EP1580325B1 - Rohrbunker für die Aufnahme von Beton sowie Vorrichtung und Verfahren zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs aus einem Bohrloch und zum Verfüllen des Bohrlochs - Google Patents

Rohrbunker für die Aufnahme von Beton sowie Vorrichtung und Verfahren zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs aus einem Bohrloch und zum Verfüllen des Bohrlochs Download PDF

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EP1580325B1
EP1580325B1 EP04007477A EP04007477A EP1580325B1 EP 1580325 B1 EP1580325 B1 EP 1580325B1 EP 04007477 A EP04007477 A EP 04007477A EP 04007477 A EP04007477 A EP 04007477A EP 1580325 B1 EP1580325 B1 EP 1580325B1
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EP
European Patent Office
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hopper
drill pipe
concrete
drill
bunker
Prior art date
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EP04007477A
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English (en)
French (fr)
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EP1580325A1 (de
Inventor
Erwin Stötzer
Stefan Michael Finkenzeller
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Bauer Maschinen GmbH
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Bauer Maschinen GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
    • E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
    • E02D15/04—Placing concrete in mould-pipes, pile tubes, bore-holes or narrow shafts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same

Definitions

  • the invention relates in a first aspect to a pipe bunker for receiving concrete for filling a borehole.
  • the invention relates to an apparatus and method for extracting a multi-piece drill pipe from a wellbore and for filling the wellbore.
  • a device for producing columns of material in the soil has a sinking unit with deep vibrator and material delivery pipe.
  • a feed lock is arranged, which is sealed pressure-tight on the one hand with respect to the pressure chamber formed in the conveyor tube during operation and on the other hand with respect to the environment.
  • a lock door is provided on the bottom side of the loading lock.
  • the US 5,647,690 discloses a generic tube bunker, which is provided for filling cavities in the ground for pillar preparation. On the bottom side of the pipe bunker a pipe is provided, which is retracted into the ground. During the subsequent pulling of the pipe sand from the bunker is filled through the pipe in the resulting cavity. A valve is provided on the tube bunker to stop the flow of material from the bunker through the tube after a column has been filled.
  • the object of the invention is to provide a device with which the filling of a borehole when pulling out of the drill pipe is significantly facilitated.
  • an apparatus and a method for extracting a multi-part drill pipe from a borehole and to fill the borehole to be specified.
  • a pipe bunker for receiving concrete for filling a borehole which has a container body with at least one inlet opening for filling the concrete and with an outlet opening for the outlet of the concrete, wherein the container body is formed in the region of the outlet opening for connecting a drill pipe and wherein in the region of the outlet opening, a closure device for closing the outlet opening is provided.
  • a tubular bunker consisting essentially of a container body with an inlet opening for filling the concrete and an outlet opening for the exit of the concrete and the is formed in the region of the outlet opening for connecting a drill pipe.
  • a first significant advantage of such a tubular bunker is the fact that the subsequent delivery of the concrete so special reliably can be accomplished.
  • the tube bunker according to the invention is particularly simple and can therefore be manufactured inexpensively.
  • the container base body has a substantially cylindrical shape with an inlet-side and / or outlet-side conical end region.
  • the container base body can then be made of a steel tube, for example.
  • the diameter of the container main body may be twice as large to three times as large as that of the drill pipe.
  • the angle of the conical end region on the outlet side is preferably selected so that the liquid concrete can flow off easily. Appropriately, this angle is about 45 °. Since this requirement is not met in the inlet-side conical end portion, this end portion can be kept flatter. As a result, with substantially the same external dimensions, a higher storage capacity of the tubular bunker can be achieved.
  • connection to the drill pipe or the connection to a concrete supply line is particularly simple if an inlet nozzle is provided on the inlet-side end region and / or an outlet nozzle is provided on the outlet-side end region.
  • the outlet nozzle in order to transfer the drilling torque to the drill pipe via the pipe bunker, is non-rotatably connected to the drill pipe.
  • the torque of a rotary drive can be transmitted to the tube bunker, when also the inlet nozzle is designed for rotationally fixed connection to the rotary drive.
  • Such non-rotatable connections can be provided by suitable internal or external teeth.
  • the closure device is designed as a pivotable flap. This is inexpensive and therefore inexpensive to implement and also ensures high reliability.
  • the flap is pivotable about a centrally arranged axis. Even with pending concrete pressure then the flap can be opened and closed with a minimum of forces.
  • the closure device can in principle be operated in any manner.
  • the closure device can be actuated hydraulically or mechanically in a particularly simple and reliable manner.
  • the device according to the invention for extracting a multi-part drill pipe from a borehole and for filling the borehole has a pipe bunker according to the invention, as described above, and a lifting device for holding, raising and lowering the pipe bunker and a drill pipe possibly attached thereto.
  • a device which is particularly suitable for carrying out the method described below, the extraction of a multi-part drill pipe from a borehole and the filling of the borehole with concrete is particularly simple.
  • the apparatus may conveniently comprise a fixing device for holding the drill pipe.
  • a fixing device for holding the drill pipe.
  • This may be, for example, a hydraulic gripping or clamping device, which is actuated if necessary.
  • a hydraulic device is expediently provided for actuating the closure device of the tubular bunker and / or for actuating the fixing device.
  • the lifting device is hydraulically or mechanically actuated.
  • a further preferred variant is characterized in that the lifting device has a carriage which is arranged displaceably on a vertical guide.
  • the tube bunker can be rotatably mounted.
  • a rotary drive for the drill pipe is arranged on the carriage, which in turn is rotatably connected to the tubular bunker.
  • the drill pipe together with an end-mounted pipe bunker is pulled out of the borehole until a boring element is exposed.
  • the tube bunker is then closed and the exposed drill pipe element is released from the tube bunker and, where appropriate, from further drill pipe elements still located in the wellbore.
  • the tube bunker is then moved down and connected to the next drill pipe element. Then the tube bunker is opened again so that concrete can flow through the drill pipe into the borehole.
  • a core idea of the method according to the invention can be seen in not extracting a multi-part drill pipe as a whole from the borehole but rather only so far until a single pipe element is exposed and can be removed.
  • the tubular bunker according to the invention can be used particularly advantageously.
  • a significant advantage of the method according to the invention is the fact that the design effort to pull out the drill pipe can be significantly reduced, since in principle only one lifting height is necessary, which corresponds essentially to the length of a drill pipe element. In this way, significant costs can be saved.
  • the simultaneous filling of the concrete also prevents the penetration of water into the borehole.
  • a downhole from the lifting device dissolved or to be solved drill pipe is held while the exposed drill pipe element is removed. In this way, a sinking or sinking of the drill pipe can be prevented in the borehole.
  • connection between pipe bunker and drill pipe can for example be designed so that the release of the pipe bunker from the drill pipe can be done by a short turn against a drilling direction.
  • FIG. 1 An embodiment of a tubular bunker 10 according to the invention is in connection with the Fig. 1 and 2 described. Equivalent components are identified by the same reference numerals.
  • the tubular bunker 10 essentially consists of a container base body 12, to which conical end regions 28, 30 adjoin on the inlet side and outlet side.
  • liquid concrete can enter the tube bunker 10 via an inlet opening 14 and exit from an outlet opening 16 into a drill pipe.
  • Adjoining the inlet-side conical end region 20 is an inlet connection 32, which is provided with external teeth 33 for rotationally fixed connection to a rotary drive.
  • a plurality of openings 17 are formed in the inlet-side conical end portion 28, which can serve to fill the tube bunker 10 with concrete but also for venting.
  • the outlet-side end portion 30 has a steeper angle compared with the inlet-side tapered end portion 28, thereby ensuring a safe drainage of liquid concrete.
  • the outlet-side conical end region 30 is adjoined by an outlet connection 34, in which a closure device 18 for closing the outlet opening 16 is integrated.
  • the closure device 18 shown there is designed as a flap closure and consists essentially of a tubular base body 19 in which a flap 26 is pivotally mounted about a central axis 36.
  • the tube body 19 may itself be designed as a connection piece for the tube bunker.
  • an adjusting device 42 is provided laterally on the tubular base body 19.
  • a total of six stop pins 44 are positioned at the same angular intervals on the inside of the tubular base body 19. The exact position of these stop pins 44 is particularly clear from the Fig. 4 and 6 seen.
  • two stop struts 46 are also arranged in the interior of the tubular body 19. This is especially clear in the Fig. 3 . 4 . 6 and 7 shown.
  • a limitation of the movement of the flap 26 in the closed and / or open position can of course be accomplished with differently shaped stop elements.
  • the stop struts 46 in particular a possible fluttering of the flap 26 is prevented at high concrete throughput.
  • FIG. 8 an embodiment of a device 40 according to the invention is shown schematically.
  • An essential component of the device 40 according to the invention is a pipe bunker 10 according to the invention, which is non-rotatably connected to a rotary drive 56.
  • the tubular bunker 10 is connected via the rotary drive 56 with a lifting device 50.
  • the rotary drive 56 is attached to a carriage 54 as part of the lifting device 50.
  • a vertical guide 52 of the carriage 54 is adjustable in the vertical direction by means of a hydraulic system.
  • a drill pipe element 21 is rotatably arranged as part of a drill pipe 20 via a coupling 23.
  • the coupling 23 can be released by turning it against a rotational direction of rotation.
  • Fig. 8 a situation is shown in which the drill pipe 20 is partially in a borehole 22 introduced into the ground 60.
  • the drill pipe 20 is now lifted with the aid of the lifting device 50 until the drill pipe element 21 is completely above the ground 60 and thus can be removed.
  • the tube bunker 10 is closed by means of the flap 26 of the closure device 18, shown schematically, so that no liquid concrete 24 can escape more from the tube bunker 10.
  • the drill pipe element 21 is released from the pipe bunker 10 and the subsequent drill pipe element 25.
  • the drill pipe element 25 can then be conveniently held by means of a fixing device to prevent it sinking into the borehole 22.
  • the tube bunker 10 is lowered by means of the lifting device 50 and connected to the next drill pipe element 25.
  • further concrete 24 may flow into the wellbore 22 and the above steps may be repeated until the wellbore 20 is completely withdrawn from the wellbore 22, possibly with the drill bit, and the wellbore 22 is completely filled with concrete 24.
  • the extraction is Of multi-part drill pipes from a well and the simultaneous filling of the borehole with concrete in a particularly simple manner and with significantly reduced expenditure on equipment possible and it can therefore be saved to a considerable extent costs.

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Description

  • Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt einen Rohrbunker für die Aufnahme von Beton zum Verfüllen eines Bohrlochs. In weiteren Aspekten bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs aus einem Bohrloch und zum Verfüllen des Bohrlochs.
  • Es ist bekannt, zum Stabilisieren des Erdreichs Betonpfähle in den Boden zu setzen. Hierzu werden unter Verwendung von mehrteiligen Bohrrohren zunächst geeignete Bohrungen niedergebracht, die anschließend mit Beton verfüllt werden. Um bei instabilem Erdreich ein Einbrechen der Wände des Bohrlochs nach dem Herausziehen des Bohrrohrs zu vermeiden, erfolgt das Verfüllen mit Beton unmittelbar beim Herausziehen des Bohrrohrs.
  • In diesem Zusammenhang ist bekannt, den flüssigen Beton durch das Bohrrohr in das Bohrloch zu leiten.
  • Da das im Bohrloch mit Beton auszufüllende Volumen größer ist als das Innenvolumen des herauszuziehenden Bohrrohrs muss, um das Bohrloch vollständig zu verfüllen, Beton von oben nachgeliefert werden.
  • Da die Bohrrohre erhebliche Längen aufweisen, ist das Herausziehen und Verfüllen eines Bohrlochs bisher sehr aufwändig.
  • Aus der EP 0 861 944 A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Materialsäulen im Boden bekannt. Die Vorrichtung weist eine Versenkeinheit mit Tiefenrüttler und Materialförderrohr auf. Am oberen Ende des Tiefenrüttlers bzw. des Förderrohres ist eine Beschickungsschleuse angeordnet, die einerseits gegenüber dem während des Betriebs unterhalb im Förderrohr gebildeten Druckraum und andererseits gegenüber der Umgebung druckdicht verschließbar ist. Zum Verschließen gegenüber dem Materialförderrohr ist bodenseitig an der Beschickungsschleuse eine Schleusentür vorgesehen.
  • Die US 5,647,690 offenbart einen gattungsgemäßen Rohrbunker, der zum Verfüllen von Hohlräumen im Boden zur Säulenerstellung vorgesehen ist. Bodenseitig am Rohrbunker ist ein Rohr vorgesehen, welches in den Boden eingefahren wird. Beim anschließenden Ziehen des Rohres wird Sand aus dem Bunker durch das Rohr in den entstehenden Hohlraum eingefüllt. Am Rohrbunker ist ein Ventil vorgesehen, mit dem der Materialfluss von dem Bunker durch das Rohr gestoppt werden kann, nachdem eine Säule verfüllt ist.
  • Aus der DE 467 831 C geht ein Füllschacht für Vortreibrohre hervor.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mit der das Verfüllen eines Bohrlochs beim Herausziehen des Bohrrohrs deutlich erleichtert wird. Außerdem soll eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs aus einem Bohrloch und zum Verfüllen des Bohrlochs angegeben werden.
  • Diese Aufgabe wird in einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung durch den Rohrbunker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In weiteren Aspekten der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rohrbunkers und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß wird ein Rohrbunker für die Aufnahme von Beton zum Verfüllen eines Bohrlochs geschaffen, der einen Behältergrundkörper mit mindestens einer Einlassöffnung zum Einfüllen des Betons und mit einer Auslassöffnung zum Austritt des Betons aufweist, wobei der Behältergrundkörper im Bereich der Auslassöffnung zum Anschließen eines Bohrrohrs ausgebildet ist und wobei im Bereich der Auslassöffnung eine Verschlusseinrichtung zum Verschließen der Auslassöffnung vorgesehen ist.
  • Als ein erster Kerngedanke der Erfindung kann angesehen werden, zum Nachliefern des Betons zum Verfüllen eines Bohrlochs beim Herausziehen des Bohrrohrs einen Rohrbunker vorzusehen, der im Wesentlichen aus einem Behältergrundkörper mit einer Einlassöffnung zum Einfüllen des Betons und mit einer Auslassöffnung zum Austritt des Betons besteht und der im Bereich der Auslassöffnung zum Anschließen eines Bohrrohrs ausgebildet ist.
  • Ein erster wesentlicher Vorteil eines solchen Rohrbunkers ist darin zu sehen, dass das Nachliefern des Betons damit besonders zuverlässig bewerkstelligt werden kann. Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Rohrbunker besonders einfach aufgebaut und kann damit kostengünstig gefertigt werden.
  • Bei einer besonders einfachen Variante weist der Behältergrundkörper im Wesentlichen eine Zylinderform mit einem einlassseitigen und/oder auslassseitigen konischen Endbereich auf. Der Behältergrundkörper kann dann beispielsweise aus einem Stahlrohr gefertigt sein. Um ein hohes Speichervolumen für den flüssigen Beton zu erzielen, ist es zweckmäßig, den Behältergrundkörper mit einem gegenüber dem Bohrrohr deutlich erhöhten Durchmesser auszubilden. Beispielsweise kann der Durchmesser des Behältergrundkörpers doppelt so groß bis dreimal so groß wie derjenige des Bohrrohrs sein. Der Winkel des konischen Endbereichs an der Auslassseite wird bevorzugt so gewählt, dass der flüssige Beton problemlos abfließen kann. Zweckmäßig beträgt dieser Winkel etwa 45°. Da dieses Erfordernis bei dem einlassseitigen konischen Endbereich nicht gegeben ist, kann dieser Endbereich flacher gehalten werden. Hierdurch kann bei im Wesentlichen denselben Außenabmessungen eine höhere Speicherkapazität des Rohrbunkers erzielt werden.
  • Der Anschluss an das Bohrrohr bzw. die Verbindung mit einer Betonzuführleitung gestaltet sich besonders einfach, wenn an dem einlassseitigen Endbereich ein Einlassstutzen und/oder an dem auslassseitigen Endbereich ein Auslassstutzen vorgesehen ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist, um das Bohrdrehmoment über den Rohrbunker auf das Bohrrohr zu übertragen, der Auslassstutzen drehfest mit dem Bohrrohr verbunden.
  • In einfacher Weise kann das Drehmoment eines Drehantriebs auf den Rohrbunker übertragen werden, wenn außerdem der Einlassstutzen zum drehfesten Verbinden mit dem Drehantrieb ausgebildet ist. Solche drehfeste Verbindungen können durch geeignete Innen- oder Außenverzahnungen bereitgestellt werden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Variante ist die Verschlusseinrichtung als schwenkbare Klappe ausgebildet. Dies ist unaufwändig und deshalb kostengünstig realisierbar und gewährleistet außerdem eine hohe Betriebssicherheit.
  • In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, wenn die Klappe um eine mittig angeordnete Achse schwenkbar ist. Auch bei anstehendem Betondruck kann dann die Klappe mit einem Minimum an Kräften geöffnet und geschlossen werden.
  • Die Verschlusseinrichtung kann prinzipiell in beliebiger Weise betätigt werden. Besonders einfach und zuverlässig kann die Verschlusseinrichtung aber hydraulisch oder mechanisch betätigt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs aus einem Bohrloch und zum Verfüllen des Bohrlochs weist einen erfindungsgemäßen Rohrbunker, wie vorstehend beschrieben, und eine Hubeinrichtung zum Halten, Anheben und Absenken des Rohrbunkers und eines eventuell daran befestigten Bohrrohrs auf. Mit einer solchen Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung des nachstehend beschriebenen Verfahrens geeignet ist, gestaltet sich das Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs aus einem Bohrloch und das Verfüllen des Bohrlochs mit Beton besonders einfach.
  • Um in einer Situation, in der ein im Bohrloch befindliches Bohrrohr von dem Rohrbunker betrennt ist, zu verhindern, dass das Bohrrohr in das Bohrloch hineinsinkt, kann die Vorrichtung zweckmäßig eine Fixiereinrichtung zum Halten des Bohrrohrs aufweisen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine hydraulische Greif- oder Klemmeinrichtung handeln, die im Bedarfsfall betätigt wird. Zum Betätigen der Verschlusseinrichtung des Rohrbunkers und/oder zur Betätigung der Fixiereinrichtung ist zweckmäßig eine Hydraulikeinrichtung vorgesehen.
  • Bei einer besonders betriebssicheren Ausgestaltung ist auch die Hubeinrichtung hydraulisch oder mechanisch betätigbar.
  • Eine weitere bevorzugte Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung einen Schlitten aufweist, der an einer vertikalen Führung verschiebbar angeordnet ist.
  • An diesem Schlitten kann der Rohrbunker drehbar gelagert sein. Bei einer zweckmäßigen Variante ist aber an dem Schlitten ein Drehantrieb für das Bohrrohr angeordnet, der seinerseits mit dem Rohrbunker drehfest verbunden ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs aus einem Bohrloch und zum Verfüllen des Bohrlochs wird das Bohrrohr zusammen mit einem endseitig angebrachten Rohrbunker soweit aus dem Bohrloch herausgezogen, bis ein Bohrelement freiliegt. Der Rohrbunker wird dann verschlossen und das freiliegende Bohrrohrelement wird von dem Rohrbunker und gegebenenfalls von weiteren, noch im Bohrloch befindlichen Bohrrohrelementen gelöst. Der Rohrbunker wird dann nach unten bewegt und mit dem nächsten Bohrrohrelement verbunden. Anschließend wird der Rohrbunker wieder geöffnet, so dass Beton durch das Bohrrohr in das Bohrloch fließen kann. Diese Schritte werden wiederholt, bis das Bohrrohr vollständig herausgezogen und das Bohrloch mit Beton verfüllt ist.
  • Ein Kerngedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, ein mehrteiliges Bohrrohr nicht mehr als Ganzes aus dem Bohrloch herauszuziehen sondern vielmehr nur soweit, bis ein einzelnes Rohrelement freiliegt und abgenommen werden kann. In diesem Zusammenhang lässt sich der erfindungsgemäße Rohrbunker besonders vorteilhaft einsetzen.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass der konstruktionsmäßige Aufwand zum Herausziehen des Bohrrohrs deutlich reduziert werden kann, da prinzipiell nur noch eine Hubhöhe notwendig ist, die im Wesentlichen der Länge eines Bohrrohrelements entspricht. Auf diese Weise können in erheblichem Umfang Kosten gespart werden.
  • Durch das zeitgleiche Einfüllen des Betons wird außerdem das Eindringen von Wasser in das Bohrloch verhindert.
  • Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens wird ein im Bohrloch befindliches von der Hubeinrichtung gelöstes oder zu lösendes Bohrrohr festgehalten, während das freiliegende Bohrrohrelement herausgenommen wird. Auf diese Weise kann ein Ab- oder Einsinken des Bohrrohrs in das Bohrloch verhindert werden.
  • Die Verbindung zwischen Rohrbunker und Bohrrohr kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass das Lösen des Rohrbunkers von dem Bohrrohr durch ein kurzes Drehen entgegen einer Bohrdrehrichtung erfolgen kann.
  • Um ein möglichst vollständiges Ausfüllen des Bohrlochs mit Beton zu erzielen, ist es außerdem zweckmäßig, wenn der Beton unter Druck in das Bohrloch eingebracht wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Rohrbunkers, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben.
  • Dort zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rohrbunkers;
    Fig. 2
    eine Frontansicht des in Fig. 1 gezeigten Rohrbunkers;
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht einer Verschlusseinrichtung für einen erfindungsgemäßen Rohrbunker;
    Fig. 4
    eine axiale Vorderansicht der Verschlusseinrichtung aus Fig. 3:
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf die verschlusseinrichtung aus Fig. 3;
    Fig. 6
    eine Schnittansicht der Verschlusseinrichtung aus Fig. 3 entlang der Linien A-A in Fig. 4;
    Fig. 7
    eine Schnittansicht der Verschlusseinrichtung aus Fig. 3 entlang der Linien B-B in Fig. 5; und
    Fig. 8
    eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rohrbunkers 10 wird im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben. Äquivalente Komponenten sind jeweils mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Der erfindungsgemäße Rohrbunker 10 besteht im Wesentlichen aus einem Behältergrundkörper 12, an den sich einlassseitig und auslassseitig konische Endbereiche 28, 30 anschließen. Über eine Einlassöffnung 14 kann dabei flüssiger Beton in den Rohrbunker 10 eintreten und aus einer Auslassöffnung 16 in ein Bohrrohr austreten. An den einlassseitigen konischen Endbereich 20 schließt sich ein Einlassstutzen 32 an, der zum drehfesten Verbinden mit einem Drehantrieb mit einer Außenverzahnung 33 versehen ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind in dem einlassseitigen konischen Endbereich 28 mehrere Öffnungen 17 ausgebildet, die zum Befüllen des Rohrbunkers 10 mit Beton aber auch zum Entlüften dienen können.
  • Der auslassseitige Endbereich 30 weist im Vergleich zu dem einlassseitigen konischen Endbereich 28 einen steileren Winkel auf, wodurch ein sicheres Abfließen von flüssigem Beton gewährleistet wird.
  • An den auslassseitigen konischen Endbereich 30 schließt sich ein Auslassstutzen 34 an, in dem eine Verschlusseinrichtung 18 zum Verschließen der Auslassöffnung 16 integriert ist.
  • Eine solche Verschlusseinrichtung 18 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 beschrieben. Die dort gezeigte Verschlusseinrichtung 18 ist als Klappenverschluss ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus einem rohrförmigen Grundkörper 19, in dem eine Klappe 26 um eine mittige Achse 36 schwenkbar angeordnet ist. Der Rohrgrundkörper 19 kann selbst als Anschlussstutzen für den Rohrbunker ausgebildet sein. Zum Betätigen, insbesondere mit Hilfe einer Hydraulikeinrichtung, ist seitlich an dem rohrförmigen Grundkörper 19 eine Stelleinrichtung 42 vorgesehen. Um eine definierte Position der Klappe 26 in einem geschlossenen Zustand zu ermöglichen, sind auf der Innenseite des rohrförmigen Grundkörpers 19 insgesamt sechs Anschlagstifte 44 in jeweils gleichen Winkelabständen positioniert. Die genaue Position dieser Anschlagstifte 44 ist besonders deutlich aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich.
  • Um entsprechend eine definierte Position der Klappe 26 in einer geöffneten Stellung zu gewährleisten, sind außerdem zwei Anschlagstreben 46 im Inneren des rohrförmigen Grundkörpers 19 angeordnet. Dies ist besonders klar in den Fig. 3, 4, 6 und 7 gezeigt. Eine Begrenzung der Bewegung der Klappe 26 in der geschlossenen und/oder geöffneten Stellung kann selbstverständlich auch mit anders geformten Anschlagelementen bewerkstelligt werden. Durch die Anschlagstreben 46 wird insbesondere ein eventuelles Flattern der Klappe 26 bei hohem Betondurchsatz verhindert.
  • In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 40 schematisch dargestellt.
  • Wesentliche Komponente der erfindungsgemäßen Vorrichtung 40 ist ein erfindungsgemäßer Rohrbunker 10, der drehfest mit einem Drehantrieb 56 verbunden ist. Außerdem ist der Rohrbunker 10 über den Drehantrieb 56 mit einer Hubeinrichtung 50 verbunden. Der Drehantrieb 56 ist an einem Schlitten 54 als Teil der Hubeinrichtung 50 befestigt. Entlang einer vertikalen Führung 52 ist der Schlitten 54 in Vertikalrichtung mit Hilfe einer Hydraulik verstellbar.
  • An der Unterseite des Rohrbunkers 10 ist als Teil eines Bohrrohrs 20 ein Bohrrohrelement 21 über eine Kupplung 23 drehfest angeordnet. Die Kupplung 23 kann durch kurzes Drehen entgegen einer Bohrdrehrichtung gelöst werden.
  • In Fig. 8 ist eine Situation dargestellt, bei der sich das Bohrrohr 20 teilweise in einem in den Erdboden 60 eingebrachten Bohrloch 22 befindet.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun das Bohrrohr 20 mit Hilfe der Hubeinrichtung 50 soweit angehoben, bis das Bohrrohrelement 21 vollständig oberhalb des Erdbodens 60 liegt und somit entfernt werden kann. Hierzu wird der Rohrbunker 10 mit Hilfe der schematisch dargestellten Klappe 26 der Verschlusseinrichtung 18 verschlossen, so dass kein flüssiger Beton 24 mehr aus dem Rohrbunker 10 austreten kann. Anschließend wird das Bohrrohrelement 21 von dem Rohrbunker 10 und dem nachfolgenden Bohrrohrelement 25 gelöst. Das Bohrrohrelement 25 kann dann zweckmäßig mit Hilfe einer Fixiereinrichtung festgehalten werden, um zu verhindern, dass es in das Bohrloch 22 absinkt.
  • Im nächsten Verfahrensschritt wird der Rohrbunker 10 mit Hilfe der Hubeinrichtung 50 abgesenkt und mit dem nächsten Bohrrohrelement 25 verbunden. Nach Öffnen der Klappe 26 kann weiterer Beton 24 in das Bohrloch 22 fließen und die vorbeschriebenen Schritte können wiederholt werden, bis das Bohrrohr 20 vollständig, gegebenenfalls mit der Bohrspitze, aus dem Bohrloch 22 herausgezogen und das Bohrloch 22 vollständig mit Beton 24 verfüllt ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Rohrbunker, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Herausziehen von mehrteiligen Bohrrohren aus einem Bohrloch und das gleichzeitige Verfüllen des Bohrlochs mit Beton in besonders einfacher Weise und mit deutlich reduziertem apparativem Aufwand möglich und es können deshalb in erheblichem Umfang Kosten gespart werden.

Claims (17)

  1. Rohrbunker für die Aufnahme von Beton (24) zum Verfüllen eines Bohrlochs (22), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
    mit einem Behältergrundkörper (12) mit mindestens einer Einlassöffnung (14, 17) zum Einfüllen des Betons (24) und mit einer Auslassöffnung (16) zum Austritt des Betons, wobei im Bereich der Auslassöffnung (16) eine Verschlusseinrichtung (18) zum Verschließen der Auslassöffnung (16) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Behältergrundkörper (12) im Bereich der Auslassöffnung (16) mit einer lösbaren Kupplung (23) zum Anschließen eines Bohrrohrs (20) ausgebildet ist.
  2. Rohrbunker nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Behältergrundkörper (12) im Wesentlichen eine Zylinderform mit einem einlassseitigen und auslassseitigen konischen Endbereich (28, 30) aufweist.
  3. Rohrbunker nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem einlassseitigen Endbereich (28) ein Einlassstutzen (32) und an dem auslassseitigen Endbereich (30) ein Auslassstutzen (34) vorgesehen ist.
  4. Rohrbunker nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschlusseinrichtung (18) als schwenkbare Klappe (26) ausgebildet ist.
  5. Rohrbunker nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Klappe (26) um eine mittig angeordnete Achse (36) schwenkbar ist.
  6. Rohrbunker nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschlusseinrichtung (18) hydraulisch oder mechanisch betätigbar ist.
  7. Rohrbunker nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Auslassstutzen (34) zum drehfesten Verbinden mit dem Bohrrohr (20) ausgebildet ist.
  8. Rohrbunker nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Einlassstutzen (32) zum drehfesten Verbinden mit einem Drehantrieb (56) ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs (20) aus einem Bohrloch (22) und zum Verfüllen des Bohrlochs (22), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
    gekennzeichnet durch
    einen Rohrbunker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und
    durch eine Hubeinrichtung (50) zum Halten, Anheben und Absenken des Rohrbunkers (10) und des Bohrrohrs (20).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Festhalten eines von der Hubeinrichtung (50) zu lösenden Bohrrohrs (20) eine Fixiereinrichtung vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Betätigen der Verschlusseinrichtung (18) des Rohrbunkers (10) eine hydraulisch oder mechanisch betätigbare Einrichtung vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hubeinrichtung (50) hydraulisch betätigbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hubeinrichtung (50) einen Schlitten (54) aufweist, der an einer vertikalen Führung (52) verschiebbar angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Schlitten (54) ein Drehantrieb (56) für das Bohrrohr (20) angeordnet ist.
  15. Verfahren zum Herausziehen eines mehrteiligen Bohrrohrs (20) aus einem Bohrloch (22) und zum Verfüllen des Bohrlochs (22),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Bohrrohr (20) zusammen mit einem endseitig angebrachten Rohrbunker (10) so weit aus dem Bohrloch (22) herausgezogen wird, bis ein Bohrrohrelement (21) freiliegt,
    dass der Rohrbunker (10) verschlossen wird,
    dass das freiliegende Bohrrohrelement (21) von dem Rohrbunker (10) gelöst wird,
    dass der Rohrbunker (10) nach unten bewegt und mit dem nächsten Bohrrohrelement (21) verbunden wird,
    dass der Rohrbunker (10) wieder geöffnet wird, so dass Beton (24) durch das Bohrrohr (20) in das Bohrloch (22) fließen kann und
    dass die vorgenannten Schritte wiederholt werden, bis das Bohrrohr (20) vollständig herausgezogen und das Bohrloch (22) mit Beton verfüllt ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein im Bohrloch (22) befindliches und von dem Rohrbunker (10) zu lösendes Bohrrohr (22) festgehalten wird, während das freiliegende Bohrrohrelement (21) herausgenommen wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Beton (24) unter Druck in das Bohrloch (22) eingebracht wird.
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