EP1361333A2 - Erdbohrgerät - Google Patents

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EP1361333A2
EP1361333A2 EP03008467A EP03008467A EP1361333A2 EP 1361333 A2 EP1361333 A2 EP 1361333A2 EP 03008467 A EP03008467 A EP 03008467A EP 03008467 A EP03008467 A EP 03008467A EP 1361333 A2 EP1361333 A2 EP 1361333A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drill string
drilling tool
pressure
machine according
boring machine
Prior art date
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EP03008467A
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English (en)
French (fr)
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EP1361333A3 (de
EP1361333B1 (de
Inventor
Werner Dipl.-Ing. Harthauser (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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Publication of EP1361333A3 publication Critical patent/EP1361333A3/de
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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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/022—Control of the drilling operation; Hydraulic or pneumatic means for activation or operation

Definitions

  • the invention relates to an earth drilling machine according to the preamble of claim 1 for creating holes.
  • a rotatable drivable drilling tool with adjustable Tool components for such an earth drilling machine is out the prior art known from JP 60-168813 A.
  • actuating devices which are operated hydraulically.
  • the hydraulic Signal pressure for the control device is provided by one on the earth drilling machine provided pressure supply provided that is in flow connection with the actuating device.
  • the pressure supply due to the high to be generated hydraulic signal pressures a corresponding size and has an appropriate weight, it is usually not provided directly on the drilling tool, but removed of this, for example, on the superstructure of the earth drilling rig arranged.
  • the flow connection between the Pressure supply and the drilling tool rotating during operation is realized with a so-called rotating union, which is a flow connection with the drilling tool rotating allows.
  • hydraulically actuated actuating device A hydraulic oil is used, must be used with the Take care that, despite the guaranteed high set pressures occurring during operation is that no hydraulic oil from the rotary union leaks to environmental pollution from the hydraulic oil to avoid.
  • a sufficiently high sealing effect is achieved with the known rotary unions, the rotary unions must be manufactured with very high precision be and are accordingly expensive. Further must the rotating unions due to the extreme loads that they encounter during operation are frequently serviced.
  • the invention solves the problem with an earth drilling device the features of claim 1.
  • the hydraulics of the actuator separate from the actual one Pressure supply, the signal pressure for the actuating device provides to train. Furthermore strikes the invention, at least for the transmission of the signal pressure an environmentally friendly one in the area of the rotating union To use fluid. To do this, the pressure supply creates the desired signal pressure, that of the environmentally friendly Fluid through the rotating union to the actuator is forwarded. To convert the signal pressure of the environmentally friendly Fluids in the hydraulic signal pressure a converter is provided for the actuating device.
  • Earth drilling rig proposed as environmentally friendly Fluid to use a gaseous fluid.
  • This has the advantage that if there are any leaks the fluid on the rotary union without residues can escape.
  • compressed air generator When using compressed air as a gaseous, environmentally friendly Fluid is used as a pressure supply proposed a compressed air generator with which the desired compressed air is to be generated. For the sake of one it is easier to use and also for maintenance reasons it is advantageous if the compressed air generator immediately is held on the superstructure of the earth drilling machine.
  • compressed air used as an environmentally friendly fluid serves as An air motor driven by compressed air and one hydraulic pump coupled to the air motor for generation the hydraulic pressure for the actuator.
  • liquid Fluid instead of gaseous, environmentally friendly fluids also liquid, environmentally friendly fluids, such as Water, can be used, the use of liquid Fluid has the advantage that the fluid essentially is not compressible and accordingly that of the fluid transmitted signal pressure of the pressure supply immediately the hydraulics of the actuator can be transferred.
  • Earth drilling rig is the drilling tool on one to the drive head relatively extendable and retractable drill string held.
  • the drill string serves on the one hand as a holder for the drilling tool and on the other hand for Transfer the torque generated by the drive head to the drilling tool.
  • the use of an extendable and retractable Drill string has the advantage of being comparative deep holes, such as when creating of holes for foundation piles are created can be.
  • As an extendable and retractable drill string especially the use of a telescopic Kelly bar proposed.
  • the rotary union to keep on the drill string.
  • the Rotary feed-through a feed that is rotatably mounted on the drill string to supply the environmentally friendly fluid, which is supported on the output head, and one with the feed sealingly coupled coupling unit, which is attached to the rotatable drill string. While over the Feed the environmentally friendly fluid into the rotating union arrives, enables the sealingly coupled training the transition between the feed and the coupling unit overflow of the fluid from the feed into the coupling unit rotating with the drill string, which the fluid is in fluid communication with stationary converter.
  • hose lines To transfer the hydraulic pressure from the converter into the Actuator is the use of a hose line proposed.
  • the use of hose lines has the Advantage that the actuating device can be moved relative to the converter can be formed, resulting in a higher Flexibility in the design of the drilling tool results.
  • the converter and a retractor for the hose line are provided on the drill string, which are with the Turn the drill string along and to which the drill string with Drilling tool is relatively retractable and extendable.
  • the retractor is designed in this embodiment that the hose line from the retractor that the hose line can be unrolled and rolled up in any position of the drill string below a given one Tension is there. In this way it is achieved that the actuator supplying hydraulic pressure Hose line always in a defined position relative runs to the drill string so that even when immersed of the drilling tool in the bore, the hose line comes into contact with the drilling walls and if necessary is damaged.
  • Embodiment of the retractor proposed to preload them with spring force.
  • Fig. 1 shows a side view of an earth boring machine 10, which in conventionally from a trained as a caterpillar carriage Undercarriage 12 and one rotatably mounted thereon Superstructure 14 is formed.
  • the upper carriage 14 is conventional Way, a drilling mast 16 is pivoted, the corresponding the given ground conditions relative to the superstructure 14 can be aligned.
  • a drive head 18 is displaceable along the drilling mast 16 stored in its position along the Drill mast 16 can be adjusted.
  • the drive head 18 serves to rotatably drive a drill string 20, which runs parallel to the mast 16 and through the drive head 18 is passed.
  • the drill string 20 is composed of a telescopic Kelly rod 22 and an am lower end of the Kelly rod 22 held drilling tool 24 educated.
  • the drilling tool 24 is as Pile foot cutter trained with the one already existing hole at the lower end of the hole a hole extension can be created.
  • the drilling tool 24 has several adjustable tool components 26 equipped with hydraulic actuatable actuators 28 relative to the drilling tool 24 are adjustable. In the present case it is cutting tools that radially outward from the Pile foot cutters can be adjusted. Instead of The pile foot cutter shown can also use other drilling tools with adjustable tool components, for example a Kelly drill, a gripper or the like, as Drilling tool 24 are used.
  • adjustable tool components 26 equipped with hydraulic actuatable actuators 28 relative to the drilling tool 24 are adjustable. In the present case it is cutting tools that radially outward from the Pile foot cutters can be adjusted.
  • the pile foot cutter shown can also use other drilling tools with adjustable tool components, for example a Kelly drill, a gripper or the like, as Drilling tool 24 are used.
  • a rotating Platform 30 is provided, which on the drive head 18 in is stored in a known manner and upon rotation of the Drill string 20 is carried by drill string 20.
  • a rotary feedthrough 32 is also provided, the structure of which hereinafter with reference to FIGS. 2 and 3 in more detail is explained.
  • the rotary feedthrough 32 has a feed 34 which is rigidly connected to the drive head 18 and not rotates together with the drill string 20.
  • the feeder 34 is sealingly engaged with a coupling unit 36, which is positioned below the feeder 34 and from the co-rotating platform 30 is carried.
  • the rotary union 32 serves as a flow connection between the non-rotating part of the drive head 18 and the while of the rotating drill string 20.
  • the feed 34 is in the illustrated embodiment with a compressed air generator provided on the superstructure 14 38 connected, which, as will be explained later, Compressed air generated to provide a signal pressure.
  • Each converter 40 is in flow connection with the coupling unit 36, through the compressed air from the compressed air generator 38 about a hose system, not shown, and the feed 34 arrives in the converter 40.
  • each converter 40 becomes the signal pressure set by the compressed air generator 38 into a hydraulic pressure for the hydraulically operated Actuators 28 converted. This hydraulic pressure is via hoses 42 to the actuators 28 of the Transfer drilling tool 24.
  • each tube 42 is one Retractor 44 rolled up on either side of the drill string 20 rotatably mounted on the rotating platform 30 are.
  • the hoses 42 are then through one at the bottom End of the outer tube of the Kelly rod 22 provided Guide ring 46 out and to the various Actuators 28 of the drilling tool 24 connected.
  • the drive head 18 drives the Kelly bar 22 so that they can use their drilling tool 24 their longitudinal axis rotates.
  • the compressed air generator 38 generates a corresponding excess pressure, of a corresponding valve arrangement (not shown) and via corresponding line systems in the Feed 34 of the rotary union 32 is forwarded.
  • the feed 34 transmits the signal pressure to the clutch unit 36, which in turn sends the signal pressure to the converter 40 forwards.
  • the transducers 40 convert the pneumatic Signal pressure into a hydraulic signal pressure, which by the hoses 42 to the hydraulic actuators 28 is forwarded accordingly the tool components according to the set pressure conditions Press 26.
  • the rotary union 32 By separating the hydraulic circuit from the hydraulic actuating devices 28 of the drilling tool 24 to be actuated and the transmission of the signal pressure using compressed air can the rotary union 32 be made relatively simple because there are any leaks at the rotating union 32 have no negative effects, at best to a slight pressure drop in the compressed air system would lead.
  • the signal pressure generated with the help of a compressed air generator is also possible to start with the signal pressure in a conventional manner Way through a hydraulic cylinder or a Generate hydraulic unit and then using corresponding converter first in a pneumatic Convert pressure to the signal pressure through the Pneumatically transfer rotating union. Subsequently can then the pneumatic signal pressure in the previously described Way back into a hydraulic signal pressure being transformed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Erdbohrgerät (10) zum Erstellen von Bohrungen. Das Erdbohrgerät weist einen Antriebskopf (18) auf, mit dem ein Bohrwerkzeug (24) drehbar antreibbar ist. Am Bohrwerkzeug ist mindestens eine hydraulisch betätigbare Stelleinrichtung (28) zum Verstellen bewegbarer Werkzeugkomponenten (26) des Bohrwerkzeuges vorgesehen. Zum Bereitstellen des Stelldrucks für die Stelleinrichtungen ist eine Druckversorgung (38) vorgesehen, wobei der Stelldruck durch eine zwischen dem Antriebskopf und dem drehbaren Bohrwerkzeug vorgesehene Drehdurchführung (32) an die Stelleinrichtung des drehbaren Bohrwerkzeuges übertragbar ist. Die Übertragung des Stelldrucks erfolgt mit Hilfe eines umweltverträglichen Fluides durch die Drehdurchführung, wobei der Stelldruck nach dem Durchströmen der Drehdurchführung mit Hilfe mindestens eines Wandlers (40) in einen Hydraulikdruck für die hydraulische Stelleinrichtung umgewandelt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Erdbohrgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Erstellen von Bohrungen.
Ein drehbar antreibbares Bohrwerkzeug mit verstellbaren Werkzeugkomponenten für ein solches Erdbohrgerät ist aus dem Stand der Technik nach der JP 60-168813 A bekannt. Zum Betätigen der bewegbaren Werkzeugkomponenten dieses Bohrwerkzeuges sind als Stelleinrichtung Stellzylinder vorgesehen, die hydraulisch zu betätigen sind. Der hydraulische Stelldruck für die Stelleinrichtung wird von einer am Erdbohrgerät vorgesehenen Druckversorgung bereitgestellt, die mit der Stelleinrichtung in Strömungsverbindung steht.
Da die Druckversorgung aufgrund der hohen zu erzeugenden hydraulischen Stelldrücke eine entsprechende Baugröße und ein entsprechendes Gewicht aufweist, ist sie üblicherweise nicht unmittelbar am Bohrwerkzeug vorgesehen, sondern entfernt von diesem beispielsweise am Oberwagen des Erdbohrgerätes angeordnet. Die Strömungsverbindung zwischen der Druckversorgung und dem sich im Betrieb drehenden Bohrwerkzeug wird mit einer sogenannten Drehdurchführung realisiert, die eine Strömungsverbindung bei sich drehendem Bohrwerkzeug ermöglicht.
Aufgrund der Tatsache, dass zum Betätigen der am Bohrwerkzeug vorgesehenen, hydraulisch betätigbaren Stelleinrichtung ein Hydrauliköl verwendet wird, muss bei der verwendeten Drehdurchführung darauf geachtet werden, dass trotz der während des Betriebes auftretenden hohen Stelldrücke gewährleistet ist, dass kein Hydrauliköl aus der Drehdurchführung austritt, um Umweltbelastungen durch das Hydrauliköl zu vermeiden. Damit eine ausreichend hohe Dichtungswirkung bei den bekannten Drehdurchführungen erreicht wird, müssen die Drehdurchführungen mit sehr hoher Präzision gefertigt sein und sind entsprechend kostspielig. Ferner müssen die Drehdurchführungen aufgrund der auf Baustellen auftretenden, extremen Belastungen, denen sie während des Betriebes ausgesetzt sind, häufig gewartet werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Erdbohrgerät der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Drehdurchführung weniger aufwendig und kostspielig ausgeführt sein muss als im Stand der Technik und vergleichsweise wartungsarm ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Erdbohrgerät mit den Merkmalen nach Anspruch 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Erdbohrgerät wird vorgeschlagen, die Hydraulik der Stelleinrichtung getrennt von der eigentlichen Druckversorgung, die den Stelldruck für die Stelleinrichtung bereitstellt, auszubilden. Des Weiteren schlägt die Erfindung vor, zur Übertragung des Stelldruckes zumindest im Bereich der Drehdurchführung ein umweltverträgliches Fluid zu verwenden. Hierzu erzeugt die Druckversorgung den gewünschten Stelldruck, der von dem umweltverträglichen Fluid durch die Drehdurchführung an die Stelleinrichtung weitergeleitet wird. Zur Umwandlung des Stelldrucks des umweltverträglichen Fluides in den hydraulischen Stelldruck für die Stelleinrichtung ist ein Wandler vorgesehen.
Durch die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass die Druckübertragung im Bereich der Drehdurchführung durch ein umweltverträgliches Fluid erfolgt. Eventuell auftretende Leckagen an der Drehdurchführung sind daher für die Umwelt unschädlich. Als Folge kann die Drehdurchführung verhältnismäßig einfach aufgebaut sein, da nicht die im Stand der Technik üblichen, hohen Anforderungen an die Dichtigkeit der Drehdurchführung gestellt werden müssen. Dementsprechend kann die Drehdurchführung verglichen mit dem Stand der Technik weniger aufwendig und damit weniger kostspielig ausgebildet sein. Auch die im Stand der Technik üblichen Wartungsarbeiten, die durchgeführt werden müssen, um bereits kleinste Leckagen an der Drehdurchführung zu erkennen, müssen bei dem erfindungsgemäßen Erdbohrgerät nicht mehr in der üblichen Häufigkeit vorgenommen werden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung, sowie den Unteransprüchen.
So wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Erdbohrgerätes vorgeschlagen, als umweltverträgliches Fluid ein gasförmiges Fluid einzusetzen. Dies hat den Vorteil, dass bei eventuell auftretenden Undichtigkeiten an der Drehdurchführung das Fluid ohne Rückstände entweichen kann. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Verwendung von Druckluft als umweltverträgliches Fluid gezeigt, da Druckluft auf verhältnismäßig einfache Weise erzeugt werden kann und auch Undichtigkeiten an der Drehdurchführung keinerlei Nachteile mit sich bringen.
Bei der Verwendung von Druckluft als gasförmiges, umweltverträgliches Fluid wird als Druckversorgung die Verwendung eines Druckluftgenerators vorgeschlagen, mit dem die gewünschte Druckluft zu erzeugen ist. Aus Gründen einer besseren Bedienbarkeit und auch aus Wartungsgründen ist es dabei von Vorteil, wenn der Druckluftgenerator unmittelbar am Oberwagen des Erdbohrgerätes gehalten ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der Druckluft als umweltverträgliches Fluid eingesetzt wird, dient als Wandler ein mit Druckluft antreibbarer Luftmotor und eine mit dem Luftmotor gekoppelte Hydraulikpumpe zum Erzeugen des Hydraulikdrucks für die Stelleinrichtung. Alternativ wäre jedoch auch möglich, einen Wandler in Form eines Pneumatikzylinders auszubilden, der mit einem Hydraulikzylinder zum Betätigen der Stelleinrichtung gekoppelt ist.
Anstelle gasförmiger, umweltverträglicher Fluide können auch flüssige, umweltverträgliche Fluide, wie beispielsweise Wasser, eingsetzt werden, wobei die Verwendung flüssiger Fluide den Vorteil bietet, dass das Fluid im Wesentlichen nicht komprimierbar ist und dementsprechend der vom Fluid übertragene Stelldruck der Druckversorgung unmittelbar an die Hydraulik der Stelleinrichtung übertragen werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Erdbohrgerätes ist das Bohrwerkzeug an einem zum Antriebskopf relativ aus- und einfahrbaren Bohrstrang gehalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel dient der Bohrstrang einerseits als Halterung für das Bohrwerkzeug und andererseits zum Übertragen des vom Antriebskopf erzeugten Drehmomentes auf das Bohrwerkzeug. Die Verwendung eines aus- und einfahrbaren Bohrstranges hat den Vorteil, dass vergleichsweise tiefe Bohrungen, wie sie beispielsweise bei der Erstellung von Bohrungen für Gründungspfähle gewünscht sind, erstellt werden können. Als aus- und einfahrbarer Bohrstrang wird insbesondere die Verwendung einer teleskopierbaren Kellystange vorgeschlagen.
Ist das Erdbohrgerät mit einem aus- und einfahrbaren Bohrstranges versehen, so wird bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform vorgeschlagen, die Drehdurchführung am Bohrstrang zu halten. Zu diesem Zweck weist die Drehdurchführung eine am Bohrstrang drehbar gelagerte Zuführung zum Zuführen des umweltverträglichen Fluides, welche sich am Abtriebskopf abstützt, sowie eine mit der Zuführung abdichtend gekoppelte Kupplungseinheit auf, welche am drehbaren Bohrstrang befestigt ist. Während über die Zuführung das umweltverträgliche Fluid in die Drehdurchführung gelangt, ermöglicht die abdichtend gekoppelte Ausbildung des Übergangs zwischen der Zuführung und der Kupplungseinheit ein Überströmen des Fluides von der Zuführung in die sich mit dem Bohrstrang mitdrehende Kupplungseinheit, welche das Fluid an den mit ihr in Strömungsverbindung stehenden Wandler weiterleitet.
Zur Übertragung des Hydraulikdrucks von dem Wandler in die Stelleinrichtung wird die Verwendung einer Schlauchleitung vorgeschlagen. Die Verwendung von Schlauchleitungen hat den Vorteil, dass die Stelleinrichtung relativ zum Wandler bewegbar ausgebildet sein kann, wodurch sich eine höhere Flexibilität in der Ausbildung des Bohrwerkzeuges ergibt.
Bei einer Ausführungsform, bei der das Bohrwerkzeug an einem Bohrstrang gehalten ist und die Übertragung des Hydraulikdrucks von dem Wandler an die Stelleinrichtung über eine Schlauchleitung erfolgt, wird ferner vorgeschlagen, dass der Wandler und eine Aufrolleinrichtung für die Schlauchleitung am Bohrstrang vorgesehen sind, die sich mit dem Bohrstrang mitdrehen und zu denen der Bohrstrang mit dem Bohrwerkzeug relativ ein- und ausfahrbar ist. Die Aufrolleinrichtung ist bei diesem Ausführungsbeispiel so konzipiert, dass die Schlauchleitung derart von der Aufrolleinrichtung ab- und aufrollbar ist, dass die Schlauchleitung in jeder Position des Bohrstrangs unter einer vorgegebenen Zugspannung steht. Auf diese Weise wird erreicht, dass die die Stelleinrichtung mit Hydraulikdruck versorgende Schlauchleitung immer in einer definierten Lage relativ zum Bohrstrang verläuft, so dass auch bei einem Eintauchen des Bohrwerkzeuges in die Bohrung die Schlauchleitung nicht mit den Bohrwänden in Berührung kommt und gegebenenfalls beschädigt wird.
Zum Vorspannen der Schlauchleitung wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Aufrolleinrichtung vorgeschlagen, diese mittels Federkraft vorzuspannen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erleutert. Darin zeigen:
Fig. 1
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Erdbohrgerätes;
Fig. 2
einen vergrößerten Ausschnitt des Erdbohrgerätes nach Fig. 1, in dem eine Drehdurchführung mit benachbart angeordneten Aufrolleinrichtungen teilweise geschnitten dargestellt ist;
Fig. 3
eine Seitenansicht, in der die Drehdurchführung und die benachbart angeordneten Aufrolleinrichtungen ungeschnitten dargestellt sind; und
Fig. 4
eine Draufsicht auf eine Plattform, an der die Aufrolleinrichtungen drehbar gelagert sowie auf der mehrere Wandler angeordnet sind.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein Erdbohrgerät 10, das in herkömmlicher Weise aus einem als Raupenlafette ausgebildeten Unterwagen 12 und einem an diesem drehbar gelagerten Oberwagen 14 gebildet ist. Am Oberwagen 14 ist in herkömmlicher Weise ein Bohrmast 16 schwenkbar gelagert, der entsprechend den gegebenen Bodenbedingungen relativ zum Oberwagen 14 ausgerichtet werden kann.
Entlang des Bohrmastes 16 ist ein Antriebskopf 18 verschieblich gelagert, der in seiner Position entlang des Bohrmastes 16 verstellt werden kann.
Der Antriebskopf 18 dient zum drehbaren Antrieb eines Bohrstranges 20, der parallel zum Bohrmast 16 verläuft und durch den Antriebskopf 18 hindurchgeführt ist. Der Bohrstrang 20 ist aus einer teleskopierbaren Kellystange 22 und einem am unteren Ende der Kellystange 22 gehaltenen Bohrwerkzeug 24 gebildet. Im vorliegenden Fall ist das Bohrwerkzeug 24 als Pfahlfußschneider ausgebildet, mit dem bei einer bereits bestehenden Bohrung am unteren Ende der Bohrung eine Bohrungserweiterung erstellt werden kann.
Das Bohrwerkzeug 24 ist mit mehreren verstellbaren Werkzeugkomponenten 26 ausgestattet, die mit Hilfe hydraulisch betätigbarer Stelleinrichtungen 28 relativ zum Bohrwerkzeug 24 verstellbar sind. Im vorliegenden Fall handelt es sich hierbei um Schneidwerkzeuge, die radial nach außen vom Pfahlfußschneider verstellt werden können. Anstelle des dargestellten Pfahlfußschneiders können auch andere Bohrwerkzeuge mit verstellbaren Werkzeugkomponenten, beispielsweise ein Kellybohrer, ein Greifer oder ähnliches, als Bohrwerkzeug 24 eingesetzt werden.
Unmittelbar unterhalb des Antriebskopfes 18 ist eine mitdrehende Plattform 30 vorgesehen, die am Antriebskopf 18 in bekannter Weise gelagert ist und bei einer Drehung des Bohrstrangs 20 vom Bohrstrang 20 mitgeführt wird. Zwischen der mitdrehenden Plattform 30 und dem Antriebskopf 18 ist ferner eine Drehdurchführung 32 vorgesehen, deren Aufbau nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert wird.
Die Drehdurchführung 32 weist eine Zuführung 34 auf, die mit dem Antriebskopf 18 starr verbunden ist und sich nicht gemeinsam mit dem Bohrstrang 20 mitdreht. Die Zuführung 34 steht abdichtend mit einer Kupplungseinheit 36 in Eingriff, die unterhalb der Zuführung 34 positioniert ist und von der mitdrehenden Plattform 30 mitgeführt wird. Die Drehdurchführung 32 dient als Strömungsverbindung zwischen dem sich nichtdrehenden Teil des Antriebskopfes 18 und dem sich während des Betriebes drehenden Bohrstranges 20.
Die Zuführung 34 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem am Oberwagen 14 vorgesehenen Druckluftgenerator 38 verbunden, der, wie später noch erläutert wird, Druckluft zum Bereitstellen eines Stelldruckes erzeugt.
Wie Fig. 4 zeigt, in der eine Draufsicht auf die mitdrehende Plattform 30 zu sehen ist, sind um den konzentrisch durch die etwa kreisförmige Plattform 30 verlaufenden Bohrstrang 20 mehrere Wandler 40 angeordnet, deren Funktion nachfolgend erläutert wird.
Jeder Wandler 40 steht mit der Kupplungseinheit 36 in Strömungsverbindung, durch die Druckluft vom Druckluftgenerator 38 über ein nicht dargestelltes Schlauchsystem und die Zuführung 34 in die Wandler 40 gelangt. In jedem Wandler 40 wird der vom Druckluftgenerator 38 eingestellte Stelldruck in einen Hydraulikdruck für die hydraulisch zu betätigenden Stelleinrichtungen 28 umgewandelt. Dieser Hydraulikdruck wird über Schläuche 42 an die Stelleinrichtungen 28 des Bohrwerkzeuges 24 übertragen.
Damit die Schläuche 42 während des Ausfahrens bzw. Einfahrens der Kellystange 22 eine definierte Lage bezüglich der Kellystangen 22 einnehmen, ist jeder Schlauch 42 auf eine Aufrolleinrichtung 44 aufgerollt, die beiderseits des Bohrstrangs 20 an der mitdrehenden Plattform 30 drehbar gelagert sind. Die Schläuche 42 sind dann durch einen am unteren Ende des äußeren Rohrs der Kellystange 22 vorgesehenen Führungsring 46 geführt und an die verschiedenen Stelleinrichtungen 28 des Bohrwerkzeuges 24 angeschlossen.
Während des Betriebes treibt der Antriebskopf 18 die Kellystange 22 an, so dass diese mit ihrem Bohrwerkzeug 24 um ihre Längsachse rotiert. Dabei wird gleichzeitig die Plattform 30, an der die Wandler 40 und die Aufrolleinrichtungen 44 gehalten sind, mitgeführt. Soll nun eine der verstellbaren Werkzeugkomponenten 26 betätigt werden, wird mit Hilfe des Druckluftgenerators 38 ein entsprechender Überdruck erzeugt, der über eine entsprechende Ventilanordnung (nicht dargestellt) und über entsprechende Leitungssysteme in die Zuführung 34 der Drehdurchführung 32 weitergeleitet wird. Die Zuführung 34 überträgt den Stelldruck an die Kupplungseinheit 36, die ihrerseits den Stelldruck an die Wandler 40 weiterleitet. Die Wandler 40 wandeln den pneumatischen Stelldruck in einen hydraulischen Stelldruck um, der durch die Schläuche 42 an die hydraulisch zu betätigenden Stelleinrichtungen 28 weitergeleitet wird, die entsprechend den eingestellten Druckverhältnissen die Werkzeugkomponenten 26 betätigen.
Durch die Trennung des Hydraulikkreislaufes der hydraulisch zu betätigenden Stelleinrichtungen 28 des Bohrwerkzeuges 24 und die Übertragung des Stelldrucks mit Hilfe von Druckluft kann die Drehdurchführung 32 verhältnismäßig einfach ausgebildet sein, da eventuelle Leckagen an der Drehdurchführung 32 keinerlei negative Auswirkungen besitzen, sondern allenfalls zu einem geringfügigen Druckabfall im Druckluftsystem führen würden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Stelldruck mit Hilfe eines Druckluftgenerators erzeugt. Alternativ ist es auch möglich, den Stelldruck zunächst in herkömmlicher Weise durch einen Hydraulikzylinder oder ein Hydraulikaggregat zu erzeugen und anschließend unter Verwendung entsprechender Wandler zunächst in einen pneumatischen Druck umzuwandeln, um den Stelldruck durch die Drehdurchführung pneumatisch zu übertragen. Anschließend kann dann der pneumatische Stelldruck in der zuvor beschriebenen Weise wieder in einen hydraulischen Stelldruck umgewandelt werden.

Claims (10)

  1. Erdbohrgerät zum Erstellen von Bohrungen, mit
    einem Antriebskopf (18),
    einem von dem Antriebskopf (18) drehbar antreibbaren Bohrwerkzeug (24), an dem mindestens eine hydraulisch betätigbare Stelleinrichtung (28) zum Verstellen bewegbarer Werkzeugkomponenten (26) des Bohrwerkzeuges (24) vorgesehen ist,
    einer Druckversorgung (38) zum Bereitstellen des Stelldrucks für die Stelleinrichtung (28) des Bohrwerkzeuges (24) und
    einer zwischen dem Antriebskopf (18) und dem drehbaren Bohrwerkzeug (24) vorgesehenen Drehdurchführung (32) zum Übertragen des Stelldrucks von der Druckversorgung (38) an die Stelleinrichtung (28) des drehbaren Bohrwerkzeuges (24),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Übertragung des Stelldrucks durch die Drehdurchführung (32) mit Hilfe eines umweltverträglichen Fluides erfolgt und
    dass zwischen der Drehdurchführung (32) und der hydraulischen Stelleinrichtung (28) mindestens ein Wandler (40) vorgesehen ist, der den Stelldruck des umweltverträglichen Fluides in einen hydraulischen Stelldruck für die hydraulische Stelleinrichtung (28) umwandelt.
  2. Erdbohrgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das umweltverträgliche Fluid ein gasförmiges Fluid, vorzugsweise Druckluft ist.
  3. Erdbohrgerät nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Druckversorgung ein Druckluftgenerator (38) zum Erzeugen von Druckluft ist, welcher vorzugsweise am Oberwagen (14) des Erdbohrgerätes (10) gehalten ist.
  4. Erdbohrgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Wandler (40) ein mit Druckluft als umweltverträgliches Fluid antreibbarer Luftmotor und eine mit dem Luftmotor gekoppelte Hydraulikpumpe zum Erzeugen des Hydraulikdrucks für die Stelleinrichtung (28) dient.
  5. Erdbohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrwerkzeug (24) an einem relativ zum Antriebskopf (18) aus- und einfahrbaren Bohrstrang (20), vorzugsweise an einer teleskopierbaren Kellystange (22) gehalten ist.
  6. Erdbohrgerät nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drehdurchführung (32) am Bohrstrang (20) gehalten ist und eine am Bohrstrang (20) drehbar gelagerte, sich am Antriebsmotor (18) abstützende Zuführung (34) zum Zuführen des umweltverträglichen Fluides und eine am drehbaren Bohrstrang (20) befestigte, mit der Zuführung (34) abdichtend gekoppelte Kupplungseinheit (36) aufweist, welche mit dem Wandler (40) in Strömungsverbindung steht.
  7. Erdbohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Übertragen des Hydraulikdrucks von dem Wandler (40) an die Stelleinrichtung (28) mindestens eine Schlauchleitung (42) vorgesehen ist.
  8. Erdbohrgerät nach Anspruch 5 und 7 oder 6 und 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Wandler und eine Aufrolleinrichtung (44) für die Schlauchleitung (42) am Bohrstrang (20) vorgesehen sind, die sich mit dem Bohrstrang (20) mitdrehen und zu denen der Bohrstrang (20) mit dem Bohrwerkzeug (24) relativ ein- und ausfahrbar ist, und
    dass die Schlauchleitung (42) auf der am Bohrstrang (20) vorgesehenen Aufrolleinrichtung (44) derart abrollbar und aufrollbar ist, dass die Schlauchleitung (42) in jeder Position des Bohrstrangs (20) unter einer vorgegebenen Zugspannung steht.
  9. Erdbohrgerät nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrolleinrichtung (44) zum Vorspannen der Schlauchleitung (42) durch eine Federkraft vorgespannt ist.
  10. Erdbohrgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrwerkzeug ein Kellybohrer, ein Pfahlfußschneider (24), ein Bohreimer oder ein Greifer ist.
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