EP3231981A1 - Lafette für eine erdrakete zur positionierung der erdrakete in einer startbaugrube, bohrsystem mit einer erdrakete und einer lafette zur positionierung der erdrakete in einer startbaugrube und verfahren zum positionieren einer erdrakete in einer startbaugrube - Google Patents

Lafette für eine erdrakete zur positionierung der erdrakete in einer startbaugrube, bohrsystem mit einer erdrakete und einer lafette zur positionierung der erdrakete in einer startbaugrube und verfahren zum positionieren einer erdrakete in einer startbaugrube Download PDF

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EP3231981A1
EP3231981A1 EP17000572.2A EP17000572A EP3231981A1 EP 3231981 A1 EP3231981 A1 EP 3231981A1 EP 17000572 A EP17000572 A EP 17000572A EP 3231981 A1 EP3231981 A1 EP 3231981A1
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EP
European Patent Office
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rocket
carriage
drilling
clamping
positioning
Prior art date
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EP17000572.2A
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French (fr)
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EP3231981B1 (de
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Philipp Schumacher
Gerhard Völkel
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Tracto Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Tracto Technik GmbH and Co KG
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    • 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
    • E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
    • E21B15/04—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts specially adapted for directional drilling, e.g. slant hole rigs
    • 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
    • E21B12/00—Accessories for drilling tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • 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
    • E21B7/046—Directional drilling horizontal drilling
    • 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
    • E21B7/26—Drilling without earth removal, e.g. with self-propelled burrowing devices

Definitions

  • the invention relates to a launcher for positioning an earth launcher in a launch pit, a drilling system with an earth launcher and a launcher for positioning the launcher in a launch pit, and a method for positioning a launcher in a launch pit.
  • DE 10 2011 101 442 A1 discloses a launcher for an earthmover for positioning the same in a launch pit. It is described a recording of the mount, which is adjustable in height and in inclination. The arranged in the receptacle Erdrakete can be retracted inclined at an adjustable angle by means of a drive at a rotary joint in a starting pit. The Erdrakete can be placed on the surface of the starting pit on the recording.
  • Lafette provides good results of the positioning of the Erdrakete, but want the use of the lafette operators who want to create a Erdbohrung with the Erdrakete, a simpler and / or more flexible use of a mount, the initial retraction or driving the Erdrakete improved in the soil can be done. Furthermore, there is a demand for low-maintenance and / or simply constructed carriages.
  • the essence of the invention is to provide two images that can accommodate the Erdrakete and to handle the Erdrakete independently in their Height can be moved.
  • an angle of the Erdrakete which includes this with a fixed reference line can be adjusted without having to provide a special drive for the inclination, for example, on a swivel joint.
  • no mechanism pivoting a recording or drive must be provided, but by recording at two spaced-apart points of Erdrakete results in independent control of recordings an angular position to the reference line.
  • the control of the recordings can be simplified.
  • the control of the recordings can be reduced to a translational movement of the recordings.
  • a control of a controllable pivot joint is not necessary, and in particular a carriage according to the invention can not have a drive for a rotation or rotation of a rotary joint. It can be used identical components for guides, drives and / or sensors, wherein a rotary drive can be omitted. Linear drives can serve as guides. With two shots positioning is more stable executable.
  • the invention provides a launcher for an earth rocket for positioning the ground rocket in a launch pit.
  • the mount has two shots.
  • a recording includes a clamp for the Erdrakete. The clamps and the recordings are independently operable.
  • ground rocket includes a device for creating a well bore by means of a soil displacement method.
  • Erdrakete is synonymous with a Erdverdrlindungshammer, which can also be called ground-launched rocket.
  • a substantially circular displacement body is propelled in an earth rocket by means of a piston located in a housing of the displacement body percussion piston in one direction.
  • the propulsion is usually achieved by compressed air, ie pneumatically, wherein the percussion piston due to the application of compressed air impinges directly or indirectly on the housing of the displacement body and thereby generates the energy required for the displacement of the soil.
  • the propelling can also be achieved hydraulically.
  • positioning encompasses moving the earth rocket in order in particular to move the earth rocket from a position above the ground into a position below or within the ground in the starting pit. Positioning may include positioning the earth rocket prior to and at the beginning of the creation of the wellbore.
  • starting pit comprises any kind of space below the surface of the earth including excavated or existing pits.
  • a launch pit may have a substantially circular cross-section.
  • the diameter In particular, a launch pit may be in the range of about 400 mm to about 900 mm, in particular in the range of about 500 mm to about 800 mm.
  • a common size for a launch pit is a diameter of, for example, about 600 mm.
  • starting pit according to the invention comprises in particular a starting pit of the so-called "keyhole” technique in horizontal drilling.
  • the term "carriage” in the sense of the invention includes any type of frame or carrier, which are suitable to receive and align an earth rocket.
  • the mount can have a with its outer contour to the outer dimension of the starting pit adapted frame.
  • the carriage can have a frame, which is arranged above the starting pit and extends into the starting pit. It may be provided, in particular, that the carriage is designed to rest on the earth's surface and extends with a section into the starting excavation without the carriage rising on the floor of the starting excavation.
  • the frame can rest on the ground and hang in the starting pit.
  • the carriage may have a support which rests on a arranged on the ground around the starting pit base, which is configured for example in the form of a receiving flange.
  • the frame may have one or more openings through which the earth rocket can be inserted into the corresponding receptacles. This makes it possible that a stable structure with good handling is possible.
  • the arrangement of the carriage can be such that after excavating the starting excavation designed as a receiving flange pad is used on the soil around or in the starting excavation pit.
  • the pad can rest on the ground and be supported on the periphery of the edge of the starting pit against the ground.
  • the documents which is designed in particular as a receiving flange, are clamped against the soil.
  • the mount can have a counterflange designed as a support, which is in particular circumferentially around the frame of the mount or on the frame circumferentially configured.
  • the support can be moved relative to the base, in particular to set a target direction of the earth rocket to be used in the gun. If the target direction is fixed, the support can be clamped relative to the base. After setting the target direction, the carriage can be aligned in height and adjusted, for example, over four circumferentially distributed grooves / sliding blocks in the vertical and then fixed.
  • the term "recording" according to the invention comprises a technical element on which the earth rocket can rest, wherein the ground rocket may be at least partially surrounded along its circumference by the recording.
  • clamping in the context of the invention comprises a component which is designed for a releasable connection of the Erdrakete with the recording, in particular a frictional connection between Erdrakete and clamping is reached.
  • the earth rocket can be fixed to the receptacle by means of the clamp. It is particularly possible that mutually aligned surfaces can be moved toward each other, so that the Erdrakete can be clamped circumferentially on a section. Sections of the clamp along the circumference of the earth rocket may be brought into contact with the earth rocket.
  • At least one receptacle for the Erdrakete is pivotally mounted freely, so that a free pivoting of the receptacle is possible.
  • at least one of the recordings can be defined by the fixation of the earth rocket in the other of the two recordings with regard to the rotation of the recording.
  • the free articulated mounting of a receptacle allows a reduction by a motor or drive to set a corresponding angle.
  • the receptacles are guided in guides that are substantially vertically aligned. This ensures that the recordings can move along a predetermined path.
  • a connecting line between the recordings can be determined, which can correspond substantially to the longitudinal or central axis of the recorded in the recordings Erdrakete.
  • the position of the ground rocket can thus be determined by the position of the recording in the guide.
  • the guides may have a deviation from the purely vertical direction, wherein a purely vertical orientation of the guides is preferred with a substantially parallel arrangement of the guides to each other. Since the Erdrakete extends substantially along a straight line, the position of the Erdrakete is determined at a known position of the recordings in the guides.
  • the clamp surrounds the rocket at least partially along a circumference, wherein the arrangement of the clamp relative to the travel of the recordings may be selected such that an effective clamping is achieved.
  • the clamp can clamp the earth rocket laterally and / or from above and below along the circumference.
  • a clamping comprises a flexible wall having a pressure chamber which can get into contact with the earth rocket with the wall.
  • an effective clamping can be achieved, which is also easy to manufacture and adapt to the outer contour of an earth rocket can. It is possible, for example, that a diameter of the earth rocket can be chosen freely and yet a clamping of the earth rocket over a certain range of the diameter of the earth rocket can be achieved.
  • the clamp may comprise a pressure chamber having a flexible wall which can be brought into abutment with the earth rocket.
  • the Erdrakete can be at least partially enclosed by the flexible wall, in particular at least partially in the circumferential direction.
  • the pressure chamber can be filled by means of a pressure medium, for example compressed air.
  • Such a clamping is simple and has in addition to the expandable shell of the pressure chamber acting as an abutment rigid wall.
  • the clamp can be used for multiple sizes and / or shapes of an earth launcher, since the expandable sheath can conform to the outer contour of the element to be clamped.
  • the earth rocket may have different shapes and / or different diameters.
  • the earth rocket may be at least partially or fully surrounded by the expandable shell along its circumference.
  • the rigid wall can be tubular, so that an easy-to-use and easy to produce clamp can be used.
  • tubular in this case comprises an elongated hollow body whose length may be greater than its diameter.
  • a tubular wall is suitable for clamping an elongated element such as an earth rocket, wherein the cross section of the rigid wall may be chosen such that excess material can be avoided.
  • the material for the rigid wall steel a non-ferrous metal, a plastic or a similar material may be used, which has a certain strength. It is particularly preferred that the abutment is disposed about the sheath such that the expandable sheath is within a rigid wall forming member.
  • the stretchable sheath may have a single layer.
  • the stretchable sheath can in this case consist of a single material.
  • a stretchable one or more layers material can be used.
  • a synthetic rubber preferably nitrile rubber, can be used as the material.
  • An NBR nitrile butadiene rubber, nitrile butadiene rubber
  • the expandable sheath has a multi-layer composite, so that the stretchable sheath, at least in a partial region consists of several layers.
  • the expandable sheath may be radially compressed with a rigid wall.
  • the rigid wall may be configured as an air-impermeable tube, in which an expandable sheath, which may be formed as a flexible, air-impermeable hose, may be arranged.
  • the expandable sheath may be crimped on the end faces of the tube by means of radial force elements.
  • the stretchable sleeve can thus be airtight be pressed between the rigid wall and the radial force elements, whereby an airtight pressure chamber can be formed.
  • a compressed air opening may be formed in the rigid wall, which may be connected to a pressure medium source.
  • the clamping is designed such that more than two positions of the clamp are adjustable. It is for example possible that between the two positions of the clamping, wherein the one of the two positions is the release by the clamping and the other of the first two positions corresponds to a complete fixation, so that the Erdrakete is substantially fixed to the receptacle, a third position is adjustable, in which a movement of the Erdrakete is possible, wherein there is a friction of the Erdrakete for clamping.
  • a control is provided with which at least one receptacle is movable and / or the clamping can be actuated.
  • a control may be provided, with which at least one receptacle is movable and / or the clamping is actuated, wherein at least one sensor for detecting the movement and / or the operation of the clamping is arranged on the carriage.
  • a control loop can be formed, in which the actual position of the receptacle and / or actual position of the clamping is determined.
  • the invention also provides a drilling system with an earth rocket and a carriage for positioning the same, wherein the carriage can be configured as described above.
  • the carriage can be configured as described above.
  • the invention also provides a method for positioning an earth rocket in a launch pit using two rocket launcher mounts, each of which has earthmover clamping.
  • the method comprises the step of a separate actuation of the receptacles and clamps from each other.
  • the earth rocket may be clamped in only one receptacle and / or a receptacle moved. This allows an angle adjustment be made, which can be configured without a drive for a rotary joint.
  • a clamp of the earth rocket is adjusted such that the earth rocket moves when the clamps are applied. It can be set in the clamping just such a clamp that a skin friction acts on the Erdrakete, which can prevent the Erdrakete in operation by reaction forces in the forward run back and is advanced in reverse.
  • Fig. 1 shows in a partially sectioned view of a starting pit 1, which was excavated in the soil 2.
  • a pad 3 is placed and braced against the edge soil 2.
  • the pad 3 is formed as a mounting flange and the tension of the support flange against the soil 2 is performed by means of a turnbuckle with ratchet.
  • a pad 4 a carriage 5 is placed.
  • the target direction, ie the orientation of recordings 6, 7 of the carriage 5 can be adjusted by the Pad 4 is rotated relative to the pad 3 and the recordings 6, 7 are rotated accordingly.
  • the carriage 5 is then secured with clamps on the pad 3 and fixed with respect to the direction. Subsequently, the carriage 5 is aligned in height.
  • the carriage 5 is adjusted in the support 4 via four circumferentially distributed grooves / sliding blocks in the vertical and then fixed.
  • An earth rocket 8 is inserted into the receptacles 6, 7. These are on the recordings 6, 7 designed clamps 9, the in Fig. 5a and 5b are shown in an open position.
  • the Erdrakete 8 can thus above the earth's surface, ie above the soil 2, in the carriage 5 and the receptacles 6, 7 are inserted.
  • the target direction takes place after inserting the Erdrakete 8 in the recordings 6, 7.
  • the Erdrakete 8 can be clamped in clamps of the recordings 6, 7.
  • a readjustment of the target direction is possible at any time, especially after the Erdrakete 8 has penetrated at least partially laying depth into the soil 2.
  • the clamping 9 of the front receptacle 6 is activated and the rocket 8 is clamped in the receptacle 6.
  • the front of the two receptacles 6 is lowered via a first guide 10 in such a way that an angle ⁇ 1 with respect to an imaginary reference line, which is essentially the horizontal, is established.
  • the angle ⁇ 1 can in particular be chosen such that the earth rocket 8 can be guided through the frame 12, although the length of the earth rocket 8 is greater than the inner diameter of the frame 12. It results in the Fig. 2 illustrated positioning of the Erdrakete 8.
  • the start of the Erdrakete 8 can take place. It can be done lowering a rear guide 7 via a second guide 11 via a continuously changing angle of inclination.
  • the angle of inclination can change continuously to an inclination angle for a hole to be created.
  • the front seat 6 can be tracked so that the tip of the Erdrakete 8 when penetrating the soil 2 describes approximately a circular arc and the last inclination angle may be smaller, greater than or equal to zero degrees relative to the horizontal.
  • the suction can be done by means of a suction dredger, and through the suction, a Auskolkung can be generated in the lower region of the starting excavation 1.
  • the Erdrakete 8 is first set to the inclination of the intended well bore and only then started. If an outcrossing on burial depth has been created, then the exact direction of the target direction and / or the establishment of the inclination can also take place after the earth rocket 8 has been discharged through the frame 12.
  • the earth rocket 8 After the earth rocket 8 has reached the inclination angle for the execution of the earth borehole, the earth rocket 8 can be propelled with set azimuth and inclination angle up to a target excavation pit.
  • the clamps 9 of the receptacles 6, 7 can be opened as soon as the rocket 8 has sufficient skin friction with the soil 2 in which the rocket 8 is meanwhile moving. It is possible that a pipe or a pipe from the starting pit 1 to a target pit by means of the Erdrakete 8 can be fed.
  • a controller 13 is present for the method or movement of the receptacles 6, 7 in the guides 10, 11, a controller 13 is present.
  • a salvage of the earth rocket 8 after a well has been created can be described in reverse order of the steps described for positioning the earth rocket 8 before the launch of the earth rocket.
  • the Erdrakete 8 can in a propulsion from the target pit to the starting pit 1 back, also take along a pipe or a pipe to be pulled so that this pipe is drawn into the created Erdbohrung with or without further widening of the earth hole.
  • the Fig. 5a shows a recording 6, 7 with a clamp 9 in a partially sectioned view.
  • the clamp 9 has a pressure chamber 23 which is formed between a rigid wall 20 and a stretchable sleeve 22.
  • a pressure medium in particular compressed air, can be supplied via an opening 21 on the rigid wall 20.
  • the expandable sheath 22 may expand upon application of the pressure chamber 23 with pressure medium in the direction of the center of the rigid wall 20.
  • Fig. 5b shows the receptacle 6, 7 with the clamp 9 in an isometric view.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lafette (5) für eine Erdrakete (8) zur Positionierung der Erdrakete in einer Startbaugrube (1), wobei die Lafette zwei Aufnahmen (6, 7) mit je einer Klemmung (9) aufweist und die Klemmungen und die Aufnahmen unabhängig voneinander betätigbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lafette für eine Erdrakete zur Positionierung der Erdrakete in einer Startbaugrube, ein Bohrsystem mit einer Erdrakete und einer Lafette zur Positionierung der Erdrakete in einer Startbaugrube sowie ein Verfahren zum Positionieren einer Erdrakete in einer Startbaugrube.
  • DE 10 2011 101 442 A1 offenbart eine Lafette für eine Erdrakete zur Positionierung derselben in einer Startbaugrube. Es wird eine Aufnahme der Lafette beschrieben, die in der Höhe sowie in der Neigung verstellbar ist. Die in der Aufnahme angeordnete Erdrakete kann geneigt unter einem einstellbaren Winkel mittels eines Antriebs an einem Drehgelenk in eine Startbaugrube eingefahren werden. Die Erdrakete kann dazu an der Oberfläche der Startbaugrube auf die Aufnahme aufgelegt werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass die in der DE 10 2011 101 442 A1 beschriebene Lafette gute Ergebnisse der Positionierung der Erdrakete liefert, aber die die Lafette nutzenden Bediener, die mit der Erdrakete eine Erdbohrung erstellen wollen, eine einfachere und/oder flexiblere Nutzung einer Lafette wünschen, wobei das anfängliche Einfahren bzw. Eintreiben der Erdrakete in das Erdreich verbessert erfolgen kann. Ferner besteht eine Nachfrage nach wartungsarmen und/oder einfach aufgebauten Lafetten.
  • Kerngedanke der Erfindung ist es, zwei Aufnahmen vorzusehen, die die Erdrakete aufnehmen können und zur Handhabung der Erdrakete unabhängig voneinander in ihrer Höhe bewegt werden können. Durch die unterschiedliche Bewegung der Aufnahmen kann ein Winkel der Erdrakete, den diese mit einer festen Bezugslinie einschließt, eingestellt werden, ohne einen speziellen Antrieb für die Neigung, beispielsweise an einem Drehgelenk, vorsehen zu müssen. Hierdurch muss kein eine Aufnahme verschwenkender Mechanismus bzw. Antrieb vorgesehen sein, sondern durch die Aufnahme an zwei zueinander beabstandeten Punkten der Erdrakete ergibt sich bei unabhängiger Ansteuerung der Aufnahmen eine Winkellage zu der Bezugslinie. Die Ansteuerung der Aufnahmen kann dadurch vereinfacht werden. Die Ansteuerung der Aufnahmen kann auf eine translatorische Bewegung der Aufnahmen reduziert werden. Eine Ansteuerung eines steuerbaren Drehgelenks ist nicht notwendig, und insbesondere kann eine erfindungsgemäße Lafette keinen Antrieb für eine Rotation bzw. Drehung eines Drehgelenks aufweisen. Es können identische Bauteile für Führungen, Antriebe und/oder Sensoren verwendet werden, wobei ein Drehantrieb entfallen kann. Linearantriebe können als Führungen dienen. Mit zwei Aufnahmen ist eine Positionierung stabiler ausführbar.
  • Die Erfindung schafft eine Lafette für eine Erdrakete zur Positionierung der Erdrakete in einer Startbaugrube. Die Lafette weist zwei Aufnahmen auf. Eine Aufnahme umfasst eine Klemmung für die Erdrakete. Die Klemmungen sowie die Aufnahmen sind unabhängig voneinander betätigbar.
  • Der Begriff "Erdrakete" umfasst eine Vorrichtung zur Erstellung einer Erdbohrung mittels eines Erdbodenverdrängungsverfahrens. Der Begriff "Erdrakete" steht synonym für einen Erdverdrängungshammer, der auch Bodendurchschlagrakete genannt werden kann. Ein im Wesentlichen kreisförmiger Verdrängungskörper wird bei einer Erdrakete mittels eines in einem Gehäuse des Verdrängungskörpers befindlichen Schlagkolbens in eine Richtung vorangetrieben. Das Vorantreiben wird in der Regel durch Druckluft, also pneumatisch erreicht, wobei der Schlagkolben aufgrund der Druckluftbeaufschlagung mittelbar oder unmittelbar auf das Gehäuse des Verdrängungskörpers auftrifft und dadurch die für die Verdrängung des Erdreichs erforderliche Energie erzeugt. Das Vorantreiben kann auch hydraulisch erreicht werden.
  • Der Begriff "Positionierung" umfasst erfindungsgemäß ein Bewegen der Erdrakete, um insbesondere die Erdrakete von einer Position oberhalb des Erdreichs in eine Position unterhalb bzw. innerhalb des Erdreichs in der Startbaugrube zu verfahren. Die Positionierung kann die Positionierung der Erdrakete vor und bei Beginn der Erstellung der Erdbohrung umfassen.
  • Der Begriff "Startbaugrube" umfasst erfindungsgemäß jede Art von Raum unterhalb der Erdoberfläche einschließlich ausgehobener oder bestehender Gruben. Eine Startbaugrube kann einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Der Durchmesser einer Startbaugrube kann insbesondere im Bereich von ungefähr 400 mm bis ungefähr 900 mm, insbesondere im Bereich von ungefähr 500 mm bis ungefähr 800 mm liegen. Eine gängige Größe für eine Startbaugrube ist ein Durchmesser von beispielsweise ungefähr 600 mm. Der Begriff "Startbaugrube" umfasst erfindungsgemäß insbesondere eine Startbaugrube der sogenannten "Keyhole"-Technik im Horizontalbohren.
  • Der Begriff "Lafette" im Sinne der Erfindung umfasst jegliche Arten von Rahmen oder Trägern, die geeignet sind, eine Erdrakete aufzunehmen und auszurichten. Insbesondere kann die Lafette ein mit seiner Außenkontur an die Außenabmessung der Startbaugrube angepasstes Gestell aufweisen. Die Lafette kann ein Gestell aufweisen, welches oberhalb der Startbaugrube angeordnet ist und sich bis in die Startbaugrube erstreckt. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Lafette zur Auflage auf der Erdoberfläche ausgestaltet ist und sich mit einem Abschnitt in die Startbaugrube erstreckt, ohne dass die Lafette auf dem Boden der Startbaugrube aufsteht. Das Gestell kann auf dem Erdreich aufliegen und in die Startbaugrube hängen. Hierzu kann die Lafette eine Auflage aufweisen, die auf einer auf dem Erdreich um die Startbaugrube angeordneten Unterlage, die beispielsweise in Form eines Aufnahmeflansches ausgestaltet ist, aufliegt. Das Gestell kann eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, durch die die Erdrakete in die entsprechenden Aufnahmen eingesetzt werden kann. Hierdurch ist es möglich, dass ein stabiler Aufbau bei gleichzeitig guter Handhabung möglich ist.
  • Die Anordnung der Lafette kann derart sein, dass nach dem Ausheben der Startbaugrube eine als Aufnahmeflansch ausgestaltete Unterlage auf das Erdreich um bzw. in die Startbaugrube eingesetzt wird. Die Unterlage kann auf dem Erdreich aufliegen und sich umfangsseitig am Rand der Startbaugrube gegen das Erdreich abstützen. Hierzu kann die Unterlagen, die insbesondere als Aufnahmeflansch ausgestaltet ist, gegen das Erdreich verspannt werden. Die Lafette kann eine als Gegenflansch ausgestaltete Auflage aufweisen, die insbesondere umfangsseitig um das Gestell der Lafette bzw. an dem Gestell umfangsseitig ausgestaltet ist. Die Auflage kann gegenüber der Unterlage bewegt werden, um insbesondere eine Zielrichtung der in die Lafette einzusetzenden Erdrakete einzustellen. Wenn die Zielrichtung festgelegt ist, kann die Auflage relativ zur Unterlage verspannt werden. Nach dem Einstellen der Zielrichtung kann die Lafette in der Höhe ausgerichtet werden und beispielsweise über vier am Umfang verteilte Nuten/Nutensteine in der Vertikalen verstellt und dann fixiert werden.
  • Der Begriff "Aufnahme" umfasst erfindungsgemäß ein technisches Element, auf dem die Erdrakete aufliegen kann, wobei die Erdrakete zumindest teilweise entlang ihres Umfangs von der Aufnahme umgeben sein kann.
  • Der Begriff "Klemmung" im Sinne der Erfindung umfasst ein Bauelement, welches für eine lösbare Verbindung der Erdrakete mit der Aufnahme ausgestaltet ist, wobei insbesondere ein Kraftschluss zwischen Erdrakete und Klemmung erreichbar ist. Die Erdrakete kann an der Aufnahme mittels der Klemmung fixiert werden. Es ist insbesondere möglich, dass zueinander ausgerichtete Flächen aufeinander zu bewegt werden können, so dass die Erdrakete an einem Abschnitt umfangsseitig geklemmt werden kann. Es können Abschnitte der Klemmung entlang des Umfangs der Erdrakete in Kontakt mit der Erdrakete gebracht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Aufnahme für die Erdrakete drehgelenkig frei gelagert, so dass ein freies Verschwenken der Aufnahme möglich ist. Durch das Vorsehen mindestens zweier Aufnahmen kann mindestens eine der Aufnahmen durch die Fixierung der Erdrakete in der anderen der beiden Aufnahmen hinsichtlich der Drehung der Aufnahme festgelegt werden. Die freie gelenkige Lagerung einer Aufnahme ermöglicht eine Reduzierung um einen Motor oder Antrieb zur Einstellung eines entsprechenden Winkels.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Aufnahmen in Führungen, die im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, geführt. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Aufnahmen entlang eines vorbestimmten Weges bewegen können. Durch die Vorbestimmung des Wegs der Führungen und der damit bekannten Abhängigkeit bzw. der relativen Lage der beiden Führungen zueinander kann eine Verbindungslinie zwischen den Aufnahmen ermittelt werden, die im Wesentlichen der Längsrichtung bzw. Mittelachse der in den Aufnahmen aufgenommenen Erdrakete entsprechen kann. Die Lage der Erdrakete kann damit durch die Position der Aufnahme in der Führung bestimmt werden. Die Führungen können eine Abweichung von der rein vertikalen Richtung aufweisen, wobei eine rein vertikale Ausrichtung der Führungen mit einer im Wesentlichen parallelen Anordnung der Führungen zueinander bevorzugt ist. Da die Erdrakete sich im Wesentlichen entlang einer Geraden erstreckt, ist die Lage der Erdrakete bei bekannter Position der Aufnahmen in den Führungen ermittelbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umgibt die Klemmung die Erdrakete zumindest teilweise entlang eines Umfangs, wobei die Anordnung der Klemmung relativ zum Verfahrweg der Aufnahmen derart gewählt sein kann, dass eine effektive Klemmung erreicht wird. Die Klemmung kann die Erdrakete seitlich und/oder von oben und unten entlang des Umfangs klemmen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst eine Klemmung eine eine flexible Wandung aufweisende Druckkammer, die mit der Wandung in Anlage mit der Erdrakete gelangen kann. Hierdurch kann eine effektive Klemmung erzielt werden, die zudem einfach herstellbar ist und sich an die Außenkontur einer Erdrakete anpassen kann. Es ist beispielsweise möglich, dass ein Durchmesser der Erdrakete frei gewählt werden kann und dennoch eine Klemmung der Erdrakete über einen gewissen Bereich des Durchmessers der Erdrakete erreicht werden kann.
  • Die Klemmung kann eine Druckkammer umfassen, die eine flexible Wandung aufweist, die mit der Erdrakete in Anlage gebracht werden kann. Die Erdrakete kann zumindest abschnittsweise von der flexiblen Wandung, insbesondere zumindest teilweise in Umfangsrichtung, umschlossen werden. Die Druckkammer kann mittels eines Druckmediums, beispielsweise Druckluft, befüllt werden. Eine derartige Klemmung ist einfach aufgebaut und weist neben der dehnfähigen Hülle der Druckkammer eine als Gegenlager wirkende starre Wandung auf. Die Klemmung kann für mehrere Größen und/oder Formen einer Erdrakete verwendet werden, da sich die dehnfähige Hülle an die Außenkontur des zu klemmenden Elements anpassen kann. Die Erdrakete kann unterschiedliche Formen und/oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die Erdrakete kann entlang ihres Umfangs zumindest teilweise oder vollumfänglich von der dehnfähigen Hülle umgeben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die starre Wandung rohrförmig ausgestaltet sein, so dass eine einfach zu handhabende und einfach herstellbare Klemmung verwendet werden kann. Der Begriff "rohrförmig" umfasst dabei einen länglichen Hohlkörper, dessen Länge größer als sein Durchmesser sein kann. Eine rohrförmige Wandung eignet sich für ein Klemmen eines langgestreckten Elements wie eine Erdrakete, wobei der Querschnitt der starren Wandung derart gewählt sein kann, dass überschüssiges Material vermieden werden kann. Als Material für die starre Wandung kann Stahl, ein Nichteisenmetall, ein Kunststoff oder ein ähnliches Material verwendet werden, welches eine gewisse Festigkeit aufweist. Es ist besonders bevorzugt, dass das Gegenlager um die Hülle angeordnet ist, so dass sich die dehnfähige Hülle innerhalb eines die starre Wandung ausbildenden Elements befindet. Die dehnfähige Hülle kann eine einlagige Schicht aufweisen. Die dehnfähige Hülle kann in diesem Falle aus einem einzigen Material bestehen. Als Material der dehnfähigen Hülle kann ein dehnfähiger, ein oder mehrlagiger Werkstoff verwendet werden. Insbesondere kann als Werkstoff ein Synthesekautschuk, vorzugsweise Nitrilkautschuk verwendet werden. Ein NBR (Nitrile Butadiene Rubber, Nitril-Butadien-Kautschuk) bietet den Vorteil einer hohen Beständigkeit gegenüber Ölen, Fetten und Kohlenwasserstoffen sowie ein günstiges Alterungsverhalten und geringen Abrieb. Es kann vorgesehen sein, das die dehnfähige Hülle einen Mehrlagenverbund aufweist, so dass die dehnfähige Hülle, zumindest in einem Teilbereich aus mehreren Schichten besteht. Die dehnfähige Hülle kann mit einer starren Wandung radial verpresst sein.
  • Die starre Wandung kann als luftundurchlässiges Rohr ausgestaltet sein, in der eine dehnfähige Hülle, welche als flexibler, luftundurchlässiger Schlauch ausgebildet sein kann, angeordnet sein kann. Die dehnfähige Hülle kann an den Stirnseiten des Rohrs mittels Radialkraftelementen verpresst sein. Die dehnfähige Hülle kann damit luftdicht zwischen der starren Wandung und den Radialkraftelementen verpresst sein, wodurch eine luftdichte Druckkammer gebildet werden kann. Zum Zuführen eines Druckmediums, insbesondere Druckluft, kann eine Druckluftöffnung in der starren Wandung ausgebildet sein, die mit einer Druckmediumquelle verbunden sein kann.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Klemmung derart ausgestaltet, dass mehr als zwei Positionen der Klemmung einstellbar sind. Es ist beispielsweise möglich, dass zwischen den beiden Positionen der Klemmung, wobei die eine der beiden Positionen die Freigabe durch die Klemmung ist und die andere der ersten beiden Positionen einer vollständigen Fixierung entspricht, so dass die Erdrakete im Wesentlichen gegenüber der Aufnahme fixiert ist, eine dritte Position einstellbar ist, bei der eine Bewegung der Erdrakete möglich ist, wobei eine Reibung der Erdrakete zur Klemmung vorliegt.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Steuerung vorhanden, mit der mindestens eine Aufnahme bewegbar und/oder die Klemmung betätigbar ist. Durch die Steuerung kann eine Betätigung der Lafette erfolgen, die insbesondere ferngesteuert möglich ist. Hierdurch kann demnach eine Ansteuerung der Lafette von oberhalb der Erdoberfläche vorgenommen werden, auch wenn die Lafette in der Startbaugrube eingefahren ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann eine Regelung vorhanden sein, mit der mindestens eine Aufnahme bewegbar und/oder die Klemmung betätigbar ist, wobei mindestens ein Sensor für das Erfassen der Bewegung und/oder der Betätigung der Klemmung an der Lafette angeordnet ist. Mittels des Sensors kann eine Regelungsschleife ausgebildet werden, bei der die tatsächliche Position der Aufnahme und/oder tatsächliche Position der Klemmung ermittelt wird.
  • Die Erfindung schafft auch ein Bohrsystem mit einer Erdrakete und einer Lafette zur Positionierung derselben, wobei die Lafette wie oben beschrieben ausgestaltet sein kann. Es sind zwei Aufnahmen der Lafette vorgesehen, die je eine Klemmung aufweisen, wobei die Klemmungen und die Aufnahmen unabhängig voneinander betätigbar sind.
  • Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Positionieren einer Erdrakete in einer Startbaugrube, wobei zwei Aufnahmen für die Erdrakete verwendet werden, von denen jede eine Klemmung für die Erdrakete aufweist. Das Verfahren umfasst den Schritt, dass ein getrenntes Betätigen der Aufnahmen und Klemmungen voneinander erfolgt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Erdrakete in nur einer Aufnahme geklemmt und/oder eine Aufnahme bewegt werden. Hierdurch kann eine Winkeleinstellung vorgenommen werden, die ohne einen Antrieb für ein Drehgelenk ausgestaltet sein kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Klemmen der Erdrakete derart eingestellt, dass sich die Erdrakete bei ausgeübten Klemmen bewegt. Es kann bei der Klemmung gerade eine derartige Klemmung eingerichtet werden, dass eine Mantelreibung auf die Erdrakete wirkt, die verhindern kann, dass die Erdrakete im Betrieb durch Reaktionskräfte beim Vorwärtslauf zurück- und beim Rückwärtslauf vorbewegt wird.
  • Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine Lafette für eine Erdrakete in einen Zustand zum Einbringen einer Erdrakete in die Lafette oberhalb der Erdoberfläche;
    Fig. 2
    die Lafette der Fig. 1 mit eingesetzter Erdrakete, wobei diese in eine geneigte Position verschwenkt wurde;
    Fig. 3
    die Lafette mit eingesetzter Erdrakete, wobei die Erdrakete unterhalb der Erdoberfläche in der geneigten Position der Fig. 2 verfahren wurde;
    Fig. 4
    den Beginn des Einbringens der Erdbohrung durch die Erdrakete, wobei die Erdrakete im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist;
    Fi g . 5a
    eine Aufnahme mit Klemmung in teilweise geschnittener Darstellung; und
    Fig. 5b
    die Aufnahme mit Klemmung der Fig. 5a in isometrischer Darstellung.
  • Fig. 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen Darstellung eine Startbaugrube 1, die im Erdreich 2 ausgehoben wurde. Auf den Rand der Startbaugrube ist eine Unterlage 3 aufgelegt und gegen das randseitige Erdreich 2 verspannt. Die Unterlage 3 ist als Aufnahmeflansch ausgebildet und die Verspannung des Auflageflansches gegen das Erdreich 2 wird mittels eines Spannschlosses mit Ratsche durchgeführt. Auf die Unterlage 3 wird eine Auflage 4 einer Lafette 5 aufgesetzt. Darauf folgend kann die Zielrichtung, d.h. die Ausrichtung von Aufnahmen 6, 7 der Lafette 5 eingestellt werden, indem die Auflage 4 gegenüber der Unterlage 3 gedreht wird und die Aufnahmen 6, 7 entsprechend mitgedreht werden. Die Lafette 5 wird dann mit Klemmbügeln an der Unterlage 3 befestigt und hinsichtlich der Zielrichtung fixiert. Darauf folgend wird die Lafette 5 in der Höhe ausgerichtet. Die Lafette 5 wird in der Auflage 4 über vier am Umfang verteilte Nuten/Nutensteine in der Vertikalen verstellt und dann fixiert.
  • Eine Erdrakete 8 wird in die Aufnahmen 6, 7 eingeschoben. Dazu sind an den Aufnahmen 6, 7 ausgestaltete Klemmungen 9, die in Fig. 5a und 5b dargestellt sind, in einer geöffneten Position. Die Erdrakete 8 kann damit oberhalb der Erdoberfläche, d.h. oberhalb des Erdreichs 2, in die Lafette 5 bzw. den Aufnahmen 6, 7 eingeschoben werden.
  • Es ist auch möglich, dass die Zielrichtung nach Einlegen der Erdrakete 8 in die Aufnahmen 6, 7 erfolgt. Die Erdrakete 8 kann in Klemmungen der Aufnahmen 6, 7 geklemmt werden.
  • Eine Nachjustierung der Zielrichtung ist zu jedem Zeitpunkt möglich, insbesondere auch nachdem die Erdrakete 8 auf Verlegetiefe zumindest teilweise ins Erdreich 2 eingedrungen ist.
  • Um die Erdrakete 8 in der Startbaugrube 1 zu positionieren wird die Klemmung 9 der vorderen Aufnahme 6 aktiviert und die Erdrakete 8 in der Aufnahme 6 geklemmt. Mit der so geklemmten Erdrakete 8 wird die vordere der beiden Aufnahmen 6, über eine erste Führung 10 so abgesenkt, dass sich ein Winkel α1 gegenüber einer gedachten Bezugslinie, die im Wesentlichen die Horizontale ist, einstellt. Der Winkel α1 kann insbesondere derart gewählt werden, dass die Erdrakete 8 durch das Gestell 12 geführt werden kann, obwohl die Länge der Erdrakete 8 größer als der Innendurchmesser des Gestells 12 ist. Es ergibt sich die in Fig. 2 dargestellte Positionierung der Erdrakete 8.
  • Zwischen den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Positionierungen der Erdrakete 8 werden die Aufnahmen 6, 7 unter Beibehaltung des Winkels α1 soweit abgesenkt, dass die Verlängerung der Mittelachse der Erdrakete 8 den Einstichpunkt für die Erdrakete 8 ins Erdreich 2 ergibt. Dann wird die Klemmung 9 der vorderen Aufnahme 6 entlastet und die Klemmung 9 der hinteren Aufnahme 7 so belastet, dass eine Mantelreibung auf die Erdrakete 8 wirkt. Die Mantelreibung kann dabei verhindern, dass die Erdrakete 8 in Betrieb durch Reaktionskräfte auch zurückbewegt wird.
  • Nunmehr kann der Start der Erdrakete 8 erfolgen. Es kann ein Absenken der hinteren Aufnahme 7 über eine zweite Führung 11 über einen kontinuierlich veränderten Neigungswinkel erfolgen. Der Neigungswinkel kann sich kontinuierlich ändern bis zu einem Inklinationswinkel für eine zu erstellende Erdbohrung. Während der Veränderung des Neigungswinkels kann die vordere Aufnahme 6 so nachgeführt werden, dass die Spitze der Erdrakete 8 beim Eindringen ins Erdreich 2 in etwa einen Kreisbogen beschreibt und der letzte Inklinationswinkel kleiner, größer oder gleich Null Grad bezogen auf die Horizontale sein kann. Es ist auch möglich, eine Absaugung durchzuführen. Die Absaugung kann mittels eines Saugbaggers erfolgen, und durch die Absaugung kann eine Auskolkung im unteren Bereich der Startbaugrube 1 erzeugt werden. Für den Fall der Verwendung einer Absaugung ist es möglich, dass die Erdrakete 8 zunächst auf die Inklination der vorgesehenen Erdbohrung eingestellt und erst dann gestartet wird. Wurde eine Auskolkung auf Verlegetiefe geschaffen, so kann die genaue Einrichtung der Zielrichtung und/oder die Einrichtung der Inklination auch erfolgen, nachdem die Erdrakete 8 durch das Gestell 12 abgelassen wurde.
  • Nachdem die Erdrakete 8 den Inklinationswinkel für die Durchführung der Erdbohrung erreicht hat, kann die Erdrakete 8 mit eingestelltem Azimut und Inklinationswinkel bis zu einer Zielbaugrube vorgetrieben werden. Dabei können die Klemmungen 9 der Aufnahmen 6, 7 geöffnet werden, sobald die Erdrakete 8 eine ausreichende Mantelreibung mit dem Erdreich 2, in dem sich die Erdrakete 8 mittlerweile bewegt, aufweist. Es ist möglich, dass ein Rohr oder eine Leitung von der Startbaugrube 1 zu einer Zielbaugrube mittels der Erdrakete 8 eingezogen werden kann.
  • Für das Verfahren bzw. Bewegen der Aufnahmen 6, 7 in den Führungen 10, 11 ist eine Steuerung 13 vorhanden.
  • Eine Bergung der Erdrakete 8 nach erstellter Erdbohrung kann in umgekehrter Reihenfolge der beschriebenen Schritte zum Positionieren der Erdrakete 8 vor dem Start der Erdrakete beschrieben werden. Die Erdrakete 8 kann bei einem Vortrieb von der Zielbaugrube zur Startbaugrube 1 zurück, auch eine einzuziehende Leitung bzw. ein Rohr mitnehmen, damit dieses Rohr in die erstellte Erdbohrung mit oder ohne weitere Aufweitung der Erdbohrung eingezogen wird.
  • Die Fig. 5a zeigt eine Aufnahme 6, 7 mit einer Klemmung 9 in teilweise geschnittener Darstellung. Die Klemmung 9 weist eine Druckkammer 23 auf, die zwischen einer starren Wandung 20 und einer dehnfähigen Hülle 22 ausgebildet ist. In die Druckkammer 23 kann über eine Öffnung 21 an der starren Wandung 20 ein Druckmittel, insbesondere Druckluft, zugeführt werden. Die dehnfähige Hülle 22 kann sich bei Beaufschlagung der Druckkammer 23 mit Druckmittel in Richtung des Zentrums der starren Wandung 20 ausdehnen. Eine Erdrakete 8, die quer zur Klemmung 9 in dieser angeordnet ist, d.h. senkrecht zur Papierebene, wird um den Umfang der Erdrakete zumindest teilweise geklemmt.
  • Fig. 5b zeigt die Aufnahme 6, 7 mit der Klemmung 9 in einer isometrischen Darstellung.

Claims (12)

  1. Lafette (5) für eine Erdrakete (8) zur Positionierung der Erdrakete in einer Startbaugrube (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Lafette (5) zwei Aufnahmen (6, 7) mit je einer Klemmung (9) aufweist, wobei die Klemmungen (9) und die Aufnahmen (6, 7) unabhängig voneinander betätigbar sind.
  2. Lafette (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6, 7) drehgelenkig frei gelagert ist.
  3. Lafette (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (6, 7) in Führungen (10, 11), die im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, geführt sind.
  4. Lafette (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmung (9) die Erdrakete (8) zumindest teilweise umgibt.
  5. Lafette (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das eine Klemmung (9) eine eine flexible Wandung (22) aufweisende Druckkammer (23) umfasst.
  6. Lafette (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmung (9) derart ausgestaltet ist, dass mehr als zwei Positionen der Klemmung (9) einstellbar sind.
  7. Lafette (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (13) vorhanden ist, mit der mindestens eine Aufnahme (6, 7) bewegbar und/oder die Klemmung (9) betätigbar ist.
  8. Lafette (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelung vorhanden ist, mit der mindestens eine Aufnahme (6, 7) bewegbar und/oder die Klemmung (9) betätigbar ist, wobei mindestens ein Sensor für das Erfassen der Bewegung und/oder der Betätigung der Klemmung (9) an der Lafette angeordnet ist.
  9. Bohrsystem mit einer Erdrakete (8) und einer Lafette (5) zur Positionierung der Erdrakete (8), wobei die Lafette (5) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aufnahmen (6, 7) vorgesehen sind, die je eine Klemmung (9) aufweisen, wobei die Klemmungen (9) und die Aufnahmen (6, 7) unabhängig voneinander betätigbar sind.
  10. Verfahren zum Positionieren einer Erdrakete (8) in einer Startbaugrube (1), wobei zwei Aufnahmen (6, 7) verwendet werden, von denen jede eine Klemmung (9) für die Erdrakete (8) aufweist, gekennzeichnet durch ein getrenntes Betätigen der Aufnahmen (6, 7) und Klemmungen (9) voneinander.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Klemmen der Erdrakete (8) in nur einer Aufnahme (6, 7) und Bewegen der einen Aufnahme (6, 7).
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klemmen der Erdrakete (8) derart eingestellt wird, dass sich die Erdrakete (8) bei ausgeübtem Klemmen bewegt.
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