EP2080566B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen von Bohrlöchern - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen von Bohrlöchern Download PDF

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EP2080566B1
EP2080566B1 EP08021141A EP08021141A EP2080566B1 EP 2080566 B1 EP2080566 B1 EP 2080566B1 EP 08021141 A EP08021141 A EP 08021141A EP 08021141 A EP08021141 A EP 08021141A EP 2080566 B1 EP2080566 B1 EP 2080566B1
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blow
tube
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cleaning
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Markus Kretzschmar
Achim Wieland
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Wuerth International AG
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Original Assignee
Adolf Wuerth GmbH and Co KG
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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
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/043—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes
    • B08B9/0433—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes provided exclusively with fluid jets as cleaning tools

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for cleaning boreholes.
  • anchoring elements such as fastening anchors
  • reinforcement elements in existing building parts such as ceilings
  • holes are drilled, some of which are very deep.
  • adhesive or other bonding material must be introduced, then then the reinforcing elements, such as reinforcing bars, are introduced.
  • the rock meal or the like formed during the drilling of the holes must be removed from the borehole.
  • DE 33 42 457 A1 discloses a device for cleaning boreholes with a discharge nozzle body, a hose connected to an input port of the discharge nozzle body and a port for a compressed air source, the discharge nozzle body having a plurality of circumferentially distributed and obliquely outwardly and rearwardly directed exhaust nozzles.
  • the Ausblasdüsenharm has over the entire length of a constant diameter.
  • the end facing away from the hose has the shape of a truncated cone, in the middle of which an exhaust nozzle is also arranged.
  • the discharge nozzle body also has at least one displaceable sealing collar, with which the outlet nozzles can optionally be closed.
  • CH 275 352 A discloses a device for cleaning inner walls of pipes, in particular for desliming.
  • the use and operation of this device provides the connection to the tap of a pressurized water pipe, whereby a provided with a nozzle, rotatable ring is automatically rotated about the occurring backward rotation.
  • the emerging water jet continuously sweeps the entire circumference of the tube interior and everywhere flushes away the mud or other contaminants on the pipe wall.
  • FR-A-2 842 580 discloses a cleaning probe for cleaning drains of sewerage systems. The cleaning takes place via a high-pressure water jet, which emerges from the outlet nozzles. That the Hose facing away from the Ausblasdüsen stressess corresponds to a spherical cap.
  • WO 99/57416 A discloses a device for cleaning pipes and / or boreholes with a cleaning device which has a constant circumference.
  • a motor In order to set a radiation device in rotation, a motor is used.
  • the exhaust nozzles of the radiator are directed obliquely outwards and backwards.
  • the borehole facing the end of the emitting device has a flat end face.
  • the holes may be very deep, it may also be necessary to clean these deep holes from loose material.
  • the invention is based on the object to provide a way to clean even deep boreholes, which can be easily performed and without additional on construction sites may not be available aids.
  • the invention proposes a device with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.
  • the invention also proposes to use a device for cleaning boreholes.
  • the device thus contains a hose that can be connected to a compressed air source usually available on construction sites.
  • a blower nozzle body is attached, which has blower nozzles.
  • These nozzles are inventively designed so that the air jet emerging from them is directed radially to the wellbore. The cleaning is then done so that the Ausblasdüsen endeavor inserted into the borehole to the end of the borehole and air is blown out of the nozzles. The air blows the loose material forward, gradually blowing all the loose material out of the hole.
  • the discharge nozzle body has the shape of a cylinder section adjoining a truncated cone, wherein the discharge nozzles are arranged in the cylinder section.
  • the truncated cone is facing the hose. In this way it can be ensured that after inserting the Ausblasdüsen stressess down to the ground actually the deepest part of the borehole can be blown out.
  • the truncated cone portion ensures that the nozzle body does not hang anywhere can stay.
  • the smallest diameter of the truncated cone portion corresponds approximately to the outer diameter of the compressed air hose.
  • FIG. 1 schematically shows a hole 1 in a wall 2.
  • the hole is not shown particularly deep for the sake of simplicity.
  • it contains large quantities of loose material, some of which still adheres to the walls of the borehole, and in part lies loosely in the borehole.
  • a fastening anchor, reinforcing iron or the like curing material, adhesive or the like is introduced, the loose material between the adhesive and the Lie wall and thus prevent a connection of the adhesive with the wall. For this reason, the loose material must be removed from the well as carefully as possible.
  • a device which has an outlet nozzle body 4 at the front end of a hose 3.
  • the Ausblasdüsen endeavor 4 consists for example of metal, since it comes into contact with the wall of the borehole 1 during insertion and withdrawal from the wellbore 1 and therefore should consist of hard material.
  • the Ausblasdüsen endeavor 4 includes a tube 3 facing the front portion 5 in the form of a truncated cone. On the side facing away from the hose 3, this truncated cone section 5 merges into a cylinder section 6, which then ends in a flat end face 7. Here is a small bevel formed. In this relatively narrow cylinder section 6 distributed over the circumference discharge nozzles 8 are formed, ie short with the hollow interior of the Ausblasdüsen emotionss 4 related radial channels.
  • the Ausblasdüsen redesign 4 has a projection 10 with an external thread, which is hollow inside.
  • the tube 3 is screwed and then fixed with a security device, not shown.
  • the hose 3 is pushed forward until the discharge nozzle body 4 comes to rest on the floor 11 of the borehole 1. Subsequently, compressed air is supplied via the hose 3, which exits from the exhaust nozzles 8. This compressed air blows the loose material away, and since there is no other way, this material comes out of the borehole 1 together with the air flow. After a short time is drawn to the hose 3 and the Ausblasdüsen redesign 4 among others Fully pressurized with compressed air from the borehole 1. The material is blown further forward.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von Bohrlöchern.
  • Es ist bekannt, dass man Verankerungselemente, beispielsweise Befestigungsanker, in Bohrlöchern verkleben kann. Beispielsweise ist es zum nachträglichen Anbringen von Gebäudeteilen an bestehenden Gebäuden erforderlich, Armierungselemente in vorhandene Gebäudeteile, beispielsweise Decken, einzubringen. Hierzu werden Löcher gebohrt, die zum Teil sehr tief sind. In diese Bohrlöcher muss dann Mörtel, Klebstoff oder ein sonstiges abbindendes Material eingebracht werden, in das dann anschließend die Armierungselemente, beispielsweise Armierungseisen, eingebracht werden. Damit eine solche Verklebung von Verankerungselementen, Armierungseisen oder dergleichen korrekt durchgeführt werden kann, muss das beim Bohren der Löcher gebildete Gesteinsmehl oder dergleichen aus dem Bohrloch entfernt werden.
  • DE 33 42 457 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen von Bohrlöchern mit einem Ausblasdüsenkörper, einem mit einem Eingangsanschluss des Ausblasdüsenkörpers verbundenen Schlauch und einem Anschluss für eine Druckluftquelle, wobei der Ausblasdüsenkörper mehrere, um den Umfang verteilte und schräg nach außen und hinten gerichtete, Ausblasdüsen aufweist. Der Ausblasdüsenkörper weist über die gesamte Länge einen gleichbleibenden Durchmesser auf. Das dem Schlauch abgewandte Ende weist die Form eines Kegelstumpfes auf, in dessen Mitte ebenfalls eine Ausblasdüse angeordnet ist. Der Ausblasdüsenkörper verfügt zudem über mindestens eine verschiebbare Dichtmanschette, mit welcher die Ausblasdüsen wahlweise verschlossen werden können.
  • CH 275 352 A offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen von Innenwänden von Rohren, insbesondere zum Entschlammen. Die Gebrauchs- und Wirkungsweise dieser Vorrichtung sieht den Anschluss an den Hahn einer unter Druck stehenden Wasserleitung vor, wodurch ein mit einer Düse versehener, drehbarer Ring über den auftretenden Rückschub selbstständig in Drehung versetzt wird. Beim Verschieben der Reinigungsvorrichtung durch das Rohr, überstreicht der austretende Wasserstrahl laufend den gesamten Umfang des Rohrinnern und spült überall den Schlamm oder sonstige Verunreinigungen an der Rohrwandung weg.
  • FR-A-2 842 580 offenbart eine Reinigungssonde zum Reinigen von Abflüssen von Kanalisationssystemen. Die Reinigung erfolgt über einen Hochdruckwasserstrahl, welcher aus den Ausblasdüsen austritt. Das dem Schlauch abgewandte Ende des Ausblasdüsenkörpers entspricht hierbei einer Kugelkalotte.
  • WO 99/57416 A offenbart eine Vorrichtung zur Reinigung von Rohren und/oder Bohrlöchern mit einer Reinigungsvorrichtung, welche einen gleichbleibenden Umfang aufweist. Um eine Abstrahleinrichtung in Rotation zu versetzen wird ein Motor eingesetzt. Die Ausblasdüsen der Abstrahleinrichtung sind schräg nach außen und hinten gerichtet. Das dem Bohrloch zugewandte Ende der Abstrahleinrichtung weist eine ebene Stirnseite auf.
  • Da die Bohrlöcher unter Umständen sehr tief sein können, muss es auch möglich sein, diese tiefen Bohrlöcher von losem Material zu reinigen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zur Reinigung von auch tiefen Bohrlöchern zu schaffen, die sich einfach durchführen lässt und ohne zusätzliche auf Baustellen möglicherweise nicht vorhandene Hilfsmittel auskommt.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Die Erfindung schlägt ebenfalls vor, eine Vorrichtung zur Reinigung von Bohrlöchern zu verwenden.
  • Die Vorrichtung enthält also einen Schlauch, der an eine auf Baustellen üblicherweise vorhandene Druckluftquelle angeschlossen werden kann. An dem vorderen Ende des Schlauchs wird ein Ausblasdüsenkörper angebracht, der Ausblasdüsen aufweist. Diese Düsen sind erfindungsgemäß so ausgebildet, dass der aus ihnen austretende Luftstrahl radial zu dem Bohrloch gerichtet ist. Die Reinigung geschieht dann so, dass der Ausblasdüsenkörper in das Bohrloch bis zu dem Ende des Bohrlochs eingeschoben und Luft aus den Düsen ausgeblasen wird. Die Luft bläst das lose Material nach vorne, so dass nach und nach das gesamte lose Material aus dem Bohrloch heraus geblasen wird.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Ausblasdüsenkörper die Form eines an einen Kegelstumpf anschließenden Zylinderabschnitts aufweist, wobei die Ausblasdüsen in dem Zylinderabschnitt angeordnet sind. Der Kegelstumpf ist dabei dem Schlauch zugewandt. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, dass nach dem Einschieben des Ausblasdüsenkörpers bis auf den Boden tatsächlich auch der tiefste Teil des Bohrlochs ausgeblasen werden kann. Beim Zurückziehen des Ausblasdüsenkörpers mithilfe des Schlauchs sorgt der Kegelstumpfabschnitt dafür, dass der Ausblasdüsenkörper nirgendwo hängen bleiben kann.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der kleinste Durchmesser des Kegelstumpfabschnitts etwa dem Außendurchmesser des Druckluftschlauchs entspricht.
  • Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Ausblasdüsenkörper rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
  • Es hat sich als besonders sinnvoll herausgestellt, dass während des Einschiebens des Ausblasdüsenkörpers keine Beaufschlagung mit Druckluft erfolgt, da dies das lose Material nicht unbedingt aus dem Bohrloch heraus, sondern weiter in das Innere des Bohrlochs hinein befördern kann.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
    • Figur 1
    schematisch die Anordnung einer von der Erfindung vorge- schlagenen Vorrichtung in einem Bohrloch.
  • Figur 1 zeigt schematisch ein Bohrloch 1 in einer Wand 2. Das Bohrloch ist aus Gründen der vereinfachten Darstellung nicht besonders tief dargestellt. Nach der Herstellung des Bohrlochs 1 enthält es größere Mengen von losem Material, das zum Teil noch an den Wänden des Bohrlochs haftet, zum Teil auch lose in Bohrloch liegt. Wenn anschließend zur Befestigung eines Befestigungsankers, von Armierungseisen oder dergleichen aushärtendes Material, Klebstoff oder dergleichen eingebracht wird, so kann das lose Material zwischen den Klebstoff und der Wand liegen und damit eine Verbindung des Klebstoffs mit der Wand verhindern. Aus diesem Grunde muss das lose Material möglichst sorgfältig aus dem Bohrloch entfernt werden.
  • Hierzu wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung verwendet, die an dem vorderen Ende eines Schlauchs 3 einen Ausblasdüsenkörper 4 aufweist. Der Ausblasdüsenkörper 4 besteht beispielsweise aus Metall, da er beim Einschieben und Herausziehen aus dem Bohrloch 1 mit der Wand des Bohrlochs 1 in Berührung kommt und daher aus hartem Material bestehen soll. Der Ausblasdüsenkörper 4 enthält einen dem Schlauch 3 zugewandten vorderen Abschnitt 5 in Form eines Kegelstumpfes. An der dem Schlauch 3 abgewandten Seite geht dieser Kegelstumpfabschnitt 5 in einen Zylinderabschnitt 6 über, der dann in einer ebenen Stirnfläche 7 endet. Hier ist eine kleine Fase gebildet. In diesem relativ schmalen Zylinderabschnitt 6 sind über den Umfang verteilte Ausblasdüsen 8 ausgebildet, also kurze mit dem hohlen Inneren des Ausblasdüsenkörpers 4 in Verbindung stehende radiale Kanäle.
  • An dem dem Schlauch 3 zugewandten Ende 9 des Ausblasdüsenkörpers 4 weist dieser einen Durchmesser auf, der etwa dem Durchmesser des Schlauchs 3 entspricht. Hier weist der Ausblasdüsenkörper 4 einen Ansatz 10 mit einem Außengewinde auf, der innen hohl ist. Auf diesen Ansatz 10 ist der Schlauch 3 aufgeschraubt und dann mit einer nicht dargestellten Sicherungseinrichtung festgelegt.
  • Der Schlauch 3 wird nach vorne geschoben, bis der Ausblasdüsenkörper 4 auf dem Boden 11 des Bohrlochs 1 zur Anlage kommt. Anschließend wird über den Schlauch 3 Druckluft zugeführt, die aus den Ausblasdüsen 8 austritt. Diese Druckluft bläst das lose Material weg, und da es keine andere Möglichkeit gibt, gelangt dieses Material zusammen mit dem Luftstrom aus dem Bohrloch 1 heraus. Nach einer kurzen Zeit wird an dem Schlauch 3 gezogen und der Ausblasdüsenkörper 4 unter weiterer Beaufschlagung mit Druckluft aus dem Bohrloch 1 ganz herausgezogen. Dabei wird das Material weiter nach vorne heraus geblasen.
  • Aufgrund der Kegelstumpfform mit der Spitze in Richtung auf den Schlauch ist dafür gesorgt, dass der Ausblasdüsenkörper 4 beim Herausziehen nicht hängen bleiben kann.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Reinigen von Bohrlöchern (1), mit einem Ausblasdüsenkörper (4),
    einem mit einem Eingangsanschluss des Ausblasdüsenkörpers (4) verbundenen Schlauch (3),
    einem Anschluss für eine Druckluftquelle,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Ausblasdüsenkörper (4) mehrere, um den Umfang verteilte, radial wirkende Düsen (8) und an seinem dem Schlauch (3) abgewandten Ende eine ebene Stirnfläche (7) aufweist und die Ausblasdüsen (8) unmittelbar benachbart zu dieser ebenen Stirnfläche (7) angeordnet sind und der Ausblasdüsenkörper (4) die Form eines an einen Kegelstumpf (5) anschließenden Zylinders (6) aufweist, wobei die Ausblasdüsen (8) in dem Zylinderabschnitt (6) angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kegelstumpfabschnitt (5) des Ausblasdüsenkörpers (4) dem Schlauch (3) zugewandt ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der kleinste Durchmesser des Kegelstumpfes (5) dem Außendurchmesser des Schlauchs (3) entspricht.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Ausblasdüsenkörper (4) rotationssymmetrisch aufgebaut ist.
  5. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Reinigung von Bohrlöchern (1).
  6. Verwendung nach Anspruch 5, bei der der Ausblasdüsenkörper (4) mithilfe des Schlauchs (3) in das Bohrloch (1) eingeschoben und mithilfe des Schlauchs (3) aus dem Bohrloch (4) herausgezogen wird.
  7. Verfahren zum Reinigen von Bohrlöchern (1), bei dem eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in das Bohrloch (1) eingeführt wird, bis der Ausblasdüsenkörper (4) das Ende des Bohrlochs (1) erreicht, und der Ausblasdüsenkörper (4) während der Luftdruckbeaufschlagung durch den Schlauch (3) langsam aus dem Bohrloch (1) herausgezogen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Ausblasdüsenkörper (4) mithilfe des Schlauchs (3) in das Bohrloch (1) eingeschoben wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem während des Einschiebens des Ausblasdüsenkörpers (4) mithilfe des Schlauchs (3) in das Bohrloch (1) keine Druckluftbeaufschlagung erfolgt.
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