EP1077307B1 - Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers - Google Patents

Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers Download PDF

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EP1077307B1
EP1077307B1 EP00112795A EP00112795A EP1077307B1 EP 1077307 B1 EP1077307 B1 EP 1077307B1 EP 00112795 A EP00112795 A EP 00112795A EP 00112795 A EP00112795 A EP 00112795A EP 1077307 B1 EP1077307 B1 EP 1077307B1
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EP
European Patent Office
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rod assembly
assembly according
rod
plug connectors
rods
Prior art date
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EP00112795A
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English (en)
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EP1077307A1 (de
Inventor
Werner Dipl.-Ing. Harthauser
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Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections

Definitions

  • the invention relates to a rod section for a screw drill according to the preamble of claim 1.
  • augers with an endless screw are used, which are composed of individual snail pieces, so-called rod sections.
  • the boom sections are provided with an outer tube that carries the helix.
  • EP 0 394 617 also discloses a method and a measuring device for determining the concrete pressure when creating in-situ concrete piles by means of a auger.
  • the concreting pressure in the foot area of the concrete feed line of the auger is recorded and transferred to an evaluation external to the auger.
  • the auger has an outer helix and a core tube serving as a concreting tube, a pressure measuring device being provided close to the outlet opening on the bottom of the core tube, which has a plurality of tube segments arranged symmetrically to one another over the circumference of the core tube or a closed tube ring with deformation transducers.
  • the invention has for its object to provide a rod section with cable, which is easy to assemble.
  • the section of a worm drill 10 shown in FIG. 1 with a helix 11 of an endless screw reproduces the connection point between two rod sections 12, 13.
  • the helix 11 is not shown in this transition area and the auger 10 is partially cut so that elements lying inside are visible.
  • the linkage sections 12, 13 are mechanically connected via a torsion-proof and pull-proof coupling 14, which has a polygonal connecting piece, which consists of a male and female part.
  • the angularly fixed coupling position ensures that the helix 11 is not interrupted in the connection area, but instead has a continuous transition. For this reason, the screw spirals always end at precisely defined angular positions in relation to the connecting piece.
  • boom sections 12, 13 used different lengths, which can lead to different angular positions of the helix approaches, 14 such angular offsets are adapted by means of the coupling.
  • the helix 11 is attached to an outer tube 15 for each rod section 12, 13.
  • Each rod section 12, 13 is provided at both ends with a passage opening 19, 20 in the tubular jacket of the associated outer tube 15.
  • the two through openings 19, 20 are arranged in the same way as the lugs of the helix 11 at a fixed angle in a predetermined angular position to the coupling position. This means that it is ensured that, regardless of the length of the individual rod sections 12, 13, the angular position of opposite passage openings 19, 20 of two rod sections 12, 13 to be coupled is at least in pairs for the entire auger 10.
  • a separate connector 22 has at its two ends further connector parts 23 which are complementary to the connector parts 21 on the rod sections 12, 13.
  • the connecting piece 22 has a cable connection 24 which connects the associated further connector parts 23.
  • All connector parts 21, 23 are provided with detachable, tight covers 25, which are also mechanically robust to withstand the harsh conditions during drilling operations.
  • the covers 25 are preferably screwed onto the rod sections 12, 13.
  • a flexible hose cover 26 e.g. provided a commercially available hydraulic hose, the free ends of which are tightly connected to the cover of the associated further connector parts 23 by an internally sealed pipe socket 27 bridging the ends of the hose cover 26 to the cover 25. Since the hose cover 26 and the internal cable connection 24 are somewhat flexible, the further connector parts 21 can be easily plugged onto or removed from the drill pipe-side connector parts 21. It is particularly simple if the connector parts have a radial plug-in direction with respect to the outer tube 15.
  • connecting piece 22 As further protection of the connecting piece 22 against corrosion and abrasive media, it is advantageous to provide the connecting piece 22 with a metal jacket, for example a cover plate, which is fastened to the outer tube 15. Additionally or alternatively, protective ribs made of solid steel can be attached to the outer tube 15, behind which the connecting piece 22 is protected against drilling material.
  • a metal jacket for example a cover plate
  • the connecting piece 22 runs axially parallel to the auger 10. A good protection during drilling operation is also ensured if the connecting piece runs below and along the helix 11, so that the foot region of the helix 11 serves as mechanical protection for the connecting piece 22 ,

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gestängeschuss für einen Schneckenbohrer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Im Tiefbau werden bekanntlich Schneckenbohrer mit einer Endlosschnecke eingesetzt, die aus einzelnen Schneckenstücken, sogenannten Gestängeschüssen, zusammengesetzt sind. Die Gestängeschüsse sind mit einem Außenrohr versehen, welches die Wendel trägt. Außerdem ist ein Innenrohr vorhanden, über welches beim Ziehen des Schneckenbohrers nach dem Abbohren Beton unter Überdruck in das Bohrloch gefüllt wird.
  • Es erweist sich, dass beim Abteufen die Richtung des Schneckenbohrers immer wieder korrigiert werden muss. Um die Korrektur automatisch durchführen zu können, müssen im Bereich des Schneckenbohrers verschiedene Sensoren zur Ermittlung von Neigung, Verrollung u.ä. vorhanden sein. Das setzt aber auch eine Verbindung zu oberirdischen Versorgungs- und Steuereinrichtungen voraus.
  • Es ist zwar aus DE 198 19 626 A2 bekannt, innerhalb eines Bohrrohres zu diesem Zweck ein Versorgungs- und Datenkabel an zuordnen. Allerdings ist dort kein Betonierrohr oder Spülrohr vorhanden, so dass die Kabel mittig geführt werden können.
  • Die EP 0 394 617 offenbart ferner ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Ermittlung des Betonierdruckes bei der Erstellung von Ortsbetonpfählen mittels einer Bohrschnecke. Dabei wird der Betonierdruck im Fußbereich der Betonzuführleitung der Bohrschnecke erfasst und zu einer bohrschneckenexternen Auswertung übertragen. Die Bohrschnecke weist eine Außenwendel und ein als Betonierrohr dienendes Seelenrohr auf, wobei nahe an der fußseitigen Austrittsöffnung des Seelenrohres eine Druckmesseinrichtung vorgesehen ist, die mehrere über den Umfang des Seelenrohres symmetrisch zueinander angeordnete Rohrsegmente oder einen geschlossenen Rohrring mit Verformungsaufnehmern aufweist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gestängeschuss mit Kabel anzugeben, welcher einfach montierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:
    • Figur 1
    eine teilweise geschnittene Ansicht eines Abschnitts eines Schneckenbohrers; und
    Figur 2
    eine Einzelheit der Figur 1 in vergrößerter Darstellung.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Abschnitt eines Schneckenbohrers 10 mit einer Wendel 11 einer Endlosschnecke gibt die Verbindungsstelle zwischen zwei Gestängeschüssen 12, 13 wieder. Um die Zeichnung übersichtlich zu halten, ist in diesem Übergangsbereich die Wendel 11 nicht dargestellt und der Schneckenbohrer 10 ist teilweise angeschnitten, so dass im Inneren liegende Elemente sichtbar sind.
  • Die mechanische Verbindung der Gestängeschüsse 12, 13 erfolgt über eine drehfeste und ziehfeste Kupplung 14, die ein polygonartiges Verbindungsstück aufweist, welches aus einem Vaterund einem Mutterteil besteht. Die winkelfeste Koppelposition stellt sicher, dass die Wendel 11 im Verbindungsbereich nicht unterbrochen ist, sondern einen kontinuierlichen Übergang aufweist. Aus diesem Grund enden die Schneckenwendeln immer an genau definierten Winkelpositionen bezogen auf das Verbindungsstück. Werden Gestängeschüsse 12, 13 unterschiedlicher Länge eingesetzt, was zu unterschiedlichen Winkellagen der Wendelansätze führen kann, werden mittels der Kupplung 14 derartige Winkelversätze angepasst.
  • Die Wendel 11 ist bei jedem Gestängeschuss 12, 13 auf einem Aussenrohr 15 angebracht. In den Aussenrohren 15 verläuft jeweils ein Innenrohr 16, welches als Betonier- oder Spülrohr dient. Zwischen Innen- und Aussenrohr 16, 15 befindet sich in jedem Gestängeschuss 12, 13 ein Hohlraum 17, in welchem ein oder mehrere Kabel 18 zur Versorgung von Sensoren (nicht dargestellt) am Schneckenbohrer sowie zur Datenübertragung verlaufen.
  • Jeder Gestängeschuss 12, 13 ist an seinen beiden Enden mit jeweils einer Durchtrittsöffnung 19, 20 im Rohrmantel des zugehörigen Aussenrohres 15 versehen. Die beiden Durchtrittsöffnungen 19, 20 sind in gleicher Weise wie die Ansätze der Wendel 11 winkelfest in vorgegebener Winkellage zur Koppelposition angeordnet. Das heisst, es ist sichergestellt, dass unabhängig von der Länge der einzelnen Gestängeschüsse 12, 13 die Winkellage gegenüberliegender Durchtrittsöffnungen 19, 20 von zwei zu koppelnden Gestängeschüssen 12, 13 für den gesamten Schneckenbohrer 10 zumindest paarweise gleich ist.
  • An den Durchtrittsöffnungen 19, 20 ist jeweils ein Steckverbinderteil 21 angeordnet, welches mit den im Hohlraum 17 liegenden Kabeln 18 elektrisch leitend verbunden ist. Die in den Hohlräumen 17 der Gestängeschüsse 12, 13 liegenden Kabel 18 weisen somit an ihren Enden jeweils ein Steckverbinderteil 21 auf, welches von aussen zugänglich ist. Ein separates Verbindungsstück 22 weist an seinen beiden Enden weitere Steckverbinderteile 23 auf, die zu den Steckverbinderteilen 21 an den Gestängeschüssen 12, 13 komplementär sind. Das Verbindungsstück 22 weist eine Kabelverbindung 24 auf, welche die zugehörigen weiteren Steckverbinderteile 23 verbindet. Durch Aufstecken der weiteren Steckverbinderteile 23 des Verbindungsstückes 22 auf die Steckverbinderteile 21 an den Gestängeschüssen 12, 13 werden somit die zugehörigen Kabel verbunden, wobei die Gestängeschüsse 12, 13 am Aussenrohr 15 überbrückt werden. Die Steckrichtung ist radial zum Aussenrohr 15.
  • . Alle Steckverbinderteile 21, 23 sind mit lösbaren, dichten Abdeckungen 25 versehen, die ferner mechanisch robust sind, um den rauhen Bedingungen im Bohrbetrieb standzuhalten. Bevorzugt sind die Abdeckungen 25 auf den Gestängeschüssen 12, 13 verschraubt.
  • Als Schutz der Kabelverbindung 24 ist dieses mit einem flexiblen Schlauchüberzug 26, z.B. einem handelsüblichen Hydraulikschlauch versehen, dessen freie Enden mit der Abdeckung der zugehörigen weiteren Steckverbinderteile 23 dicht verbunden sind, indem ein innen abgedichteter Rohrstutzen 27 die Enden des Schlauchüberzugs 26 zur Abdeckung 25 überbrückt. Da der Schlauchüberzug 26 und die innenliegende Kabelverbindung 24 etwas flexibel sind, können die weiteren Steckverbinderteile 21 auf einfache Weise auf die bohrrohrseitigen Steckverbinderteile 21 aufgesteckt bzw. von diesen abgezogen werden. Es ist besonders einfach, wenn die Steckverbinderteile bezüglich des Aussenrohres 15 eine radiale Steckrichtung aufweisen.
  • Als weiterer Schutz des Verbindungsstücks 22 gegen Korrosion und abrasive Medien ist es vorteilhaft, das Verbindungsstück 22 mit einem Metallmantel zu versehen, beispielsweise einem Abdeckblech, welches am Aussenrohr 15 befestigt ist. Zusätzlich oder alternativ können auch Schutzrippen aus massivem Stahl am Aussenrohr 15 angebracht sein, hinter welchen das Verbindungsstück 22 gegen Bohrgut geschützt ist.
  • In dem dargestellten Beispiel verläuft das Verbindungsstück 22 achsparallel zum Schneckenbohrer 10. Ein guter Schutz während des Bohrbetriebs ist auch dann gewährleistet, wenn das Verbindungsstück unterhalb und entlang der Wendel 11 verläuft, so dass der Fussbereich der Wendel 11 als mechanischer Schutz für das Verbindungsstück 22 dient.

Claims (11)

  1. Gestängeschuss für einen Schneckenbohrer (10) mit einem Innenrohr (16) und einem eine Wendel (11) tragenden Außenrohr (15), wobei zwischen dem Innenrohr (16) und dem Außenrohr (15) ein Kabel (18) geführt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Gestängeschuss (12, 13) an seinen beiden Enden mit jeweils einer Durchtrittsöffnung (19, 20) im Rohrmantel (15) des Außenrohres versehen ist und
    dass an den Durchtrittsöffnungen (19, 20) Steckverbinderteile (21) für das Kabel (18) angeordnet sind.
  2. Gestängeanordnung mit mindestens zwei Gestängeschüssen (12, 13) nach Anspruch 1, die über eine drehfeste Kupplung (14) winkelfest in einer vorgegebenen Koppelposition lösbar miteinander verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden Durchtrittsöffnungen (19, 20) winkelfest in vorgegebener Winkellage zur Koppelposition angeordnet sind, dass ein die Gestängeschüsse (12, 13) am Außenrohr (15) überbrückendes Verbindungsstück (22) mit komplementären Steckverbinderteilen (23) sowie einer Kabelverbindung (24) zur Verbindung der gegenüberliegenden Steckverbinderteilen (21) zweier Gestängeschüsse (12, 13) vorhanden ist.
  3. Gestängeanordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steckverbinderteile (21, 23) mit lösbaren, dichten Abdeckungen (25) versehen sind.
  4. Gestängeanordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abdeckungen (25) über die Steckverbinderteile (21, 23) geschraubt sind.
  5. Gestängeanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kabelverbindung (24) im Verbindungsstück (22) mit einem Schlauchüberzug (26) versehen ist, dessen freie Enden mit der Abdeckung (25) der jeweils zugehörigen Steckverbinderteile (23) dicht verbunden sind.
  6. Gestängeanordnung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlauchüberzug (26) mit einem Metallmantel versehen ist.
  7. Gestängeanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steckverbinderteile (21, 23) bezüglich des Außenrohres (15) radial ausgerichtet sind.
  8. Gestängeanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Winkellagen der Durchtrittsöffnungen (19, 20) eines Gestängeschusses (12, 13) in Abhängigkeit von der Länge des Gestängeschusses (12, 13) unterschiedlich sind.
  9. Gestängeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsstück (22) achsparallel zu den Gestängeschüssen (12, 13) verläuft.
  10. Gestängeanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsstück (22) entlang und unterhalb der Wendel (11) angeordnet ist.
  11. Schneckenbohrer (10),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Gestängeanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10 vorgesehen ist.
EP00112795A 1999-08-18 2000-06-16 Kabelverbindung zwischen zwei Gestängeschüssen eines Schneckenbohrers Expired - Lifetime EP1077307B1 (de)

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DE29914494U 1999-08-18

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