EP1361333B1 - Erdbohrgerät - Google Patents

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EP1361333B1
EP1361333B1 EP20030008467 EP03008467A EP1361333B1 EP 1361333 B1 EP1361333 B1 EP 1361333B1 EP 20030008467 EP20030008467 EP 20030008467 EP 03008467 A EP03008467 A EP 03008467A EP 1361333 B1 EP1361333 B1 EP 1361333B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drill string
pressure
drilling apparatus
drilling tool
hydraulic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP20030008467
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1361333A2 (de
EP1361333A3 (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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Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
Publication of EP1361333A2 publication Critical patent/EP1361333A2/de
Publication of EP1361333A3 publication Critical patent/EP1361333A3/de
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Publication of EP1361333B1 publication Critical patent/EP1361333B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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 a Erdbohr réelle according to the preamble of claim 1 for creating holes.
  • a rotary drivable drilling tool with adjustable tool components for such a Erdbohr réelle is known from the prior art according to JP 60-168813 A.
  • actuating the movable tool components of this drilling tool actuating cylinder are provided as adjusting device, which are to be operated hydraulically.
  • the hydraulic actuating pressure for the adjusting device is provided by a provided on Erdbohr réelle pressure supply, which is in flow communication with the adjusting device.
  • the pressure supply Since the pressure supply has a corresponding size and a corresponding weight due to the high hydraulic actuating pressures to be generated, it is usually not provided directly on the drilling tool, but remote therefrom, for example, arranged on the superstructure of Erdbohrauss.
  • the flow connection between the pressure supply and the rotating drilling tool is realized with a so-called rotary feedthrough, which allows a flow connection with rotating drilling tool.
  • the invention solves the problem by a Erdbohrcuit with the features of claim 1.
  • the invention proposes to design the hydraulic system of the adjusting device separately from the actual pressure supply, which provides the setting pressure for the setting device. Furthermore, the invention proposes to use an environmentally compatible fluid at least in the region of the rotary feedthrough for the transmission of the setting pressure. For this purpose, the pressure supply generates the desired control pressure, which is forwarded by the environmentally friendly fluid through the rotary feedthrough to the adjusting device. To convert the signal pressure of the environmentally friendly Fluids in the hydraulic actuating pressure for the adjusting device, a converter is provided.
  • the pressure transmission takes place in the region of the rotary feedthrough by an environmentally friendly fluid. Any leaks occurring at the rotary feedthrough are therefore harmless to the environment.
  • the rotary feedthrough be relatively simple, since not usual in the art, high demands on the tightness of the rotary feedthrough must be made. Accordingly, the rotary feedthrough can be less expensive and thus less expensive compared to the prior art.
  • the usual maintenance in the art which must be performed to detect even the smallest leaks in the rotary feedthrough, no longer need to be made in the usual frequency in the earth boring device according to the invention.
  • the Erdbohrös invention proposes to use a gaseous fluid as an environmentally friendly fluid.
  • a gaseous fluid as an environmentally friendly fluid.
  • This has the advantage that in case of any leaks occurring at the rotary feedthrough, the fluid can escape without residues.
  • the use of compressed air as an environmentally friendly fluid has proven to be particularly advantageous since compressed air can be generated in a relatively simple manner and even leaks in the rotary feedthrough do not entail any disadvantages.
  • compressed air serves as a converter driven by compressed air air motor and coupled to the air motor hydraulic pump for generating the hydraulic pressure for the adjusting device.
  • a converter in the form of a pneumatic cylinder, which is coupled to a hydraulic cylinder for actuating the actuating device.
  • liquid fluids offers the advantage that the fluid is substantially incompressible and, accordingly, the transmitted from the fluid actuating pressure of the pressure supply directly to the hydraulics Adjusting device can be transmitted.
  • the drilling tool is held on a drill rod relatively extendable and retractable to the drive head.
  • the drill string serves on the one hand as a support for the drilling tool and on the other hand for transmitting the torque generated by the drive head to the drilling tool.
  • the use of an extendable and retractable drill string has the advantage that comparatively deep holes, such as those in the creation of holes for foundation piles are desired, can be created.
  • a retractable and retractable drill string in particular the use of a telescopic Kelly rod is proposed.
  • the rotary feedthrough a rotatably mounted on the drill string feed for supplying the environmentally friendly fluid, which is supported on the output head, and a sealingly coupled to the supply coupling unit, which is attached to the rotatable drill string. While the environmentally friendly fluid passes into the rotary union via the feed, the sealingly coupled formation of the transition between the feed and the coupling unit allows overflow of the fluid from the feed into the coupling unit rotating with the drill string, which fluid communicates with it in fluid communication forward converter passes.
  • hose lines has the advantage that the adjusting device can be designed to be movable relative to the transducer, resulting in a higher flexibility in the design of the drilling tool.
  • the converter and a hose reel on the drill string are provided with turn the drill string and to which the drill string with the Drill is relatively retractable and extendable.
  • the retractor is designed in this embodiment so that the hose is so off from the retractor and can be rolled up that the hose is in any position of the drill string under a predetermined tension. In this way, it is ensured that the hydraulic line pressure-supplying the hose assembly always runs in a defined position relative to the drill string, so that even with a dipping of the drilling tool into the bore, the hose line does not come into contact with the drilling walls and possibly damaged.
  • the hose For biasing the hose is proposed in a preferred embodiment of the retractor to bias this by spring force.
  • Fig. 1 shows a side view of an earth boring device 10, which is formed in a conventional manner from a formed as a crawler carriage undercarriage 12 and a rotatably mounted on this upper carriage 14.
  • a drilling mast 16 is pivotally mounted in a conventional manner, which can be aligned according to the given soil conditions relative to the superstructure 14.
  • a drive head 18 is slidably mounted, which can be adjusted in position along the drilling mast 16.
  • the drive head 18 serves for the rotatable drive of a drill string 20, which runs parallel to the drilling mast 16 and is guided through the drive head 18.
  • the drill string 20 is formed of a telescoping kelly bar 22 and a drill bit 24 held at the lower end of the kelly bar 22.
  • the drilling tool 24 is designed as a pile-end cutter, with which a bore extension can be created in the case of an already existing hole at the lower end of the hole.
  • the drilling tool 24 is equipped with a plurality of adjustable tool components 26, which are adjustable relative to the drilling tool 24 by means of hydraulically actuable actuating devices 28. In the present case, these are cutting tools that can be adjusted radially outward by the pile cutter.
  • adjustable tool components such as a Kelly drill, a gripper or the like, can be used as a drilling tool 24.
  • a co-rotating platform 30 is provided, which is mounted on the drive head 18 in a known manner and is carried along by a rotation of the drill string 20 from the drill string 20.
  • a rotary feedthrough 32 is further provided, the structure of which will be explained below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the rotary feedthrough 32 has a feed 34 which is rigidly connected to the drive head 18 and does not rotate together with the drill string 20.
  • the feeder 34 sealingly engages a coupling unit 36 positioned below the feeder 34 and carried by the co-rotating platform 30.
  • the rotary feedthrough 32 serves as a flow connection between the non-rotating part of the drive head 18 and the drill string 20 rotating during operation.
  • the feeder 34 is connected in the illustrated embodiment with a provided on the superstructure 14 air generator 38, which, as will be explained later, generates compressed air to provide a control pressure.
  • a plurality of transducers 40 are arranged around the concentrically extending through the approximately circular platform 30 drill string 20, whose function will be explained below.
  • Each transducer 40 is in fluid communication with the coupling unit 36, by the compressed air from the compressed air generator 38 passes through an unillustrated hose system and the feeder 34 in the converter 40.
  • the control pressure set by the compressed air generator 38 is converted into a hydraulic pressure for the hydraulic actuators 28 to be actuated. This hydraulic pressure is transmitted via hoses 42 to the adjusting devices 28 of the drilling tool 24.
  • each tube 42 is rolled onto a roll-up device 44, which are rotatably mounted on the rotating platform 30 on both sides of the drill string 20.
  • the hoses 42 are then passed through a provided at the lower end of the outer tube of the Kelly bar 22 guide ring 46 and connected to the various adjusting devices 28 of the drilling tool 24.
  • the drive head 18 drives the kelly rod 22 so that it rotates with its drilling tool 24 about its longitudinal axis.
  • the platform 30, on which the transducers 40 and the retractors 44 are held is carried along. If now one of the adjustable tool components 26 are actuated, a corresponding excess pressure is generated with the aid of the compressed air generator 38, which is forwarded via a corresponding valve arrangement (not shown) and via corresponding line systems into the feed 34 of the rotary feedthrough 32.
  • the feeder 34 transmits the control pressure to the coupling unit 36, which in turn forwards the control pressure to the converter 40.
  • the transducers 40 convert the pneumatic control pressure into a hydraulic control pressure, which is passed through the hoses 42 to the hydraulically actuated actuators 28, which actuate the tool components 26 according to the set pressure ratios.
  • the rotary feedthrough 32 may be relatively simple, since any leaks on the rotary union 32 have no negative effects, but at best to a slight pressure drop would lead in the compressed air system.
  • control pressure is generated by means of a compressed air generator.

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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.
  • Ein weiteres Endbohrgerät mit verstellbaren Werkzeugkomponenten ist in dem Dokument US 4 526 242 dargestellt.
  • 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),
    - worin die Übertragung des Stelldrucks durch die Drehdurchführung (32) mit Hilfe eines umweltverträglichen Fluides erfolgt dadurch gekennzeichnet,
    - 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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