichen, je ein Schlagwerk 2» bzw. 25' und je ein Drehwerk 9 bzw. 33 aufweisenden Schlag-Drehmaschinen 1 und 24 in Ansicht,

Fig. 2 in Draufsicht,

Fig. 3 die zu der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung gehörende, auf das Innenbohrgestänge einwirkende Schlag- Drehmaschine 1 im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Fig. 3a die zwischen den beiden Schlag- Drehmaschinen 1 und befindliche Anschlußmuffe 16 im Längsschnitt und ebenfalls in einem größeren Maßstab,

Fig. 4 die zu der in Fig. 1 und 2 abgebildeten Vorrichtung gehörende, auf das Außenbohrgestänge einwirkende Schlag-Drehmaschine 24 im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab und

Fig. 5 den den beiden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 abgewandten

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Endbereich der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung, ebenfalls im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Fig. 6 eine zweite, ähnliche Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ebenfalls zwei auch während des Bohrvorganges außerhalb des Bohrloches befindlichen je ein Schlagwerk 2' bzw. 25' und je ein Drehwerk 9 bzw. aufweisenden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 in Ansicht,

Pig, 7 die zu der in Pig. 6 dargestellten Vorrichtung gehörende, auf das Innenbohrgestänge einwirkende Schlag- Drehmaschine 1 im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Pig. 8 die zu der in Pig. 6 abgebildeten Vorrichtung gehörende, auf das Außenbohrgestänge einwirkende Schlag- Drehmaschine 24 im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Pig. 9 den den beiden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 abgewandten Endbereich der in Pig. 6 dargestellten Vorrichtung, ebenfalls im Längsschnitt und in einem größeren Maßstab.

Für die in den Pig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage feilt folgendes:

Die Schlagkolben 2 und 25 derbeiden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 sind konzentrisch zur Bohrachse a-b angeordnet_s wobei von den beiden Bohrkronen 22 und 43 aus gesehen die auf das Außenbohrgestänge einwirkende Schlag- Drehmaschine 24 vor der auf das !»nenbohrgestänge einwirkenden Schlag- Drehmaschine 1 angeordnet ist. Der in dem Zylinder 1¹ der (in ihrem Aufbau den bekannten Hammerbohrmaschinen gleichenden) Schlag- Drehmaschine 1 angeordnete Schlagkolben 2 schlägt mit seinem Schaft 2' gegen den Einsteckstummel 8 des Innenbohrgestänges. Die Schlag- Drehmaschine 1 weist eine der bekannten Schiebersteuerungen, zu welcher der Schieber 6 gehört, auf« Demgemäß wird die durch den Lufteinlaß 5 zugeführte Druckluft durch diesen Schieber 6 wechselweise in den vorderen Zylinderraum 3 und den hinteren Zylinderraum 4 geleitet, wogegen die Abluft durch den Auspuffkanal ins Freie strömt. Die Drehbewegung des Innen-

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bohrgestänges wird von dem hydraulisch betriebenen Drehwerk hervorgerufen, dessen Ritzel 9' den eine Außenverzahnung aufweisenden Bohrerhalter 11 über ein Zwischenrad 10 antreibt· Der Bohrerhalter 11 weist an seiner Innenseite Keilnrten 12 auf, in welche die auf dem Einsteckstummel 8 vorgesehenen Käsen 13 eingreifen. Infolgedessen dreht sich der zu dem Innenbohrgestänge gehörende Einsteckstummex 8 mit dem Bohrerhalter 11 mit. Vom Sinsteckstummel 8 werden die Drehbewegung und die gleichzeitig mit ihr erfolgenden Schläge über die Anschlußmuffe 16 sowie über Verlängerungsstangen 14 und Verbindungsmuffen 15 auf die Innenbohrkrone 22 übertragen. Die sowohl mit dem Einsteckstummel 8 als auch mit einer Verlängerungsstange 14 fest verschraubtö, zwischen den beiden Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 angeordnete Anschlußmuffe 16 ist mit einer Spülmi+tel-Durchtrittsöffnung 20 versehen, von der aus ein durch die Verlängerungsstangen 14 hindurchgehender Kanal 21 zu der ^Tnnenbohrkrone 22 führt. Die zylindrische Außenfläche der Anschlußmuffe 16 ist (im Bereich der Spülmittel-Durchtrittsöffnung 20) von einem Spülmittel-Anschluß 18 aufweisenden Anschlußstück 17 umgeben, dessen ringförmiger Innenraum 19 auf beiden Seiten mit Hilfe von 0-Ringen 19' nach außen hin abgedichtet ist. Der Spülmittelanschluß 18 weist ein Innengewinde auf, weshalb es leicht möglich ist, einen zur Zufuhr des Spülmittels dienenden Schlauch mit Hilfe einer einschraubbaren (nicht dargestellten) Schlauohtülle am Anschlußstück 17 zu befestigen. Das zugeführte Spülmittel strömt durch den Spülmittel-Anschluß 18, den ringförmigen Innenraum 19_f die Durchtrittsöffnung 20, den Kanal 21 und das in der Mittelachse der Innenbohrkrone vorgesehene Loch 23 zum Bohrlochgrund 23'· Als Spülmittel kommt sowohl Druckluft als auch Druckwasser in "Präge. Der Schlagkolben 25, der Einsteckstummel 26 der auf das Außenbohrgestänge einwirkenden zweiten Schlag- Drehmaschine 33 sowie das an einer nachfolgenden Textstelle noch genauer beschriebene Auswurfstück 40 weisen Bohrungen 25% 26' und 40" auf, deren Durchmesser wesentlich größer sind als die Außendurchmesser der VerMndungsmuffen entlang des durch sie hindurchgehenden Innenbohrgestänges zu verschieben. Die Schlagv

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Drehmaschine 24 funktioniert in gleicher Weise wie die Schlag-Drehmaschine 1, Demgemäß wird die durch den Lufteinlaß 19 dem Sammelraum 30 zugeführte Druckluft durch den Schieber 31 wechselweise in den vorderen Zylinderraum 28 und den hinteren Zylinderreum 27 geleitet, wogegen die Abluft durch den Auspuffkanal 3? ins Freie strömt. Der Auspuffkanal 32 ist gegen die Vor-schubrollenketten 51 und 52 gerichtet, wodurch erreicht wird, daß die aus ihm ausströmende Luft diese Ketten reinigt und schmiert. Die Drehbewegung d ;s Außenbohrgeatänges wird von dem hydraulisch betriebenen Drehwerk 33 hervorgerufen, dessen Ritzel 34 den eine Außenverzahnung aufweisenden Bohrerhalter 36 weist an seiner Innenseite Keilnuten 37 auf, in welche die auf den Einsteckstummel 26,yorgesehene Nasen 38 eingreifen. Infolgedessen dreht sich'zu dem Außenbohrgestänge gehörende Einsteckstummel 26 mit dem Bohrerhalter 36 mit.An den an seinem dem Schlagkolben 25 angewandten Ende ein Außengewinde 39 aufweisenden Einsteckstummel 26 ist das Auswurfstück 40 angeschraubt. An dieses schließen sich abwechselnd Zwischenstück 41 und Verbindunsgrohre 42 sowie die Ringbohrkrone 43 an. Auch die zuletzt genannten Teile sind miteinander verschraubt. Das Außenbohrgestänge besteht somit aus Einsteckstummel 26, Auswurf stück 40, Zwi£chenstükken 41 und Verbindungsrohren 42, das Innenbohrgestänge aus Einsteckstummel 8, Anschlußmuffe 16 sowie aus ■Verlängerungsstangen "4 und Verbindungsmuffen 15. Die beiden sich während des Bohrvorganges stets außerLalb des Bohrloches befindlichen Schlag= Drehmaschinen 1 und 24 sind an je einem Schlitten 44 bzw. 45 befestigt. Diese Schlitten 44 und 45 werden an einer Lafette 46':mit Hilfe von Schwalbenschwanzführungen oder dergleichen festgehalten. Der Vorschub der Schlitten 44 und 45 sowie der auf ihnen befestigten Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 wird mittels der auf je einer Seite der Lafette 46 , an der η den Bohrkronen 22 und 43 abgewandten Ende angeordneten Vorschubmotoren 47 und 48 bewerkstelligt. Der Antrieb derselben kann entweder mit Hilfe von Druckluft oder hydraulisch erfolgen. Aufden Wellenstummeln der beiden Vorschubmotoren 47 und 48 ist je ein Ritzel 49 bzw. 50 befestigt, dessen Zähne in eine mit dem zugehörigen Schlitten 44 bzw. verbundenen Rollenkette ^¹

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bzw. 52 eingreifen. Zwischen den beiden Schlitten 44 und 45 kann ein an diese anschraubbares, strichpunktiert dargestelltes Einlegstück 53 angeordnet werden. Bei Benützung desselben ist es somit auch möglich, beide Schlag- Drehmaschinen 1 und 24 gemeinsam mit nur einem der beiden Vorschubmotore 47 und 48 vorwärts zu bewegen, was bei kleinen Bohrlochdurchmessern oder leicht zu bohrenden Materialien in Frage kommt.

Die Vorschubmotore 47 und 48 sowie die Schlag- Drehmaschinen 1 unc; 24 können von einem (nicht dargestellten) gemeinsamen Steuerpult aus unabhängig voneinander betätigt werden. Hiebei ist es möglich, sowohl Schlagzahl und Schlagenergie, als auch Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit den jeweiligen Einsat zbe dingungen anzupassen. Weiters besteht die Möglichkeit, die Spülmittel zufuhr unabhängig von der Hamiserfunktion ein- oder auszuschalten. Je nach den Einsatzbedingungen (Überlagerurigis-, Ankerloch- oder Unterwasserbohren) kann entweder mit Außen- und Innenbohrgestänge gleichzeitig oder nur mit einer dieser beiden Gestänge allein gearbeitet werden. Hiebei ist zu beachten, daß sich beim Bohren mit der Innenbohrkrone 22 die mit dem Außenbohrgestänge zusammenwirkende Schlag- Bohrmaschine 24 an dem den Bohrkronen 22 und 43 zugewandten Ende der Lafette 46 und beim Bohren mit dem Außenbohrgestänge d:¹ e mit dem Innenbohrgestänge zusammenwirkende Schlag- Bohrmaschine 1 an dem den Pohrkronen 22 und 43 abgewandten Ende der Lafette 46 befinden soll. Die Abfuhr des Bohrmaterials erfolgt durch den zwischen Außen- und Innenbohrgestänge vorhandenen Ringraum 54· &n dessen den beiden Bohrkronen 22 und 43 abgewandten Ende im Auswurfstück 40 eine Öffnung 40' vorgesehen ist, durch welche das Bohrmaterial ins Freie tritt.

Die in den Fig. 6 bis 9 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich von der in der, Fig. 1 bib 5 abgeb; Ldeter Ausführung form im wesentlichen nur dadurch, daß die beiden Schlagwerke 2' und 25' durch ein Zwischenstück 35 starr miteinanderverbunden sind (und dem-

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gemäß beide Schlagwerke 2¹ und 25* gemeinsam auf nur einem auf einer Lafette 46 verschiebbaren Schlitten 56 befestigt, sind) und die Spülmittelzufuhr durch das an dem den beiden Bohrkronen 22 und 43 angewandten Ende der Bohrvorrichtung in der Bohrachse a-b angeordnete Anschlußstück 57, das Spülrohr 58, den Kanal 59 und die in der Innenbohrkrone 22 vorgesehenen Löcher 60 zum Bohrlochgrund erfolgt· Es sei erwähnt, daß bei Ankerlochbohrungen ( wie in Fig. 9 dargestellt) die Innenbohrkrone gegenüber der Ringbohrkrone zurückgesetzt sein soll, um zu vermeiden, daß das Spülwasser den Bohrlochgrund aushöhlt. Hingegen ist es beim Überlagerungsbohren und vor allem beim Unterwasserbohren, wobei man mit der Ringbohrkrone auf festen ( gewachsenen) Stein kommt, vorteilhaft, wenn ( wie in Fig. 5 dargestellt) die Innenbohrkrone gegenüber der Ringbohrkrone vorsteht ( und zwar auch schon beim Bohren in Ron-,Schotter- Wasser-Schichten, die sich oberhalb des festen

Steines befinden ). Ferner sei erwähnt, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung

pneumatisch oder hydraulich betätigte Schlagwerke und pneumatisch, hydraulisch oder in anderer Weise angetriebene Dreh- werke in Frage kommen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß außer dem Inhalt der Schutiansprüche auch sämtliche der in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen enthaltenen Details erfindunsgewesentlich sind.

Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen zum Überlagerungs-Ankerloch- und/oder Unterwasserbohren ist es bei der erfin-H dungsgemäßen Vorrichtung möglich, das Verhältnis der auf p| Innen- und Ringbohrkrone übertragenen Schlagenergien von vornherei: genau festzulegen und/oder diese Bohrkronen mit verschieben Drehzahlen anzutreiben. Infolgedessen bietet . die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber dei: bekannten Vor-S richtungen den beträchtlichen Vorteil, daß sich mit ihr f unter sonst gleichen Bedingungen mit geringeren Antriebs-

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leistungen wesentlich größere Eohrleistungen erzielen lassen« Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die für ihren Antrieb erforderlichen Schlag- und Drehwerke verhältnismäßig viel kleiner und leichter als bei den erwähnten bekannten Vorrichtungen ausgeführt sein können.

Claims (4)

P 1350/ϊ Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Überlagerungs-,Ankerloch- und/oder Unterwasserbohren, die eine an einem Innenbohrgestänge befestigte Innenbohrkrone und eine an einem Außenbohrgestänge befestigte Ringbohrkrone aufweist, dadurch gekennzeichnet daß zwei vornehmlich unabhängig voneinander steuerbare, vorzugsweise auch während des Bohrvorganges außerhalb des Bohrloches befindliche, je ein Schlagwerk ( 2¹, 25*) und je ein Drehwerk ( 9,33) aufweisende Schlag- Drehmaschinen ( 1, 24) vorgesehen sind, wobei die eine Schlag- Drehmaschine (1) auf das Innenbohrgestänge ( 8,16,14,15,8,14,15) und die andere Schlag- Drehmaschine (24^ auf das Außenbohrgestänge ( 26,40,41,42 ) einwirkt.

2₀Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 'gekennzeichnet, daß die beiden Schlag-Drehmaschinen (1,24) vorzugsweise durch je einen Vorschubmotor (47,48) unabhängig voneinander in Richtung der Bohrachse (a-b) vorschiebbar und rückziehbar

3# Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ^kennzeichnet, daß die Schlagkolben (2,25) der beiden Schlag- Drehmaschinen (1,24) konzentrisch zur Bohrachse (a-b) angeordnet sind, wobei von den beiden Bohrkronen (22, 43) aus gesehen die auf das Außenbohrgestänge (26, 40, 41,42) einwirkende Schlag-Drehmaschine (24) vor der auf das Innenbohrgestänge (8,16, 14, 15) einwirkenden Schlag- Drehmschine (1) angeordnet ist und ihr eine konzentrische Bohrung (25¹) aufweisender Schlagkolben (25) das Innenbohrgestänge ( 8,16,14,15) umgibt und daß die Durchmesser der in dem auf das Außenbohrgestänge (26, 40,41,42) ainwirkenden Schlagkolben (25) , in dem benachbarten Einst eckstuaimel (26) sowie in einem gegebenenfalls vorhandenen Aus^;7urfstück (40) vorhandenen Bohrungen (25', 26^!, 40" ) größer sind als die Außendurchmesser der zu dem Innenbohrge-

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stange (8,36,14, 15) gehörenden Verbindungsmuffen (15)·

4.Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenbchrgestänge ( 8,16,14,15) zwischen, den beiden Schlag- Drehmaschinen ( 1,24) mit einem Spülmittel- Anschluß (18) versehen ist, von dem aus ein durch das Innenbohrgestänge (I8_f 14, 15) hindurchgehender Kanal (21) zu der Innenbohrkrone (22) führt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenbohrgestänge (8,16,14,15) im Bereich der Spülmittel- Durchtrittsöffnung (20) an seiner Außenseite zylindrisch ausgebildet und von einem einen Spülmittel- Anschluß (18) aufweisenden Anschlußstück (17) umgeben ist, das an beiden Enden vorzugsweise mit Hilfe von 0- Ringen (19^!) abgedichtet ist.

6, Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwerke (9,33) hydraulisch angetrieben sind·

7« Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsehubmotore ( 47, 48) mittels Druckluft oder hydraulisch angetrieben sind.

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