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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Rohrbrunnen, insbesondere
Kiesschüttungsbrunnen Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Rohrbrunnen
`-erden sowohl beim Trocken- als auch beim Spülbohren zum Verkleiden des Rohrloches
besondere Rohrre benutzt, um insbesondere bei weichen, zu Nachfall neigenden Gebirgsschichten
ein Einstürzen der Bohrlochwand zu verhindern.
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Beim Trockenbohren werden dabei nach Erreichen bzw. Durchbohren der
wasserführenden Schicht .d!ie Filter- und Aufsatzrohre innerhalb der Verkleidungsrohre
nach Entfernen -des Bohrgestänges bis auf die Bohrlochsohle eingelassen, dann absatzweise
Kies in die Verklei:dun:gsronre geschüttet und. diese langsam entsprechend der :eienge
des eingebrachten Kieses hochgezogen. Wenn man auch schon durch besondere Führungen
zwischen den Filter- und den Verkleidungsrohren es erreicht hat, daß die Filterrohre
von dem eingebrachten Kies gleichmäßig umschüttet werden, so besteht hierbei doch
dauernd die Gefahr, daß beim absatzweisen Hochziehen der Verkleidungsrohre etwaiger
Nachfall zwischen den Kies gelangt und dabei zum mindesten ein Teil der Kiesschüttung
unbrauchirar gemacht wird. Darüber hinaus ist diese Arbeits"veise im gesamten sehr
umständlich und zeitraubend.
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Wird das Bohrloch mit Spülung niedergebracht, so ist auch hier die
Anwendung von Verldei,dungsrohren üblich, jedoch sind die Filterrohre hierbei an
Stelle einer Kiesschüttung häufig mit einem engmaschigen Metallgewebe versehen,
und' das Hochziehen der Verkleidungsrohre kann hierbei nur langsam erfolgen, um
-dem wasserführenden Sand genügend Zeit zu geben, sich an das Metallgewebe anzulegen,
bevor die Verkleidungsrohre gezogen werden können. Auch bei vorsichtigstem Arbeiten
kann jedoch nicht verhindert werden, daß sich hierbei unerwünschte Erdschichten
an das
Metallgewebe anlegen und dieses dauernd verstopfen. Im übrigen
haben Metallgewebe noch den Nachteil, daß sie sehr leicht durch Verkrustungen verstopfen,
so d:aß man in neuerer Zeit auch Spülbohrungen mit Kiesschüttung einbringt.
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Es ist zwar weiterhin auch bekannt, Rohrbrunnen auf dem Wege der Wasserspülung
ohne Anwendung von Verkleidungsrohren herzustellen und mit Gewebefiltern zu versehen,
jedoch haben sich derartige Brunnen im allgemeinen als wenig zuverlässig erwiesen.
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Fernerhin ist es bekannt, Rohrbrunnen in der Weise herzustellen, daß
an der Außenseite der Bohrrohre eine Spüleinrichtung mit abgesenkt wurde, während
innerhalb der Bohrrohre die Filter- bzw. Aufsatzrohre gleichzeitig mit den Bohrrohren
in das Bohrloch eingebracht, in der gewünschten Teufe abgesetzt und dann die Bohrrohre
gezogen wurden. Eine etwaige Kiessehüttung wurde dabei gegen die aufsteigende Spülung
eingeschüttet. Die Anwendung des Spülens außerhalb der Bohrrohre hatte bei dieser
bekannten Arbeitswese den Nachteil, daß die Spüleinrichtung Beschädigungen ausgesetzt
zwar und leicht, beispielsweise auch schon beim Einbringen der Kie:sschüttung, festsitzen
konnte. Schließlich hat man auch schon v orgeschlaggen, beim Einspülen von Filterrohren
:das Spülwasser durch das Innere der Filterrohre der Brunnensohle zuzuführen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohrbrunnen,
insbesondere Kiesschüttungsbrunnen auf dem M'ege der Spülbohrung, bei dem die Filter-
bzw. Aufsatzrohre gleichzeitig mit den Bohrrohren in das Bohrloch eingebracht, in
der gewünschten Teufe abgesetzt und dann die Bohrrohre gezogen werden. Die Erfindung
besteht darin, daß die Spülung innerhalb der Bohrrohre zugeführt, am unteren Ende
der Bohrrohre zum Austritt gebracht und die Kieschüttung nach dem Absetzen der Filterrohre
bei s s
fortgesetzter Spülung unter gleichzeitiger Drehung der Bohrrohre entgegen
dem an der Außenwandung der Bohrrohre in einer Wirbelbewegung hochsteigenden Spülwasserstrom
eingebracht wird. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird die Herstellung von
Rohrbrunnen nicht nur außerordentlich zuverlässig, sicher und störungsfrei gestaltet,
sondern auch mit denkbar geringstem Zeit- und Arbeitsaufwand ermöglicht, wobei zugleich
eine einwandfreie Saugerhaltung der Kiesschüttung ermöglicht wird. Werden hierbei
die Bohrrchre gleichzeitig gedreht, so wird die Kiesschüttung beim Einbringen in
Drehung versetzt, dadurch der Durchmesser des Bohrloches für den Aufsch:'luß der
wasserführenden Schicht vergrößert und der Kies in gleichmäßiger zentrischer Anordnung
um die Filterrohre abgelagert.
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Im einzelnen kann das Verfahren nach der Erfindung noch dadurch weiter
ausgestaltet werden, daß das Ziehen der Bohrrohre mit Hilfe des Spülungsdruckes
bzw. mit Unterstützung durch den Spülungsdruck durchgeführt wird. Fernerhin ist
es gemäß der Erfindung auch möglich, d.a.ß der Spülung schon während des Bobrens
entkeimende Zusätze zugegeben werden, durch welche die Schichten um das Bohrloch
herum entkeimt werden und somit ein auch in hygienischer Beziehung ganz einwandfreier
Brunnen für Trinkwassergeschaffen wird. Diese zugesetzten Chemikalien können beliebiger
Art sein und beispielsweise aus sauerstoffabspaltenden Verbindungen, wie Kalium-Permanganat
oder entsprechenden Chlorverbindungen, bestehen.
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Fernerhin sind Gegenstand der Erfindung noch die verschiedensten Einrichtungen
zur Durchführung des ihr zugrunde liegenden Verfahrens.
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Fine Bohreinrichtung nach der Erfindung ist beispielsweise im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, d:aß die Filter- bzw. Aufsatzrohre zentrisch und lösbar
in den Bohrrohren geführt sind und Filterrohr und Bohrrohr an ihren unteren Enden
zu einem Bohrer ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß
sich die Filterrohre an ihrem unteren Ende über Bohrschneiden oder eine Bohrkrone
gegen die Bohrrohre abstützen, während die Bohrrohre selbst noch an der Außenfläche
ihres unteren Endes mit Bohrschneiden versehen sind. Das untere Ende der Filterrohre
kann fernerhin mit einer Bohrspitze abschließen.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung
ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise erläutert i;s.t. Es zeigt AM.
I eine vereinfachte Ausführungsform einer Bohreinrichtung nach der Erfindung und
Ab'b.II ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die in Abb. I veranschaulichte Einrichtung besteht im wesentlichen
aus dem an seinem oberen Ende verschlossenen Bohrrohr i. In dem Bohrrohr i sind
die Aufsatzrohre 2 beispielsweise über eine oder mehrere Schrauben 3 sicher aber
lösbar befestigt. Die Aufsatzrohre -2 sind an ihrem unteren Ende mit den Filterrohren
4 mit Hilfe der Verbindung 5 gekuppelt. Die Filterrohre 4 sind in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel unten etwas länger als die Aufsatzrohre 2 ausgebildet und an
ihrem unteren Ende in die Bohrkrone 6 eingeschraubt, deren Außendurchmesser dem
Innendurch.inesser der Bohrrohre i entspricht und über deren Schneiden sich die
Filterrohre zentrisch gegen die Innenwandung der Bohrrohre i abstützen. Die Bohrrohre
i sind fernerhin an ihrem unteren Ende mit Bohrschneiden 7 versehen, welche an der
Außenwandung der Bohrrohre i angeordnet sind, während das untere Ende der Filterrohre
mit einer nicht bezeichneten Bohrspitze versehen ist. Gegenüber jeder der Bohrschneiden
7, deren Zahl zwischen vier und acht liegen kann, sind die Bohrrohre i mit Öffnungen
8 versehen, durch :die das Spülwasser an die Bohrschneiden 7 gelangen kann, um diese
vom Bohrklein zu säubern bzw. die Bohrarbeit zu unterstützen. Das obere Ende der
Bohrrohre i ist fernerhin mit einem Wasseranschluß g für den Zutritt der Wasserspülung
versehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach _-#bb.II ist am oberen Ende der Aufsatzrohre
2 ein Kolben io
angeordnet, beispielsweise angeschraubt, welcher
mittels einer Packung i i in den Bohrrohren i abdichtend geführt und durdh eine
oder mehrere Schrauben 3 lösbar befestigt ist. Der Kolben io weist eine Haube 12
auf, in der ein beispielsweise durch eine Kugel 13 gebildetes Ventil angeordnet
ist, welches durch das Seil 14 von Hand betätigt werden kann, d. h. entweder auf
den Sitz 15 'herabgelassen oder von diesem abgehoben werden kann. Die Haube 12 ist
fernerhin mit Eintrittsöffnuugen o für den Zutritt des Spülwassers versehen. An
dem oberen Endre des Bohrrohres i ist fernerhin ein Spülkopf angeordnet, welcher
aus einem Kopfstück 16 besteht, das mittels des ScharnieTs 17 und der Sehraube 18
an dem Bohrrohr i befestigt und gegen das Innere des Bohrrohres i über eine Packung
i9 abgedichtet werden kann. Das Kopfstück 16 weist einen oberen Teil 16u auf. Zwischen
dem Teil 16 und 16a ist ein Kugellager 21 und eine Packung 2@2 angeordnet, während
sich im oberen Teil i,6a eine Seilrolle 23 befindet, über die das Seil 1,4 durch
eine Öffnung des Stützens 24 des Spülkopfes nach außen geführt ist und durch eine
am Stützen 24 angeordnete Schraube 25 in beliebiger Lage festgehalten werden kann.
Die Seildurchführung ist in üblicher Weise abgedichtet. Am oberen Teil des Spülkopfes
16a isst fernerhin noch ein Stutzen 26 für den An@schluß des Spülschlauches an die
Pumpe angeordnet. Schließlich ist am oberen Teil 16a noch ein Auge 27 angebracht,
an das ein Schäkel mit Seil befestigt wird und so die gesamte Einrichtung über die
Rolle eines Dreibockes an einer Seilwinde aufgehängt werden kann.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der Abb.
1I erläutert, woraus auch gleichzeitig die mit der Einrichtung nach Abb.l mögliche
Arbeitsweise abgeleitet werden kann.
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Nachdem die Brunnen- und Filterrohre 2 und 4 in das Bohrrahr eingebracht
worden sind, wird der Kolben io auf das Brunnenrohr aufgeschrauibt und mittels der
Schraube 3 gegenüber dem Bohrrohr sicher befestigt. Dann wird der Spülkopf, 16,
16a auf das Bohrrohr aufgesetzt und mit diesem verbunden, wonach diegesamte Einrichtung
mittels eines am Auge 27 angreifenden Seiles an einem Dreibock od. dgl. aufgehängt
wird. Hierauf beginnt man von Hand oder auch durch maschinellen Antrieb mit dem
Bohren, d. h. man stellt das Bohrrohr i vertikal auf den Bohransatzpunkt und versetzt
es in Drehung, wobei sich der obere Teil 1611 des Spülkopfes nicht mitdreht. Gleichzeitig
wird die Kugel 13 mit Hilfe des Seiles von ihrem Sitz gehoben und Spülwasser durch
den Stutzen 26 eingepumpt. Das Wasser strömt in der Pfeilrichtung durch die Öffnung
o in der Haube 12 nach unten, tritt durch die Filteröffnungen in das Bohrrohr i
ein und gelangt weiter durch die Öffnungen 8 an die Bohrschneiden 7, wo es das afigebohrte
Bohrklein auf seinem weiteren Wege an der Außenwandung des Bohrrohres i nach oben
mitnimmt. Hat das Bohrloch i die gewünschte Teufe erreicht, so wird das Brunnen-
und Filterrohr ?-
und 4 endgültig festgesetzt, was durch Lösen der Sehraube
3 bewerkstelligt werden kann. Nu wird das Bohrrohr i hochgezogen, wofür neben der
Winde des Dreibockes auch .der Kolben io herangezogen werden kann, und zwar dadurch,
daß das Seil 14 herabgelassen wird, so diaß das Kugelventil 13 auf seinem Sitz 15
in der Haube n2 gelangen kann, kein Wasser mehr in das Brunnenrohr 2 eintreten kann
und somit der Wasserdruck auf den Kolben io bzw. die Innenseite des Spülkopfes 16
zur Einwirkung kommt. Ist das Bohrrohr i genügend angehoben, so wird d(as Kugelventil
13 wieder geöffnet, um Wasser durch däs Filterrohr 4. zu drücken und eventuellen
Nachfall, der beim Hochziehen des Bohrrohres. i entwanden sein sollte, nach oben
auszuspülen. Ist dies geschehen, so wird in das hochs.teitgende Spülwasser gegebenenfalls
unter Verminderung seiner Menge der Kies eingeschüttet und gleichzeitig das Bohrrohr
i weiter hochgezogen und hierbei vorzugsweise gedreht. Ist der Brunnen im Bereich
der wasserführenden Schicht in dieser Weise mit einer Kiesschiittung versehen, so
wird das Bohrrohr i ganz herausgezogen und der Brunnen in der üblichen Weise fertiggestellt.
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In dieser und ähnlicher Weise kann nach der Erfindung mit einer verhältnismäßig
einfachen Einrichtung bei geringstmöglichem Arbeits- und Zeitaufwand ein Kiesschütturngsbrunnen
hergestellt werden, wie es bisher nicht erreichbar war. Besondere Vorteile der Erfindung
bestehen fernerhin in der großen Sicherheit und Zuverlässigkeit, mit der. die ganze
Arbeit durchgeführt und die Filterrohre gleichmäßig mit einer sauberen Kiesschüttung
versehen werden und .damit ein Brunnen hoher Leistung geschaffen wird. Lediglich
beispielsweise sei erwähnt, daß es nach der Erfindung möglich ist, in Sand und Lehm
Brunnen von 25 bis 30 .Meter Teufe in i bis 2 Stunden zu bohren und in weiteren
i bis 2 Stunden mit einer Kiesschüttung von beispielsweise bis zu 15 ooo kg zu versehen.
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Die Erfindung ist jedoch mit den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen
keineswegs erschöpft, vielmehr können die ihr zugrunde liegenden Vorschläge konstruktiv
noch in beliebiger Weise abgeändert werden, und es ist auch möglich, nach dem Verfahren
der Erfindung Rohrbrunnen größerer Teufe herzustellen. iGegebenenfalls ist es auch
möglich, das Verfahren nach der Erfindung unter sinngemäßer Abänderung der dazu
benutzten Einrichtung für die Herstellung von kiesschüttungslosen Brunnen mit Gewebefiltern
anzuwenden.