EP1905945A1 - Schneckenbohrer zum Erstellen eines Bohrlochs im Erdboden - Google Patents

Schneckenbohrer zum Erstellen eines Bohrlochs im Erdboden Download PDF

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EP1905945A1
EP1905945A1 EP06019898A EP06019898A EP1905945A1 EP 1905945 A1 EP1905945 A1 EP 1905945A1 EP 06019898 A EP06019898 A EP 06019898A EP 06019898 A EP06019898 A EP 06019898A EP 1905945 A1 EP1905945 A1 EP 1905945A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drill
auger
guide element
guide
auger bit
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.)
Withdrawn
Application number
EP06019898A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin Emil Stötzer
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
Priority to EP06019898A priority Critical patent/EP1905945A1/de
Publication of EP1905945A1 publication Critical patent/EP1905945A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/44—Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1057—Centralising devices with rollers or with a relatively rotating sleeve

Definitions

  • the invention relates to a worm borer for creating a borehole in the ground according to the preamble of claim 1.
  • a worm borer has a drill shank and at least one drill spiral extending along the drill shank.
  • Such auger are for example from the DE 10 2005 011 120 A1 and the DE 87 16 926 U1 known.
  • screw augers are usually screwed by means of a, in particular telescopic, drill string in the ground, the drill bit is loaded with soil. Then the auger is pulled by means of the drill pipe and emptied outside the borehole. Depending on the desired drill hole depth, the process can be repeated.
  • the object of the invention is to provide a worm drill, which allows a particularly high accuracy in the well hole position with particularly long service life.
  • the worm drill according to the invention is characterized in that radially spaced from the drill shaft at least one guide element for supporting the worm drill is arranged on a wall of the borehole, wherein the guide element is rotatably mounted relative to the drill shaft.
  • the invention is based on the finding that the observed drilling errors and also the damages which may be observed can be attributed to a bend in the drill pipe on which the screw drill is arranged. Such a bend occurs in particular when working with hard ground geologies with high contact forces and / or when at large drilling depths, the free length of the drill string is large. This bend can cause the auger to become entangled in the bore and allow the bore to pass. Excessive entanglement of the drilling tool can cause observed damage.
  • At least one guide element is provided by means of which the worm borer can be supported on the cylindrical wall of an already created borehole section.
  • This guide element provides an additional drilling-base guidance of the auger in the already created wellbore, which in the prior art only by the drill pipe and possibly restricted by the drill spiral is given. In this way, a bending of the auger boom linkage can be effectively counteracted and unwanted entanglement can be largely prevented. Drilling errors are thus counteracted and the life of the auger and drill string is increased.
  • the guide element with respect to the drill shaft and in particular also the drill spiral is designed to be rotatable about the drilling axis extending along the drill shaft.
  • the guide element rotates during rotation of the drill shaft and drill spiral by means of the linkage and thus possibly damaged the borehole wall, which in turn could result in inferior drilling and / or a deteriorated guide on the borehole wall.
  • a particularly good and reliable investment of the guide element on the wall of the borehole is ensured by the rotatable mounting and thus increases the drilling precision.
  • the auger according to the invention can be used both in cased or partially cased drilling and in free, that is uncased drilling.
  • the inner wall of the tube can at least temporarily form the wall of the borehole, on which the guide element is supported.
  • a rigid drill pipe is suitably provided, which is preferably telescopic.
  • the drill string can be designed as a Kelly rod. Since, according to the invention, a guide on the auger takes place, the drill pipe itself can be provided spaced from the borehole wall, in particular with a cross-section which is smaller than the cross-section of the auger.
  • the auger has at the end of the drill shaft facing away from the drill bit on a connecting device for releasably connecting to a drill string.
  • the guide element suitably has at least one ring element for circumferential engagement with the borehole wall.
  • the guide element serves in particular for guidance on a borehole wall which has been produced by at least one of the boring spirals.
  • the outer cross section of the guide element can at least approximately correspond to the execution cross section of the drill helix.
  • the guide element is designed as a guide bell, wherein the guide bell preferably has a cylindrical outer wall portion which is suitably formed on its side facing away from the drill bit with a diameter taper.
  • the guide bell preferably has a cylindrical outer wall portion which is suitably formed on its side facing away from the drill bit with a diameter taper.
  • a particularly simple construction according to the invention is given by the fact that at least one spacer is provided for holding the guide element on the drill shaft.
  • a particularly good power absorption is given by the fact that the spacer extends in the radial direction from the drill shank away.
  • the at least one spacer is suitably arranged in the interior of the bell, in particular in the region of the cylindrical outer wall section.
  • spacer disc-shaped in particular annular, is formed.
  • it can also have several spokes.
  • the reliability of the auger may be increased by providing two or more spacers offset along the drill shank. This can be advantageous in particular when using a guide bell.
  • the spacer has at least one recess, in particular for material passage along the drill shank.
  • a recess may serve, on the one hand, to allow water present in the borehole, but also gas, to flow past the spacer with little resistance and thus reduce the axial forces when inserting the auger into the bore and / or when pulling the auger.
  • the passage openings for the passage of dresscelm soil material, in particular in the interior of the guide bell serve.
  • the at least one recess can also serve to reduce the weight of the auger.
  • the spacer is rotatably mounted on the drill shaft.
  • a corresponding bearing can be arranged on the drill shaft.
  • the spacer is rotatably mounted on the guide element.
  • a bearing may be provided on the inner wall of the guide bell.
  • At least one of the spacers is suitably located in a middle and / or in an upper area of the drill shank, wherein the upper one is to be understood as a region facing away from the drill bit of the auger.
  • a particularly simple construction is given by the fact that for rotatably supporting the guide element relative to the drill shank, at least one slide bearing, in particular on the spacer, is provided.
  • a sliding bearing may for example comprise steel and / or bronze elements.
  • at least one rolling bearing may be provided.
  • the guide bell preferably in the region of the diameter taper, at least one recess, in particular for the passage of material, is provided.
  • the recess may in particular serve for the passage of water and / or gas, which is located in the borehole.
  • the recess may serve to reduce the forces to be applied during lowering and / or when pulling the auger.
  • the recess is suitably provided in an upper region of the guide bell, in particular in a cover region of the guide bell.
  • a particularly compact design is given by a good drilling progress in that at least one drill spiral extends into the guide bell and in particular is tapered in the region of the guide bell.
  • the interior of the guide bell can be used in a simple manner for receiving Constantm soil material, so that with the same dimensions at each stroke more soil material can be removed.
  • a method for creating a borehole in the ground in which a screw auger according to the invention is screwed into the ground, wherein the boring coil is loaded with soil, and the auger is then pulled out of the ground.
  • the advantages described in connection with the device can be realized.
  • the screwing in and pulling out of the auger can also be repeated several times.
  • the excavated soil is ejected after pulling by centrifugal force from the drilling helix.
  • the invention also relates to a drilling apparatus in which the described auger is combined with a drill string.
  • FIG. 1 An embodiment of a worm drill 1 according to the invention is shown in Fig. 1.
  • the auger 1 has a drill shank 11, on which, starting from a drill bit 12, two boring spirals 15, 15 'extend longitudinally. Both drill coils 15, 15 'are in the area of the drill bit 12 occupied with drill teeth 16. While the drilling helix 15 'surrounds the drill shank 11 substantially only once, the drill helix 15 orbits the drill shank 11 several times and extends upward beyond the drill helix 15'. In the area of the drill bit 12, both drill coils 15, 15 'are designed to be tapered.
  • connection device 51 for connecting the screwdriver 1 to a telescoping drill string, not shown in the figure, which can be designed in particular as a Kelly rod.
  • a guide element 20 designed as a guide bell is provided above the boring spirals 15, 15 ', which surrounds the drill stem 11 coaxially. That as a guide bell trained guide member 20 has a cylindrical outer wall portion 22, to which on its side facing away from the drill bit 12 a conical diameter taper 23 connects. In the area of the cylindrical outer wall section 22, the outer cross section of the guide element 20 corresponds to the processing cross section of the boring spirals 15, 15 ', so that the guide element 20 fits precisely in the lateral borehole wall produced by the boring screws 15, 15'.
  • the guide element 20 is mounted on the drill shaft 11 via two disk-like spacers 30, 30 'which are offset along the drill string 11 and extend radially from the drill shank 11. Radially on the outside of the spacers 30, 30 ', that is on the inner wall of the guide element 20, is on the spacers 30, 30' each have a sliding bearing 36, 36 'for rotatably supporting the guide member 20 relative to the drill shaft 11 and the boring screws 15, 15th provided around the drilling axis 70.
  • the disc-shaped spacers 30, 30 'and thus also the plain bearings 36, 36' are arranged at the level of the cylindrical outer wall portion 22 on the guide element 20.
  • the lower spacer 30 is offset from the bell base of the guide member 20 formed as a guide bell into the interior of the bell. In the region of this offset, the drilling helix 15 extends into the interior of the guide element 20, so that material removed by means of the drilling helix 15 can be conveyed into the interior of the guide element 20. At the level of the guide element 20, the drill spiral 15 has a diameter taper, which prevents the drill spiral 15 from coming into contact with the inner wall of the guide element 20.
  • both staggered spacers 30, 30 'recesses 31, 31' are each provided, the one Passage of water, which may be in the borehole, allow along the drill shank 11.
  • 20 recesses 26, 27 are arranged in the guide element. These further recesses 26, 27 are above the upper spacer 30 ', that is provided on its side facing away from the drill bit 12 side.
  • the recesses 26 are arranged in transverse struts 28 for stiffening the guide element 20.
  • the recess 27 is provided in a radially extending cover 25, which closes the guide element 20 upwards.
  • the recesses 31, 31 ', 26, 27 allow a passage, for example of groundwater, from the interior of the guide member 20 to the outside, so that a lowering and pulling the auger 1 is possible with very little effort.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schneckenbohrer (1) zum Erstellen eines Bohrlochs im Erdboden, mit einem Bohrschaft (11) und mindestens einer Bohrwendel (15), die längs des Bohrschafts verläuft. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass radial vom Bohrschaft beabstandet zumindest ein Führungselement (20) zum Abstützten des Schneckenbohrers an einer Wandung des Bohrlochs angeordnet ist, wobei das Führungselement relativ zum Bohrschaft drehbar gelagert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schneckenbohrer zum Erstellen eines Bohrlochs im Erdboden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Schneckenbohrer weist einen Bohrschaft und mindestens eine Bohrwendel auf, die längs des Bohrschaftes verläuft.
  • Derartige Schneckenbohrer sind beispielsweise aus der DE 10 2005 011 120 A1 und der DE 87 16 926 U1 bekannt. Zum Erstellen von Bohrungen im Erdboden werden derartige Schneckenbohrer in der Regel mittels eines, insbesondere teleskopierbaren, Bohrgestänges in den Boden eingedreht, wobei die Bohrwendel mit Erdreich beladen wird. Anschließend wird der Schneckenbohrer mittels des Bohrgestänges gezogen und außerhalb des Bohrloches entleert. Je nach gewünschter Bohrlochtiefe kann der Vorgang wiederholt werden.
  • Beim Bohren mit Schneckenbohrern können jedoch unter Umständen Bohrfehler auftreten. So hat sich gezeigt, dass insbesondere bei sehr großen Bohrtiefen und/oder vergleichsweise harten Bodengeologien Abweichungen des tatsächlichen Bohrlochverlaufs von dem erwünschten Verlauf auftreten können. Auch Beschädigungen am Bohrwerkzeug und am Bohrgestänge wurden unter diesen Bedingungen vereinzelt beobachtet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schneckenbohrer anzugeben, der bei besonders hohen Standzeiten eine besonders hohe Präzision bei der Bohrlocherstellung ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch einen Schneckenbohrer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Schneckenbohrer ist dadurch gekennzeichnet, dass radial vom Bohrschaft beabstandet zumindest ein Führungselement zum Abstützen des Schneckenbohrers an einer Wandung des Bohrlochs angeordnet ist, wobei das Führungselement relativ zum Bohrschaft drehbar gelagert ist.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die beobachteten Bohrfehler und auch die unter Umständen beobachteten Beschädigungen auf eine Biegung des Bohrgestänges zurückführen lassen, an welchem der Schneckenbohrer angeordnet ist. Eine solche Biegung tritt insbesondere dann auf, wenn bei harten Bodengeologien mit hohen Anpresskräften gearbeitet werden muss und/oder wenn bei großen Bohrtiefen die freie Länge des Bohrgestänges groß ist. Diese Biegung kann dazu führen, dass sich der Schneckenbohrer in der Bohrung verschränkt und damit die Bohrung verläuft. Bei übermäßiger Verschränkung des Bohrwerkzeuges können die beobachteten Beschädigungen auftreten.
  • Nach einem Grundgedanken der Erfindung ist zumindest ein Führungselement vorgesehen, mittels welchem sich der Schneckenbohrer an der zylindrischen Wandung eines bereits erstellten Bohrlochabschnittes abstützen kann. Dieses Führungselement sorgt für eine zusätzliche bohrgrundseitige Führung des Schneckenbohrers im bereits erstellten Bohrloch, die nach dem Stand der Technik lediglich durch das Bohrgestänge und gegebenenfalls eingeschränkt durch die Bohrwendel gegeben ist. Hierdurch kann einer Biegung des Schneckenbohrergestänges effektiv entgegen gewirkt werden und unerwünschte Verschränkungen können weitestgehend verhindert werden. Bohrfehlern wird somit entgegengewirkt und die Lebensdauern des Schneckenbohrers und des Bohrgestänges werden erhöht.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Führungselement bezüglich dem Bohrschaft und insbesondere auch der Bohrwendel um die längs des Bohrschaftes verlaufende Bohrachse drehbar ausgebildet. Hierdurch kann verhindert werden, dass sich das Führungselement bei Drehung von Bohrschaft und Bohrwendel mittels des Gestänges mitdreht und damit möglicherweise die Bohrlochwandung beschädigt, was wiederum minderwertige Bohrungen und/oder eine verschlechterte Führung an der Bohrlochwandung zur Folge haben könnte. Auch wird durch die drehbare Lagerung eine besonders gute und zuverlässige Anlage des Führungselementes an der Wandung des Bohrlochs gewährleistet und somit die Bohrpräzision erhöht.
  • Der erfindungsgemäße Schneckenbohrer kann sowohl beim verrohrten oder teilverrohrten Bohren als auch beim freien, das heißt unverrohrten Bohren zum Einsatz kommen. Beim verrohrten Bohren kann die Innenwand des Rohres zumindest zeitweise die Wandung des Bohrlochs bilden, an der sich das Führungselement abstützt. Zur Halterung des Schneckenbohrers, insbesondere zur Drehmoment- und/oder Vorschubkraftübertragung, ist geeigneterweise ein starres Bohrgestänge vorgesehen, das vorzugsweise teleskopierbar ist. Insbesondere kann das Bohrgestänge als Kelly-Stange ausgebildet sein. Da nach der Erfindung eine Führung am Schneckenbohrer erfolgt, kann das Bohrgestänge selbst von der Bohrlochwandung beabstandet vorgesehen sein, insbesondere mit einem Querschnitt, der kleiner als der Querschnitt des Schneckenbohrers ist. Geeigneterweise weist der Schneckenbohrer an dem der Bohrspitze abgewandten Ende des Bohrschafts eine Verbindungseinrichtung zum lösbaren Verbinden mit einem Bohrgestänge auf.
  • Für eine besonders gute und allseitige Führung weist das Führungselement geeigneterweise zumindest ein Ringelement zur umfangseitigen Anlage an der Bohrlochwandung auf. Erfindungsgemäß dient das Führungselement insbesondere zur Führung an einer Bohrlochwandung, die von zumindest einer der Bohrwendeln erzeugt wurde. Insbesondere kann der Außenquerschnitt des Führungselementes zumindest annähernd dem Abarbeitungsquerschnitt der Bohrwendel entsprechen.
  • Besonders bevorzugt ist es, dass das Führungselement als Führungsglocke ausgebildet ist, wobei die Führungsglocke vorzugsweise einen zylindrischen Außenwandabschnitt aufweist, der geeigneterweise auf seiner der Bohrspitze abgewandten Seite mit einer Durchmesserverjüngung ausgebildet ist. Eine solche Konstruktion ermöglicht eine besonders wirksame Führung. Gleichzeitig ist die Gefahr der Beschädigung der Bohrlochwandung durch die vergleichsweise große Führungsfläche reduziert. Die Gefahr einer Beschädigung der Bohrlochwandung wird weiter durch die oberseitige Durchmesserverjüngung der Außenwand des Führungselementes verringert, die der Möglichkeit entgegenwirkt, dass sich der zylindrische Abschnitt beim Ziehen des Schneckenbohrers im Bohrloch verkeilt. Unter der Durchmesserverjüngung kann insbesondere ein Bereich mit einem abnehmenden Außendurchmesser des Führungselementes in Radialrichtung bezüglich des Bohrschafts verstanden werden. Im Bereich der Durchmesserverjüngung kann das Führungselement beispielsweise eine konische Außenwand aufweisen.
  • Eine besonders einfache Konstruktion ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, dass zur Halterung des Führungselementes am Bohrschaft zumindest ein Abstandshalter vorgesehen ist. Eine besonders gute Kraftaufnahme ist dadurch gegeben, dass sich der Abstandshalter in radialer Richtung vom Bohrschaft hinweg erstreckt. Der zumindest eine Abstandshalter ist geeigneterweise im Inneren der Glocke, insbesondere im Bereich des zylindrischen Außenwandabschnittes, angeordnet.
  • Ein konstruktiv besonders einfacher und wirtschaftlicher Aufbau ist weiter dadurch gegeben, dass der Abstandshalter scheibenförmig, insbesondere ringförmig, ausgebildet ist. Er kann beispielsweise auch mehrere Speichen aufweisen.
  • Die Zuverlässigkeit des Schneckenbohrers kann dadurch erhöht werden, dass zwei oder mehr Abstandshalter längs des Bohrschaftes versetzt vorgesehen sind. Dies kann insbesondere bei Verwendung einer Führungsglocke vorteilhaft sein.
  • Nach der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass der Abstandshalter zumindest eine Ausnehmung, insbesondere zum Materialdurchgang längs des Bohrschaftes, aufweist. Eine solche Ausnehmung kann zum einen dazu dienen, dass im Bohrloch befindliches Wasser, aber auch Gas, mit geringem Widerstand am Abstandshalter vorbeiströmen kann und somit die Axialkräfte beim Einbringen des Schneckenbohrers in die Bohrung und/oder beim Ziehen des Schneckenbohrers verringert sind. Alternativ oder zusätzlich können die Durchgangsöffnungen zum Durchgang von abgearbeitetem Bodenmaterial, insbesondere in das Innere der Führungsglocke, dienen. Die zumindest eine Ausnehmung kann auch zur Gewichtsverringerung des Schneckenbohrers dienen.
  • Zur drehbaren Lagerung des Führungselementes am Bohrschaft kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Abstandshalter drehbar am Bohrschaft gelagert ist. In diesem Fall kann ein entsprechendes Lager am Bohrschaft angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Abstandshalter drehbar am Führungselement gelagert ist. In diesem Fall kann ein Lager an der Innenwand der Führungsglocke vorgesehen sein.
  • Zumindest einer der Abstandshalter befindet sich geeigneterweise in einem mittleren und/oder in einem oberen Bereich des Bohrschaftes, wobei unter dem oberen ein von der Bohrspitze des Schneckenbohrers abgewandter Bereich zu verstehen ist.
  • Eine besonders einfache Konstruktion ist dadurch gegeben, dass zum drehbaren Lagern des Führungselementes relativ zum Bohrschaft zumindest ein Gleitlager, insbesondere am Abstandshalter, vorgesehen ist. Ein solches Gleitlager kann beispielsweise Stahl- und/oder Bronzeelemente aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann auch zumindest ein Wälzlager vorgesehen sein.
  • Nach der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, dass in der Führungsglocke, vorzugsweise im Bereich der Durchmesserverjüngung, zumindest eine Ausnehmung, insbesondere zum Materialdurchgang, vorgesehen ist. Die Ausnehmung kann insbesondere zum Durchgang von Wasser und/oder Gas dienen, das sich im Bohrloch befindet. In diesem Falle kann die Ausnehmung zum Verringern der Kräfte dienen, die beim Absenken und/oder beim Ziehen des Schneckenbohrers aufzubringen sind. Die Ausnehmung ist geeigneterweise in einem oberen Bereich der Führungsglocke, insbesondere in einem Deckelbereich der Führungsglocke, vorgesehen.
  • Eine besonders kompakte Bauform ist bei gutem Bohrfortschritt dadurch gegeben, dass sich zumindest eine Bohrwendel in die Führungsglocke hinein erstreckt und insbesondere im Bereich der Führungsglocke verjüngend ausgebildet ist. In diesem Fall kann der Innenraum der Führungsglocke in einfacher Weise zur Aufnahme von abgearbeitetem Bodenmaterial dienen, so dass bei gleichen Abmessungen bei jedem Hub mehr Bodenmaterial abgetragen werden kann. Durch die Verjüngung der in die Führungsglocke hinein reichenden Bohrwendel auf Höhe der Führungsglocke wird erreicht, dass die fragliche Bohrwendel frei drehbar ist, ohne an der Führungsglocke zu reiben.
  • Nach der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Erstellen eines Bohrlochs im Erdboden vorgesehen, bei dem ein erfindungsgemäßer Schneckenbohrer in den Erdboden eingedreht wird, wobei die Bohrwendel mit Erdreich beladen wird, und der Schneckenbohrer anschließend aus dem Erdboden herausgezogen wird. Hierbei können die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Vorteile verwirklicht werden. Zum Erreichen größerer Bohrtiefen kann das Eindrehen und das Herausziehen des Schneckenbohrers auch mehrfach wiederholt werden.
  • Ferner ist es nach der Erfindung vorteilhaft, dass in der Bohrwendel befindliches Erdreich nach Herausziehen des Schneckenbohrers durch Rotation des Bohrschaftes zusammen mit der Bohrwendel entfernt wird, wobei das drehbare Führungselement drehfest festgelegt wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das abgearbeitete Erdreich nach dem Ziehen durch Fliehkraftwirkung aus der Bohrwendel herausgeschleudert. Durch gleichzeitiges Festhalten des drehbaren Führungselementes werden die aufzubringenden Kräfte verringert und eine besonders sichere Verfahrensführung erreicht.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Bohrvorrichtung, in welcher der beschriebene Schneckenbohrer mit einem Bohrgestänge kombiniert ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das schematisch in der beigefügten Figur dargestellt ist. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines Schneckenbohrers, der im Bereich der Führungsglocke längs geschnitten dargestellt ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schneckenbohrers 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Der Schneckenbohrer 1 weist einen Bohrschaft 11 auf, an dem, ausgehend von einer Bohrspitze 12, zwei Bohrwendeln 15, 15' längs verlaufen. Beide Bohrwendeln 15, 15' sind im Bereich der Bohrspitze 12 mit Bohrzähnen 16 besetzt. Während die Bohrwendel 15' den Bohrschaft 11 im Wesentlichen nur einmal umfängt, umrundet die Bohrwendel 15 den Bohrschaft 11 mehrmals und reicht nach oben über die Bohrwendel 15' hinaus. Im Bereich der Bohrspitze 12 sind beide Bohrwendeln 15, 15' verjüngend ausgebildet.
  • Auf der der Bohrspitze 12 abgewandten Seite weist der Bohrschaft 11 eine Verbindungseinrichtung 51 zum Verbinden des Schneckenbohrers 1 mit einem in der Figur nicht dargestellten, teleskopierbaren Bohrgestänge auf, das insbesondere als Kelly-Stange ausgebildet sein kann.
  • Um ein Verlaufen des Schneckenbohrers 1 beim Abbohren zu verhindern, ist oberhalb der Bohrwendeln 15, 15' ein als Führungsglocke ausgebildetes Führungselement 20 vorgesehen, welches den Bohrschaft 11 koaxial umgibt. Das als Führungsglocke ausgebildete Führungselement 20 weist einen zylindrischen Außenwandabschnitt 22 auf, an den sich auf seiner der Bohrspitze 12 abgewandten Oberseite eine konische Durchmesserverjüngung 23 anschließt. Im Bereich des zylindrischen Außenwandabschnittes 22 entspricht der Außenquerschnitt des Führungselementes 20 dem Abarbeitungsquerschnitt der Bohrwendeln 15, 15', so dass das Führungselement 20 passgenau in der von den Bohrwendeln 15, 15' erzeugten seitlichen Bohrlochwandung anliegt.
  • Das Führungselement 20 ist über zwei längs des Bohrstranges 11 versetzte, scheibenartige Abstandshalter 30, 30', die sich radial vom Bohrschaft 11 hinweg erstrecken, am Bohrschaft 11 gelagert. Radial außenseitig an den Abstandshaltern 30, 30', das heißt an der Innenwand des Führungselementes 20, ist an den Abstandshaltern 30, 30' jeweils ein Gleitlager 36, 36' zum drehbaren Lagern des Führungselementes 20 relativ zum Bohrschaft 11 und den Bohrwendeln 15, 15' um die Bohrachse 70 vorgesehen. Die scheibenförmigen Abstandshalter 30, 30' und somit auch die Gleitlager 36, 36' sind auf Höhe des zylindrischen Außenwandabschnitts 22 am Führungselement 20 angeordnet.
  • Der untere Abstandshalter 30 ist gegenüber der Glockenunterseite des als Führungsglocke ausgebildeten Führungselementes 20 in das Glockeninnere hinein versetzt. Im Bereich dieses Versatzes erstreckt sich die Bohrwendel 15 in das Innere des Führungselementes 20, so dass mittels der Bohrwendel 15 abgetragenes Material in das Innere des Führungselementes 20 gefördert werden kann. Auf der Höhe des Führungselementes 20 weist die Bohrwendel 15 eine Durchmesserverjüngung auf, mit der verhindert wird, dass die Bohrwendel 15 mit der Innenwand des Führungselementes 20 in Kontakt gelangt.
  • In beiden versetzt zueinander angeordneten Abstandshaltern 30, 30' sind jeweils Ausnehmungen 31, 31' vorgesehen, die einen Durchgang von Wasser, das sich eventuell im Bohrloch befindet, längs des Bohrschaftes 11 erlauben. Zu diesem Zwecke sind auch im Führungselement 20 Ausnehmungen 26, 27 angeordnet. Diese weiteren Ausnehmungen 26, 27 sind oberhalb des oberen Abstandshalters 30', das heißt auf seiner der Bohrspitze 12 abgewandten Seite vorgesehen. Die Ausnehmungen 26 sind in Querstreben 28 zur Versteifung des Führungselementes 20 angeordnet. Die Ausnehmung 27 ist in einem radial verlaufenden Deckel 25 vorgesehen, der das Führungselement 20 nach oben abschließt. Die Ausnehmungen 31, 31', 26, 27 erlauben einen Durchgang, beispielsweise von Grundwasser, aus dem Inneren des Führungselementes 20 nach außen, so dass ein Absenken und Ziehen des Schneckenbohrers 1 mit besonders geringem Kraftaufwand möglich ist.

Claims (12)

  1. Schneckenbohrer (1) zum Erstellen eines Bohrlochs im Erdboden, mit
    - einem Bohrschaft (11) und
    - mindestens einer Bohrwendel (15, 15'), die längs des Bohrschafts (11) verläuft,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass radial vom Bohrschaft (11) beabstandet zumindest ein Führungselement (20) zum Abstützen des Schneckenbohrers (1) an einer Wandung des Bohrlochs angeordnet ist,
    - wobei das Führungselement (20) relativ zum Bohrschaft (11) drehbar gelagert ist.
  2. Schneckenbohrer (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Führungselement (20) als Führungsglocke ausgebildet ist, wobei die Führungsglocke vorzugsweise einen zylindrischen Außenwandabschnitt (22) aufweist, der auf seiner der Bohrspitze (12) abgewandten Seite mit einer Durchmesserverjüngung (23) ausgebildet ist.
  3. Schneckenbohrer (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Halterung des Führungselementes (20) am Bohrschaft (11) zumindest ein Abstandshalter (30, 30') vorgesehen ist, der sich, vorzugsweise in radialer Richtung, vom Bohrschaft (11) hinweg erstreckt.
  4. Schneckenbohrer (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abstandshalter (30, 30') scheibenförmig ausgebildet ist.
  5. Schneckenbohrer (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei oder mehr Abstandshalter (30, 30') längs des Bohrschaftes (11) versetzt vorgesehen sind.
  6. Schneckenbohrer (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abstandshalter (30, 30') zumindest eine Ausnehmung (31, 31'), insbesondere zum Materialdurchgang längs des Bohrschaftes (11), aufweist.
  7. Schneckenbohrer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abstandshalter (30, 30') drehbar am Bohrschaft (11) und/oder am Führungselement (20) gelagert ist.
  8. Schneckenbohrer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum drehbaren Lagern des Führungselementes (20) relativ zum Bohrschaft (11) zumindest ein Gleitlager (36, 36'), insbesondere am Abstandshalter (30, 30'), vorgesehen ist.
  9. Schneckenbohrer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Führungsglocke, vorzugsweise im Bereich der Durchmesserverjüngung (23), zumindest eine Ausnehmung (26, 27), insbesondere zum Materialdurchgang, vorgesehen ist.
  10. Schneckenbohrer (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich zumindest eine Bohrwendel (15) in die Führungsglocke hinein erstreckt und insbesondere im Bereich der Führungsglocke verjüngend ausgebildet ist.
  11. Verfahren zum Erstellen eines Bohrlochs im Erdboden, bei dem
    - ein Schneckenbohrer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche in den Erdboden eingedreht wird, wobei die Bohrwendel (15, 15') mit Erdreich beladen wird, und
    - der Schneckenbohrer (1) anschließend aus dem Erdboden herausgezogen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Bohrwendel (15, 15') befindliches Erdreich nach Herausziehen des Schneckenbohrers (1) durch Rotation des Bohrschaftes (11) zusammen mit der Bohrwendel (15) entfernt wird, wobei das drehbare Führungselement (20) drehfest festgelegt wird.
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