EP1300543A1 - Underreamer drilling system - Google Patents

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EP1300543A1
EP1300543A1 EP01123939A EP01123939A EP1300543A1 EP 1300543 A1 EP1300543 A1 EP 1300543A1 EP 01123939 A EP01123939 A EP 01123939A EP 01123939 A EP01123939 A EP 01123939A EP 1300543 A1 EP1300543 A1 EP 1300543A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drill
borehole
head
pipe
drilling device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01123939A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter W. Prof. Dr. Klemm
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP01123939A priority Critical patent/EP1300543A1/en
Priority to US10/252,727 priority patent/US6808030B2/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/12Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using drilling pipes with plural fluid passages, e.g. closed circulation systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14Fluid operated hammers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Definitions

  • the invention relates to a drilling device for expanding an earth hole.
  • the drilling device includes a drill head that holds a drill bit has, a percussion piston, which is driven by a drive medium and hits the drill bit, as well as a hollow drill pipe which the drill head is attached and through the cavity of the drive medium is led to the percussion piston.
  • the invention further relates to a method for expanding an existing one Borehole where a drill head is inserted into the borehole hollow drill pipe is attached and pulled through the borehole, being on a drill bit of the drill head during drilling Percussion piston that is driven by a drive medium, which is fed through the hollow drill pipe.
  • Such a drilling device which works according to the method mentioned, is described in American patent US 5,791,419.
  • This one described drilling device is used to drill an existing Pipe in the ground and to replace this pipe with a new pipe.
  • the Hollow drill pipe is first pushed through the pipe to be drilled. If it emerges at the end of the pipe to be drilled, the Drill head attached to the hollow drill pipe.
  • the drill bit i.e. the surface of the drill head with the cutting edges or teeth, which the Removal of the material to be drilled is directed towards the drill pipe.
  • Percussion piston within the drill head which is annular and surrounding the drill string can strike the back of a drill bit, who carries the drill bit.
  • the drill bit is over a damping element axially movably attached to the drill head.
  • the drive medium for actuating the percussion piston - usually Compressed air - becomes the drill head through the interior of the hollow drill pipe and headed to the percussion piston. After flowing through the channels in the Drilling head and driving the percussion piston flows the drive medium through a channel to the drill bit bit. From here it can be in the pipe to be renovated parallel to the drill pipe Flow through the opening of the pipe to be drilled.
  • This backflow of the drive medium which if necessary Blows drilling material out of the borehole takes place in the annulus around the Drill pipe, which with a large radial distance to the to be renewed Pipe is guided.
  • this drill head To drill the tube essentially parallel to effect its axis, this drill head must have a guide body and have centering body. If the drill pipe is through a clogged or an area of water to be renewed Pipe is guided, there is a risk that the backflow of the drive medium is hindered or interrupted.
  • the object of the invention is to provide a method and an apparatus for the Extension drilling of the type mentioned in such a way that the undisturbed blowing out of the drive medium is ensured.
  • Drill pipe is surrounded by a hollow outer pipe, which one encloses the annulus surrounding the drill pipe through which the drive medium is led out of the borehole.
  • an annular second channel within a linkage designed as a double linkage created a channel separate from the environment in the borehole the drive medium fed into the borehole after driving the Percussion piston can flow through to lead out of the borehole to become.
  • materials can be prevented from the soil surrounding the boom together with the drive medium be flushed out of the borehole. For example, if the hole runs below the water table, is through the outer drill pipe, through which the drive medium flows back, the amount of Water is reduced, which together with the drive medium from the borehole is blown out.
  • the method according to the invention is preferably used to extend a Pilot drilling used, which is produced in the directional drilling process has been.
  • Directional drilling is done behind a steerable directional drilling head usually a support tube is drawn into the borehole. simultaneously a support medium is supplied, which usually consists of water offset bentonite.
  • the support tube which at Drilling a pilot hole with the directional drill head retracted is, preferably as an outer rod of the extension drilling device used. This support tube is flush with the borehole.
  • the aqueous bentonite which surrounds the support tube, has a gelatinous Consistency on the axial movement of the support tube with very little Allows frictional resistance. However, it closes an annulus outside the linkage through which the drive medium could flow out.
  • the support medium is blown out of the borehole.
  • the drive medium can flow freely through the annulus together with the drilling material between the inner drill pipe and the outer pipe at the end of the Flow down the borehole.
  • the drill pipe is used for extension drilling exerts a tensile force on the drill head, extends through the drill pipe preferably the drill head and is connected to the back.
  • the percussion piston is preferably annular, that surrounds it Drill pipe and strikes the back of the drill bit of the drill head.
  • the drill bit i.e. is the area that causes the soil to be removed on the side of the drill head facing away from the end of the drill pipe arranged.
  • the drive medium is thus through the inner drill pipe, which extends through the drill head.
  • At the end of the inner drill pipe is screwed on a cover that the inside of the drill pipe seals and the tensile force from the drill pipe in the Initiates drilling head.
  • the drill head has a substantially cylindrical jacket Shape.
  • a sleeve-shaped piston is displaceable in the drill head guided. Also run in the drill head and in the sealing cover Channels for the passage of the drive medium in the ring area in which the percussion piston is received.
  • the drive medium flows through preferably pneumatic control means which control the piston movement cause and for years in connection with pneumatic deep hole hammers are known.
  • the drill bit is also from a channel protrudes for the passage of the drive medium, which in the area of Drill bit opens.
  • the drive medium is initially by the inner drill pipe and then through the drill head to the Removal-causing surface of the drill bit.
  • Towards the front of the The drill bit has at least one entry opening in the outer rod, through which the drive medium directed into the base of the expansion hole can pass through.
  • the drive medium mentioned is thus due to the overpressure together with the removed material (Drilling material) into the annular space between the outer rod and the inner drill rod flow in and transported out of the borehole through this annular space.
  • a rotary movement on the drill string Transfer the drill bit.
  • the inner drill pipe and the outer pipe preferably over one another engaging internal thread and external thread screwed together. Since the vibrations from the percussion piston are usually such Loosen screw connection is a rotary drive in the direction of the screw connection required to prevent unwanted screwing and loosening of the drill pipe to prevent.
  • the rotary movement increases which is transmitted via the drill pipe, the removal rate the drill bit.
  • the inner linkage and the outer linkage are particularly preferred attached to a common coupling element outside the borehole.
  • the rotary movement is common via the coupling element transferred to the inner drill pipe and to the outer pipe.
  • To the another is the drive medium via the coupling element inside of the inner drill pipe.
  • the coupling element also has Outlet openings for the drive medium flowing out of the borehole on.
  • the coupling element is preferably on a tunneling machine arranged, which has a linear drive, the tensile force on the Coupling element and via the coupling element on the inner drill pipe and transmits the outer linkage.
  • the torque can be exerted on the drill bit either by the inner rod alone or only from the outer linkage or from both linkages at the same time be transmitted.
  • the drill bit with the drill bit is elastic damped against the drill pipe. This reduces the transfer of the Impact forces of the percussion piston from the drill bit to the drill pipe.
  • the essential part of the energy of the percussion piston for the Material removal via the drill bit into the end face of the drill bit initiated. Only a small percentage is transferred to the drill pipe, so that it is not overloaded.
  • the drilling device At the rear end of the drill head in the pulling direction there is preferably a Connecting element attached to which a support tube is attached.
  • a Connecting element attached to which a support tube is attached.
  • the support tube of the first expansion hole which in many cases is the final one that has been drawn into the hole
  • Forms useful pipe e.g. for the intake of fresh water, cabling etc.
  • the support tube is preferably linearly through without rotational movement the borehole is pulled through and is therefore of the rotary motion decoupled from the drill pipe.
  • the end face of the support tube drawn through the borehole is preferably closed via a head plate, which is part of the connecting element is.
  • the head plate preferably has at least one Exit channel for a support medium, which through the support tube is brought into the borehole near the drill head.
  • a support medium is - as already mentioned - preferably mixed with water Bentonite used, which has a gel-like consistency and one has low friction resistance, so that the retraction of the support tube is facilitated.
  • the surface of the support tube head plate facing the drill pipe preferably has an oblique at least in the outer region of its circumference to the radial direction of the drill pipe surface extending in Direction tapered.
  • the preferably conical surface the top plate causes the supporting fluid to be displaced into the peripheral Areas of the support tube.
  • the new drilling device can be an inventive one Methods for widening an existing borehole are implemented, where a drill head is hollow on a hole drilled into the borehole Drill pipe attached and pulled through the borehole, taking on a drill bit of the drill head while drilling a percussion piston strikes, which is driven by a drive medium which by the hollow drill pipe is fed.
  • the method according to the invention is particularly preferred for expansion used by pilot holes that are produced using the directional drilling method were.
  • the directional drilling process becomes a steerable directional drilling head driven through the earth.
  • the directional drill head is designed that it creates a borehole, the longitudinal axis of which in a certain direction is curved.
  • the Direction of curvature can be varied. Should be drilled straight ahead the directional drilling head is continuously rotated around its longitudinal axis, so that the curvature of the borehole is even in all directions distributed and thus canceled.
  • a directional drill head is installed according to the status technology with a directional drill pipe pushed through the borehole, wherein a support medium is introduced into the borehole, which is flush against the directional drill pipe. This directional drill pipe forms the outer linkage after completion of the pilot drilling for the drilling device according to the invention.
  • the drilling capacity is preferably achieved by using a rotary actuator coupled to the drill head increased.
  • the support tube preferably decoupled from the rotary movement of the drill pipe.
  • FIG. 1 The mode of operation of directional drilling can be seen in FIG. 1.
  • a tunneling machine 1 is used to create a pilot hole Direction drill head 2 by means of a directional drill pipe 3 in one Angle driven into the ground.
  • the directional drill pipe 3 is on a rail-guided carriage of the tunneling machine 1 and is driven into the ground with a linear drive. After one Propulsion by a certain distance is applied to the directional drill pipe 3 a new section of the directional drill pipe 3 is added and the Carriage retracted to extend directional drill pipe 3 to advance further.
  • the tunneling machine 1 also has a rotary drive 7, with which the directional drill pipe 3 rotated about its longitudinal axis and in a certain angular position can be locked. In this way can change the plane of the radius of curvature of the hole created in any Directions are inclined.
  • the pilot hole can thus largely parallel to the surface of the earth in any direction. In particular can - as can be seen in Fig.
  • Direction drilling head 2 rotated evenly around its axis.
  • the support fluid will passed under high pressure in the directional drill pipe 3 and exits Rinsing nozzles in the directional drilling head 2. This will remove the material effected in the area of the directional drilling head 2.
  • the bentonite in the Support fluid then lies in the annular gap between the Directional drill pipe 3 and the borehole. This will on the one hand produced borehole and on the other hand a fairly low-friction sliding film generates the resistance to propulsion of the directional drill pipe 3 reduced.
  • a directional boring head 2 with integrated hammer is, for example, from the Document DE 199 46 587 A1 known.
  • the above unpublished European patent application with the application number 01 201 167.2 shows a directional drill head 2 in which the directional drill pipe 3 is hollow and a blow rod leads over which blows from an outside Impact mechanism can be transferred to the directional drilling head 2.
  • the directional drilling head 2 After completion of the pilot drilling, the directional drilling head 2, which has emerged from the exit opening of the bore from the directional drill pipe 3 removed.
  • An extension drill head according to the invention can then be used 6 - hereinafter only called the drill head - on the hollow Directional drill pipe 3 according to the aforementioned European patent application attached, which is then through the pilot hole is pulled through.
  • the linear drive is used for the tunneling machine to apply the tensile forces.
  • the rotary drive 7 is used to to transmit a rotary movement to the drill head 6.
  • At the end of the outer string 3 formed by the directional drill pipe near the Extension drill head 6 is still sensor 4 for position determination arranged.
  • the outer rod 3 In the outer rod 3 is an inner drill pipe 8 inserted, through which on the one hand the rotational forces on the drill head 6 transmitted and on the other hand a drive medium 9 (see FIG. 4) Drill head 6 is passed.
  • the drive medium 9 is usually compressed air, but can also consist of other suitable flowable media.
  • a support tube 10 is connected to the free end of the drawn drilling head 6, which during the production of the extension bore the drill head 6 is drawn into the resulting borehole. Doing so a support medium 11 for producing the extension bore (cf. FIG. 3 and 4) introduced into the support tube 10. This is why it is in the making the extension bore, the pumping and mixing unit 5 for the Support medium 11 arranged near the location where the support tube 10 from the Borehole emerges.
  • the drill head 6 located in the borehole in an enlarged view Presentation.
  • the drill head 6 comprises a drill bit 12 on its the drill pipe 8 facing end. Since the drill head 6 with the drill bit 12 by means of the drill pipe 8 through the borehole into a through an arrow shown in the direction X is pulled, is in the direction of pull X facing free end face of the drill bit 12, the drill bit 13, which the Material removal in the bottom of the borehole causes.
  • a drive medium 9 is passed, which drives a percussion piston 14 on the opposite of the drill bit 13 lying back of the drill bit 12 strikes.
  • a cover 15 is screwed on, the drill string 8th closes and transmits the tensile forces to the drill bit 13.
  • an elastic damping element 17 wears. Against this damping element 17 is based on Intermediate piece 18 from the drill bit 12.
  • the drill bit 12 itself is opposite the drill pipe 8 and preferably also the intermediate piece 18 held a certain distance in the axial direction. Consequently the strokes of the percussion piston 14, which are within the intermediate piece 18 of the drill head is arranged and surrounds the drill pipe 8, only introduced into the drill bit 13 and not into the drill pipe 8.
  • Flow channels 19 arranged which the passage of the drive medium 9 through further flow channels 20, 21 of the drill head 6 through allows in the annular space 22 in which the percussion piston 14 is guided.
  • the pneumatic control of the percussion piston 14 of a downhole hammer is the Well known to a person skilled in the art and is not described in more detail here.
  • the drive medium 9 used for driving the percussion piston 14 flows through a plurality of flow channels 23 in the drill bit 12 to the latter in the pulling direction X front end face, which forms the drill bit 13.
  • the Drive medium 9 has an overpressure compared to the atmosphere, so that it is from the area in front of the drill bit 13 together with the drill material 24 enters an annular inlet opening 25, which between the inner drill pipe 8 and the outer pipe 3 at a distance from Drill bit 13 is arranged.
  • the drive medium 9 can then together with the cuttings 24 through the annular space between the drill pipe 8 and outer linkage 3 flow until it through outlet openings 26 on End of the outer rod 3 emerges outside the borehole.
  • the outlet openings 26 are on a common coupling element 27 arranged, which both the inner drill pipe 8 and the outer pipe 3 wears. Via a ring seal 28 is a feed line 29 for the drive medium 9 connected to the coupling element 27.
  • inlet channels 30, which open into the ring seal 28, make this possible Inflow of the drive medium 9 into the interior of the inner drill pipe 8th.
  • the coupling element 27 is with the rotary drive 7 and the linear drive the tunneling machine 1 (see. Fig. 2) connected and transmits the train and Rotational forces on the inner drill pipe 8 and the outer pipe 3.
  • the enlarged bore is preferably shared by one support tube 10 pulled through the borehole with the drill head 6 lined.
  • the cap 15 is at the end of the drill pipe 8, a pull bell 31 fixedly connected via a roller bearing 32 is decoupled from the rotary movement of the drill head 6.
  • a head plate 33 is connected to the pull bell 31.
  • the support liquid 11 (consisting of a Bentonite / water mixture) into the borehole.
  • the head plate 33 has a plurality of outflow channels 34 for the support liquid 11.
  • the in the direction of pull X front surface of the head plate 33, which towards the bell 31 has a conical shape in order to displace the support liquid 11 in the area in front of the head plate 33 towards the wall of the borehole favor. So a lightly compacted bentonite layer between the Wall of the support tube 10 and the soil created, which due their gel-like consistency the friction between the support tube 10 and the ground reduced.

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Abstract

The drill pipe (3) is enclosed by a hollow outer pipe (3) and the ring-shaped cavity in between the two pipes is used to remove the drive medium from the borehole. <??>The drilling device comprises a drill head (6) with a drill bit (12), a percussion piston (14) driven by a medium in order to strike the drill bit, and a hollow drill pipe secured to the drill bit. An Independent claim is also included for an underreaming method using this drilling device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Aufweiten einer Erdbohrung. Die Bohrvorrichtung umfaßt einen Bohrkopf, der einen Bohrmeißel aufweist, einen Schlagkolben, der durch ein Antriebsmedium angetrieben wird und auf den Bohrmeißel schlägt, sowie ein hohles Bohrgestänge, an dem der Bohrkopf befestigt ist und durch dessen Hohlraum das Antriebsmedium zu dem Schlagkolben geführt wird.The invention relates to a drilling device for expanding an earth hole. The drilling device includes a drill head that holds a drill bit has, a percussion piston, which is driven by a drive medium and hits the drill bit, as well as a hollow drill pipe which the drill head is attached and through the cavity of the drive medium is led to the percussion piston.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufweitung eines bestehenden Bohrlochs, bei dem ein Bohrkopf an einem in das Bohrloch eingebrachten hohlen Bohrgestänge befestigt und durch das Bohrloch gezogen wird, wobei auf einen Bohrmeißel des Bohrkopfs während des Bohrens ein Schlagkolben schlägt, der durch ein Antriebsmedium angetrieben wird, welches durch das hohle Bohrgestänge zugeführt wird.The invention further relates to a method for expanding an existing one Borehole where a drill head is inserted into the borehole hollow drill pipe is attached and pulled through the borehole, being on a drill bit of the drill head during drilling Percussion piston that is driven by a drive medium, which is fed through the hollow drill pipe.

Eine derartige Bohrvorrichtung, die nach dem genannten Verfahren arbeitet, ist in dem amerikanischen Patent US 5,791,419 beschrieben. Die hier beschriebene Bohrvorrichtung dient zum Aufbohren eines existierenden Rohres im Boden und zum Ersatz dieses Rohres durch ein neues Rohr. Das hohle Bohrgestänge wird zunächst durch das aufzubohrende Rohr hindurchgeschoben. Wenn es am Ende des aufzubohrenden Rohrs austritt, wird der Bohrkopf an dem hohlen Bohrgestänge befestigt. Die Bohrkrone, d.h. die mit den Schneiden oder Zähnen besetzte Oberfläche des Bohrkopfes, die den Abtrag des Bohrgutes bewirkt, ist dabei dem Bohrgestänge zugewandt. Ein Schlagkolben innerhalb des Bohrkopfes, der ringförmig ausgebildet ist und das Bohrgestänge umgibt, kann Schläge auf die Rückseite eines Bohrmeißels, der die Bohrkrone trägt, ausüben. Der Bohrmeißel ist über ein Dämpfungselement axial beweglich an dem Bohrkopf befestigt.Such a drilling device, which works according to the method mentioned, is described in American patent US 5,791,419. This one described drilling device is used to drill an existing Pipe in the ground and to replace this pipe with a new pipe. The Hollow drill pipe is first pushed through the pipe to be drilled. If it emerges at the end of the pipe to be drilled, the Drill head attached to the hollow drill pipe. The drill bit, i.e. the surface of the drill head with the cutting edges or teeth, which the Removal of the material to be drilled is directed towards the drill pipe. On Percussion piston within the drill head, which is annular and surrounding the drill string can strike the back of a drill bit, who carries the drill bit. The drill bit is over a damping element axially movably attached to the drill head.

Das Antriebsmedium zur Betätigung des Schlagkolbens - üblicherweise Druckluft - wird durch das Innere des hohlen Bohrgestänges zum Bohrkopf und zum Schlagkolben geleitet. Nach dem Durchströmen der Kanäle in dem Bohrkopf und dem Antreiben des Schlagkolbens strömt das Antriebsmedium durch einen Kanal zur Bohrkrone des Bohrmeißels. Von hier aus kann es in dem zu renovierenden Rohr parallel zu dem Bohrgestänge wieder zur Öffnung des aufzubohrenden Rohres hin strömen.The drive medium for actuating the percussion piston - usually Compressed air - becomes the drill head through the interior of the hollow drill pipe and headed to the percussion piston. After flowing through the channels in the Drilling head and driving the percussion piston flows the drive medium through a channel to the drill bit bit. From here it can be in the pipe to be renovated parallel to the drill pipe Flow through the opening of the pipe to be drilled.

Diese Rückströmung des Antriebsmediums, welches gegebenenfalls das Bohrgut aus dem Bohrloch herausbläst, erfolgt in dem Ringraum um das Bohrgestänge, welches mit großem radialen Abstand zu dem zu erneuernden Rohr geführt wird. Um das Aufbohren des Rohres im wesentlichen parallel zu seiner Achse zu bewirken, muß dieser Bohrkopf einen Führungskörper und Zentrierungskörper aufweisen. Wenn das Bohrgestänge durch einen verstopften oder einen mit Wasser gefüllten Bereich des zu erneuernden Rohres geführt wird, besteht die Gefahr, daß die Rückströmung des Antriebsmediums behindert oder unterbrochen wird.This backflow of the drive medium, which if necessary Blows drilling material out of the borehole takes place in the annulus around the Drill pipe, which with a large radial distance to the to be renewed Pipe is guided. To drill the tube essentially parallel to effect its axis, this drill head must have a guide body and have centering body. If the drill pipe is through a clogged or an area of water to be renewed Pipe is guided, there is a risk that the backflow of the drive medium is hindered or interrupted.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Erweiterungsbohren der genannten Art derart weiterzubilden, daß das ungestörte Ausblasen des Antriebsmediums sichergestellt ist.The object of the invention is to provide a method and an apparatus for the Extension drilling of the type mentioned in such a way that the undisturbed blowing out of the drive medium is ensured.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Bohrvorrichtung dadurch gelöst, daß das Bohrgestänge von einem hohlen Außengestänge umgeben ist, welches einen das Bohrgestänge umgebenden Ringraum einschließt, durch den das Antriebsmedium aus dem Bohrloch herausgeführt wird.This object is achieved with respect to the drilling device in that the Drill pipe is surrounded by a hollow outer pipe, which one encloses the annulus surrounding the drill pipe through which the drive medium is led out of the borehole.

Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch einen ringförmigen zweiten Kanal innerhalb eines als Doppelgestänge ausgebildeten Gestänges ein von der Umgebung in dem Bohrloch getrennter Kanal geschaffen, durch den das in das Bohrloch geführte Antriebsmedium nach dem Antreiben des Schlagkolbens hindurchströmen kann, um aus dem Bohrloch herausgeführt zu werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß Materialien aus dem das Gestänge umgebenden Erdreich zusammen mit dem Antriebsmedium aus dem Bohrloch herausgespült werden. Beispielsweise wenn die Bohrung unterhalb des Grundwasserspiegels verläuft, wird durch das äußere Bohrgestänge, durch welches das Antriebsmedium zurückströmt, die Menge an Wasser reduziert, die gemeinsam mit dem Antriebsmedium aus dem Bohrloch herausgeblasen wird.According to the device according to the invention, an annular second channel within a linkage designed as a double linkage created a channel separate from the environment in the borehole the drive medium fed into the borehole after driving the Percussion piston can flow through to lead out of the borehole to become. In this way, materials can be prevented from the soil surrounding the boom together with the drive medium be flushed out of the borehole. For example, if the hole runs below the water table, is through the outer drill pipe, through which the drive medium flows back, the amount of Water is reduced, which together with the drive medium from the borehole is blown out.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zum Erweitern einer Pilotbohrung verwendet, welche im Richtungs-Bohrverfahren hergestellt wurde. Beim Richtungsbohren wird hinter einem lenkbaren Richtungs-Bohrkopf in der Regel ein Stützrohr in das Bohrloch eingezogen. Gleichzeitig wird ein Stützmedium zugeführt, welches üblicherweise aus mit Wasser versetztem Bentonit besteht. Dabei wird das Stützrohr, welches bei der Herstellung einer Pilotbohrung mit dem Richtungs-Bohrkopf eingezogen wird, vorzugsweise als Außengestänge der Erweiterungs-Bohrvorrichtung benutzt. Dieses Stützrohr ist bündig von dem Bohrloch umschlossen. Das wässrige Bentonit, welches das Stützrohr umgibt, weist eine gallertartige Konsistenz auf, die eine axiale Bewegung des Stützrohrs mit sehr geringem Reibungswiderstand ermöglicht. Es verschließt allerdings einen Ringraum außerhalb des Gestänges, durch den das Antriebsmedium ausströmen könnte. Durch das Außengestänge der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung wird vermieden, daß unerwünschterweise durch das Antriebsmedium für den Schlaghammer das Stützmedium aus dem Bohrloch ausgeblasen wird. Das Antriebsmedium kann gemeinsam mit dem Bohrgut frei durch den Ringraum zwischen dem inneren Bohrgestänge und dem Außengestänge zum Ende des Bohrlochs hin strömen.The method according to the invention is preferably used to extend a Pilot drilling used, which is produced in the directional drilling process has been. Directional drilling is done behind a steerable directional drilling head usually a support tube is drawn into the borehole. simultaneously a support medium is supplied, which usually consists of water offset bentonite. The support tube, which at Drilling a pilot hole with the directional drill head retracted is, preferably as an outer rod of the extension drilling device used. This support tube is flush with the borehole. The aqueous bentonite, which surrounds the support tube, has a gelatinous Consistency on the axial movement of the support tube with very little Allows frictional resistance. However, it closes an annulus outside the linkage through which the drive medium could flow out. Through the outer linkage of the drilling device according to the invention avoided that undesirably by the drive medium for the Percussion hammer the support medium is blown out of the borehole. The The drive medium can flow freely through the annulus together with the drilling material between the inner drill pipe and the outer pipe at the end of the Flow down the borehole.

Da anders als bei üblichen Bohrverfahren das Bohrgestänge beim Erweiterungsbohren eine Zugkraft auf den Bohrkopf ausübt, durchragt das Bohrgestänge vorzugsweise den Bohrkopf und ist mit dessen Rückseite verbunden. Der Schlagkolben ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, umgibt das Bohrgestänge und schlägt auf die Rückseite des Bohrmeißels des Bohrkopfes.Because, unlike conventional drilling methods, the drill pipe is used for extension drilling exerts a tensile force on the drill head, extends through the drill pipe preferably the drill head and is connected to the back. The percussion piston is preferably annular, that surrounds it Drill pipe and strikes the back of the drill bit of the drill head.

Die Bohrkrone, d.h. die Fläche, die den Abtrag des Erdreiches bewirkt, ist an der von dem Ende des Bohrgestänges abgewandten Seite des Bohrkopfes angeordnet.The drill bit, i.e. is the area that causes the soil to be removed on the side of the drill head facing away from the end of the drill pipe arranged.

Das Antriebsmedium wird somit durch das innere Bohrgestänge, welches sich durch den Bohrkopf hindurch erstreckt, geleitet. Auf dem Ende des inneren Bohrgestänges ist ein Verschlußdeckel aufgeschraubt, der das Innere des Bohrgestänges abdichtet und die Zugkraft von dem Bohrgestänge in den Bohrkopf einleitet. Der Bohrkopf hat eine im wesentlichen zylindermantelförmige Form. In dem Bohrkopf ist ein hülsenförmiger Kolben verschiebbar geführt. Ferner verlaufen in dem Bohrkopf und in dem Verschlußdeckel Kanäle für den Durchtritt des Antriebsmediums in den Ringbereich, in dem der Schlagkolben aufgenommen ist. Das Antriebsmedium strömt durch vorzugsweise pneumatische Steuermittel, welche die Kolbenbewegung verursachen und seit Jahre in Verbindung mit pneumatischen Tiefloch-Bohrhämmern bekannt sind. Am Ende des Strömungsweges des Antriebsmediums und am Ende des Bewegungsraumes für den Schlagkolben liegt die Aufprallfläche des Bohrmeißels. Auch der Bohrmeißel wird von einem Kanal für den Durchlaß des Antriebsmediums durchragt, welcher im Bereich der Bohrkrone mündet. Somit wird das Antriebsmedium zunächst durch das innere Bohrgestänge und dann durch den Bohrkopf hindurch zu der den Abtrag bewirkenden Fläche der Bohrkrone geleitet. In Zugrichtung vor der Bohrkrone befindet sich mindestens eine Eintrittsöffnung im Außengestänge, durch die das in den Grund der Erweiterungsbohrung geleitete Antriebsmedium hindurchtreten kann. Das genannte Antriebsmedium wird somit aufgrund des Überdrucks gemeinsam mit dem abgetragenen Material (Bohrgut) in den Ringraum zwischen Außengestänge und innerem Bohrgestänge einströmen und durch diesen Ringraum aus dem Bohrloch hinaustransportiert.The drive medium is thus through the inner drill pipe, which extends through the drill head. At the end of the inner drill pipe is screwed on a cover that the inside of the drill pipe seals and the tensile force from the drill pipe in the Initiates drilling head. The drill head has a substantially cylindrical jacket Shape. A sleeve-shaped piston is displaceable in the drill head guided. Also run in the drill head and in the sealing cover Channels for the passage of the drive medium in the ring area in which the percussion piston is received. The drive medium flows through preferably pneumatic control means which control the piston movement cause and for years in connection with pneumatic deep hole hammers are known. At the end of the flow path of the drive medium and at the end of the range of motion for the percussion piston is Impact surface of the drill bit. The drill bit is also from a channel protrudes for the passage of the drive medium, which in the area of Drill bit opens. Thus, the drive medium is initially by the inner drill pipe and then through the drill head to the Removal-causing surface of the drill bit. Towards the front of the The drill bit has at least one entry opening in the outer rod, through which the drive medium directed into the base of the expansion hole can pass through. The drive medium mentioned is thus due to the overpressure together with the removed material (Drilling material) into the annular space between the outer rod and the inner drill rod flow in and transported out of the borehole through this annular space.

Vorzugsweise wird über das Bohrgestänge eine Drehbewegung auf die Bohrkrone übertragen. Üblicherweise wird bei der Erstellung einer mindestens 10 m, oft über 100 m langen Erdbohrung ein aus einzelnen Stangensegmenten zusammengesetztes Gestänge verwendet. Dabei werden die inneren Bohrgestänge sowie die Außengestänge vorzugsweise über ineinander eingreifende Innengewinde und Außengewinde miteinander verschraubt. Da die Vibrationen durch den Schlagkolben in aller Regel eine derartige Verschraubung lösen, ist ein Drehantrieb in Richtung der Verschraubung erforderlich, um ein unerwünschtes Aufschrauben und Lösen des Bohrgestänges zu verhindern. Selbstverständlich und vor allem erhöht die Drehbewegung, welche über das Bohrgestänge übertragen wird, die Abtragsleistung der Bohrkrone.Preferably, a rotary movement on the drill string Transfer the drill bit. Usually at least one is created 10 m, often over 100 m long borehole made up of individual rod segments composite linkage used. The inner drill pipe and the outer pipe preferably over one another engaging internal thread and external thread screwed together. Since the vibrations from the percussion piston are usually such Loosen screw connection is a rotary drive in the direction of the screw connection required to prevent unwanted screwing and loosening of the drill pipe to prevent. Of course and above all, the rotary movement increases which is transmitted via the drill pipe, the removal rate the drill bit.

Besonders bevorzugt sind das Innengestänge und das Außengestänge an einem gemeinsamen Kupplungselement außerhalb des Bohrlochs befestigt. Zum einen wird die Drehbewegung über das Kupplungselement gemeinsam auf das innere Bohrgestänge und auf das Außengestänge übertragen. Zum anderen wird das Antriebsmedium über das Kupplungselement in das Innere des inneren Bohrgestänges eingeleitet. Das Kupplungselement weist ferner Austrittsöffnungen für das aus dem Bohrloch ausströmende Antriebsmedium auf. Das Kupplungselement ist vorzugsweise auf einer Vortriebsmaschine angeordnet, welche einen Linearantrieb aufweist, der die Zugkraft auf das Kupplungselement und über das Kupplungselement auf das innere Bohrgestänge und das Außengestänge überträgt.The inner linkage and the outer linkage are particularly preferred attached to a common coupling element outside the borehole. On the one hand, the rotary movement is common via the coupling element transferred to the inner drill pipe and to the outer pipe. To the another is the drive medium via the coupling element inside of the inner drill pipe. The coupling element also has Outlet openings for the drive medium flowing out of the borehole on. The coupling element is preferably on a tunneling machine arranged, which has a linear drive, the tensile force on the Coupling element and via the coupling element on the inner drill pipe and transmits the outer linkage.

Die Drehkraft kann auf die Bohrkrone entweder allein von dem Innengestänge oder allein von dem Außengestänge oder von beiden Gestängen gleichzeitig übertragen werden.The torque can be exerted on the drill bit either by the inner rod alone or only from the outer linkage or from both linkages at the same time be transmitted.

Wie beim Stand der Technik ist der Bohrmeißel mit der Bohrkrone elastisch gegenüber dem Bohrgestänge gedämpft. Dies reduziert die Übertragung der Schlagkräfte des Schlagkolbens von dem Bohrmeißel auf das Bohrgestänge. Somit wird der wesentliche Anteil der Energie des Schlagkolbens für den Materialabtrag über den Bohrmeißel in die Stirnfläche der Bohrkrone eingeleitet. Nur ein geringer Anteil wird auf das Bohrgestänge übertragen, so daß dieses nicht überlastet wird.As in the prior art, the drill bit with the drill bit is elastic damped against the drill pipe. This reduces the transfer of the Impact forces of the percussion piston from the drill bit to the drill pipe. Thus, the essential part of the energy of the percussion piston for the Material removal via the drill bit into the end face of the drill bit initiated. Only a small percentage is transferred to the drill pipe, so that it is not overloaded.

An dem in Zugrichtung hinteren Ende des Bohrkopfes ist vorzugsweise ein Verbindungselement angebracht, an dem ein Stützrohr befestigt ist. Wie bereits erwähnt, wird die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung vorzugsweise für die Erweiterungsbohrung von im Richtungs-Bohrverfahren hergestellten Pilotbohrungen verwendet. Das Stützrohr der ersten Erweiterungsbohrung, welches in vielen Fällen bereits das endgültige, in die Bohrung eingezogene Nutzrohr bildet (z.B. für die Aufnahme von Frischwasser, Verkabelungen etc.) verhindert, daß die erstellte Bohrung hinter dem Bohrkopf zusammenbricht. Das Stützrohr wird vorzugsweise ohne Drehbewegung linear durch das Bohrloch hindurchgezogen und ist aus diesem Grund von der Drehbewegung des Bohrgestänges entkoppelt.At the rear end of the drill head in the pulling direction there is preferably a Connecting element attached to which a support tube is attached. How already mentioned, the drilling device according to the invention is preferred for the extension drilling of directional drilling Pilot holes used. The support tube of the first expansion hole, which in many cases is the final one that has been drawn into the hole Forms useful pipe (e.g. for the intake of fresh water, cabling etc.) prevents the created hole from collapsing behind the drill head. The support tube is preferably linearly through without rotational movement the borehole is pulled through and is therefore of the rotary motion decoupled from the drill pipe.

Die durch das Bohrloch hindurchgezogene Stirnseite des Stützrohres ist vorzugsweise über eine Kopfplatte verschlossen, die Bestandteil des Verbindungselementes ist. Vorzugsweise weist die Kopfplatte mindestens einen Austrittskanal für ein Stützmedium auf, welches durch das Stützrohr hindurch in das Bohrloch nahe dem Bohrkopf eingebracht wird. Als Stützmedium wird - wie bereits erwähnt - vorzugsweise mit Wasser vermischtes Bentonit verwendet, welches eine gelartige Konsistenz hat und einen geringen Reibwiderstand aufweist, so daß das Einziehen des Stützrohres erleichtert wird. The end face of the support tube drawn through the borehole is preferably closed via a head plate, which is part of the connecting element is. The head plate preferably has at least one Exit channel for a support medium, which through the support tube is brought into the borehole near the drill head. As a support medium is - as already mentioned - preferably mixed with water Bentonite used, which has a gel-like consistency and one has low friction resistance, so that the retraction of the support tube is facilitated.

Die zum Bohrgestänge weisende Oberfläche der Kopfplatte des Stützrohres weist bevorzugt zumindest im äußeren Bereich ihres Umfangs eine schräg zur radialen Richtung des Bohrgestänges verlaufende Oberfläche auf, die in Zugrichtung zugespitzt verläuft. Die vorzugsweise kegelförmige Oberfläche der Kopfplatte bewirkt das Verdrängen der Stützflüssigkeit in die peripheren Bereiche des Stützrohres.The surface of the support tube head plate facing the drill pipe preferably has an oblique at least in the outer region of its circumference to the radial direction of the drill pipe surface extending in Direction tapered. The preferably conical surface the top plate causes the supporting fluid to be displaced into the peripheral Areas of the support tube.

Wie oben erwähnt, kann mit der neuen Bohrvorrichtung ein erfinderisches Verfahren zur Aufweitung eines bestehenden Bohrlochs realisiert werden, bei dem ein Bohrkopf an einem in das Bohrloch eingebrachten hohlen Bohrgestänge befestigt und durch das Bohrloch gezogen wird, wobei auf einen Bohrmeißel des Bohrkopfs während des Bohrens ein Schlagkolben schlägt, der durch ein Antriebsmedium angetrieben wird, welches durch das hohle Bohrgestänge zugeführt wird.As mentioned above, the new drilling device can be an inventive one Methods for widening an existing borehole are implemented, where a drill head is hollow on a hole drilled into the borehole Drill pipe attached and pulled through the borehole, taking on a drill bit of the drill head while drilling a percussion piston strikes, which is driven by a drive medium which by the hollow drill pipe is fed.

Gemäß der Erfindung und zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird gemeinsam mit dem Bohrgestänge ein dieses umgebendes Außengestänge durch das Bohrloch gezogen, wobei zwischen dem Außengestänge und dem Bohrgestänge ein Ringraum eingeschlossen wird, durch den das Antriebsmedium aus dem Bohrloch herausgeführt wird.According to the invention and to achieve the above object together with the drill pipe an outer pipe surrounding it pulled through the borehole, between the outer rod and the Drill pipe is enclosed in an annulus through which the drive medium is led out of the borehole.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders bevorzugt zur Erweiterung von Pilotbohrungen verwendet, die im Richtungs-Bohrverfahren hergestellt wurden. Im Richtungs-Bohrverfahren wird ein lenkbarer Richtungs-Bohrkopf durch das Erdreich getrieben. Der Richtungs-Bohrkopf ist so ausgestaltet, daß er ein Bohrloch erzeugt, dessen Längsachse in einer bestimmten Richtung gekrümmt ist. Durch Drehen des Richtungs-Bohrkopfes kann die Richtung der Krümmung variiert werden. Soll geradeaus gebohrt werden, wird der Richtungs-Bohrkopf kontinuierlich um seine Längsachse gedreht, so daß sich die Krümmung des Bohrlochs gleichmäßig in alle Richtungen verteilt und somit aufhebt. Ein Richtungs-Bohrkopf wird gemäß dem Stand der Technik mit einem Richtungs-Bohrgestänge durch das Bohrloch geschoben, wobei ein Stützmedium in das Bohrloch eingebracht wird, welches bündig gegen das Richtungs-Bohrgestänge anliegt. Dieses Richtungs-Bohrgestänge bildet nach der Vollendung der Pilotbohrung das Außengestänge für die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung. The method according to the invention is particularly preferred for expansion used by pilot holes that are produced using the directional drilling method were. The directional drilling process becomes a steerable directional drilling head driven through the earth. The directional drill head is designed that it creates a borehole, the longitudinal axis of which in a certain direction is curved. By turning the directional drilling head, the Direction of curvature can be varied. Should be drilled straight ahead the directional drilling head is continuously rotated around its longitudinal axis, so that the curvature of the borehole is even in all directions distributed and thus canceled. A directional drill head is installed according to the status technology with a directional drill pipe pushed through the borehole, wherein a support medium is introduced into the borehole, which is flush against the directional drill pipe. This directional drill pipe forms the outer linkage after completion of the pilot drilling for the drilling device according to the invention.

Gemäß einer bisher unveröffentlichten europäischen Patentanmeldung des Anmelders mit dem Anmelde-Aktenzeichen 01 201 167.2 können beim Richtungsbohren mit einem in dem Richtungs-Bohrgestänge eingebrachten Schlagbohrgestänge Schlagkräfte auf den Richtungs-Bohrkopf übertragen werden. Dieses Schlaggestänge ist selbstverständlich vor dem Einbringen des inneren Bohrgestänges aus dem Außengestänge auszutreiben. Das Schlaggestänge gemäß der genannten europäischen Patentanmeldung besteht aus gegeneinander anliegenden Stangensegmenten, die nicht miteinander verschraubt sind. Die Stangensegmente können beispielsweise durch ein Ende des Außengestänges hindurch ausgetrieben werden, indem an das andere Ende des Außengestänges eine Druckluftquelle angeschlossen wird.According to a previously unpublished European patent application by Applicants with registration number 01 201 167.2 can contact Directional drilling with one inserted in the directional drill pipe Impact drill rods Transfer impact forces to the directional drilling head become. This blow rod is, of course, before insertion of the inner drill pipe from the outer pipe. The Percussion linkage according to the European patent application mentioned exists from mutually abutting rod segments that are not together are screwed. The rod segments can, for example, by a End of the outer rod can be driven out by the a compressed air source is connected to the other end of the outer linkage.

Wie erwähnt, wird vorzugsweise an der dem Bohrgestänge gegenüberliegenden Seite des Bohrkopfes ein Stützrohr befestigt, welches gemeinsam mit dem Bohrkopf durch das erweitere Bohrloch gezogen wird. Durch dieses Stützrohr kann das oben erwähnte Stützmedium in das Bohrloch geleitet werden.As mentioned, is preferably on the opposite of the drill string Side of the drill head attached a support tube, which together with the drill head is pulled through the enlarged borehole. Because of this Support pipe can the above-mentioned support medium passed into the borehole become.

Die Bohrleistung wird, wie erwähnt, vorzugsweise durch Verwendung eines mit dem Bohrkopf gekoppelten Drehantriebs erhöht. Dabei ist das Stützrohr vorzugsweise von der Drehbewegung des Bohrgestänges entkoppelt.As mentioned, the drilling capacity is preferably achieved by using a rotary actuator coupled to the drill head increased. Here is the support tube preferably decoupled from the rotary movement of the drill pipe.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Richtungsbohrens,
Fig. 2
eine der Fig. 1 entsprechende schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung einer Erweiterungsbohrung mit einem erfindungsgemäßen Bohrkopf,
Fig. 3
eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Bohrkopfes im Bohrloch in geschnittener Darstellung,
Fig. 4
eine Darstellung des Bohrkopfes aus Fig. 3, wobei die Fließrichtung der verschiedenen Medien dargestellt ist,
Fig. 5
eine vergrößerte Darstellung des in Zugrichtung hinteren Endes des Bohrkopfes aus den Fig. 3 und 4.
An exemplary embodiment of the drilling device according to the invention is explained below with reference to the accompanying drawings. The drawings show in:
Fig. 1
1 shows a schematic representation of a device for performing directional drilling,
Fig. 2
1 shows a schematic representation of a device for carrying out an extension bore with a drill head according to the invention,
Fig. 3
2 shows an enlarged illustration of the drill head according to the invention in the borehole in a sectional illustration,
Fig. 4
3 shows the drilling head from FIG. 3, the direction of flow of the different media being shown,
Fig. 5
an enlarged view of the rear end of the drill head in FIGS. 3 and 4.

In Fig. 1 ist die Funktionsweise des Richtungsbohrens zu erkennen. Mit einer Vortriebsmaschine 1 wird zur Erzeugung einer Pilotbohrung ein Richtungs-Bohrkopf 2 mittels eines Richtungs-Bohrgestänges 3 in einem Winkel in das Erdreich eingetrieben. Das Richtungs-Bohrgestänge 3 ist auf einem schienengeführten Schlitten der Vortriebsmaschine 1 gelagert und wird mit einem Linearantrieb in das Erdreich getrieben. Nach einem Vortrieb um eine bestimmte Strecke wird an das Richtungs-Bohrgestänge 3 ein neuer Abschnitt des Richtungs-Bohrgestänges 3 angefügt und der Schlitten zurückgezogen, um das verlängerte Richtungs-Bohrgestänge 3 weiter vorzutreiben.The mode of operation of directional drilling can be seen in FIG. 1. With A tunneling machine 1 is used to create a pilot hole Direction drill head 2 by means of a directional drill pipe 3 in one Angle driven into the ground. The directional drill pipe 3 is on a rail-guided carriage of the tunneling machine 1 and is driven into the ground with a linear drive. After one Propulsion by a certain distance is applied to the directional drill pipe 3 a new section of the directional drill pipe 3 is added and the Carriage retracted to extend directional drill pipe 3 to advance further.

In der Nähe des Richtungs-Bohrkopfes 2 ist eine üblicherweise magnetische Sonde 4 angeordnet, die es erlaubt, über ein Navigationssystem und eine Monitoreinheit jeweils die genaue Position des Richtungs-Bohrkopfes 2 zu ermitteln. Die Vortriebsmaschine 1 weist ferner einen Drehantrieb 7 auf, mit dem das Richtungs-Bohrgestänge 3 um seine Längsachse gedreht und in einer bestimmten Winkelstellung arretiert werden kann. Auf diese Weise kann die Ebene des Krümmungsradius der erzeugten Bohrung in beliebige Richtungen geneigt werden. Die Pilotbohrung kann somit weitgehend parallel zur Erdoberfläche in beliebige Richtungen geführt werden. Insbesondere kann die Bohrung - wie in Fig. 1 erkennbar - mit einem großen Krümmungsradius von einer Eintrittsöffnung in das Erdreich bis zu einer Austrittsöffnung geführt werden, so daß ohne einen offenen Verbau Hindernisse wie Gebäude, Gewässer oder Verkehrsflächen überwunden werden können. Wenn gerade Bohrlochabschnitte realisiert werden sollen, wird der Richtungs-Bohrkopf 2 gleichmäßig um seine Achse gedreht.In the vicinity of the directional drilling head 2 is usually a magnetic one Probe 4 arranged, which allows a navigation system and a Monitor unit each the exact position of the directional drilling head 2 determine. The tunneling machine 1 also has a rotary drive 7, with which the directional drill pipe 3 rotated about its longitudinal axis and in a certain angular position can be locked. In this way can change the plane of the radius of curvature of the hole created in any Directions are inclined. The pilot hole can thus largely parallel to the surface of the earth in any direction. In particular can - as can be seen in Fig. 1 - with a large bore Radius of curvature from an entry opening into the ground to one Exit opening are guided so that obstacles without an open shoring how buildings, bodies of water or traffic areas are overcome can. If straight borehole sections are to be realized, the Direction drilling head 2 rotated evenly around its axis.

Eine Pump- und Mischeinheit 5 für ein Spülmedium, auch Stützflüssigkeit genannt, welches aus einem Gemisch aus Bentonit und Wasser besteht, ist mit dem Richtungs-Bohrgestänge 3 verbunden. Die Stützflüssigkeit wird unter hohem Druck in das Richtungs-Bohrgestänge 3 geleitet und tritt aus Spüldüsen in dem Richtungs-Bohrkopf 2 aus. Hierdurch wird der Materialabtrag im Bereich des Richtungs-Bohrkopfes 2 bewirkt. Das Bentonit in der Stützflüssigkeit legt sich anschließend in den Ringspalt zwischen dem Richtungs-Bohrgestänge 3 und dem Bohrloch. Hierdurch wird einerseits das erzeugte Bohrloch gestützt und andererseits ein recht reibungsarmer Gleitfilm erzeugt, der den Widerstand gegen den Vortrieb des Richtungs-Bohrgestänges 3 reduziert. A pumping and mixing unit 5 for a rinsing medium, also support liquid called, which consists of a mixture of bentonite and water connected to the directional drill pipe 3. The support fluid will passed under high pressure in the directional drill pipe 3 and exits Rinsing nozzles in the directional drilling head 2. This will remove the material effected in the area of the directional drilling head 2. The bentonite in the Support fluid then lies in the annular gap between the Directional drill pipe 3 and the borehole. This will on the one hand produced borehole and on the other hand a fairly low-friction sliding film generates the resistance to propulsion of the directional drill pipe 3 reduced.

Der wesentliche Anteil des Materialabtrags während des Richtungsbohrens wird durch das aus den Spüldüsen des Richtungs-Bohrkopfes 2 austretende Spülmedium bewirkt. Insbesondere in härterem Gestein wird der Materialabtrag durch auf den Richtungs-Bohrkopf 2 ausgeübte Schlagkräfte und ggf. kontinuierliche schnelle Rotationsbewegungen erhöht. Ein Richtungs-Bohrkopf 2 mit integriertem Schlaghammer ist beispielsweise aus dem Dokument DE 199 46 587 A1 bekannt. Die oben genannte unveröffentlichte Europäische Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 01 201 167.2 zeigt einen Richtungs-Bohrkopf 2 bei dem das Richtungs-Bohrgestänge 3 hohl ist und ein Schlaggestänge führt, über welches Schläge von einem äußeren Schlagwerk auf den Richtungs-Bohrkopf 2 übertragen werden können.The major part of the material removal during directional drilling is exiting from the flushing nozzles of the directional drilling head 2 Flushing medium causes. In hard rock in particular, material is removed by impact forces exerted on the directional drilling head 2 and, if necessary, continuous rapid rotational movements increased. A directional boring head 2 with integrated hammer is, for example, from the Document DE 199 46 587 A1 known. The above unpublished European patent application with the application number 01 201 167.2 shows a directional drill head 2 in which the directional drill pipe 3 is hollow and a blow rod leads over which blows from an outside Impact mechanism can be transferred to the directional drilling head 2.

Nach der Fertigstellung der Pilotbohrung wird der Richtungs-Bohrkopf 2, der aus der Austrittsöffnung der Bohrung herausgetreten ist, vom Richtungs-Bohrgestänge 3 entfernt. Anschließend kann ein erfindungsgemäßer Erweiterungs-Bohrkopf 6 - nachfolgend nur Bohrkopf genannt - an dem hohlen Richtungs-Bohrgestänge 3 gemäß der genannten Europäischen Patentanmeldung befestigt werden, welcher anschließend durch die Pilotbohrung hindurchgezogen wird. Dabei dient der Linearantrieb der Vortriebsmaschine zum Aufbringen der Zugkräfte. Ferner wird der Drehantrieb 7 dazu verwendet, eine Drehbewegung auf den Bohrkopf 6 zu übertragen. An dem Ende des von dem Richtungs-Bohrgestänge gebildeten Außengestänge 3 nahe dem Erweiterungs-Bohrkopf 6 ist nach wie vor der Sensor 4 für die Positionsbestimmung angeordnet. In das Außengestänge 3 ist ein inneres Bohrgestänge 8 eingefügt, durch welches zum einen die Drehkräfte auf den Bohrkopf 6 übertragen und zum anderen ein Antriebsmedium 9 (vgl. Fig. 4) zum Bohrkopf 6 geleitet wird. Das Antriebsmedium 9 ist üblicherweise Druckluft, kann aber auch aus anderen geeigneten fließfähigen Medien bestehen.After completion of the pilot drilling, the directional drilling head 2, which has emerged from the exit opening of the bore from the directional drill pipe 3 removed. An extension drill head according to the invention can then be used 6 - hereinafter only called the drill head - on the hollow Directional drill pipe 3 according to the aforementioned European patent application attached, which is then through the pilot hole is pulled through. The linear drive is used for the tunneling machine to apply the tensile forces. Furthermore, the rotary drive 7 is used to to transmit a rotary movement to the drill head 6. At the end of the outer string 3 formed by the directional drill pipe near the Extension drill head 6 is still sensor 4 for position determination arranged. In the outer rod 3 is an inner drill pipe 8 inserted, through which on the one hand the rotational forces on the drill head 6 transmitted and on the other hand a drive medium 9 (see FIG. 4) Drill head 6 is passed. The drive medium 9 is usually compressed air, but can also consist of other suitable flowable media.

An das freie Ende des gezogenen Bohrkopfs 6 ist ein Stützrohr 10 angeschlossen, welches während der Herstellung der Erweiterungsbohrung mit dem Bohrkopf 6 in das entstehende Bohrloch eingezogen wird. Dabei wird zur Herstellung der Erweiterungsbohrung ein Stützmedium 11 (vgl. Fig. 3 und 4) in das Stützrohr 10 eingeleitet. Aus diesem Grund ist bei der Herstellung der Erweiterungsbohrung die Pump- und Mischeinheit 5 für das Stützmedium 11 nahe dem Ort angeordnet, an dem das Stützrohr 10 aus dem Bohrloch austritt. A support tube 10 is connected to the free end of the drawn drilling head 6, which during the production of the extension bore the drill head 6 is drawn into the resulting borehole. Doing so a support medium 11 for producing the extension bore (cf. FIG. 3 and 4) introduced into the support tube 10. This is why it is in the making the extension bore, the pumping and mixing unit 5 for the Support medium 11 arranged near the location where the support tube 10 from the Borehole emerges.

Die Fig. 3 zeigt den in dem Bohrloch befindlichen Bohrkopf 6 in vergrößerter Darstellung. Der Bohrkopf 6 umfaßt einen Bohrmeißel 12 an seinem dem Bohrgestänge 8 zugewandten Ende. Da der Bohrkopf 6 mit dem Bohrmeißel 12 mittels des Bohrgestänges 8 durch das Bohrloch in eine durch einen Pfeil dargestellten Richtung X gezogen wird, ist die in Zugrichtung X weisende freie Stirnfläche des Bohrmeißels 12 die Bohrkrone 13, welche den Materialabtrag im Grund des Bohrloches bewirkt.3 shows the drill head 6 located in the borehole in an enlarged view Presentation. The drill head 6 comprises a drill bit 12 on its the drill pipe 8 facing end. Since the drill head 6 with the drill bit 12 by means of the drill pipe 8 through the borehole into a through an arrow shown in the direction X is pulled, is in the direction of pull X facing free end face of the drill bit 12, the drill bit 13, which the Material removal in the bottom of the borehole causes.

Durch das innere Bohrgestänge 8, welches den Bohrmeißel 6 bis zu seinem hinteren Ende hindurchragt, wird ein Antriebsmedium 9 geleitet, welches einen Schlagkolben 14 treibt, der auf die gegenüber der Bohrkrone 13 liegende Rückseite des Bohrmeißels 12 schlägt. Am Ende des Bohrgestänges 8 ist ein Verschlußdeckel 15 aufgeschraubt, der das Bohrgestänge 8 verschließt und die Zugkräfte auf die Bohrkrone 13 überträgt. Auf den Verschlußdeckel 15 ist außen eine Verbindungshülse 16 aufgeschraubt, die an ihrem in Zugrichtung X vorderen Ende ein elastisches Dämpfungselement 17 trägt. Gegen dieses Dämpfungselement 17 stützt sich über ein Zwischenstück 18 die Bohrkrone 12 ab. Die Bohrkrone 12 selbst ist gegenüber dem Bohrgestänge 8 und vorzugsweise auch dem Zwischenstück 18 um eine gewisse Strecke in axialer Richtung verschiebbar gehalten. Somit werden die Schläge des Schlagkolbens 14, der innerhalb des Zwischenstücks 18 des Bohrkopfes angeordnet ist und das Bohrgestänge 8 umgibt, ausschließlich in die Bohrkrone 13 und nicht in das Bohrgestänge 8 eingeleitet.Through the inner drill pipe 8, which the drill bit 6 to his Extends through the rear end, a drive medium 9 is passed, which drives a percussion piston 14 on the opposite of the drill bit 13 lying back of the drill bit 12 strikes. At the end of the drill pipe 8, a cover 15 is screwed on, the drill string 8th closes and transmits the tensile forces to the drill bit 13. On the Closure cover 15 is screwed on the outside of a connecting sleeve 16, the at its front end in the pulling direction X, an elastic damping element 17 wears. Against this damping element 17 is based on Intermediate piece 18 from the drill bit 12. The drill bit 12 itself is opposite the drill pipe 8 and preferably also the intermediate piece 18 held a certain distance in the axial direction. Consequently the strokes of the percussion piston 14, which are within the intermediate piece 18 of the drill head is arranged and surrounds the drill pipe 8, only introduced into the drill bit 13 and not into the drill pipe 8.

Für den Antrieb des Schlagkolbens 14 sind in dem Verschlußdeckel 15 Strömungskanäle 19 angeordnet, welche den Durchtritt des Antriebsmediums 9 durch weitere Strömungskanäle 20,21 des Bohrkopfes 6 hindurch bis in den Ringraum 22 ermöglicht, in dem der Schlagkolben 14 geführt ist. Die pneumatische Steuerung des Schlagkolbens 14 eines Imlochhammers ist dem Fachmann gut bekannt und wird hier nicht näher beschrieben.For driving the percussion piston 14 are in the cover 15th Flow channels 19 arranged which the passage of the drive medium 9 through further flow channels 20, 21 of the drill head 6 through allows in the annular space 22 in which the percussion piston 14 is guided. The pneumatic control of the percussion piston 14 of a downhole hammer is the Well known to a person skilled in the art and is not described in more detail here.

Das für den Antrieb des Schlagkolbens 14 verwendete Antriebsmediums 9 strömt durch mehrere Strömungskanäle 23 in dem Bohrmeißel 12 zu dessen in Zugrichtung X vorderer Stirnfläche, welche die Bohrkrone 13 bildet. Das Antriebsmedium 9 weist gegenüber der Atmosphäre einen Überdruck auf, so daß es von dem Bereich vor der Bohrkrone 13 gemeinsam mit dem Bohrgut 24 in eine ringförmige Eintrittsöffnung 25 eintritt, die zwischen dem inneren Bohrgestänge 8 und dem Außengestänge 3 in einem Abstand zur Bohrkrone 13 angeordnet ist. Anschließend kann das Antriebsmedium 9 gemeinsam mit dem Bohrgut 24 durch den Ringraum zwischen Bohrgestänge 8 und Außengestänge 3 strömen, bis es durch Austrittsöffnungen 26 am Ende des Außengestänges 3 außerhalb des Bohrlochs austritt.The drive medium 9 used for driving the percussion piston 14 flows through a plurality of flow channels 23 in the drill bit 12 to the latter in the pulling direction X front end face, which forms the drill bit 13. The Drive medium 9 has an overpressure compared to the atmosphere, so that it is from the area in front of the drill bit 13 together with the drill material 24 enters an annular inlet opening 25, which between the inner drill pipe 8 and the outer pipe 3 at a distance from Drill bit 13 is arranged. The drive medium 9 can then together with the cuttings 24 through the annular space between the drill pipe 8 and outer linkage 3 flow until it through outlet openings 26 on End of the outer rod 3 emerges outside the borehole.

Die Austrittsöffnungen 26 sind an einem gemeinsamen Kupplungselement 27 angeordnet, welches sowohl das innere Bohrgestänge 8 als auch das Außengestänge 3 trägt. Über eine Ringdichtung 28 ist eine Zufuhrleitung 29 für das Antriebsmedium 9 an dem Kupplungselement 27 angeschlossen. Eintrittskanäle 30, die in die Ringdichtung 28 münden, ermöglichen das Einströmen des Antriebsmediums 9 in das Innere des inneren Bohrgestänges 8.The outlet openings 26 are on a common coupling element 27 arranged, which both the inner drill pipe 8 and the outer pipe 3 wears. Via a ring seal 28 is a feed line 29 for the drive medium 9 connected to the coupling element 27. inlet channels 30, which open into the ring seal 28, make this possible Inflow of the drive medium 9 into the interior of the inner drill pipe 8th.

Das Kupplungselement 27 ist mit dem Drehantrieb 7 und dem Linearantrieb der Vortriebsmaschine 1 (vgl. Fig. 2) verbunden und überträgt die Zug- und Drehkräfte auf das innere Bohrgestänge 8 und das Außengestänge 3.The coupling element 27 is with the rotary drive 7 and the linear drive the tunneling machine 1 (see. Fig. 2) connected and transmits the train and Rotational forces on the inner drill pipe 8 and the outer pipe 3.

Somit ist zu erkennen, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bohrvorrichtung der Abtransport des Antriebsmediums aus dem Bohrloch durch das doppelwandige Gestänge hindurch möglich ist, ohne ein Ausströmen außerhalb des Bohrgestänges durch das Bohrloch selbst zu erfordern. Dies ist insbesondere in dem Fall des beschriebenen Richtungsbohrens sehr wichtig, da - wie nachfolgend beschrieben - die Wände der Bohrung über ein Stützmedium abgestützt werden, welches durch das Antriebsmedium 9 nicht ausgeblasen werden darf. Da der Kanal für das Ausblasen des Antriebsmediums in dem Gestänge der Bohrvorrichtung verwirklicht ist, kann das Gestänge bündig gegen das zu erweiternde Bohrloch anliegen. Somit muß der Bohrkopf 6 nicht innerhalb des zu erweiternden Bohrlochs zentriert oder geführt werden.It can thus be seen that the design of the invention Drilling device to remove the drive medium from the borehole through the double-walled linkage is possible without an outflow Require outside the drill pipe through the borehole itself. This is particularly true in the case of the directional drilling described important, because - as described below - the walls of the hole over one Support medium are supported, which is not by the drive medium 9 may be blown out. Because the channel for blowing out the drive medium is realized in the linkage of the drilling device, that can Place the rods flush against the borehole to be expanded. So must the drill head 6 is not centered within the borehole to be expanded or be performed.

Wie erwähnt, wird vorzugsweise die erweiterte Bohrung durch ein gemeinsam mit dem Bohrkopf 6 durch das Bohrloch gezogenes Stützrohr 10 ausgekleidet. Aus diesem Grund ist mit dem Verschlußdeckel 15 am Ende des Bohrgestänges 8 eine Zugglocke 31 fest verbunden, die über ein Wälzlager 32 von der Drehbewegung des Bohrkopfes 6 entkoppelt ist. Über ein Zugelement 32 ist eine Kopfplatte 33 mit der Zugglocke 31 verbunden. An der Kopfplatte 33 ist das Stützrohr 10 z. B. über eine Gewindeverbindung befestigt.As mentioned, the enlarged bore is preferably shared by one support tube 10 pulled through the borehole with the drill head 6 lined. For this reason, the cap 15 is at the end of the drill pipe 8, a pull bell 31 fixedly connected via a roller bearing 32 is decoupled from the rotary movement of the drill head 6. About one Pull element 32, a head plate 33 is connected to the pull bell 31. On the head plate 33 is the support tube 10 z. B. via a threaded connection attached.

Durch das Stützrohr 10 wird die Stützflüssigkeit 11 (bestehend aus einem Bentonit/Wassergemisch) in das Bohrloch geleitet. Die Kopfplatte 33 weist mehrere Ausströmkanäle 34 für die Stützflüssigkeit 11 auf. Die in Zugrichtung X vordere Oberfläche der Kopfplatte 33, welche zur Zugglocke 31 hin weist, ist konisch ausgebildet, um das Verdrängen der Stützflüssigkeit 11 in dem Bereich vor der Kopfplatte 33 zur Wandung des Bohrlochs hin zu begünstigen. So wird eine leicht verdichtete Bentonitschicht zwischen der Wandung des Stützrohres 10 und dem Erdreich geschaffen, welche aufgrund ihrer gelartigen Konsistenz die Reibung zwischen Stützrohr 10 und Erdreich reduziert. The support liquid 11 (consisting of a Bentonite / water mixture) into the borehole. The head plate 33 has a plurality of outflow channels 34 for the support liquid 11. The in the direction of pull X front surface of the head plate 33, which towards the bell 31 has a conical shape in order to displace the support liquid 11 in the area in front of the head plate 33 towards the wall of the borehole favor. So a lightly compacted bentonite layer between the Wall of the support tube 10 and the soil created, which due their gel-like consistency the friction between the support tube 10 and the ground reduced.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vortriebsmaschineboring machine
22
Richtungs-BohrkopfDirectional drilling head
33
Richtungs-Bohrgestänge, AußengestängeDirectional drill pipe, outer pipe
44
Magnetsondemagnetic probe
55
Pump- und MischeinheitPump and mixing unit
66
Bohrkopfwellhead
77
Drehantriebrotary drive
88th
inneres Bohrgestängeinner drill pipe
99
Antriebsmediumdrive medium
1010
Stützrohrsupport tube
1111
Stützmediumsupport medium
1212
Bohrmeißeldrill bit
1313
Bohrkronedrill bit
1414
Schlagkolbenpercussion piston
1515
Verschlußdeckelcap
1616
Verbindungshülseconnecting sleeve
1717
Dämpfungselementdamping element
1818
Zwischenstückconnecting piece
1919
Strömungskanalflow channel
2020
Strömungskanalflow channel
2121
Strömungskanalflow channel
2222
Ringraumannulus
2323
Strömungskanalflow channel
2424
Bohrgutcuttings
2525
Eintrittsöffnunginlet opening
2626
Austrittsöffnungoutlet opening
2727
Kupplungselementcoupling member
2828
Ringdichtungring seal
2929
Zufuhrleitungsupply line
3030
Eintrittskanalinlet channel
3131
ZugglockeZugglocke
3232
Zugelementtension element
3333
Kopfplatteheadstock
3434
Ausströmkanaloutflow
XX
Zugrichtungtensile direction

Claims (24)

Bohrvorrichtung zum Aufweiten einer Erdbohrung, mit einem Bohrkopf (6), der einen Bohrmeißel (12) aufweist, einem Schlagkolben (14), der durch ein Antriebsmedium (9) angetrieben wird und auf den Bohrmeißel (12) schlägt, einem hohlen Bohrgestänge (8), an dem der Bohrkopf (6) befestigt ist und durch dessen Hohlraum das Antriebsmedium (9) zu dem Schlagkolben (14) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bohrgestänge (8) von einem hohlen Außengestänge (3) umgeben ist, welches einen das Bohrgestänge (8) umgebenden Ringraum einschließt, durch den das Antriebsmedium (9) aus dem Bohrloch herausgeführt wird.
Drilling device for expanding an earth hole, with a drill head (6) which has a drill bit (12), an impact piston (14) which is driven by a drive medium (9) and strikes the drill bit (12), a hollow drill pipe (8) to which the drill head (6) is attached and through the cavity of which the drive medium (9) is guided to the percussion piston (14), characterized in that
the drill pipe (8) is surrounded by a hollow outer pipe (3) which encloses an annular space surrounding the drill pipe (8) through which the drive medium (9) is led out of the borehole.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Bohrgestänge (8) durch den Bohrkopf (6) hindurch erstreckt.Drilling device according to claim 1, characterized in that the drill rod (8) extends through the drill head (6). Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkolben (14) ringförmig ausgebildet ist und von dem Bohrgestänge (8) durchragt wird.Drilling device according to claim 1 or 2, characterized in that the percussion piston (14) is annular and is penetrated by the drill rod (8). Bohrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bohrkrone (13) an der von dem Ende des Bohrgestänges (8) abgewandten Seite des Bohrkopfes (6) angeordnet ist.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that a drill bit (13) is arranged on the side of the drill head (6) facing away from the end of the drill rod (8). Bohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengestänge (3) nahe der Bohrkrone (13) mindestens eine Eintrittsöffnung (25) für den Eintritt des Antriebsmediums (9), gegebenenfalls gemeinsam mit dem Bohrgut (24), aufweist.Drilling device according to claim 4, characterized in that the outer rod (3) near the drill bit (13) has at least one entry opening (25) for the entry of the drive medium (9), possibly together with the drill material (24). Bohrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrkrone (13) mindestens eine Austrittsöffnung für das Antriebsmedium (9) angeordnet sind.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one outlet opening for the drive medium (9) is arranged in the drill bit (13). Bohrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (13) drehfest mit dem Bohrgestänge (8) verbunden ist und daß das Bohrgestänge (8) außerhalb des Bohrlochs drehfest mit einem Drehantrieb (7) verbunden sind. Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drill bit (13) is non-rotatably connected to the drill rod (8) and that the drill rod (8) is connected non-rotatably to a rotary drive (7) outside the borehole. Bohrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (13) drehfest mit dem Außengestänge (3) verbunden ist und daß das Außengestänge (3) außerhalb des Bohrlochs drehfest mit einem Drehantrieb (7) verbunden sind.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drill bit (13) is connected in a rotationally fixed manner to the outer linkage (3) and in that the outer linkage (3) is connected in a rotationally fixed manner outside the borehole to a rotary drive (7). Bohrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrgestänge (8) außerhalb des Bohrlochs mit einem Linearantrieb verbunden ist, der das Bohrgestänge (8) durch das Bohrloch zieht.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drill pipe (8) is connected outside the borehole with a linear drive which pulls the drill pipe (8) through the borehole. Bohrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (13) über ein elastisches Dämpfungselement (17) in axialer Richtung beweglich mit dem Bohrgestänge (8) verbunden ist.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that the drill bit (13) is movably connected to the drill rod (8) in the axial direction via an elastic damping element (17). Bohrvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem im Bohrloch befindlichen Ende des Bohrgestänges (8) ein Verbindungselement (31,32,33) angebracht ist, an dem ein Stützrohr (10) befestigt ist.Drilling device according to one of the preceding claims, characterized in that a connecting element (31, 32, 33) to which a support tube (10) is attached is attached to the end of the drill pipe (8) located in the borehole. Bohrvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (10) von der Drehbewegung des Bohrgestänges (8) entkoppelt ist.Drilling device according to claim 11, characterized in that the support tube (10) is decoupled from the rotary movement of the drill rod (8). Bohrvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement eine Kopfplatte (33) zum Verschließen des Stützrohres (10) aufweist.Drilling device according to claim 11 or 12, characterized in that the connecting element has a head plate (33) for closing the support tube (10). Bohrvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfplatte (33) mindestens einen Ausströmkanal (24) für ein durch das Stützrohr (10) zugeführtes Stützmedium (11) aufweist.Drilling device according to claim 13, characterized in that the head plate (33) has at least one outflow channel (24) for a support medium (11) fed through the support tube (10). Bohrvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Bohrgestänge (8) weisende Oberfläche der Kopfplatte (33) zumindest im äußeren Bereich ihres Umfangs schräg zur radialen Richtung des Bohrgestänges (8) verläuft. Drilling device according to claim 13, characterized in that the surface of the head plate (33) facing the drill rod (8) extends obliquely to the radial direction of the drill rod (8) at least in the outer region of its circumference. Verfahren zur Aufweitung eines bestehenden Bohrlochs, bei dem ein Bohrkopf (6) an einem in das Bohrloch eingebrachten, hohlen Bohrgestänge (8) befestigt und durch das Bohrloch gezogen wird, wobei auf einen Bohrmeißel (12) des Bohrkopfs (6) während des Bohrens ein Schlagkolben (14) schlägt, der durch ein Antriebsmedium (9) angetrieben wird, welches durch das hohle Bohrgestänge (8) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsam mit dem Bohrgestänge (8) ein dieses umgebendes Außengestänge (3) durch das Bohrloch gezogen wird, wobei zwischen dem Außengestänge (3) und dem Bohrgestänge (8) ein Ringraum eingeschlossen wird, und daß das Antriebsmedium (9) durch diesen Ringraum hindurch aus dem Bohrloch herausgeführt wird.
Method for expanding an existing borehole, in which a drill head (6) is attached to a hollow drill pipe (8) inserted into the borehole and is pulled through the borehole, whereby a drill bit (12) of the drill head (6) is engaged during drilling Percussion piston (14) which is driven by a drive medium (9) which is fed through the hollow drill pipe (8),
characterized in that, together with the drill pipe (8), an outer pipe (3) surrounding it is pulled through the borehole, an annular space being enclosed between the outer pipe (3) and the drill pipe (8), and in that the drive medium (9) this annular space is led out of the borehole.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengestänge (3) derart in das Bohrloch eingebracht wird, daß es bündig gegen die Wandung des Bohrlochs anliegt.A method according to claim 16, characterized in that the outer rod (3) is introduced into the borehole in such a way that it lies flush against the wall of the borehole. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen des Außengestänges (3) in das Bohrloch ein lenkbarer Richtungs-Bohrkopf (2) an dessen Ende befestigt wird.A method according to claim 17, characterized in that a steerable directional drilling head (2) is attached to the end of the outer rod (3) in the borehole. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einbringen des Außengestänges (3) ein Stützmedium in das von dem Richtungs-Bohrkopf (2) erzeugte Bohrloch eingebracht wird, welches eine bündig gegen das Außengestänge (3) anliegende Bohrlochwandung bildet.A method according to claim 17, characterized in that when the outer rod (3) is introduced, a support medium is introduced into the borehole produced by the directional drilling head (2), which forms a borehole wall lying flush against the outer rod (3). Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bohrens mit dem Richtungs-Bohrkopf (2) ein innerhalb des Außengestänges (3) verlaufendes Schlaggestänge Schläge auf den Richtungs-Bohrkopf (2) überträgt und daß vor dem Einbringen des inneren Bohrgestänges (8) das Schlaggestänge aus dem Außengestänge (3) ausgetrieben wird.A method according to claim 17 or 18, characterized in that during drilling with the directional drill head (2) a percussion rod extending within the outer rod (3) transmits blows to the directional drill head (2) and that before the inner drill rod (2) is inserted 8) the blow rod is driven out of the outer rod (3). Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Bohrgestänge (8) gegenüberliegenden Seite des Bohrkopfes (6) ein Stützrohr (10) befestigt wird, welches gemeinsam mit dem Bohrkopf (6) durch das erweiterte Bohrloch gezogen wird. Drilling device according to one of claims 16 to 19, characterized in that a support tube (10) is fastened to the side of the drill head (6) opposite the drill pipe (8), which is pulled through the enlarged borehole together with the drill head (6). Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Stützrohr (10) hindurch ein Stützmedium (11) in das Bohrloch geleitet wird, welches am Ende des Stützrohres (10) nahe dem Bohrkopf (6) austritt.A method according to claim 21, characterized in that a support medium (11) is passed through the support tube (10) into the borehole and emerges at the end of the support tube (10) near the drill head (6). Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrkopf (6) durch einen Drehantrieb (7) über mindestens eines der Gestänge (3,8) in Drehung versetzt wird.Method according to one of claims 16 to 22, characterized in that the drill head (6) is set in rotation by means of a rotary drive (7) over at least one of the rods (3, 8). Verfahren nach Anspruch 21 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (10) von der Drehbewegung des Gestänges (3,8) entkoppelt wird.Method according to claims 21 and 23, characterized in that the support tube (10) is decoupled from the rotary movement of the linkage (3, 8).
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