EP3363987A1 - Drilling device and method for producing a borehole - Google Patents

Drilling device and method for producing a borehole Download PDF

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Publication number
EP3363987A1
EP3363987A1 EP17156877.7A EP17156877A EP3363987A1 EP 3363987 A1 EP3363987 A1 EP 3363987A1 EP 17156877 A EP17156877 A EP 17156877A EP 3363987 A1 EP3363987 A1 EP 3363987A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drilling
drilling device
clamping
unit
suspension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17156877.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Michael Finkenzeller
Jürgen Klippenstein
Manfred Schweiger
Thomas Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
Priority to EP17156877.7A priority Critical patent/EP3363987A1/en
Publication of EP3363987A1 publication Critical patent/EP3363987A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/18Anchoring or feeding in the borehole

Definitions

  • the drilling device is characterized in that a note energy unit is provided on the support frame, that the note energy unit is connected to the clamping device for releasing the clamping and that a triggering unit is provided, through which the note energy unit for releasing the clamping device can be activated.
  • a basic idea of the invention can be seen to provide the drilling device with a self-sufficient energy unit, through which sufficient energy is provided to provide sufficient energy in a sudden or unexpected disconnection of the drilling device from the external power supply to a clamping of the drilling device on Reliably solve support tube or downhole.
  • a trip unit is provided for releasing the targeted solves the tensioning device.
  • the trip unit can basically be designed so that it triggers automatically under certain conditions.
  • the trip unit is designed so that it is activated by a machine operator targeted.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the clamping device is electrically actuated and that the note power unit comprises an electric battery.
  • the clamping device can have an electric drive for clamping as a whole.
  • the clamping device may also have a hydraulic cylinder which is actuated by an electrical actuation of vent valves to release a clamping force.
  • the note energy unit comprises a hydraulic cylinder in which a displacer is slidably mounted, and in that the displaceable displacer is in communication with the suspension means, wherein upon application of a tensile force to the suspension means by the displacer hydraulic fluid in the hydraulic cylinder is pressurized.
  • the hydraulic cylinder with the hydraulic fluid is the hydraulic reservoir for actuating the tensioning device.
  • the hydraulic fluid in the hydraulic cylinder is only pressurized by displacement of the displacer piston due to the tensile force acting on the suspension device. This ensures particularly well that always enough energy is available. The pressure energy is built up only at the time when it is needed. This avoids a continuous load and reduces a sealing effort.
  • a boring device 10 has a support frame 12 made up of plates and vertical struts, on which a drill drive 14, which is only shown concealed, is arranged.
  • the drill drive 14 is used for rotationally driving a drill string 15, at the lower end of a drilling tool 20 is arranged with Abtragszähnen for removing soil material.
  • the first clamping device 22 is fixedly arranged on the support frame 12.
  • the annular second clamping device 26 is axially displaceable by means of axially acting actuating cylinder 30 relative to the support frame 12 and the first clamping device 22.
  • An energy supply of the auger drive 14 and the clamping devices 22, 26 and the axial actuating cylinder 30 takes place externally via power supply lines 46, which are detachably connected to a connection device 48 on an upper side of the support frame 12.
  • the power supply lines 46 are designed in particular as hydraulic lines and / or electric lines.
  • the actuating piston 55 is an axial extension of a displacer 54, which is mounted displaceably in a hydraulic cylinder 53.
  • the hydraulic cylinder 53 forms a hydraulic fluid reservoir 52 of the note energy unit 50.
  • the hydraulic fluid reservoir 52 is connected via lines, not shown, with the clamping cylinders of the two clamping devices 22, 26.
  • FIGS. 7 to 12 a modified arrangement of an emergency power unit 50 is shown in which the trip unit 58 for releasing the clamping devices 22, 26 is also formed mechanically.
  • the note energy unit 50 on the upper side of a plate of the support frame 12 has a hydraulic cylinder 53, which simultaneously forms a hydraulic fluid reservoir 52 of the note energy unit 50.
  • a displacer 54 movably mounted, which extends outwards to an actuating punch 55.
  • the hydraulic cylinder 53 is arranged centrally on the circular disk-shaped plate of the support frame 12.
  • a further embodiment of the invention is shown, wherein the note power unit 50 has a battery 56 on the support frame 12.
  • the battery 56 is connected via a controller, not shown, to a receiver 62 at an upper end of the support frame 12.
  • the receiver 62 represents a part of the trip unit 58, wherein a control signal for releasing the clamping devices 22, 26 is transmitted via a transmitter 60 remote from the drilling device 10.
  • the transmitter 60 may be located in particular on the drilling rig 100.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung und ein Bohrverfahren, bei dem mittels einer Bohrvorrichtung die Bohrung eingebracht wird, die Bohrvorrichtung mittels einer Spanneinrichtung (22, 26) an einem Stützrohr oder in der Bohrung festgespannt wird, durch drehendes Antreiben eines Bohrwerkzeuges der Bohrvorrichtung Bodenmaterial abgetragen wird und eine zum Bohren benötigte Energie über eine Anschlusseinrichtung (48) über eine externe Energieversorgung (46) zugeführt wird. Gemäß der Erfindung ist die Spanneinrichtung mit einer Notenergieeinheit (50) an einem Trägerrahmen der Bohrvorrichtung verbunden, wobei die Notenergieeinheit durch eine Auslöseeinheit zum Lösen der Spanneinrichtung aktiviert wird.The invention relates to a drilling apparatus and a drilling method in which by means of a drilling device, the bore is introduced, the drilling device is clamped by means of a clamping device (22, 26) on a support tube or in the bore, is removed by rotating driving a drilling tool of the drilling soil material and an energy required for drilling via a connection device (48) via an external power supply (46) is supplied. According to the invention, the tensioning device is connected to a note energy unit (50) on a support frame of the drilling device, wherein the note energy unit is activated by a release unit for releasing the tensioning device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung mit einem Bohrantrieb, einem Bohrwerkzeug, welches durch den Bohrantrieb rotierend antreibbar ist, einem Trägerrahmen, an oder in dem der Bohrantrieb und das Bohrwerkzeug gelagert sind, wobei der Trägerrahmen ausgebildet ist, an oder in einem Stützrohr oder in der Bohrung angeordnet zu werden, mindestens einer Spanneinrichtung, welche zum lösbaren Festspannen des Trägerrahmens an dem Stützrohr oder in der Bohrung ausgebildet ist, einer Aufhängeeinrichtung an der Oberseite des Trägerrahmens zum Aufhängen der Bohrvorrichtung und mindestens einer Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer externen Energieversorgung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drilling device for creating a bore with a drill drive, a drilling tool which is driven in rotation by the drill drive, a support frame, on or in which the drill drive and the drilling tool are mounted, wherein the support frame is formed on or in a support tube or to be arranged in the bore, at least one clamping device, which is designed for releasably clamping the support frame on the support tube or in the bore, a suspension device on the upper side of the support frame for suspending the drilling device and at least one connection device for connecting an external power supply, according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bohrverfahren zum Erstellen einer Bohrung, bei dem mittels einer Bohrvorrichtung in einen Grund, insbesondere einen Gewässergrund, die Bohrung eingebracht wird, die Bohrvorrichtung mittels mindestens einer Spanneinrichtung an einem Stützrohr oder in der Bohrung festgespannt wird, durch drehendes Antreiben eines Bohrwerkzeuges der Bohrvorrichtung Bodenmaterial abgetragen wird und eine zum Bohren benötigte Energie über eine Anschlusseinrichtung über eine externe Energieversorgung zugeführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention further relates to a drilling method for creating a bore in which by means of a drilling device in a reason, in particular a body of water, the bore is introduced, the drilling device is clamped by means of at least one clamping device on a support tube or in the bore, by rotationally driving a drilling tool The drilling apparatus is removed from the soil material and an energy required for drilling is supplied via a connection device via an external power supply, according to the preamble of claim 11.

Derartige Bohrvorrichtungen umfassen sogenannte Innenloch-Bohrvorrichtungen. Diese weisen einen Trägerrahmen auf, an welchem der Bohrantrieb angeordnet ist. Der Trägerrahmen wird zur Abstützung des Drehmomentes an der Wand der Bohrung oder einem vorher in den Grund eingebrachten Stützrohr lösbar festgespannt.Such drilling devices include so-called inner hole drilling devices. These have a support frame on which the drill drive is arranged. The support frame is releasably tightened to support the torque on the wall of the bore or a previously introduced into the ground support tube.

Die Energieversorgung für den Bohrantrieb erfolgt üblicherweise mittels Hydraulikleitungen, welche von einem entfernten Grundgerät Hydraulikenergie zuführen. Ein gattungsgemäßer Stand der Technik geht beispielsweise aus der EP 0 349 610 B1 hervor.The power supply for the drilling drive is usually done by means of hydraulic lines, which supply hydraulic energy from a remote base unit. A generic prior art, for example, from the EP 0 349 610 B1 out.

Derartige Bohrvorrichtungen werden häufig auch für Unterwasserbohrungen eingesetzt, bei welchen das Grundgerät auf einem Wasserfahrzeug, insbesondere einem Schiff, angeordnet ist. Zunächst wird ein Stütz- oder Gründungsrohr in den Gewässergrund eingebracht. Innerhalb des zuvor eingebrachten Stützrohres kann mit der Bohrvorrichtung die gewünschte Bohrung erstellt werden. Durch ein schrittweises Festspannen, Bohren, Lösen und erneutes Festspannen können relativ große Tiefen mit derartigen Bohrvorrichtungen erzielt werden.Such drilling devices are frequently also used for underwater drilling, in which the basic unit is arranged on a watercraft, in particular a ship. First, a support or foundation pipe is introduced into the riverbed. Within the previously introduced support tube, the desired bore can be created with the drilling device. By stepwise tightening, drilling, loosening and re-tightening relatively large depths can be achieved with such drilling devices.

Weiterhin ist aus der EP 1 154 078 B1 eine sogenannte Flydrill-Bohrvorrichtung bekannt, bei welcher ein Trägerrahmen mit dem Bohrantrieb an der Oberseite eines zuvor eingebrachten Stützrohres festgespannt wird. Auch bei diesen bekannten Bohrvorrichtungen erfolgt die Energiezuführung extern mittels Energieleitungen, insbesondere über Hydraulikschläuche.Furthermore, from the EP 1 154 078 B1 a so-called flydrill drilling device is known, in which a support frame is clamped to the drill drive at the top of a previously introduced support tube. Also in these known drilling devices, the energy supply takes place externally by means of power lines, in particular via hydraulic hoses.

Bei diesen Bohrvorrichtungen mit einer externen Energiezuführung über Hydraulikschläuche besteht die Gefahr, dass unter bestimmten Betriebsbedingungen, etwa beim Einsatz in rauer See, die Energieversorgungsleitungen kurzfristig gekappt werden müssen. Auch besteht bei Bohrvorrichtungen grundsätzlich die Gefahr eines Hydraulikschlauchbruches, wobei die Bohrvorrichtung von einer externen Energieversorgung unerwartet abgetrennt wird. In derartigen Fällen ist es häufig aufwändig, eine am oder im Bohrloch festgespannte Bohrvorrichtung wieder zu bergen.With these drilling devices with an external energy supply via hydraulic hoses there is the danger that under certain operating conditions, such as when working in rough seas, the power supply lines must be cut short term. Also, there is a general risk of hydraulic hose breakage in drilling devices, wherein the drilling device is separated from an external power supply unexpectedly. In such cases, it is often costly to retrieve a boring device clamped on or in the borehole.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung und ein Bohrverfahren anzugeben, bei welchen auch bei einem unerwarteten Ausfall der Energiezuführung ein zuverlässiges Rückholen der Bohrvorrichtung ermöglicht ist.The invention has for its object to provide a drilling device and a drilling method in which a reliable retrieval of the drilling device is made possible even with an unexpected failure of the power supply.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Bohrvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Bohrverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by a drilling apparatus having the features of claim 1 and by a drilling method having the features of claim 11. Preferred embodiments are given in the respective dependent claims.

Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerrahmen eine Notenergieeinheit vorgesehen ist, dass die Notenergieeinheit mit der Spanneinrichtung zum Lösen der Einspannung verbunden ist und dass eine Auslöseeinheit vorgesehen ist, durch welche die Notenergieeinheit zum Lösen der Spanneinrichtung aktivierbar ist.The drilling device according to the invention is characterized in that a note energy unit is provided on the support frame, that the note energy unit is connected to the clamping device for releasing the clamping and that a triggering unit is provided, through which the note energy unit for releasing the clamping device can be activated.

Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die Bohrvorrichtung mit einer autarken Energieeinheit zu versehen, durch welche ausreichend Energie zur Verfügung gestellt wird, um bei einem plötzlichen oder unerwarteten Abtrennen der Bohrvorrichtung von der externen Energieversorgung ausreichend Energie bereitzustellen, um eine Einspannung der Bohrvorrichtung am Stützrohr oder im Bohrloch zuverlässig zu lösen. Dabei ist zum Lösen eine Auslöseeinheit vorgesehen, die die Spanneinrichtung gezielt löst. Die Auslöseeinheit kann grundsätzlich so ausgelegt sein, dass sie unter bestimmten Bedingungen selbsttätig auslöst. Vorzugsweise ist die Auslöseeinheit jedoch so ausgebildet, dass diese von einem Maschinenbediener gezielt aktiviert wird.A basic idea of the invention can be seen to provide the drilling device with a self-sufficient energy unit, through which sufficient energy is provided to provide sufficient energy in a sudden or unexpected disconnection of the drilling device from the external power supply to a clamping of the drilling device on Reliably solve support tube or downhole. In this case, a trip unit is provided for releasing the targeted solves the tensioning device. The trip unit can basically be designed so that it triggers automatically under certain conditions. Preferably, however, the trip unit is designed so that it is activated by a machine operator targeted.

Mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung ist so jederzeit ein sicheres und einfaches Lösen einer eingespannten Bohrvorrichtung möglich, selbst wenn diese sich in einer relativ großen Bohrtiefe befindet und unerwartet von der externen Energieversorgung abgetrennt ist.With the boring device according to the invention a safe and easy release of a clamped drilling device is possible at any time, even if it is located in a relatively large drilling depth and is separated unexpectedly from the external power supply.

Grundsätzlich kann die Spanneinrichtung in beliebiger Weise ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die mindestens eine Spannvorrichtung mindestens einen Spannzylinder aufweist. Vorzugsweise ist der Spannzylinder hydraulisch betrieben. Der Spannzylinder weist dabei einen Fail-Safe-Mode auf, bei welchem der Spannzylinder in der Spannposition verbleibt, wenn die externe Hydraulikversorgung abgetrennt wird.In principle, the clamping device can be designed in any desired manner. According to one embodiment of the invention, it is particularly preferred for the at least one tensioning device to have at least one tensioning cylinder. Preferably, the clamping cylinder is hydraulically operated. The clamping cylinder has a fail-safe mode, in which the clamping cylinder remains in the clamping position when the external hydraulic supply is disconnected.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Spanneinrichtung elektrisch betätigbar ist und dass die Notenergieeinheit eine elektrische Batterie umfasst. Dabei kann die Spanneinrichtung insgesamt einen elektrischen Antrieb zum Verspannen aufweisen. Die Spanneinrichtung kann aber auch einen hydraulischen Zylinder aufweisen, der durch eine elektrische Betätigung von Entlüftungsventilen betätigt wird, um eine Spannkraft zu lösen.A further advantageous embodiment of the invention is that the clamping device is electrically actuated and that the note power unit comprises an electric battery. In this case, the clamping device can have an electric drive for clamping as a whole. However, the clamping device may also have a hydraulic cylinder which is actuated by an electrical actuation of vent valves to release a clamping force.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Notenergieeinheit ein Hydraulikfluidreservoir umfasst, welches über eine Hydraulikleitung mit dem Spannzylinder der Spanneinrichtung verbunden ist. Insbesondere können die Spannzylinder als doppelwirkende Spannzylinder ausgebildet sein. Durch die Notenergieeinheit wird eine am Trägerrahmen vorgesehenes autarkes Hydraulikfluidreservoir betätigt, durch welches die Spannzylinder von einer Spannposition in eine Löseposition rückgestellt werden können.According to a development of the invention, it is advantageous that the note energy unit comprises a hydraulic fluid reservoir, which is connected via a hydraulic line with the clamping cylinder of the clamping device. In particular, the clamping cylinder may be formed as a double-acting clamping cylinder. By the note power unit provided on the support frame self-sufficient hydraulic fluid reservoir is actuated by which the clamping cylinder can be reset from a clamping position to a release position.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht eine vorteilhafte Variante darin, dass durch die Auslöseeinheit die Notenergieeinheit aktivierbar ist, wenn die Bohrvorrichtung bei unterbrochener externer Energieversorgung über die Aufhängeeinrichtung von dem Stützrohr oder dem Bohrloch zurückgezogen wird. Hierdurch können besonders zuverlässig Beschädigungen an der Bohrvorrichtung vermieden werden. Wird über die Aufhängeeinrichtung, insbesondere ein Hubseil, eine Rückholkraft nach oben auf die Bohrvorrichtung aufgebracht, kann dies zu Beschädigungen der Bohrvorrichtung führen, wenn die Bohrvorrichtung noch festgespannt ist. Nach der Erfindung wird bei einem Aufbringen einer bestimmten Zugkraft bei fest gespannter Bohrvorrichtung automatisch die Auslöseeinheit betätigt und eine Einspannung gelöst, so dass die Bohrvorrichtung freigegeben wird.According to a development of the invention, an advantageous variant is that the emergency energy unit can be activated by the trip unit, when the drilling device is retracted with interrupted external power supply via the suspension of the support tube or the borehole. As a result, damage to the drilling device can be avoided particularly reliably. If a return force is applied to the drilling device via the suspension device, in particular a hoisting cable, this can lead to damage to the drilling device if the drilling device is still tightened. According to the invention, the triggering unit is automatically actuated and a clamping released when applying a certain tensile force in a tightly tensioned drilling device, so that the drilling device is released.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann dies insbesondere dadurch erzielt werden, dass die Auslöseeinheit im Bereich der Aufhängeeinrichtung angeordnet ist. Die Auslöseeinheit kann dabei elektrisch, elektronisch oder vorzugsweise mechanisch oder durch eine entsprechende Hydraulikschaltung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Hydraulikfluidreservoir im Bereich der Aufhängeeinrichtung ausgebildet. Ein Aufhängeelement an der Bohrvorrichtung kann dabei verschiebbar gelagert sein, wobei der Auslöseeinheit durch eine anliegende Zugkraft und eine dadurch bewirkte Verschiebung betätigt wird.According to a development of the invention, this can be achieved in particular by arranging the triggering unit in the region of the suspension device. The trip unit may be formed electrically, electronically or preferably mechanically or by a corresponding hydraulic circuit. Preferably, the hydraulic fluid reservoir is formed in the region of the suspension device. A suspension element on the drilling device can be displaceably mounted, wherein the trip unit is actuated by an applied tensile force and thereby caused displacement.

Alternativ oder ergänzend kann es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Auslöseeinheit einen Empfänger zum Empfangen eines Auslösesignals aufweist, welches von einem Sender ausgesendet wird. Der Sender ist dabei insbesondere als ein drahtloser Funksender ausgebildet, welcher von einem Maschinenbediener betätigt werden kann. So kann durch den Maschinenbediener gezielt ein Lösen der festgespannten Bohrvorrichtung bewirkt werden.Alternatively or additionally, it may be provided according to a development of the invention that the trip unit has a receiver for receiving a trigger signal, which is emitted by a transmitter. The transmitter is designed in particular as a wireless radio transmitter, which can be operated by a machine operator. So can be effected by the machine operator targeted a release of the clamped drilling device.

Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Notenergieeinheit einen Hydraulikzylinder aufweist, in welchem ein Verdrängerkolben verschiebbar gelagert ist, und dass der verschiebbare Verdrängerkolben mit der Aufhängeeinrichtung in Verbindung steht, wobei bei einem Aufbringen einer Zugkraft an der Aufhängeeinrichtung durch den Verdrängerkolben Hydraulikfluid in dem Hydraulikzylinder unter Druck gesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform stellt der Hydraulikzylinder mit dem Hydraulikfluid das Hydraulikreservoir zum Betätigen der Spanneinrichtung dar. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform vorteilhaft, dass das Hydraulikfluid im Hydraulikzylinder erst durch Verschieben des Verdrängerkolbens aufgrund der an der Aufhängeeinrichtung angreifenden Zugkraft unter Druck gesetzt wird. Dies stellt besonders gut sicher, dass stets ausreichend Energie zur Verfügung steht. Dabei wird die Druckenergie erst zu dem Zeitpunkt aufgebaut, zu welchem diese benötigt wird. Dies vermeidet eine Dauerbelastung und vermindert einen Dichtungsaufwand.According to another embodiment of the invention, it is advantageous that the note energy unit comprises a hydraulic cylinder in which a displacer is slidably mounted, and in that the displaceable displacer is in communication with the suspension means, wherein upon application of a tensile force to the suspension means by the displacer hydraulic fluid in the hydraulic cylinder is pressurized. In this embodiment, the hydraulic cylinder with the hydraulic fluid is the hydraulic reservoir for actuating the tensioning device. In particular, it is advantageous in this embodiment that the hydraulic fluid in the hydraulic cylinder is only pressurized by displacement of the displacer piston due to the tensile force acting on the suspension device. This ensures particularly well that always enough energy is available. The pressure energy is built up only at the time when it is needed. This avoids a continuous load and reduces a sealing effort.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Aufhängeeinrichtung unmittelbar an dem Verdrängerkolben angeordnet ist. Insbesondere befindet sich der Aufhängepunkt der Bohrvorrichtung an einer Verlängerung einer Kolbenstange des Verdrängerkolbens. Damit wird bei jedem Anheben der Bohrvorrichtung die Auslöseeinrichtung unter Druck und damit in einen betriebsbereiten Zustand versetzt. Vorzugsweise kann die Auslöseeinrichtung auch unmittelbar betätigt werden, so dass bei jedem Anheben der Bohrvorrichtung ein Lösen der Spanneinrichtung zuverlässig sichergestellt ist.A further advantageous embodiment of the invention is that the suspension device is arranged directly on the displacement piston. In particular, the suspension point of the drilling device is located on an extension of a piston rod of the displacer piston. Thus, the triggering device is placed under pressure and thus in an operational state with each lifting of the drilling device. Preferably, the triggering device can also be actuated directly, so that a release of the clamping device is reliably ensured with each lifting of the drilling device.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass an der Oberseite des Tragrahmens ein Kniehebel schwenkbar angelenkt ist, dass die Aufhängeeinrichtung an einem ersten Hebelarm des Kniehebels angeschlossen ist und dass ein zweiter Hebelarm des Kniehebels mit einem Betätigungsstempel zum Verschieben des Verdrängerkolbens in Wirkverbindung steht. Bei dieser Anordnung besteht ein vergrößerter Anordnungsspielraum für den Hydraulikzylinder. Zudem kann durch die Kniehebelanordnung eine Krafterhöhung der Aufhängekraft bewirkt werden, so dass insgesamt in dem Hydraulikzylinder ein erhöhter Druck aufgebaut wird.According to a development of the invention, it is advantageous that at the top of the support frame, a toggle lever is pivotally connected, that the suspension device is connected to a first lever arm of the toggle lever and that a second lever arm of the toggle lever is in operative connection with an actuating plunger for moving the displacer. In this arrangement, there is an increased arrangement margin for the hydraulic cylinder. In addition, an increase in force of the suspension force can be effected by the toggle lever arrangement, so that a total of an increased pressure is built up in the hydraulic cylinder.

Hinsichtlich des Bohrverfahrens ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrvorrichtung eingesetzt wird, wie sie zuvor beschrieben wurde, und dass die Spanneinrichtung mit einer Notenergieeinheit an einem Trägerrahmen der Bohrvorrichtung verbunden ist, wobei die Notenergieeinheit durch eine Auslöseeinheit zum Lösen der Spanneinrichtung aktiviert wird.With regard to the drilling method, the invention is characterized in that a drilling device is used, as described above, and that the Clamping device is connected to a note power unit on a support frame of the drilling device, wherein the note power unit is activated by a trip unit for releasing the clamping device.

Mit dem Bohrverfahren kann eine zuverlässige Bergung einer festgespannten Bohrvorrichtung erreicht werden, selbst wenn eine externe Energieversorgung unterbrochen ist. Mit dem Bohrverfahren können im Übrigen die zuvor beschriebenen Vorteile erreicht werden, wie sie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung beschrieben sind.With the drilling method, a reliable recovery of a clamped drilling device can be achieved, even if an external power supply is interrupted. Incidentally, with the drilling method, the advantages described above can be achieved, as described in connection with the drilling device according to the invention.

Eine bevorzugte Verfahrensvariante besteht nach der Erfindung darin, dass ein Aktivieren der Notenergieeinheit erfolgt, wenn die externe Energieversorgung unterbrochen ist und/oder die Bohrvorrichtung aus dem Stützrohr gezogen wird. Hierdurch wird stets ein zuverlässiges Lösen einer festgespannten Bohrvorrichtung von einem Stützrohr sichergestellt, so dass Beschädigungen der Bohrvorrichtung, des Stützrohres oder der Zugeinrichtung vermieden werden.A preferred variant of the method according to the invention is that activating the note energy unit takes place when the external power supply is interrupted and / or the drilling device is pulled out of the support tube. As a result, a reliable release of a tightened drilling device is always ensured by a support tube, so that damage to the drilling device, the support tube or the pulling device can be avoided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung;
Fig. 2
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit einer zugehörigen Bohranlage;
Fig. 3
eine Seitenansicht einer Aufhängeeinrichtung einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung;
Fig. 4
eine perspektivische Ansicht der Aufhängeeinrichtung von Fig. 3 bei entlasteter Aufhängung;
Fig. 5
eine Seitenansicht der Aufhängeinrichtung der Figuren 3 und 4 bei belasteter Aufhängung;
Fig. 6
eine perspektivische Ansicht der Aufhängeinrichtung im belasteten Zustand gemäß Fig. 5;
Fig. 7
eine Seitenansicht einer weiteren Aufhängeeinrichtung einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung;
Fig. 8
eine weitere Seitenansicht der Aufhängeeinrichtung von Fig. 7 bei entlasteter Aufhängung;
Fig. 9
eine perspektivische Ansicht der Aufhängeeinrichtung der Figuren 7 und 8 in einem entlasteten Zustand;
Fig. 10
eine Seitenansicht der Aufhängeeinrichtung der Figuren 7 bis 9 mit belasteter Aufhängung;
Fig. 11
eine weitere Seitenansicht der Aufhängeeinrichtung von Fig. 10;
Fig. 12
eine perspektivische Ansicht der Aufhängeeinrichtung im belasteten Zustand gemäß den Figuren 10 und 11; und
Fig. 13
eine teilweise und schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit einer funkgesteuerten Auslöseeinheit.
The invention will be further described by means of preferred embodiments, which are illustrated in the drawings. In the drawings show:
Fig. 1
a perspective view of a drilling device according to the invention;
Fig. 2
a side view of the drilling device according to the invention with an associated drilling rig;
Fig. 3
a side view of a suspension device of a drilling device according to the invention;
Fig. 4
a perspective view of the suspension of Fig. 3 with unloaded suspension;
Fig. 5
a side view of the suspension of the FIGS. 3 and 4 with loaded suspension;
Fig. 6
a perspective view of the suspension in the loaded state according to Fig. 5 ;
Fig. 7
a side view of another suspension device of a drilling device according to the invention;
Fig. 8
another side view of the suspension of Fig. 7 with unloaded suspension;
Fig. 9
a perspective view of the suspension of the FIGS. 7 and 8 in a relaxed condition;
Fig. 10
a side view of the suspension of the FIGS. 7 to 9 with loaded suspension;
Fig. 11
another side view of the suspension of Fig. 10 ;
Fig. 12
a perspective view of the suspension device in the loaded state according to the FIGS. 10 and 11 ; and
Fig. 13
a partial and schematic view of a drilling device according to the invention with a radio-controlled trip unit.

Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung 10 einen aus Platten und Vertikalstreben aufgebauten Trägerrahmen 12 auf, an dem ein nur verdeckt dargestellter Bohrantrieb 14 angeordnet ist. Der Bohrantrieb 14 dient zum drehenden Antreiben eines Bohrstranges 15, an dessen unteren Ende ein Bohrwerkzeug 20 mit Abtragszähnen zum Abtragen von Bodenmaterial angeordnet ist.According to Fig. 1 For example, a boring device 10 according to the invention has a support frame 12 made up of plates and vertical struts, on which a drill drive 14, which is only shown concealed, is arranged. The drill drive 14 is used for rotationally driving a drill string 15, at the lower end of a drilling tool 20 is arranged with Abtragszähnen for removing soil material.

Die dargestellte Bohrvorrichtung 10 ist als eine Im-Loch-Bohreinheit ausgebildet, welche sich mittels einer radial wirkenden ersten Spanneinrichtung 22 und einer weiteren radial wirkenden zweiten Spanneinrichtung 26 an einer Innenwand eines zuvor in den Boden eingebrachten Stützrohres oder unmittelbar an einer Bohrlochwandung abstützt. Die erste Spanneinrichtung 22 weist dabei gleichmäßig um den Umfang verteilte erste Spannbacken 24 auf, welche mittels nicht dargestellten Spannzylindern radial aus- und einfahrbar sind. In einer ähnlichen Weise sind zweite Spannbacken 28 an der zweiten Spanneinrichtung 26 über nicht dargestellte radial wirkende Spannzylinder ein- und ausfahrbar. In der radial ausgefahrenen Position der Spannbacken 24, 28 wird die jeweilige Spanneinrichtung 22, 26 gegenüber dem Stützrohr oder der Bohrungswand festgespannt.The illustrated drilling apparatus 10 is designed as an in-hole drilling unit, which is supported by means of a radially acting first clamping device 22 and a further radially acting second clamping device 26 on an inner wall of a previously introduced into the ground support tube or directly on a borehole wall. The first clamping device 22 has uniformly around the circumference distributed first clamping jaws 24, which are radially extendable and retractable by means of clamping cylinders, not shown. In a similar manner, second clamping jaws 28 can be moved in and out of the second clamping device 26 via not shown radially acting clamping cylinders. In the radially extended position of the clamping jaws 24, 28, the respective clamping device 22, 26 clamped relative to the support tube or the bore wall.

Die erste Spanneinrichtung 22 ist dabei fest an dem Trägerrahmen 12 angeordnet. Die ringförmige zweite Spanneinrichtung 26 ist mittels axial wirkender Stellzylinder 30 gegenüber dem Trägerrahmen 12 und der ersten Spanneinrichtung 22 axial verfahrbar gelagert. Eine Energieversorgung des Bohrantriebes 14 sowie der Spanneinrichtungen 22, 26 und der axialen Stellzylinder 30 erfolgt von extern über Energieversorgungsleitungen 46, welche an einer Oberseite des Trägerrahmens 12 an einer Anschlusseinrichtung 48 lösbar angeschlossen sind. Die Energieversorgungsleitungen 46 sind insbesondere als Hydraulikleitungen und/oder Elektroleitungen ausgelegt.The first clamping device 22 is fixedly arranged on the support frame 12. The annular second clamping device 26 is axially displaceable by means of axially acting actuating cylinder 30 relative to the support frame 12 and the first clamping device 22. An energy supply of the auger drive 14 and the clamping devices 22, 26 and the axial actuating cylinder 30 takes place externally via power supply lines 46, which are detachably connected to a connection device 48 on an upper side of the support frame 12. The power supply lines 46 are designed in particular as hydraulic lines and / or electric lines.

Zum Erstellen eines Bohrlochs wird die Bohrvorrichtung 10 mittels einer Bohranlage 100, welche in Fig. 2 schematisch dargestellt ist und grundsätzlich Teil der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung 10 sein kann, in einen Boden abgeteuft. In dem Boden kann zuvor ein nicht dargestelltes Stützrohr durch Bohren, Rammen oder Vibrationsbohren eingebracht sein.In order to create a borehole, the boring device 10 is moved by means of a drilling rig 100, which is in Fig. 2 is shown schematically and in principle may be part of the drilling apparatus 10 according to the invention, sunk into a soil. In the ground previously unillustrated support tube may be introduced by drilling, ramming or vibration drilling.

Die Bohrvorrichtung 10 wird innerhalb des Stützrohres zunächst mit der ersten Spanneinrichtung 22 durch radiales Ausfahren der ersten Spannbacken 24 festgespannt. Durch drehendes Antreiben des Bohrwerkzeuges 20 wird Bodenmaterial abgetragen, welches über eine nicht näher dargestellte Suspensionsleitung als zerkleinertes Bodenmaterial zusammen mit einer Bohrflüssigkeit aus dem erstellten Bohrloch abgepumpt wird. Dabei senkt sich das Bohrwerkzeug 20 mit dem Bohrstrang 15 allmählich nach unten ab. Dieser Axialbewegung folgt die zweite Spanneinrichtung 26, welche axial verstellbar gegenüber dem festgespannten Trägerrahmen 12 gelagert ist. Ein nach-unten-Fahren kann zusätzlich durch Ausfahren der axialen Stellzylinder 30 unterstützt werden. Nach Durchführen dieses ersten Bohrschrittes werden die zweiten Spannbacken 28 der zweiten Spanneinrichtung 26 radial ausgefahren und diese gegenüber dem Stützrohr verspannt. Sodann können die ersten Spannbacken 24 der ersten Spanneinrichtung 22 gelöst und der Trägerrahmen 12 kann durch Einfahren der axialen Stellzylinder 30 nach unten nachgeführt werden. Anschließend können die ersten Spannbacken 24 durch die nicht dargestellten Spannzylinder wieder radial nach außen verfahren und so der Trägerrahmen 12 mittels der ersten Spanneinrichtung 22 wieder verspannt und in seiner Lage fixiert werden.The drilling device 10 is first clamped within the support tube with the first clamping device 22 by radially extending the first clamping jaws 24. By rotationally driving the drilling tool 20, soil material is removed, which is pumped off via a suspension line not shown in detail as crushed soil material together with a drilling fluid from the created wellbore. In this case, the drilling tool 20 gradually descends with the drill string 15 downwards. This axial movement is followed by the second clamping device 26, which is mounted axially adjustable relative to the clamped support frame 12. Downward driving can be additionally supported by extending the axial actuating cylinder 30. After performing this first drilling step, the second clamping jaws 28 of the second clamping device 26 are radially extended and this clamped relative to the support tube. Then, the first clamping jaws 24 of the first clamping device 22 can be solved and the support frame 12 can be tracked by retracting the axial actuating cylinder 30 down. Subsequently, the first clamping jaws 24 can be moved radially outward again by the clamping cylinders, not shown, and thus the carrier frame 12 can be clamped again by means of the first clamping device 22 and fixed in its position.

Die zweiten Spannbacken 28 der zweiten Spanneinrichtung 26 können wieder gelöst werden, so dass ein weiterer Bohrschritt entsprechend einer Hublänge erfolgen kann.The second clamping jaws 28 of the second clamping device 26 can be released again, so that a further drilling step can be carried out according to a stroke length.

Die in Fig. 2 gezeigte Bohranlage 100 weist eine Bohrplattform 102 auf, auf welcher ein Bohrmast 104 sowie Energieversorgungsaggregate 106 angeordnet sind. Die Energieversorgungsaggregate 106 können insbesondere einen Dieselmotor aufweisen, welcher eine Hydraulikpumpe zur Versorgung der Bohrvorrichtung 10 mit Hydraulikenergie antreibt. Die Hydraulikenergie wird über die Energieversorgungsleitungen 46 der Bohrvorrichtung 10 zugeführt, welche jedoch in Fig. 2 nicht näher dargestellt sind.In the Fig. 2 Drilling rig 100 shown has a drilling platform 102, on which a drilling mast 104 and energy supply units 106 are arranged. The power supply units 106 may in particular comprise a diesel engine which drives a hydraulic pump for supplying the drilling apparatus 10 with hydraulic energy. The hydraulic energy is supplied via the power supply lines 46 of the drilling apparatus 10, which, however, in Fig. 2 are not shown in detail.

Die Bohrvorrichtung 10 ist über ein Aufhängeseil 108 vertikal verstellbar an dem Bohrmast 104 aufgehängt. Das Aufhängeseil 108 sowie die Energieversorgungsleitungen 46 sind über Winden zu- und rückstellbar.The drilling apparatus 10 is suspended vertically adjustable on the drilling mast 104 via a suspension cable 108. The suspension cable 108 and the power supply lines 46 are on winds and resettable.

Mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung 10 können Bohrtiefen von bis zu 100 m und darüber hinaus erreicht werden. Dabei besteht grundsätzlich die Gefahr, etwa bei einem Betrieb auf hoher See oder bei einem unerwarteten Schlauchbruch, dass die Bohrvorrichtung 10 in dem Bohrloch von der externen Energieversorgung abgeschnitten wird. Dies kann auch dann eintreten, wenn unter bestimmten Bedingungen ein Trennen der Energieversorgungsleitungen 46 von der Anschlusseinrichtung 48 erforderlich ist.With the drilling device 10 according to the invention, drilling depths of up to 100 m and beyond can be achieved. In principle, there is a risk, for example in the case of operation on the high seas or in the event of an unexpected hose break, that the drilling apparatus 10 in the borehole is cut off from the external energy supply. This can also occur if, under certain conditions, a disconnection of the power supply lines 46 from the connection device 48 is required.

Um in einem solchen Fall ein sicheres Rückholen der in der Bohrung festgespannten Bohrvorrichtung 10 durch das Aufhängeseil 108 zu ermöglichen, ist die Bohrvorrichtung 10 gemäß der Erfindung mit einer speziellen Notenergieeinheit 50 versehen, welche in Fig. 1 angedeutet und nachfolgend näher beschrieben wird.In order to allow in such a case a safe retrieval of the drilling device 10 clamped in the bore by the suspension rope 108, the drilling device 10 according to the invention is provided with a special note energy unit 50, which in Fig. 1 indicated and described in more detail below.

Bei einer ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 bis 6 ist eine Aufhängeeinrichtung 40 für das Aufhängeseil 108 vorgesehen, welche mit dem nur teilweise dargestellten Trägerrahmen 12 der Bohrvorrichtung 10 über einen Kniehebel 41 verbunden ist. Der Kniehebel 41 weist einen ersten Hebelarm 42 und einen rechtwinklig dazu angeordneten zweiten Hebelarm 43 auf. Im Eckbereich des Kniehebels 41 ist dieser über ein Schwenkgelenk 44 an einer oberen Platte des Trägerrahmens 12 um eine horizontale Achse schwenkbar angelenkt. Der erste Hebelarm 42 ist gelenkig an einem unteren Ende der Aufhängeeinrichtung 40 angebracht. Der zweite Hebelarm 43 steht mit einem Betätigungsstempel 55 einer Notenergieeinheit 50 in Verbindung. Dabei stellt der Betätigungsstempel 55 eine axiale Verlängerung eines Verdrängerkolbens 54 dar, welcher in einem Hydraulikzylinder 53 verschiebbar gelagert ist. Der Hydraulikzylinder 53 bildet ein Hydraulikfluidreservoir 52 der Notenergieeinheit 50. Das Hydraulikfluidreservoir 52 ist über nicht dargestellte Leitungen mit den Spannzylindern der beiden Spanneinrichtungen 22, 26 verbunden.In a first embodiment according to the FIGS. 3 to 6 a suspension device 40 is provided for the suspension cable 108, which is connected to the only partially shown support frame 12 of the drilling device 10 via a toggle lever 41. The toggle lever 41 has a first lever arm 42 and a second lever arm 43 arranged at right angles thereto. In the corner region of the toggle lever 41, this is articulated via a pivot joint 44 on an upper plate of the support frame 12 about a horizontal axis pivotally. The first lever arm 42 is hinged attached to a lower end of the hanger 40. The second lever arm 43 is connected to an actuating punch 55 of an emergency power unit 50 in connection. In this case, the actuating piston 55 is an axial extension of a displacer 54, which is mounted displaceably in a hydraulic cylinder 53. The hydraulic cylinder 53 forms a hydraulic fluid reservoir 52 of the note energy unit 50. The hydraulic fluid reservoir 52 is connected via lines, not shown, with the clamping cylinders of the two clamping devices 22, 26.

In den Figuren 3 und 4 ist eine unbelastete Anordnung dargestellt, bei welcher keine Zugkraft an dem Aufhängeseil 108 und damit der Aufhängeeinrichtung 40 anliegt. Soll die Bohrvorrichtung 10 aus dem Bohrloch gezogen werden, wird auf das Aufhängeseil 108 eine Zugkraft aufgebracht, so dass sich die Aufhängeeinrichtung 40 nach oben in eine Schwerkraftlinie der Bohrvorrichtung 10 bewegt, wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Durch diese Aufwärtsbewegung der Aufhängeeinrichtung 40 wird der Kniehebel 41 verschwenkt, wobei der zweite Hebelarm 43 den Betätigungsstempel 55 nach unten drückt, wobei der Verdrängerkolben 54 in dem Hydraulikzylinder 53 nach unten gedrückt wird.In the FIGS. 3 and 4 an unloaded arrangement is shown in which no tensile force is applied to the suspension cable 108 and thus the suspension device 40. If the boring device 10 is to be pulled out of the borehole, a tension force is applied to the suspension rope 108 so that the suspension device 40 moves upwards into a line of gravity of the boring device 10, as in FIGS FIGS. 5 and 6 is shown. By this upward movement of the suspension device 40, the toggle lever 41 is pivoted, wherein the second lever arm 43 presses the actuating ram 55 downward, wherein the displacer 54 is pressed in the hydraulic cylinder 53 down.

In dem Hydraulikzylinder 53 und dem Hydraulikfluidreservoir 52 befindliches Hydraulikfluid wird durch diese Bewegung des Verdrängerkolbens 54 unter Druck gesetzt. Das so druckbeaufschlagte Hydraulikfluid kann die Spannbacken 24, 28 der beiden Spanneinrichtungen 22, 26 durch entsprechendes Betätigen der zugehörigen Spannzylinder so aktivieren, dass die Spannbacken 24, 28 rückgestellt und die Spanneinrichtungen 22, 26 zuverlässig gelöst werden. Dieses Lösen wird somit durch die Notenergieeinheit 50 erreicht, selbst wenn die externe Energieversorgung unterbrochen ist. In dieser gelösten Position kann nunmehr die Bohrvorrichtung 10 über die Aufhängeeinrichtung 40 zuverlässig zu der Bohranlage 100 rückgeholt werden. Der Mechanismus mit dem Kniehebel 41 stellt somit eine automatische Auslöseeinheit 58 zum Lösen der Spanneinrichtungen 22, 26 dar.In the hydraulic cylinder 53 and the hydraulic fluid reservoir 52 located hydraulic fluid is pressurized by this movement of the displacer 54. The thus pressurized hydraulic fluid can activate the clamping jaws 24, 28 of the two clamping devices 22, 26 by correspondingly actuating the associated clamping cylinders in such a way that the clamping jaws 24, 28 are reset and the clamping devices 22, 26 are reliably released. This release is thus achieved by the note power unit 50, even if the external power supply is interrupted. In this released position, the drilling device 10 can now be reliably retrieved via the suspension device 40 to the drilling rig 100. The mechanism with the knee lever 41 thus represents an automatic trip unit 58 for releasing the clamping devices 22, 26 represents.

In den Figuren 7 bis 12 ist eine abgewandelte Anordnung einer Notenergieeinheit 50 dargestellt, bei welcher die Auslöseeinheit 58 zum Lösen der Spanneinrichtungen 22, 26 ebenfalls mechanisch ausgebildet ist. Dabei weist die Notenergieeinheit 50 an der Oberseite einer Platte des Trägerrahmens 12 einen Hydraulikzylinder 53 auf, welcher gleichzeitig ein Hydraulikfluidreservoir 52 der Notenergieeinheit 50 bildet. Innerhalb des Hydraulikzylinders 53 ist ein Verdrängerkolben 54 beweglich gelagert, welcher sich nach außen zu einem Betätigungsstempel 55 verlängert. Der Hydraulikzylinder 53 ist mittig an der kreisscheibenförmigen Platte des Trägerrahmens 12 angeordnet.In the FIGS. 7 to 12 a modified arrangement of an emergency power unit 50 is shown in which the trip unit 58 for releasing the clamping devices 22, 26 is also formed mechanically. In this case, the note energy unit 50 on the upper side of a plate of the support frame 12 has a hydraulic cylinder 53, which simultaneously forms a hydraulic fluid reservoir 52 of the note energy unit 50. Within of the hydraulic cylinder 53 is a displacer 54 movably mounted, which extends outwards to an actuating punch 55. The hydraulic cylinder 53 is arranged centrally on the circular disk-shaped plate of the support frame 12.

Am oberen Ende des Betätigungsstempels 55 ist die Aufhängeeinrichtung 40 für das Betätigungsseil 108 angelenkt. In einem unbelasteten Zustand befindet sich der Betätigungsstempel 55 und der damit verbundene Verdrängerkolben 54 innerhalb des Hydraulikzylinders 53, wie in den Figuren 7 bis 9 dargestellt ist.At the upper end of the actuating plunger 55, the suspension device 40 is articulated for the operating cable 108. In an unloaded state, the actuation plunger 55 and the associated displacer 54 are within the hydraulic cylinder 53, as in FIGS FIGS. 7 to 9 is shown.

Bei Aufbringen einer Zugkraft auf die Aufhängeeinrichtung 40, wie diese zum Beispiel beim Rückholen der Bohrvorrichtung 10 aus einem Bohrloch erforderlich ist, wird der Betätigungsstempel 55 und der damit verbundene Verdrängerkolben 54 gegenüber dem Hydraulikzylinder 53 nach oben bewegt. Hierdurch wird in einer oberen Kammer des Hydraulikzylinders 53 Hydraulikfluid unter Druck gesetzt. Dieses Hydraulikfluid kann über nicht dargestellte Hydraulikleitungen, wie zuvor beschrieben, die Spannzylinder der Spanneinrichtungen 22, 26 betätigen, um die Spannbacken 24, 28 rückzustellen und die Bohrvorrichtung 10 zu lösen.Upon application of a tensile force on the suspension device 40, as is required, for example, when retrieving the drilling device 10 from a borehole, the actuating piston 55 and the displacement piston 54 connected thereto are moved upwards relative to the hydraulic cylinder 53. As a result, hydraulic fluid is pressurized in an upper chamber of the hydraulic cylinder 53. This hydraulic fluid can, via hydraulic lines, not shown, as described above, the clamping cylinder of the clamping devices 22, 26 actuate to reset the jaws 24, 28 and to release the drilling device 10.

Gemäß Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei die Notenergieeinheit 50 eine Batterie 56 am Trägerrahmen 12 aufweist. Die Batterie 56 ist über eine nicht dargestellte Steuerung mit einem Empfänger 62 an einem oberen Ende des Trägerrahmens 12 verbunden. Der Empfänger 62 stellt einen Teil der Auslöseeinheit 58 dar, wobei ein Steuersignal zum Lösen der Spanneinrichtungen 22, 26 über einen von der Bohrvorrichtung 10 entfernten Sender 60 übertragen wird. Der Sender 60 kann sich insbesondere an der Bohranlage 100 befinden.According to Fig. 13 a further embodiment of the invention is shown, wherein the note power unit 50 has a battery 56 on the support frame 12. The battery 56 is connected via a controller, not shown, to a receiver 62 at an upper end of the support frame 12. The receiver 62 represents a part of the trip unit 58, wherein a control signal for releasing the clamping devices 22, 26 is transmitted via a transmitter 60 remote from the drilling device 10. The transmitter 60 may be located in particular on the drilling rig 100.

Bei Empfang eines Auslösesignals, welches vom Sender 60 ausgesendet wird, aktiviert die Auslöseeinheit 58 die Batterie 56, so dass die Spannbacken 24, 28 der beiden Spanneinrichtungen 22, 26 elektrisch aus einer Spannposition rückgestellt werden.Upon receipt of a trigger signal emitted by the transmitter 60, the trip unit 58 activates the battery 56 so that the jaws 24, 28 of the two chucks 22, 26 are electrically reset from a cocking position.

Anstelle der dargestellten Batterie 56 kann auch ein anderer Energiespeicher, etwa ein Druckbehälter mit einem Hydraulikfluid vorgesehen sein, welcher beim Empfang eines Auslösesignals von der Auslöseeinheit 58 betätigt wird, um die Spannbacken 24, 28 hydraulisch rückzustellen.Instead of the illustrated battery 56 may also be another energy storage, such as a pressure vessel may be provided with a hydraulic fluid which is actuated upon receipt of a trigger signal from the trip unit 58 to reset the jaws 24, 28 hydraulically.

Claims (12)

Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung mit - einem Bohrantrieb (14), - einem Bohrwerkzeug (20), welches durch den Bohrantrieb (14) rotierend antreibbar ist, - einem Trägerrahmen (12), an oder in dem der Bohrantrieb (14) und das Bohrwerkzeug (20) gelagert sind, wobei der Trägerrahmen (12) ausgebildet ist, an oder in einem Stützrohr oder in der Bohrung angeordnet zu werden, - mindestens einer Spanneinrichtung (22, 26), welche zum lösbaren Festspannen des Trägerrahmens (12) an dem Stützrohr oder in der Bohrung ausgebildet ist, - einer Aufhängeeinrichtung (40) an der Oberseite des Trägerrahmens (12) zum Aufhängen der Bohrvorrichtung (10) und - mindestens einer Anschlusseinrichtung (48) zum Anschließen einer externen Energieversorgung, dadurch gekennzeichnet, - dass an dem Trägerrahmen (12) eine Notenergieeinheit (50) vorgesehen ist, - dass die Notenergieeinheit (50) mit der Spanneinrichtung (22, 26) zum Lösen der Einspannung verbunden ist und - dass eine Auslöseeinheit (58) vorgesehen ist, durch welche die Notenergieeinheit (50) zum Lösen der Spanneinrichtung (22, 26) aktivierbar ist. Drilling device for creating a hole with a drilling drive (14), a drilling tool (20) which is drivable in rotation by the drill drive (14), a support frame (12) on or in which the drill drive (14) and the drilling tool (20) are mounted, wherein the support frame (12) is designed to be arranged on or in a support tube or in the bore, - At least one clamping device (22, 26) which is designed for releasably clamping the support frame (12) on the support tube or in the bore, - A suspension device (40) on the upper side of the support frame (12) for suspending the drilling device (10) and at least one connection device (48) for connecting an external energy supply, characterized, that an emergency power unit (50) is provided on the support frame (12), - That the Notenergieeinheit (50) with the clamping device (22, 26) is connected to release the clamping and - That a trip unit (58) is provided, through which the Notenergieeinheit (50) for releasing the clamping device (22, 26) can be activated. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Spanneinrichtung (22, 26) mindestens einen Spannzylinder aufweist.
Drilling device according to claim 1,
characterized,
the at least one clamping device (22, 26) has at least one tensioning cylinder.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spanneinrichtung (22, 26) über einen Antrieb elektrisch betätigbar ist und
dass die Notenergieeinheit (50) eine elektrische Batterie (56) umfasst.
Drilling device according to claim 1 or 2,
characterized,
that the tensioning device (22, 26) is electrically actuatable via a drive and
in that the note energy unit (50) comprises an electric battery (56).
Bohrvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Notenergieeinheit (50) ein Hydraulikfluidreservoir (52) umfasst, welches über eine Hydraulikleitung mit dem Spannzylinder der Spanneinrichtung (22, 26) verbunden ist.
Drilling device according to claim 2 or 3,
characterized,
in that the note energy unit (50) comprises a hydraulic fluid reservoir (52) which is connected via a hydraulic line to the clamping cylinder of the tensioning device (22, 26).
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Auslöseeinheit (58) die Notenergieeinheit (50) aktivierbar ist, wenn die Bohrvorrichtung (10) bei unterbrochener externer Energieversorgung über die Aufhängeeinrichtung (40) von dem Stützrohr oder dem Bohrloch zurückgezogen wird.
Drilling device according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that by the trip unit (58), the emergency power unit (50) is activated when the drilling device (10) is retracted with interrupted external power supply via the suspension device (40) of the support tube or the well bore.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auslöseeinheit (58) im Bereich der Aufhängeeinrichtung (40) angeordnet ist.
Drilling device according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that the trigger unit (58) is arranged in the region of the hanger (40).
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auslösereinheit (58) einen Empfänger (62) zum Empfangen eines Auslösesignals aufweist, welches von einem Sender (60) ausgesendet wird.
Drilling device according to one of claims 1 to 6,
characterized,
in that the trigger unit (58) has a receiver (62) for receiving a triggering signal which is emitted by a transmitter (60).
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Notenergieeinheit (50) einen Hydraulikzylinder (53) aufweist, in welchem ein Verdrängerkolben (54) verschiebbar gelagert ist, und
dass der verschiebbare Verdrängerkolben (54) mit der Aufhängeeinrichtung (40) in Verbindung steht, wobei bei einem Aufbringen einer Zugkraft an der Aufhängeeinrichtung (40) durch den Verdrängerkolben (54) Hydraulikfluid in dem Hydraulikzylinder (53) unter Druck gesetzt ist.
Drilling device according to one of claims 4 to 7,
characterized,
in that the note energy unit (50) has a hydraulic cylinder (53) in which a displacer piston (54) is displaceably mounted, and
in that the displaceable displacer piston (54) is connected to the suspension device (40), wherein upon application of a tensile force to the suspension device (40) by the displacer piston (54), hydraulic fluid in the hydraulic cylinder (53) is pressurized.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufhängeeinrichtung (40) unmittelbar an dem Verdrängerkolben (54) angeordnet ist.
Drilling device according to claim 8,
characterized,
that the suspension means (40) directly on the displacement piston (54) is arranged.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Oberseite des Tragrahmens (12) ein Kniehebel (41) schwenkbar angelenkt ist,
dass die Aufhängeeinrichtung (40) an einem ersten Hebelarm (42) des Kniehebels (42) angeschlossen ist und
dass ein zweiter Hebelarm (43) des Kniehebels (42) mit einem Betätigungsstempel (55) zum Verschieben des Verdrängerkolbens (54) in Wirkverbindung steht.
Drilling device according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that on the upper side of the supporting frame (12) comprises a knee lever (41) is pivoted,
in that the suspension device (40) is connected to a first lever arm (42) of the toggle lever (42) and
that a second lever arm (43) of the toggle lever (42) having an actuating plunger (55) for moving the displacer (54) is in operative connection.
Bohrverfahren zum Erstellen einer Bohrung, bei dem - mittels einer Bohrvorrichtung (10) in einen Grund, insbesondere einen Gewässergrund, die Bohrung eingebracht wird, - die Bohrvorrichtung (10) mittels mindestens einer Spanneinrichtung (22, 26) an einem Stützrohr oder in der Bohrung festgespannt wird, - durch drehendes Antreiben eines Bohrwerkzeugs (20) der Bohrvorrichtung (10) Bodenmaterial abgetragen wird und - eine zum Bohren benötigte Energie über eine Anschlusseinrichtung (48) über eine externe Energieversorgung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Bohrvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingesetzt wird und - dass die Spanneinrichtung (22, 26) mit einer Notenergieeinheit (50) an einem Trägerrahmen (12) der Bohrvorrichtung (10) verbunden ist, wobei die Notenergieeinheit (50) durch eine Auslöseeinheit (58) zum Lösen der Spanneinrichtung (22, 26) aktiviert wird. Drilling method for creating a hole in which - By means of a drilling device (10) in a reason, in particular a body of water, the bore is introduced, - The drilling device (10) by means of at least one clamping device (22, 26) is clamped to a support tube or in the bore, - By rotating a driving tool (20) of the drilling device (10) soil material is removed and a power required for drilling is supplied via a connection device (48) via an external power supply, characterized, - That a drilling device (10) according to one of claims 1 to 10 is used and in that the tensioning device (22, 26) is connected to an emergency energy unit (50) on a support frame (12) of the drilling device (10), the emergency energy unit (50) being triggered by a release unit (58) for releasing the tensioning device (22, 26) is activated. Bohrverfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Aktivieren der Notenergieeinheit (50) erfolgt, wenn die externe Energieversorgung unterbrochen ist und/oder die Bohrvorrichtung (10) aus dem Stützrohr gezogen wird.
Drilling method according to claim 11,
characterized,
in that activation of the note energy unit (50) occurs when the external power supply is interrupted and / or the drilling device (10) is pulled out of the support tube.
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