EP2245232A1 - Vorrichtung und verfahren zum einbringen von bohrungen ins erdreich, deren querschnitte sich teilweise überschneiden - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum einbringen von bohrungen ins erdreich, deren querschnitte sich teilweise überschneiden

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EP2245232A1
EP2245232A1 EP09713796A EP09713796A EP2245232A1 EP 2245232 A1 EP2245232 A1 EP 2245232A1 EP 09713796 A EP09713796 A EP 09713796A EP 09713796 A EP09713796 A EP 09713796A EP 2245232 A1 EP2245232 A1 EP 2245232A1
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EP
European Patent Office
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bore
guide
wall
guide element
drilling
Prior art date
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EP09713796A
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English (en)
French (fr)
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EP2245232B1 (de
Inventor
Willi Schmitz
Hermann Josef Von Wirth
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Mhwirth GmbH
Original Assignee
Aker Wirth GmbH
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Publication date
Application filed by Aker Wirth GmbH filed Critical Aker Wirth GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP2245232B1 publication Critical patent/EP2245232B1/de
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Classifications

    • 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
    • E02D5/18—Bulkheads or similar walls made solely of concrete in situ
    • 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
    • E21B7/04—Directional drilling

Definitions

  • the invention relates to a device for introducing a second hole in the ground, whose cross section crosses the cross section of an already existing first bore partially, with a drilling device, and with an operatively connected to the drilling device guide means for guiding the drilling device relative to the already existing first bore, said the guide device comprises at least one first guide element, which interacts with the bore wall of the first bore on the side facing the second bore.
  • the invention relates to a method for introducing approximately parallel holes in the ground, the cross sections of which partially overlap, with the aid of the device according to the invention.
  • EP 1 770 219 A1 An apparatus mentioned above is known from EP 1 770 219 A1.
  • this device has second guide elements, which bear against the side of the wall of the second bore facing the first bore.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device with which a second hole in the ground with respect to their course more precise to the position of an existing hole whose cross section is to be partially overlapped, can be introduced.
  • the bore according to the invention comprises at least one second guide element which interacts with the side of the first bore facing away from the second bore, the guidance of the drilling device takes place exclusively by interaction with the walls of the first bore. Due to this measure, the lowering of the second bore is reliable, in particular a bleeding of the second bore to the first hole is prevented.
  • the volume of the second bore above the drill bottom is at least almost completely available for the device components required for releasing and discharging the soil, known from the prior art, so that maximum advancing speeds and thus the best possible construction progress can be achieved.
  • the first guide element is preferably configured in such a way that it is suitable for interacting with the first bore in the direction of advance of the second bore before the bore of the second bore. Due to this measure, the first guide element can rest against the wall of the first bore over a particularly large area and there is no danger that its guiding function will be lost as a result of breaking in of the connecting region between the adjacent holes.
  • the first guide element is then preferably designed such that it rests against the wall of the first bore on both sides of the plane connecting the longitudinal axes of the first and the second bore.
  • the two-sided system which may be provided in particular symmetrically to the plane, prevents that by supporting transverse to the plane extending forces arise, which could then exert transverse to the direction of advance moments directed to the drilling device. If such moments are to be feared due to other influences, then on the other hand, the system of the guide element can be selectively selected asymmetrically to the plane so as to generate reversely directed moments for at least partial compensation.
  • the second bore can be introduced as deep as the first bore, it is particularly advantageous to design the first guide element such that it is designed to be displaceable in a directional component parallel to the longitudinal axis of the first bore.
  • the first guide element particularly preferably - arranged on the leading end in the advancing direction of a length-variable holder. It can then be withdrawn as soon as it reaches the bottom of the first bore, whereupon the second bore can be further advanced until its sole lies approximately in the same plane as that of the first bore.
  • the holder In order to give the holder the required properties, it may in particular be arranged such that its adjustment direction encloses an acute angle with the longitudinal axis of the first bore. In this case, retraction of the first guide element at the same time causes the first guide element to lift away from the bore wall and thus does not constitute an obstacle to the further advance of the second bore.
  • the holder can comprise an electrically, pneumatically or hydraulically operated length adjuster, which can then be activated if, for example, correspondingly provided sensors detect an impact of the first guide element on the sole.
  • the holder with a spring-loaded length adjuster, which presses the first guide element against the wall of the first bore.
  • This variant is characterized in particular by its simple and therefore cost-effective manufacturability and its Störunan perennialkeit.
  • the device according to the invention which comprises a measuring device for detecting the position of the guide device in the first bore. If displacements of the guide device are detected with this measuring device, then they can signal an unwanted running out of the second bore from the parallel position to the first bore. Such leakage can be caused for example by oblique impingement of the drilling device when lowering the second hole to harder ground.
  • the measuring device thus enables the operator of the device to take appropriate countermeasures in the event of such a signal.
  • the measuring device may include an electronic inclinometer, also called an "inclinometer” or also a laser gyro, also called “laser gyro".
  • the drilling device comprises a rotary-driven drill head and a control or regulating device for influencing the rotary drive
  • the measuring device is-particularly preferably-operatively connected to the control or regulating device.
  • the rotary drive can be influenced by means of the control or regulating device so that a return-directed force is generated.
  • the direction of rotation in which the drill head is driven can be reversed, since forces always directed transversely to the connection plane through the friction of the drill head in the borehole on the drill head Act.
  • the device may comprise supporting elements acting on the drilling device, which may be brought into contact with the wall of the second bore, preferably above the drilling device, in directions transverse to the connecting plane by means of adjusting elements.
  • the control elements are then in turn connected to a control or regulating device, which in turn is in turn connected to the measuring device.
  • those of the adjusting elements can be automatically brought into contact with the wall of the second bore, which are required to achieve a return force.
  • the device designed in this way therefore makes it possible to introduce boreholes adjacent to one another, which are partially intersecting in cross-section, into the ground in a degree of accuracy which has hitherto not been achieved.
  • the invention also extends to a method for introducing approximately parallel bores into the ground, whose cross sections partially overlap, with the following steps:
  • the longitudinal axis of the first bore is preferably changed in a pivoting of the guide means, the rotational drive direction for generating a moment acting in the return pivoting moment.
  • a force acting in the backward pivoting direction can be generated by a supporting element acting on the drilling device, which is pressed against the wall of the second bore.
  • Fig. 1 a - schematically - a first embodiment of a device according to the invention in a side view while driving a second bore which partially crosses the cross section of a first, adjacent bore (section A-B in Fig. 1 b)).
  • FIG. 1 b the same device - again schematically - in a view from above;
  • Fig. 2a shows a second embodiment of a device according to the invention in a Fig. 1a) corresponding view and Fig. 2b), the device of FIG. 2a) from above (view A in Fig. 2a)).
  • the apparatus designated as a whole by 100 in FIG. 1 comprises a rotary drive 3, driven by a rotary drive, not shown in the drawing, about its longitudinal axis S2, which coincides with the longitudinal axis of the bore 2 to be introduced, hereinafter referred to as the "second bore” 1a), a drill head 4 is arranged on the drill string 3, which is rotated with the drill pipe 3. Inside the drill string 3 there is a channel 5 shown in dashed lines in FIG. As seen in the direction of insertion, the front end opens into the end face 6 of the drill head 4.
  • the second bore 2 is introduced into the ground such that its cross section overlaps the cross section of a previously introduced first bore 1 shown in FIG. 1 to the right of the bore 2.
  • the drill string 3 and the drill head 4 as a whole, denoted by 8 drilling device is operatively connected to a guide means designated as a whole with 9.
  • a holder 12 On the carrier 10, a holder 12 is attached. It is designed in such a multi-part design that it is adjustable in length in the direction of the arrow P by means of a pneumatic cylinder, not shown in the drawing. As can be seen from FIG. 1 a), the adjustment direction includes an acute angle ⁇ with the longitudinal axis S 1.
  • the front end of the holder 12 in the direction of insertion carries a first guide element 13 which, when the holder 12 is extended, extends below the bottom hole 7 at the bottom
  • the further support of the guide means 9 on the wall of the first bore 1 serve second guide elements 14 which are fixed by means of rigid arms 15 on the carrier 10 of the guide means 9.
  • the jib 15 and the second guide elements 14 are designed so that the guide elements in the area facing away from the second bore area on the bore wall of the first bore lie flat, as shown schematically in Fig. 1 b).
  • a measuring device 16 is arranged on the guide device 9, by means of which changes in position of the guide device 9 can be detected and connected via signal lines 17 of a control or regulating device, not shown in the drawing, for influencing the rotary drive for the drill pipe, likewise not shown in the drawing.
  • the measuring device 16 and the control or regulating device are matched to one another such that in the case of signals which indicate an undesired change in position, the control or regulating device influences the drive device such that counteracting forces are generated in the second bore 2 of the position change.
  • FIG. 2 A second embodiment of the device 200 according to the invention is shown in FIG. In order to avoid repetition, only the differences from the device 100 discussed with reference to FIG. 1 will be described below.
  • the measuring device 16 is fastened by means of a separate carrier 18, which is fixed above the carrier 10 on the drill pipe 3 and also fixed to the latter in the direction of the longitudinal axis S2.
  • Within the second bore 2 perpendicular to the connecting plane E between the two bores 1, 2 acting radially outward opposing support members 19, 20 are provided. These are based on in the direction of the arrows Q variable length adjusting elements 21, 22 on the support 18 from.
  • control elements 21, 22 are connected to a control or regulating device, not shown in the drawing, to which the measuring device 16 is connected via the signal lines 17. Signaled the measuring device 16 in operation an undesirable change in position of the guide device 9 and thus of the drill string 3, the support elements 19, 20 are displaced by means of the adjusting elements 21, 22 against the wall of the second bore, that forces in the sense of a back displacement of the guide device. 9 or the drill pipe 3 are effected.

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Abstract

Vorrichtung (100, 200) zum Einbringen einer zweiten Bohrung (2) im Erdreich, deren Querschnitt den Querschnitt einer bereits bestehenden ersten Bohrung (1) teilweise überschneidet, mit einer Bohreinrichtung (8), und mit einer mit der Bohreinrichtung (8) wirkverbundenen Führungseinrichtung (9) zur Führung der Bohreinrichtung (8) relativ zu der bereits bestehenden ersten Bohrung (1), wobei die Führungseinrichtung (9) mindestens ein erstes Führungselement (13) umfasst, welches mit der Bohrungswandung der ersten Bohrung (1) auf der der zweiten Bohrung (2) zugewandten Seite wechselwirkt, wobei die Führungseinrichtung (9) mindestens ein zweites Führungselement (14) umfasst, welches mit der der zweiten Bohrung (2) abgewandten Seite der ersten Bohrung (1) wechselwirkt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Einbringen von Bohrungen ins Erdreich, deren Querschnitte sich teilweise überschneiden
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen einer zweiten Bohrung im Erdreich, deren Querschnitt den Querschnitt einer bereits bestehenden ersten Bohrung teilweise überschneidet, mit einer Bohreinrichtung, und mit einer mit der Bohreinrichtung wirkverbundenen Führungseinrichtung zur Führung der Bohreinrichtung relativ zu der bereits bestehenden ersten Bohrung, wobei die Führungseinrichtung mindestens ein erstes Führungselement umfasst, welches mit der Bohrungswandung der ersten Bohrung auf der der zweiten Bohrung zugewandten Seite wechselwirkt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einbringen von etwa parallel verlaufenden Bohrungen im Erdreich, deren Querschnitte sich teilweise überdecken, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Eine oben genannte Vorrichtung ist aus der EP 1 770 219 A1 bekannt. Neben den ersten Führungselementen weist diese Vorrichtung zweite Führungselemente auf, die an der der ersten Bohrung zugewandten Seite der Wandung der zweiten Bohrung anliegen.
Mit den demnach mit zwei Bohrungen zusammenwirkenden Führungselementen soll verhindert werden, dass die sich im Querschnitt teilweise überschneidenden Bohrungen soweit aus ihrer zueinander parallelen Richtung hinauslaufen, dass die durch die Überschneidung des Querschnitts erzeugte Öffnung zwischen den Bohrungen stark reduziert wird oder sogar vollständig wegfällt. Dieses Resultat eines Verlassens der Paralellaushchtung benachbarter Bohrungen zueinander ist insbesondere dann von ganz erheblichem Nachteil, wenn die benachbarten Bohrungen zu einer Vielzahl entsprechend eingebrachter Bohrungen gehören, die nach dem Einbringen zur Erstellung einer undurchlässigen Dichtwand mit geeignetem Dichtmaterial, beispielsweise Beton ausgefüllt werden sollen. Denn im Falle der Reduzierung der Verbindungsöffnung würde die Dichtwand unerwünscht geschwächt, im Falle des kompletten Weg- falls der Verbindungsöffnung würde die Dichtwand sogar unterbrochen. Das regelmäßig aufwendig herzustellende Bauwerk würde dann seinen Zweck nicht erfüllen.
Zwar ist die aus der EP 1 770 219 A1 bekannte Vorrichtung geeignet, ein Herauslaufen der zweiten Bohrung quer zur Verbindungsebene der Bohrungslängsachsen zu verhindern, eine zuverlässige Absicherung gegen ein Verlaufen der einzubringenden Bohrung auf die bereits bestehende Bohrung zu bietet diese Vorrichtung jedoch nicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher eine zweite Bohrung ins Erdreich hinsichtlich ihres Verlaufs präziser zur Lage einer bereits vorhandenen Bohrung, deren Querschnitt teilweise überschnitten werden soll, eingebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.
Dadurch, dass die erfindungsgemäße Bohrung mindestens ein zweites Führungselement umfasst, welches mit der der zweiten Bohrung abgewandten Seite der ersten Bohrung wechselwirkt, erfolgt die Führung der Bohreinrichtung ausschließlich durch Wechselwirkung mit den Wandungen der ersten Bohrung. Aufgrund dieser Maßnahme erfolgt das Niederbringen der zweiten Bohrung zuverlässig, insbesondere ein Verlaufen der zweiten Bohrung zur ersten Bohrung hin ist verhindert. Darüber hinaus steht das Volumen der zweiten Bohrung oberhalb der Bohrsohle zumindest nahezu vollständig für die zum Lösen und zum Ausbringen des Erdreichs erforderlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungskomponenten zur Verfügung, so dass maximale Vortriebsgeschwindigkeiten und damit ein bestmöglicher Baufortschritt erzielt werden kann.
Das erste Führungselement ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es geeignet ist, in Vortriebsrichtung der zweiten Bohrung gesehen vor der Bohrsohle der zweiten Bohrung mit der ersten Bohrung wechselzuwirken. Aufgrund dieser Maßnahme kann das erste Führungselement besonders großflächig an der Wandung der ersten Bohrung anliegen und es besteht nicht die Gefahr, dass seine Führungsfunktion durch Einbrechen des Verbindungsbereichs zwischen den benachbarten Bohrungen verloren geht.
Das erste Führungselement ist dann vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es beidseitig der Ebene, die die Längsachsen der ersten und der zweiten Bohrung verbin- det, an der Wandung der ersten Bohrung anliegt. Die beidseitige Anlage, die insbesondere symmetrisch zu der Ebene vorgesehen sein kann, verhindert, dass durch das Abstützen quer zu der Ebene verlaufende Kräfte entstehen, die dann quer zur Vortriebsrichtung gerichtete Momente auf die Bohreinrichtung ausüben könnten. Sind solche Momente aufgrund anderer Einflüsse zu befürchten, so kann andererseits die Anlage des Führungselements gezielt unsymmetrisch zu der Ebene gewählt werden, um so umgekehrt gerichtete Momente zur zumindest teilweisen Kompensierung zu erzeugen.
Damit die zweite Bohrung genauso tief wie die erste Bohrung eingebracht werden kann, ist es besonders von Vorteil, das erste Führungselement so auszugestalten, dass es in einer eine Richtungskomponente parallel zur Längsachse der ersten Bohrung aufweisenden Richtung verlagerbar ausgestaltet ist. Hierzu ist das erste Führungselement - besonders bevorzugt - an dem in Vortriebsrichtung gesehen voreilenden Ende eines längenvariablen Halters angeordnet. Es kann dann zurückgezogen werden, sobald es die Sohle der ersten Bohrung erreicht, worauf die zweite Bohrung weiter vorgetrieben werden kann, bis ihre Sohle etwa in derselben Ebene wie diejenige der ersten Bohrung liegt.
Um dem Halter die erforderlichen Eigenschaften zu verleihen, kann dieser insbesondere derart angeordnet sein, dass seine Verstellrichtung einen spitzen Winkel mit der Längsachse der ersten Bohrung einschließt. In diesem Falle führt ein Zurückziehen des ersten Führungselements zugleich dazu, dass das erste Führungselement von der Bohrungswandung abhebt und auch insofern kein Hindernis zum weiteren Vortrieb der zweiten Bohrung darstellt.
Der Halter kann einen elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Längen- versteller umfassen, der dann aktiviert werden kann, wenn beispielsweise durch entsprechend vorgesehene Sensoren ein Auftreffen des ersten Führungselements auf der Sohle festgestellt wird.
Alternativ ist es ebenfalls möglich, den Halter mit einem federkraftbeaufschlagten Längenversteller zu versehen, der das erste Führungselement gegen die Wandung der ersten Bohrung drückt. Diese Variante zeichnet sich insbesondere durch ihre einfache und damit kostengünstige Herstellbarkeit und ihre Störunanfälligkeit aus.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrich- tung, die eine Messeinrichtung zur Erfassung der Lage der Führungseinrichtung in der ersten Bohrung umfasst. Werden mit dieser Messvorrichtung Verlagerungen der Führungseinrichtung festgestellt, so können diese ein unerwünschtes Herauslaufen der zweiten Bohrung aus der Parallellage zur ersten Bohrung signalisieren. Ein derartiges Herauslaufen kann beispielsweise durch schräges Auftreffen der Bohreinrich- tung beim Niederbringen der zweiten Bohrung auf härteres Erdreich bedingt sein. Die Messeinrichtung versetzt den Betreiber der Vorrichtung somit in die Lage, im Falle eines derartigen Signals geeignete Gegenmaßnahmen zu treffen. Die Messeinrichtung kann einen elektronischen Neigungsmesser, auch „Inclinome- ter" oder auch einen Laserkreisel, auch „Laser-gyro" genannt, umfassen.
Umfasst die Bohreinrichtung einen drehangetriebenen Bohrkopf und eine Steuer- oder Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Drehantriebes, so ist die Messeinrichtung - besonders bevorzugt - mit der Steuer- oder Regeleinrichtung wirkverbunden. Für den Fall, dass sie eine unerwünschte Lageänderung der Führungseinrichtung in der ersten Bohrung signalisiert, kann mit Hilfe der Steuer- oder Regeleinrichtung der Drehantrieb so beeinflusst werden, dass eine rückgerichtete Kraft erzeugt wird. Ins- besondere kann im Falle eines seitlichen Verlaufens aus der Verbindungsebene zwischen der ersten und der zweiten Bohrung der Drehsinn, in welchem der Bohrkopf angetrieben wird, umgekehrt werden, da durch die Reibung des Bohrkopfes in dem Bohrloch stets quer zur Verbindungsebene gerichtete Kräfte auf den Bohrkopf wirken.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung auf die Bohreinrichtung wirkende Abstützelemente umfassen, die in quer zur Verbindungsebene laufenden Richtungen mit Hilfe von Stellelementen in Anlage mit der Wandung der zweiten Bohrung vorzugsweise oberhalb der Bohreinrichtung bringbar sind. Die Stellelemente sind dann ihrerseits mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung verbunden, die ihrerseits wiederum mit der Messeinrichtung verbunden ist. Für den Fall, dass die Messeinrichtung eine unerwünschte Lageänderung signalisiert, können dann automatisch diejenigen der Stellelemente in Anlage mit der Wandung der zweiten Bohrung gebracht werden, die zur Erzielung einer rückgerichteten Kraft erforderlich sind.
Durch Vorhandensein einer derartigen Messeinrichtung und deren Kopplung mit den Steuer- oder Regeleinrichtungen des Drehantriebs und/oder der Stellelemente ist ein aktive Beeinflussung des Richtungsverlaufs der zweiten Bohrung möglich. Die so ausgebildete Vorrichtung erlaubt es daher, einander benachbarte, sich im Quer- schnitt teilweise überschneidende Bohrungen in einer bislang nicht erreichten Verlaufsgenauigkeit ins Erdreich einzubringen. Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zum Einbringen von etwa parallel verlaufenden Bohrungen ins Erdreich, deren Querschnitte sich teilweise überschneiden, mit den folgenden Schritten:
a) Einbringen einer ersten Bohrung;
b) Einbringen einer zweiten Bohrung mit Hilfe einer vorbeschriebenen Vorrichtung, wobei die Führung der Bohreinrichtung durch Wechselwirkung der Führungseinrichtung nur an der Wandung der ersten Bohrung erfolgt.
Wird die bei dem Verfahren verwendete Bohreinrichtung drehangetrieben, wird vorzugsweise bei einem Schwenken der Führungseinrichtung die Längsachse der ersten Bohrung die Drehantriebsrichtung zur Erzeugung eines in Rückschwenkrichtung wirkenden Moments geändert.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einem Schwenken der Führungseinrichtung um die Längsachse der ersten Bohrung eine in Rückschwenkrichtung wirkende Kraft durch ein auf die Bohreinrichtung wirkendes Abstützelement erzeugt werden, das gegen die Wandung der zweiten Bohrung gedrückt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sollen nun anhand der Zeichnung weiter erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 a) - schematisch - ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht beim Vortreiben einer zweiten Bohrung, der den Querschnitt einer ersten, benachbarten Bohrung teilweise überschneidet (Schnitt A-B in Fig. 1 b));
Fig. 1 b) dieselbe Vorrichtung - wiederum schematisch - in einer Ansicht von oben;
Fig. 2a) ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Fig. 1a) entsprechenden Ansicht sowie Fig. 2b) die Vorrichtung gemäß Fig. 2a) von oben (Ansicht A in Fig. 2a)).
Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung umfasst ein mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht dargestellten Drehantriebs um dessen Längsachse S2, die mit der Längsachse der einzubringenden, im folgenden „zweiten Bohrung" genannten Bohrung 2 zusammenfällt, drehangetriebenes Bohrgestänge 3. An dem in Einbringrichtung vorderen, in Fig. 1a) unten dargestellten Ende ist an dem Bohrgestänge 3 ein Bohrkopf 4 angeordnet, der mit dem Bohrgestänge 3 rotiert wird. Im Innern des Bohrgestänges 3 befindet sich ein in Fig. 1 a) gestrichelt dargestellter Kanal 5, des- sen in Einbringrichtung gesehen vorderes Ende in die Stirnfläche 6 des Bohrkopfes 4 mündet. Durch den Kanal 5 wird an der Bohrlochsohle 7 gelöstes Erdreich nach außen gefördert, beispielsweise mit Hilfe der bekannten „Reverse Circulation"-Methode, bei welcher Luft in eine in dem Kanal 5 stehende Wassersäule gepumpt und somit eine Strömung in den Kanal 5 gemäß Fig. 1 a) nach oben erzeugt wird.
Wie insbesondere aus Fig. 1 b) ersichtlich ist, wird die zweite Bohrung 2 so in das Erdreich eingebracht, dass ihr Querschnitt den Querschnitt einer vorab eingebrachten, in Fig. 1 rechts neben der Bohrung 2 dargestellten ersten Bohrung 1 überschneidet.
Damit die Längsachse S2 der zweiten Bohrung parallel zur Längsachse S1 der ersten Bohrung verläuft, ist die das Bohrgestänge 3 und den Bohrkopf 4 umfassende als Ganzes mit 8 bezeichnete Bohreinrichtung mit einer als Ganzes mit 9 bezeichneten Führungseinrichtung wirkverbunden. Hierzu ist das Bohrgestänge 3 in einem Seg- ment gemäß Fig. 1 a) oberhalb des Bohrkopfes 4 in Richtung der Längsachse S2 relativ zum Bohrgestänge 3 feststehend mit einem Träger 10 versehen, der sich durch die aufgrund des Überschnitts der ersten und der zweiten Bohrung 1 ,2 gebildeten Öffnung 11 erstreckt.
An dem Träger 10 ist ein Halter 12 angebracht. Er ist derart mehrteilig ausgebildet, dass er in Richtung des Pfeiles P mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht dargestellten Pneumatikzylinders längenverstellbar ist. Wie aus Fig. 1 a) ersichtlich ist, schließt die Verstellrichtung mit der Längsachse S1 einen spitzen Winkel α ein.
Das in Einbringrichtung vordere Ende des Halters 12 trägt ein erstes Führungsele- ment 13, welches bei ausgefahrenem Halter 12 unterhalb der Bohrlochsohle 7 an der
Seite der Wandung der ersten Bohrung 1 , die der zweiten Bohrung 2 zugewandt ist, anliegt. Die Längenverstellbarkeit des Halters 12 erlaubt es, dass die zweite Bohrung
2 ebenso tief ins Erdreich eingebracht werden kann wie die erste Bohrung 1 , indem während des letzten Bohrfortschritts das erste Führungselement 13 zurückverlagert wird, sobald es die Bohrlochsohle 14 der ersten Bohrung 1 berührt.
Der weiteren Abstützung der Führungseinrichtung 9 an der Wand der ersten Bohrung 1 dienen zweite Führungselemente 14, die mit Hilfe von starren Auslegern 15 an dem Träger 10 der Führungseinrichtung 9 befestigt sind. Die Ausleger 15 und die zweiten Führungselemente 14 sind so gestaltet, dass die Führungselemente in dem von der zweiten Bohrung fort weisenden Bereich an der Bohrungswandung der ersten Bohrung flächig anliegen, wie dies schematisch in Fig. 1 b) dargestellt ist.
An der Führungseinrichtung 9 ist eine Messeinrichtung 16 angeordnet, mittels wel- eher Lageänderungen der Führungseinrichtung 9 erfassbar und über Signalleitungen 17 einer in der Zeichnung nicht dargestellten Steuer- oder Regeleinrichtung zur Beeinflussung des in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Drehantriebs für das Bohrgestänge verbunden ist. Die Messeinrichtung 16 und die Steuer- oder Regeleinrichtung sind so aufeinander abgestimmt, dass bei auf eine unerwünschte Lageände- rung hindeutenden Signalen die Steuer- oder Regeleinrichtung die Antriebseinrichtung derart beeinflusst, dass in der zweiten Bohrung 2 der Lageänderung entgegenwirkende Kräfte erzeugt werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 ist in Fig. 2 dargestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, sollen nachfolgend nur die Unterschiede zu der anhand von Fig. 1 erörterten Vorrichtung 100 beschrieben werden. Bei der Vorrichtung 200 ist die Messeinrichtung 16 mit Hilfe eines separaten, oberhalb des Trägers 10 an dem Bohrgestänge 3 ebenfalls an diesem in Richtung der Längsachse S2 feststehenden Träger 18 befestigt. Innerhalb der zweiten Bohrung 2 senkrecht zur Verbindungsebene E zwischen den beiden Bohrungen 1 , 2 radial nach außen wirkend sind einander gegenüber liegende Abstützelemente 19, 20 vorgesehen. Diese stützen sich über in Richtung der Pfeile Q längenvariable Stellelemente 21 , 22 an dem Träger 18 ab.
Die Stellelemente 21 , 22 sind mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Steuer- oder Regeleinrichtung verbunden, an die auch die Messeinrichtung 16 über die Signalleitungen 17 angeschlossen ist. Signalisiert die Messeinrichtung 16 im Betrieb eine unerwünschte Lageänderung der Führungseinrichtung 9 und damit des Bohrgestänges 3, so werden die Abstützelemente 19, 20 derart mit Hilfe der Stellelemente 21 , 22 gegen die Wand der zweiten Bohrung verlagert, dass Kräfte im Sinne einer Zurückverlagerung der Führungseinrichtung 9 bzw. des Bohrgestänges 3 bewirkt werden.
In der Zeichnung sind die beiden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils anhand einer Folge von drei Bohrungen beschrieben worden. Es versteht sich, dass bei Bauvorhaben zum Zwecke der Herstellung einer undurchlässigen Dichtwand eine Vielzahl von Bohrungen, deren Querschnitte sich teilweise ü- berschneiden, hergestellt werden. Erste Bohrung im Sinne der vorstehenden Beschreibung ist dann stets diejenige Bohrung, welche an die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in das Erdreich eingebrachte, zweite Bohrung angrenzt.
Bezugszeichenliste:
100, 200 Vorrichtung
1 erste Bohrung
2 zweite Bohrung
3 Bohrgestänge
4 Bohrkopf
5 Kanal
6 Stirnfläche
7 Bohrlochsohle
8 Bohreinrichtung
9 Führungseinrichtung
10 Träger
11 Öffnung
12 Halter
13 erstes Führungselement
14 zweite Führungselemente
15 Ausleger
16 Messeinrichtung
17 Signalleitungen
18 Halter
19 Abstützelement
20 Abstützelement
21 Stellelement
22 Stellelement
E Ebene
P Pfeil
S1 Längsachse
S2 Längsachse α Winkel
Q Pfeil

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung (100, 200) zum Einbringen einer zweiten Bohrung (2) im Erdreich, deren Querschnitt den Querschnitt einer bereits bestehenden ersten Bohrung (1 ) teilweise überschneidet, mit einer Bohreinrichtung (8), und mit einer mit der Bohreinrichtung (8) wirkverbundenen Führungseinrichtung (9) zur Führung der Bohreinrichtung (8) relativ zu der bereits bestehenden ersten Bohrung (1 ), wobei die Führungseinrichtung (9) mindestens ein erstes Führungselement (13) umfasst, welches mit der Bohrungswandung der ersten Bohrung (1 ) auf der der zweiten Bohrung (2) zugewandten Seite wechselwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (9) mindestens ein zweites Führungselement (14) umfasst, welches mit der der zweiten Bohrung (2) abgewandten Seite der ersten Bohrung (1 ) wechselwirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (13) derart ausgestaltet ist, dass es geeignet ist, in Vortriebsrich- tung der zweiten Bohrung (2) gesehen vor der Bohrlochsohle (7) der zweiten
Bohrung (2) mit der ersten Bohrung (1 ) wechselzuwirken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (13) derart ausgestaltet ist, dass es beidseitig der Ebene (E), die die Längsachsen (S1 , S2) der ersten und der zweiten Bohrung (1 , 2) verbindet an der Wandung der ersten Bohrung (1 ) anliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (13) in einer eine Richtungskomponente parallel zur Längs- achse (S1 ) der ersten Bohrung (1 ) aufweisenden Richtung verlagerbar ausgestaltet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Füh- rungselement (13) an dem in Vortriebsrichtung gesehen voreilenden Ende eines längenvariablen Halters (12) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (12) derart angeordnet ist, dass eine Verstellrichtung einen spitzen Winkel (α) mit der Längsachse (S1 ) der ersten Bohrung (1 ) einschließt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der HaI- ter (12) einen elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Längen- versteller umfasst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (12) einen federkraftbeaufschlagten Längenversteller umfasst, der das erste Führungselement (13) gegen die Wandung der ersten Bohrung (1 ) drückt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (16) zur Erfassung der Lage der Führungseinrichtung (9) in der ersten Bohrung (1 ) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (16) einen elektronischen Neigungsmesser und/oder einen Laserkreisel umfasst.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohreinrichtung (8) einen drehangetriebenen Bohrkopf (4) und eine Steuer- oder Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Drehantriebes umfasst.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 und 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (16) mit der Steuer- oder Regeleinrichtung wirkverbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auf die Bohreinrichtung wirkende Abstützelemente (19, 20) umfasst, die in quer zur Verbindungsebene (E) verlaufenden Richtungen mit Hilfe von Stellelementen (21 , 22) in Anlage mit der Wandung der zweiten Boh- rung (2) bringbar sind, dass die Stellelemente (21 , 22) mit einer Steuer- oder
Regeleinrichtung verbunden sind und dass die Steuer- oder Regeleinrichtung an die Messeinrichtung angeschlossen ist.
14. Verfahren zum Einbringen von etwa parallel verlaufenden Bohrungen (1 , 2) im Erdreich, deren Querschnitte sich teilweise überschneiden, mit den folgenden
Schritten: a) Einbringen einer ersten Bohrung (1 ); b) Einbringen einer zweiten Bohrung (2) mit Hilfe einer Vorrichtung (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Führung der Bohreinrichtung (8) durch Wechselwirkung der Führungseinrichtung (9) nur an der Wandung der ersten Bohrung (1 ) erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welcher die Bohreinrichtung (8) einen drehangetriebenen Bohrkopf (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schwenken der Führungseinrichtung (9) um die Längsachse der ersten Bohrung (1 ) die Drehantriebsrichtung zur Erzeugung eines in Rückschwenkrichtung wirkenden Moments geändert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei ei- nem Schwenken der Führungseinrichtung (9) um die Längsachse (S1 ) der ersten Bohrung (1 ) eine in Rückschwenkrichtung wirkende Kraft durch auf die Bohreinrichtung (8) wirkende Abstützelemente (19, 20) erzeugt wird, die gegen die Wandung der zweiten Bohrung (2) gedrückt werden.
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