EP3722552B1 - Erdbohrvorrichtung, transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung, steuerung einer transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung und verfahren zur steuerung einer erdbohrvorrichtung - Google Patents

Erdbohrvorrichtung, transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung, steuerung einer transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung und verfahren zur steuerung einer erdbohrvorrichtung Download PDF

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EP3722552B1
EP3722552B1 EP20162600.9A EP20162600A EP3722552B1 EP 3722552 B1 EP3722552 B1 EP 3722552B1 EP 20162600 A EP20162600 A EP 20162600A EP 3722552 B1 EP3722552 B1 EP 3722552B1
Authority
EP
European Patent Office
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rod
magazine
earth
rod section
drill
Prior art date
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Active
Application number
EP20162600.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3722552A3 (de
EP3722552A2 (de
Inventor
Niklas Berens
Sebastian Fischer
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.)
Tracto Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Tracto Technik GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3722552A3 publication Critical patent/EP3722552A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/15—Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • 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
    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an earth boring device, a transfer device of an earth boring device, a controller for a transfer device of an earth boring device and a method for controlling an earth boring device.
  • a drilling device which has a rod magazine with a large number of rod sections stored therein, a drill carriage and a transfer device with which the rod sections can be removed from the rod magazine and positioned in the drill carriage.
  • the rod magazine is positioned next to a base support of the drill rig.
  • the rod magazine has the shape of a cuboid and is made up of a plurality of frame profiles connected to one another.
  • the top of the rod magazine is designed to be open, so that the transfer device reaches into the rod magazine and can remove a rod section.
  • the transfer device is connected via a carrier frame both to an outer wall of the rod magazine and to the base carrier of the drill carriage. Horizontally aligned toothed racks are present on the support frame, which mesh with drive gears of a drive. A gripping unit of the transfer device can be moved in the horizontal direction along the horizontal toothed racks.
  • EP 0 945 588 A2 discloses a drill pipe magazine in which the tools or workpieces to be handled are constrained to be slightly spaced apart.
  • the invention is now based on the object of creating an earth drilling device, a transfer device of an earth drilling device, a control of a transfer device of an earth drilling device and a method for controlling an earth drilling device, in which a simply constructed earth drilling device with a shortened time for drilling an earth hole is used can be, in particular absenteeism due to uneven wear or uneven wear of individual rod sections of a drill string can be reduced.
  • the core idea of the invention is to select specific rod sections from the rod magazine in the form of an automatic workflow without requiring interaction with an operator.
  • a controller can select a rod section that is intended to lengthen the drill string that has already been drilled into the ground.
  • the selection can be made according to different criteria and/or specifications. For example, the selection can be made in that the rod sections in the rod magazine are removed in a predetermined order defined by the controller in order to lengthen the drill string. In this respect, the selection can be predetermined by a predetermined order of removal.
  • the rod sections are selected according to the type of position in the rod magazine. In such a case, the rod magazine can be loaded with rod sections according to the predetermined sequence and the sequence can be taken into account in this respect.
  • the rod sections located in the rod magazine are additionally or alternatively selected according to a stipulation or a criterion.
  • information is available in the form of one or more rod section parameters about the individual rod sections located in the rod magazine.
  • the information relating to the rod section can be, for example, the length of time that the rod section has already been used to drill an earth bore.
  • the drill string parameter(s) may also be information about the type of stress that the drill string has experienced in previous earth drilling.
  • a criterion for selection can also include at least one drilling parameter.
  • the borehole parameter can be information regarding the borehole to be carried out, for example the length of time and/or the additional spatial length or extent that the earth borehole will still be drilled into the ground. As a result, it can be taken into account how long the rod sections located in the drill rod are exposed to a load.
  • the borehole parameter(s) can also include what material the drill head hits or will hit and what loads are thereby acting on the drill rods.
  • the drilling parameter can also be a parameter that takes into account a possible (further) bending of the drill string.
  • the service life of the rod sections can be optimized and the rod sections can be dynamically organized at least (semi-)automatically with regard to their use.
  • the inventors have recognized that an at least semi-automatic selection of a specific rod section from the rod magazine represents a significant advantage for the operator and ultimately the operator of the earth drilling device. The operator no longer has to make a selection and for this reason alone the borehole can be drilled more quickly, with an optimized selection also being possible.
  • the processing of a predetermined sequence which can be optimized with regard to the access time to the rod magazine, can be optimized.
  • the selection can also, additionally or alternatively, make an optimized selection of specific rod sections for the application according to specific criteria possible and thus optimized by means of information about the borehole to be created (borehole parameters) and/or information about individual rod sections (rod section parameters). It may be possible to relocate or rearrange the rod sections located in the rod magazine.
  • the rearranging can be carried out at least semi-automatically in order to access a specific rod section which, for example, was not accessible before the rearranging, for example because it was covered by one or more rod sections.
  • the invention provides an earth drilling device with a drill carriage which defines a drill string axis.
  • the earth drilling device has a rod magazine for a plurality of different rod sections and a transfer device for the transfer of a rod section between the rod magazine and the drill rod axis.
  • the rod magazine is designed for a horizontal arrangement of the rod sections in compartments arranged next to one another for access from above by means of the transfer device.
  • a controller of the transfer device is designed to select a specific rod section in the rod magazine depending on at least one drilling parameter and/or at least one rod section parameter.
  • earth drilling device includes any device which, in particular, moves a drill rod containing rod sections in an existing or to be created channel in the ground in order to create or widen a bore, in particular a horizontal bore (HD), or pipelines or other long ones body into the ground.
  • An earth boring device can be a device that drives a drill string and can in particular work in a soil-displacing manner.
  • the drill string can be introduced into the ground in a translatory and/or rotary manner in the longitudinal axial direction of the drill string.
  • a hole can be drilled into the ground by applying tension or pressure to the drill pipe.
  • soil in the sense of the description includes in particular any type of material, in particular earth, sand and/or stone, in which existing or to be created, preferably at least partially horizontal, channels or bores can be introduced.
  • the term "drilling rig” includes a particularly mobile frame on which a carriage for moving the drill string can be provided, which can be moved back and forth in the direction of the drill string axis in order to push or pull the drill string in the ground.
  • the drill rig usually includes at least the carriage and/or a linear drive for advancing the drill rod.
  • the linear drive can additionally or alternatively have a rotary drive for rotating the drill rod.
  • the drill carriage can also have one or more clamping devices, via which the drill rod or a rod section to be attached can be fixed. It can be provided that a clamping device is provided on the drill carriage, by means of which the free end of the drill rod can be fixed in order to enable a new rod section to be connected to the drilled rod.
  • drill pipe axis relates in particular to the axis formed by the longitudinal axes of the individual sections of the drill pipe.
  • the longitudinal axes of the rod sections are considered, which are present in the nearer area of the earth drilling device or the drill carriage in the drill rod.
  • the last and/or penultimate rod section in the drill rod whose longitudinal axis is predetermined by the drive element with which the last rod section is in engagement, are taken into account.
  • the drill rod axis can be regarded as defined by the drill rod, since a carriage can be moved on the drill rod, with which a receptacle can be moved, into which a rod section can be inserted in order to connect the rod section to the drilled drill rod.
  • the term "drill pipe” as used in the description includes any means that can be introduced into the ground in order to make a borehole in the ground.
  • the drill rod can in particular have rod sections, a chain and/or a cable.
  • the term “drill rods” does not include in the sense of the description exclusively rigid drill rods having individual rod sections connected directly or indirectly to one another, but in particular all power transmission elements that can be used in an earth drilling device.
  • the drill string comprises at one end, in particular the front end, a drill head and a drill head tip that may be present or an area adjacent to the drill head, which in particular can have the same orientation as the drill head.
  • a front section of a drill string is configured as a drill head or drilling tool.
  • the drill rod can also have a sensor section or a sensor housing, in which a sensor is arranged, which enables a position and/or attitude determination, in particular with regard to the attitude determination, a roll angle.
  • the term “transfer device” includes a device for receiving or lifting a rod section, in particular by means of one or more receiving or lifting devices.
  • the transfer device can be designed both to transfer a rod section from the rod magazine into the drill rod axis (pushing insertion of a borehole) and to transfer a rod section from the drill rod axis into the rod magazine (pulling the drill rod out of the ground).
  • a pick-up device or lifting device can be designed as a gripping device, but other embodiments are also possible, additionally in combination with a gripping device or alternatively without a gripping device.
  • a receiving device can also have a magnet or electromagnet, for example, with which the rod section or a magnet or magnetized section arranged on the rod section can interact in order to at least temporarily form a detachable connection of the receiving device with the rod section.
  • the rod section can be lifted out of the rod magazine and moved by means of the pick-up device.
  • a pick-up device is designed as a gripping device, so that the transfer device can have at least one gripping device; more than one gripping device is possible, in particular the transfer device has two gripping devices which are arranged on a beam at a longitudinal axial distance from one another.
  • the gripping device can grip a rod section at least in sections along a peripheral section.
  • the transfer device has a possibility for moving the at least one gripping device, by means of which a rod section can be picked up or gripped in particular in the rod magazine and can be moved into a position in the direction of the drill rod axis.
  • the transfer device may also be possible for the transfer device to transfer a rod section from a position in the direction of the drill rod axis into the Can move rod magazine, for example, when the drill rod is pulled out of the ground.
  • the at least one gripping device can be moved vertically and horizontally, both transversely and longitudinally, parallel to the drill rod axis.
  • the transfer device can in particular like that from the DE 10 2009 035 277 A1 known transfer device be designed essentially.
  • a "rod magazine” in the sense of the description comprises in particular a magazine which has two end elements or head pieces on which separating elements are provided.
  • the separating elements can be directed towards one another in order to specify a division or compartments or rows of the rod sections in the rod magazine.
  • the separating elements can extend over the entire length between the end elements. It is also possible for the separating elements to extend over the entire length between the two end elements.
  • the term “rod magazine” also includes a rod such as it is made out of DE 10 2009 035 277 A1 is known.
  • the rod magazine enables the rod sections to be arranged in a substantially horizontal manner.
  • the rod sections can lie on top of one another in direct contact with one another in the rod magazine; every two rod sections can have direct contact with each other. Adjacent rod sections in a compartment can contact each other directly.
  • the width of the compartments transverse to the longitudinal axis of the rod magazine can essentially correspond to the width of a rod section. In particular, columns can be formed in the compartments that are one rod section wide (transverse to the longitudinal axis of the rod magazine) and several rod sections high.
  • positions can be defined at which a rod section can be positioned or arranged. Due to the horizontal arrangement of the rod sections, not all defined positions are possible when the rod magazine is not fully loaded, since there cannot be empty positions between two adjacent rod sections. Because the rod sections lie on top of each other, there are no empty intermediate positions. On the other hand, only the top rod section of a compartment or a column can (initially) be accessed.
  • the positions defined in the rod magazine by means of the compartments and the thickness of the rod sections can be indexed and/or numbered for the purpose of visualization and/or assignment. By means of the index and/or the number, a position in the rod magazine can be clearly assigned.
  • the assignment can be tracked by means of the controller, in particular when a rod section is (newly) stored in the rod magazine, a rod section in the rod magazine is rearranged and/or a rod section is removed from the rod magazine.
  • control in the sense of the description includes a configuration using hardware and/or software, by means of which a targeted influencing during operation is possible.
  • the controller can have a hardware component and/or a software component.
  • the controller can be present as a separate hardware component (module) that can be integrated into a controller of an earth drilling device and/or functionally connected to it.
  • the hardware module can be designed electrically or electronically.
  • a hardware component of the controller may also be at least partially implemented in the controller of the earth drilling device and use the processor to operate the earth drilling device.
  • the hardware component can be at least partially identical or identical to the hardware for controlling the earth drilling device.
  • the controller can include a command sequence as a software component that can be executed on a processor that can be configured as a separate processor (separate hardware module) or as a processor of the earth drilling device.
  • the hardware component includes the processor, which is designed as an arithmetic unit with electronic circuits in order to execute commands.
  • the controller also includes a sequence of instructions executable on the processor.
  • the command sequence can be designed in the form of a program.
  • the command sequence can act in a directed or targeted manner on the transfer device in order to specifically select a rod section present in the rod magazine; the command sequence determines the next rod section to be selected.
  • the selected rod section can be controlled by the transfer device via an index or a number of the position in the rod magazine.
  • drilling parameters are parameters which are more or less related to the earth bore to be carried out.
  • a borehole parameter can be the length of the borehole still to be bored, ie the remainder of the borehole to be carried out. The length can be given in the form of a remaining time and/or a distance still to be drilled be.
  • a drilling parameter can be an indication of the (currently) applied feed force of the drive.
  • a drilling parameter can be the (current) speed of the drive, it being possible for the current speed to be during the drilling that is currently to be carried out or an “added up” speed during the drilling that is currently to be carried out.
  • a drilling parameter can be the (current) tractive force of the drive, in particular during the drilling that is currently to be carried out. With the at least one drilling parameter, conditions for the drilling to be carried out, which are caused in particular by the drilling distance and/or the soil to be drilled through, can be taken into account.
  • a “rod section parameter” is understood to mean a parameter that is assigned to the respective rod section as information relating to it.
  • the rod section can be assigned how often and/or how long it has already been used when drilling an earth bore.
  • a rod section parameter can also be the overall feed force applied to the rod section in the sense of a shear load.
  • a drill string parameter may be torsional loading from previous earth wells.
  • a drill string parameter may be a tensile load from previous earth wells.
  • a drill string parameter may be a bending stress from previous earth wells.
  • a rod section parameter can also be a wear associated with the rod section, which results from at least one of the aforementioned loads from previous earth drilling (shear load, tensile load, torsional load, bending load).
  • a service life calculation can be assigned to individual rod sections as a rod section parameter. This makes it possible for the load that the rod section has experienced in previous drillings to be specified and taken into account for each individual rod section. In particular, how long and at what position the rod section was located in the drill rod can be taken into account. Information from the following machine data can influence the service life calculation: torsion, tensile load, shear load and speed.
  • the detection of a bending load, in particular in the form of a bending radius, of the rod sections is possible and can be taken into account when calculating the service life.
  • a lifetime detection as in the DE 10 2017 118 853 A1 is described, are carried out.
  • the rod section parameters for the individual rod sections can preferably be stored separately, and this can particularly preferably be done in a storage element that is connected to the respective rod section itself.
  • a storage element that is connected to the respective rod section itself.
  • the location can be the earth drilling device or a storage device configured in or on the earth drilling device.
  • the earth drilling device can access the memory in which the rod section parameter or parameters for the individual rod section are stored.
  • central storage or storage it is possible with central storage or storage, to store the values for the individual rod sections centrally and to provide each rod section with an identifiable code (e.g. serial number of the rod section, which can be determined optically, for example), which then assigned to the centrally stored values.
  • the term "memory element" in the sense of the description relates to any data memory or a storage medium which can be written to and/or read from in particular electronically.
  • the memory element can store information on the basis of electronic semiconductor components or other components.
  • the memory element can be a non-volatile memory. Contactless reading and/or writing of data to the memory element is preferred.
  • a memory element can preferably be a large RFID chip, which typically has an antenna, analog circuitry and digital circuitry, and non-volatile memory.
  • the RFID chip can be a passive, active or semi-active RFID chip.
  • the controller for selecting a specific rod section can use a method for determining wear of a rod of an earth boring device or a device for determining wear of an earth boring device, as is shown, for example, in FIG EP 3 444 433 A1 known to work together.
  • the control can thus be functionally connected to the control of the earth drilling device and/or the drive of the earth drilling device in order to track or store the wear of the rod sections.
  • a functional connection also includes that there is an identity or partial identity in the hardware between the controller and the controller of the earth drilling device.
  • a specific rod section is "selected"
  • a selection of a specific rod section is also to be equated with an order in which the rod sections present in the rod magazine are gripped, for example on the basis of their position.
  • a selection is also the processing of a predetermined sequence of rod sections at predetermined positions in the rod magazine.
  • a "select" refers to a concrete special access to individual rod sections in a predetermined order specified by the controller.
  • the rod sections are arranged in the drill rod in the reverse order to the storage or storage of the previous earth borehole when carrying out a ground borehole.
  • the first rod section of the previous well can be used as the last rod section of the drill rod of the subsequent well.
  • the second rod section of a previous earth well can be used as the penultimate rod section in the subsequent earth well.
  • the rod sections can be selected by the controller according to at least one of the parameters, ie the borehole parameter and/or the rod section parameter.
  • the selection can be made not only according to a predetermined sequence, but also spontaneously, for example by reacting to currently existing drilling parameters (the determined feed force of the drive).
  • the currently available machine data of the drive of the device can indicate, for example, increased stress on the drill rods, which means that, taking into account the corresponding drilling parameters, one or more specific rod sections are selected that do not yet exceed a predetermined wear limit.
  • a specific rod section can thus be selected on the basis of a (current) drilling parameter.
  • the controller can, for example, select rod sections in which current conditions of the earth drilling can also be taken into account--possibly harsh conditions that were not expected.
  • at least one pipe section parameter in particular, which is associated with wear and tear, must be taken into account.
  • a drill string in a phase of earth drilling may be selected according to a predetermined order.
  • the criterion for the selection can change and the predetermined sequence can be deviated from, and a selection can be made as a function of the at least one drilling parameter and/or the at least one rod section parameter.
  • the rod section parameters can be assigned to the individual rod sections in the rod magazine in such a way that one or more rod section parameters is/are stored for a position in the rod magazine and is/are assigned to the respective rod section.
  • the assignment can be done in such a way that the controller, for example in the form of a memory that maps an assignment table, which rod section is located at which position in the rod magazine.
  • the information associated with the rod section in the form of one or more rod section parameters can then be provided via the identification of the rod section. Nevertheless, alternatively or additionally, it can also be provided that the information on the rod section, i.e. the one or more rod section parameters, is assigned directly to the position in the rod magazine. If the rod section is rearranged in the rod magazine or moved to a different position, the respective assignments are changed.
  • the controller is configured to relocate rod sections within the rod magazine using the transfer device in order to access a specific rod section using the transfer device and/or to optimize the positions for rod sections to be selected next.
  • a specific rod section to be freely selected, for example a rod section which is not arranged at the top of a compartment but is located below at least one other rod section. A high degree of flexibility can be made possible in this way.
  • the relocating may be performed during a period of time that the drive of the auger is driving the drill string further into the ground or pulling it out of the ground.
  • the rearrangement can take place in the form of a sorting, which puts the rod sections in the rod magazine in a predetermined order or sorted arrangement, this arrangement can be done in particular according to at least one of the two drilling parameters and rod section parameters. Sorting can, for example, allow optimal access to the least worn linkages.
  • the sorting can take into account the extent of a state of wear as a rod section parameter for the rod sections and calculate an optimal storage or arrangement in the rod magazine in the form of a position for the respective rod section.
  • the rearrangement to achieve the optimal storage can be optimized with regard to the fewest steps to be carried out (relocation processes).
  • the sorting can take place when storing a rod section, for example when pulling in the drill rod (particularly after reaming).
  • a frequently and/or heavily used rod section can be sorted downwards in the rod magazine instead of lying in a compartment at the top and "blocking" the rod sections underneath for access.
  • the rod section sorted downwards - unless it is sorted again for access upwards - can therefore only be used after the other rod sections lying above it and in particular only when the other rod sections in the rod magazine have reached a similar or worse state of wear as rod section parameters .
  • the last section of rods pulled out of the ground can be sorted or stored in the rod magazine in an optimized manner.
  • the rod sections in the rod magazine can also or alternatively be sorted when the earth boring device is started up or started. Even in this state, the time can be used sensibly to optimize the position of the rod sections in the rod magazine.
  • the sorting and/or optimized storage of a rod section can thus be carried out parallel to the start-up and/or movement of the drill string, so that the sorting and/or optimized storage does not impair the actual drilling of the earth bore or extraction of the drill string. This leads to a high utility value for the operator.
  • the controller is functionally connected to a memory in which information relating to one or more rod section parameters is stored with assignment of the respective rod section. This makes it possible to track that a corresponding parameter is linked to the rod section.
  • the term “functionally connected” in the sense of the description includes a connection, in particular unidirectional or bidirectional, of the device mentioned, in order in particular to provide signals from one of the devices, in particular the controller, and to receive them with the other device, in particular the memory, and/or process received signals.
  • the functional coupling can take place directly or indirectly through the interposition of further elements or devices.
  • the term “functionally connected” also includes the configuration that the controller has the memory in its hardware component, ie the memory is at least partially integrated in the controller.
  • the controller is functionally connected to a detection unit, which is designed to detect information relating to one or more rod section parameters.
  • the controller and/or the controller of the earth drilling device can be functionally connected to a detection unit that has a reading device with which the information stored on a memory element on a rod section can be read out regarding one or more rod section parameters.
  • the detection unit can be designed to be active, i.e. it reads out the data stored in a passive memory element.
  • the reading device can also interact with active storage elements that send the desired values to the reading device.
  • the detection unit can be controlled by the controller of the earth drilling device or by the controller and, for example when filling the rod magazine, can read out the information relating to one or more rod section parameters.
  • the controller or the controller of the drilling device can then be informed of the position at which the rod section, from which the information regarding the rod section parameter(s) was read, is stored in the rod magazine.
  • An association can thus be made as to the position in the rod magazine at which a rod section with the respective rod section parameter or respective rod section parameters is present.
  • the association can be mapped in a memory that the controller and/or the controller of the earth drilling device can functionally access.
  • the individual rod sections are fed to the rod magazine in the order in which the positions in the rod magazine are numbered or indexed.
  • the respective rod section can be fed to the detection unit and the information can be read out and stored in a memory for the respective position in the rod magazine.
  • an operator can assign the identifier of a rod section, which is located in the rod magazine, to a position in the rod magazine.
  • the operator can enter an identifier for a position in order to specify information for the selection of the respective rod section in an assignment, which is or can be stored in a memory, to a position in the rod magazine.
  • the invention also provides a transfer device of an earth boring device.
  • the transfer device can be arranged on an earth drilling device having a drilling carriage.
  • the drill rig defines a drill string axis.
  • a rod magazine for a plurality of rod sections can be arranged on the earth drilling device, which rod magazine is designed for a horizontal arrangement of the rod sections in compartments arranged next to one another.
  • the transfer device has at least one pick-up device with which the rod sections in the rod magazine can be accessed from above.
  • the transfer device has a controller that is designed to select a specific rod section present in the rod magazine as a function of at least one drilling parameter and/or at least one rod section parameter.
  • the invention also provides a controller for a transfer device of an earth drilling device, wherein the transfer device can be arranged on the earth drilling device having a drill carriage, the drill carriage defining a drill rod axis, and a rod magazine for a plurality of rod sections can also be arranged on the earth drilling device.
  • the rod magazine is designed for a horizontal arrangement of the rod sections in compartments arranged next to one another.
  • the transfer device has at least one pick-up device with which the rod sections in the rod magazine can be accessed from above.
  • the controller is designed to select a specific rod section present in the rod magazine as a function of at least one drilling parameter and/or at least one rod section parameter.
  • the invention also provides a method of earth drilling with an earth drilling device.
  • the method includes the step of using a controller to select a specific rod section from different rod sections that are lying in a rod magazine and arranged side by side in compartments, depending on at least one drilling parameter and/or at least one rod section parameter, in order to work with the selected specific rod section to drill the earth bore further into the ground according to the course.
  • the invention will be described in terms of several aspects relating to an earth boring device, a transfer device, a controller and a method.
  • the explanations on the individual aspects complement one another, so that the explanations for the earth drilling device are also to be understood as explanations of the description for the transfer device, the control and the method.
  • the description of the earth drilling device also discloses actions in terms of the method or method steps relating to the earth drilling method, which apply correspondingly to the earth drilling method.
  • a Erdbohrvorraum is shown schematically in an isometric view.
  • the main components of the earth drilling device are a rod magazine 1 with a large number of different rod sections 2 stored therein, a drill carriage 3, only part of which is shown, and a transfer device 4, with which the rod sections 2 are removed from the rod magazine 1 and moved to a position along the drill rod axis can be positioned on the drill carriage 3.
  • the part of the drill rig 3 shown comprises a base support 5, above which the individual rod sections 2, which are provided for connection to the free end of the drill rod that has already been drilled (not shown), are positioned.
  • Two rails 6 are provided on the base support 5 of the drill carriage 3, on which a drive carriage (not shown) is movably mounted.
  • the drive carriage can be driven by means of a hydraulic motor 7 arranged at the end on the base support 5 .
  • a rotary drive (not shown) is provided on the drive carriage, which is used on the one hand to drive the drill rods in rotation during the drilling thrust, and on the other hand is provided for screwing the rod section 2 to be newly attached to the free end of the drill rod that has already been drilled.
  • the rotary drive whose drive shaft is provided with an external thread at the front, is screwed into the threaded bush arranged on the rear of the rod section 2 and then the front end of the rod section 2, which has a corresponding threaded bolt, is brought up to the free end of the drill rod and into the threaded bush of the last rod section 2 of the drill rod screwed in.
  • the Erdbohrvortechnisch has a controller 10, which is schematically in the form of a machine control of the Erdbohrvortechnisch in 1 is shown.
  • the controller 10 of the earth drilling device is identical to the controller for the transfer device 4, by means of which a rod section 2 can be removed from the rod magazine 1 or placed in it.
  • Command sequences can be processed in the controller 10 of the earth drilling device, which enable a specific rod section 2 to be selected from the rod magazine 1 .
  • a flowchart is shown as an example, which enables a selection of a rod section 2 in the rod magazine 1 .
  • a wear associated with the rod section 2 is taken into account as a criterion for the selection of the rod section 2 in the rod magazine 1 .
  • the controller 10 which is indicated by the flowchart in 2 is shown, a rod section resulting in balanced wear can be selected.
  • rearrangement or sorting can be carried out in order to determine an optimized position for the rod section 2 in the rod magazine 1 .
  • the controller 10 is shown, by means of which an algorithm or a command sequence for selecting or sorting rod sections 2 in the rod magazine can be carried out. To this extent, the controller 10 can select an optimal rod section 2 for balanced wear.
  • step S1 the controller 10 controls the transfer device 4 for storage.
  • the controller 10 transmits commands with which the transfer device 4 is accessed.
  • the access of the controller 10 to the transfer device 4 can carry out a storage of a rod section 2 in the rod magazine 1 by means of step S2.
  • step S3 the transfer device 4 can select or automatically select an optimal rod section 2 .
  • the selection can be displayed to an operator. The operator can confirm that the rod section 2 is pulled in at step S4 or the rod section 2 is drilled at step S5.
  • Steps S1, S3 and S5 a pilot hole, ie a hole is drilled into the ground, in which the drill rod can be pushed.
  • Steps S2 and S4 involve an expansion bore, ie the drill rods are generally moved in the ground while pulling.
  • the transfer device 4 can be controlled in step S6 for resorting or rearranging the rod sections 2 in the rod magazine 1 .
  • step S7 re-sorting can be performed using the transfer device 4.
  • an optimal position can be calculated in step S8 based on the consideration of the criterion “state of wear” as a rod section parameter. The position can be optimized in such a way that rod sections 2 that are not worn are not blocked by worn rod sections 2 in the rod magazine 1 .

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Erdbohrvorrichtung, eine Transfervorrichtung einer Erdbohrvorrichtung, eine Steuerung einer Transfervorrichtung einer Erdbohrvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Erdbohrvorrichtung.
  • Aus DE 10 2009 035 277 A1 ist eine Bohrvorrichtung bekannt, die ein Gestängemagazin mit einer Vielzahl darin gelagerter Gestängeschüsse, eine Bohrlafette sowie eine Übergabevorrichtung, mit der die Gestängeschüsse aus dem Gestängemagazin entnommen und in der Bohrlafette positioniert werden können, aufweist. Das Gestängemagazin ist neben einem Grundträger der Bohrlafette positioniert. Das Gestängemagazin weist die Form eines Quaders auf und ist aus einer Mehrzahl miteinander verbundener Rahmenprofile aufgebaut. An der Oberseite des Gestängemagazins ist dieses offen ausgebildet, so dass die Übergabevorrichtung in das Gestängemagazin hineingreift und einen Gestängeschuss entnehmen kann. Die Übergabevorrichtung ist über einen Trägerrahmen sowohl mit einer Außenwand des Gestängemagazins als auch mit dem Grundträger der Bohrlafette verbunden. Am Trägerrahmen sind horizontal ausgerichtete Zahnstangen vorhanden, die mit Antriebszahnrädern eines Antriebs kämmen. Eine Greifeinheit der Übergabevorrichtung kann entlang der horizontalen Zahnstangen in horizontaler Richtung verfahren werden.
  • EP 0 945 588 A2 offenbart ein Bohrgestängemagazin, bei dem die zu handhabenden Werkzeuge bzw. Werkstücke geringfügig beabstandet zwangsgeführt werden.
  • Es hat sich herausgestellt, dass bekannte Bohrvorrichtungen zwar gute Ergebnisse erzielen, aber die Zeitdauer für die Durchführung einer Erdbohrung insbesondere durch eine händische Auswahl der Gestängeschüsse mittels einer Bedienperson und/oder einen Verlust des Bohrgestänges aufgrund eines Ermüdens bzw. Verschleißes eines Gestängeschusses erhöht sein kann.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Erdbohrvorrichtung, eine Transfervorrichtung einer Erdbohrvorrichtung, eine Steuerung einer Transfervorrichtung einer Erdbohrvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Erdbohrvorrichtung zu schaffen, bei der bzw. dem eine einfach aufgebaute Erdbohrvorrichtung mit einer verkürzten Zeit zur Einbringung einer Erdbohrung verwendet werden kann, insbesondere können Fehlzeiten aufgrund einer ungleichmäßigen Abnutzung bzw. eines ungleichmäßigen Verschleißes einzelner Gestängeschüsse eines Bohrstrangs reduziert sein.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche und der Beschreibung.
  • Kerngedanke der Erfindung ist es, bestimmte Gestängeschüsse aus dem Gestängemagazin in Form eines automatischen Arbeitsablaufes auszuwählen, ohne dass es einer Interaktion mit einer Bedienperson bedarf. Eine Steuerung kann die Auswahl eines Gestängeschusses, der zur Verlängerung des schon im Erdreich verbohrten Bohrstranges vorgesehen ist, vornehmen. Die Auswahl kann nach unterschiedlichen Kriterien und/oder Maßgaben erfolgen. Beispielsweise kann die Auswahl dadurch erfolgen, dass die in dem Gestängemagazin befindlichen Gestängeschüsse in einer vorbestimmten, durch die Steuerung festgelegten Reihenfolge entnommen werden, um den Bohrstrang zu verlängern. Insofern kann die Auswahl durch eine vorbestimmte Reihenfolge der Entnahme vorbestimmt sein. Die Gestängeschüsse werden nach der Art der Position im Gestängemagazin ausgewählt. In einem solchen Fall kann das Gestängemagazin entsprechend der vorbestimmten Reihenfolge mit Gestängeschüssen bestückt werden und insoweit die Reihenfolge berücksichtigt werden. Es kann aber auch - zusätzlich oder alternativ - vorgesehen sein, dass die im Gestängemagazin befindlichen Gestängeschüsse nach einer Maßgabe bzw. einem Kriterium zusätzlich oder alternativ ausgewählt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass Informationen in Form einer oder mehrerer Gestängeschussparameter über die einzelnen im Gestängemagazin befindlichen Gestängeschüsse vorhanden sind. Die Information betreffend den Gestängeschuss kann beispielsweise die Dauer, die der Gestängeschuss schon zum Einbringen einer Erdbohrung verwendet wurde, sein. Der oder die Gestängeschussparameter können auch Informationen zur Art der Belastung, die der Gestängeschuss bei vorangegangenen Erdbohrungen erfahren hat, sein. Neben bzw. zusätzlich oder statt bzw. alternativ zu dem mindestens einen Gestängeschussparameter kann ein Kriterium zur Auswahl auch mindestens einen Bohrungsparameter umfassen. Bei dem Bohrungsparameter kann es sich um eine Information hinsichtlich der durchzuführenden Bohrung, beispielsweise die Zeitdauer und/oder die weitere räumliche Länge bzw. Erstreckung, die die Erdbohrung noch in das Erdreich eingebracht werden wird, handeln. Dadurch kann berücksichtigt werden, wie lange die in dem Bohrgestänge befindlichen Gestängeschüsse einer Belastung ausgesetzt sind.
  • Bei dem oder den Bohrungsparametern kann es sich auch darum handeln, auf welches Material der Bohrkopf trifft oder noch treffen wird und welche Belastung dadurch auf das Bohrgestänge wirkt. Bei dem Bohrungsparameter kann es sich auch um einen Parameter handeln, der eine mögliche (weitere) Biegung des Bohrgestänges berücksichtigt. Insbesondere kann die Lebensdauer der Gestängeschüsse optimiert werden und die Gestängeschüsse können hinsichtlich ihrer Nutzung zumindest (halb-)automatisch dynamisch organisiert werden.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass eine zumindest halbautomatische Auswahl eines bestimmten Gestängeschusses aus dem Gestängemagazin einen erheblichen Vorteil für die Bedienperson und letztlich den Betreiber der Erdbohrvorrichtung darstellt. Die Bedienperson muss keine Auswahl mehr treffen und die Erdbohrung kann schon allein aus diesem Grund schneller eingebracht werden, wobei zudem eine optimierte Auswahl möglich ist. Optimiert kann das Abarbeiten einer vorbestimmten Reihenfolge sein, die hinsichtlich der Zugriffszeit auf das Gestängemagazin optimiert sein kann. Die Auswahl kann aber auch zusätzlich oder alternativ mittels einer Information über die zu erstellende Bohrung (Bohrungsparameter) und/oder Information über einzelne Gestängeschüsse (Gestängeschussparameter) eine optimierte Auswahl von bestimmten Gestängeschüssen für den Anwendungsfall nach bestimmten Kriterien möglich machen und somit optimiert werden. Dabei kann ein Umlagern bzw. eine Umlagerung der im Gestängemagazin befindlichen Gestängeschüsse möglich sein. Das Umlagern kann zumindest halbautomatisch durchgeführt werden, um auf einen bestimmten Gestängeschuss zuzugreifen, der beispielweise vor dem Umlagern nicht zugänglich war, da er beispielweise durch einen oder mehrere Gestängeschüsse verdeckt war.
  • Die Erfindung schafft eine Erdbohrvorrichtung mit einer Bohrlafette, die eine Bohrgestängeachse definiert. Die Erdbohrvorrichtung weist ein Gestängemagazin für eine Mehrzahl unterschiedlicher Gestängeschüsse und eine Transfervorrichtung für den Transfer eines Gestängeschusses zwischen dem Gestängemagazin und der Bohrgestängeachse auf. Das Gestängemagazin ist für eine liegende Anordnung der Gestängeschüsse in nebeneinander angeordneten Fächern für den Zugriff mittels der Transfervorrichtung von oben ausgestaltet. Eine Steuerung der Transfervorrichtung ist ausgestaltet, einen bestimmten Gestängeschuss im Gestängemagazin in Abhängigkeit von mindestens einem Bohrungsparameter oder/und mindestens einem Gestängeschussparameter auszuwählen.
  • Der Begriff "Erdbohrvorrichtung" umfasst im Sinne der Beschreibung jede Vorrichtung, welche insbesondere ein Gestängeschüsse aufweisendes Bohrgestänge in einem bestehenden oder zu erstellenden Kanal im Erdreich bewegt, um eine Bohrung, insbesondere eine Horizontalbohrung (HD), zu erstellen oder aufzuweiten oder Rohrleitungen oder andere lange Körper in das Erdreich einzuziehen. Bei der Erdbohrvorrichtung kann es sich insbesondere um eine HD-Vorrichtung handeln. Eine Erdbohrvorrichtung kann eine ein Bohrgestänge antreibende Vorrichtung sein, die insbesondere Erdreich verdrängend arbeiten kann. Das Bohrgestänge kann translatorisch und/oder rotatorisch in längsaxialer Richtung des Bohrgestänges in das Erdreich eingebracht werden. Eine Bohrung kann dabei durch Zug- oder Druckbeaufschlagung auf das Bohrgestänge in das Erdreich eingebracht werden.
  • Der Begriff "Erdreich" im Sinne der Beschreibung umfasst insbesondere jede Art von Material, insbesondere Erde, Sand und/oder Stein, in welchem bestehende oder zu erstellende, vorzugsweise zumindest abschnittsweise horizontale, Kanäle bzw. Bohrungen eingebracht werden können.
  • Der Begriff "Bohrlafette" umfasst ein, insbesondere fahrbares Gestell, auf dem ein Schlitten zum Bewegen des Bohrgestänges vorgesehen sein kann, der in Richtung der Bohrgestängeachse hin und her bewegbar ist, um das Bohrgestänge drückend oder ziehend im Erdreich zu bewegen. Die Bohrlafette umfasst in der Regel zumindest den Schlitten und/oder einen Linearantrieb zum Vortreiben des Bohrgestänges. Der Linearantrieb kann zusätzlich oder alternativ einen Rotationsantrieb zum rotierenden Antreiben des Bohrgestänges aufweisen. Die Bohrlafette kann ferner eine oder mehrere Klemmeinrichtungen, über die das Bohrgestänge bzw. ein anzusetzender Gestängeschuss fixiert werden kann, aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass eine Klemmeinrichtung an der Bohrlafette vorgesehen ist, mittels derer das freie Ende des Bohrgestänges fixiert werden kann, um ein Verbinden eines neu anzusetzenden Gestängeschusses mit dem verbohrten Bohrgestänge zu ermöglichen.
  • Der Begriff "Bohrgestängeachse" betrifft insbesondere die Achse, die durch die Längsachsen der einzelnen Gestängeschüsse des Bohrgestänges gebildet werden. Es wird insbesondere die Längsachsen der Gestängeschüsse betrachtet, die im näheren Bereich der Erdbohrvorrichtung bzw. der Bohrlafette im Bohrgestänge vorliegen. Insbesondere werden der letzte und/oder vorletzte Gestängeschuss im Bohrgestänge, dessen bzw. deren Längsachse durch das Antriebselement, mit dem der letzte Gestängeschuss in Eingriff ist, vorgegeben ist, berücksichtigt. Im Wesentlichen kann die Bohrgestängeachse als durch die Bohrlafette definiert vorgegeben betrachtet werden, da auf der Bohrlafette ein Schlitten bewegbar ist, mit dem eine Aufnahme verfahrbar ist, in die ein Gestängeschuss eingebracht werden kann, um den Gestängeschuss mit dem verbohrten Bohrgestänge zu verbinden.
  • Der Begriff "Bohrgestänge" im Sinne der Beschreibung umfasst jedwedes Mittel, das im Erdreich eingebracht werden kann, um eine Bohrung in das Erdreich einzubringen. Das Bohrgestänge kann insbesondere Gestängeschüsse, eine Kette und/oder ein Seil aufweisen. Der Begriff "Bohrgestänge" umfasst dabei im Sinne der Beschreibung nicht ausschließlich starre, einzelne miteinander mittelbar oder unmittelbar verbundene Gestängeschüsse aufweisende Bohrgestänge, sondern insbesondere sämtliche Kraftübertragungselemente, die bei einer Erdbohrvorrichtung eingesetzt werden können. Ferner umfasst das Bohrgestänge an einem, insbesondere vorderseitigen, Ende einen Bohrkopf und eine gegebenenfalls vorhandene Bohrkopfspitze oder einem dem Bohrkopf benachbarten Bereich, der insbesondere die gleiche Ausrichtung wie der Bohrkopf aufweisen kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein vorderseitiger Abschnitt eines Bohrgestänges als Bohrkopf oder Bohrwerkzeug ausgestaltet. Das Bohrgestänge kann auch einen Sensorabschnitt bzw. ein Sensorgehäuse aufweisen, in dem ein Sensor angeordnet ist, der eine Positions- und/oder Lagebestimmung, insbesondere im Hinblick auf die Lagebestimmung, einen Rollwinkel ermöglicht.
  • Der Begriff "Transfervorrichtung" umfasst im Sinne der Beschreibung eine Vorrichtung zum Aufnehmen bzw. Heben eines Gestängeschusses, insbesondere mittels einer oder mehrerer Aufnehme- bzw. Hebevorrichtungen. Die Transfervorrichtung kann ausgestaltet sein, sowohl einen Gestängeschuss von dem Gestängemagazin in die Bohrgestängeachse zu transferieren (schiebendes Einbringen einer Erdbohrung), als auch einen Gestängeschuss von der Bohrgestängeachse in das Gestängemagazin zu transferieren (Ziehen des Bohrgestänges aus dem Erdreich).
  • Insbesondere kann eine Aufnehmevorrichtung bzw. Hebevorrichtung als Greifvorrichtung ausgestaltet sein, allerdings sind auch andere Ausführungsformen, zusätzlich unter Kombination mit einer Greifvorrichtung oder auch alternativ - ohne Greifvorrichtung - möglich. Eine Aufnehmevorrichtung kann beispielsweise auch einen Magneten bzw. Elektromagneten aufweisen, mit dem der Gestängeschuss oder ein an dem Gestängeschuss angeordneter Magnet oder magnetisierter Abschnitt wechselwirken kann, um zumindest temporär eine lösbare Verbindung der Aufnehmevorrichtung mit dem Gestängeschuss zu bilden. Der Gestängeschuss kann mittels der Aufnehmevorrichtung aus dem Gestängemagazin hochgehoben und bewegt werden.
  • In der Regel ist eine Aufnehmevorrichtung als Greifvorrichtung ausgestaltet, so dass die Transfervorrichtung mindestens eine Greifvorrichtung aufweisen kann; mehr als eine Greifvorrichtung ist möglich, insbesondere weist die Transfervorrichtung zwei Greifvorrichtungen auf, die an einem Balken mit längsaxialem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Greifvorrichtung kann einen Gestängeschuss zumindest abschnittsweise entlang eines Umfangsabschnitts umgreifen. Die Transfervorrichtung weist eine Möglichkeit zum Verfahren der mindestens einen Greifvorrichtung auf, mittels derer ein Gestängeschuss insbesondere im Gestängemagazin aufgenommen bzw. gegriffen werden kann und in eine Position in Richtung der Bohrgestängeachse verfahren werden kann. Es kann auch möglich sein, dass die Transfervorrichtung einen Gestängeschuss von einer Position in Richtung der Bohrgestängeachse in das Gestängemagazin bewegen kann, beispielsweise, wenn das Bohrgestänge aus dem Erdreich gezogen wird. Die mindestens eine Greifvorrichtung kann vertikal und horizontal sowohl quer als auch in Längsrichtung, parallel zur Bohrgestängeachse, verfahren werden. Die Transfervorrichtung kann insbesondere wie die aus der DE 10 2009 035 277 A1 bekannte Übergabevorrichtung im Wesentlichen ausgestaltet sein.
  • Ein "Gestängemagazin" im Sinne der Beschreibung umfasst insbesondere ein Magazin, welches zwei Stirnelemente bzw. Kopfstücke aufweist, an denen Trennelemente vorgesehen sind. Die Trennelemente können insbesondere aufeinander zu gerichtet sein, um eine Einteilung bzw. Fächer oder Reihen der Gestängeschüsse im Gestängemagazin vorzugeben. Die Trennelemente können sich über die gesamte Länge zwischen den Stirnelementen erstrecken. Es ist auch möglich, dass die Trennelemente sich über die gesamte Länge zwischen den beiden Stirnelementen erstrecken. Der Begriff "Gestängemagazin" umfasst im Sinne der Beschreibung auch ein Gestänge, wie es aus DE 10 2009 035 277 A1 bekannt ist.
  • Das Gestängemagazin ermöglicht eine Anordnung der Gestängeschüsse von im Wesentlichen horizontaler Anordnung. Die Gestängeschüsse können in dem Gestängemagazin aufeinander in direktem Kontakt miteinander aufliegen; je zwei Gestängeschüsse können direkten Kontakt miteinander haben. Benachbarte Gestängeschüsse in einem Fach können einander direkt kontaktieren. Die Breite der Fächer quer zur Längsachse des Gestängemagazins kann im Wesentlichen der Breite eines Gestängeschusses entsprechen. In den Fächern können insbesondere Spalten gebildet werden, die einen Gestängeschuss breit (quer zur Längsachse des Gestängemagazins) und mehrere Gestängeschüsse hoch sind.
  • In dem Gestängemagazin können durch die Bildung von Fächern Positionen definiert werden, an denen ein Gestängeschuss positioniert bzw. angeordnet sein kann. Durch die liegende Anordnung der Gestängeschüsse sind nicht alle definierten Positionen bei nicht voller Beladung des Gestängemagazins möglich, da leere Positionen zwischen zwei benachbarten Gestängeschüssen nicht vorhanden sein können. Dadurch, dass die Gestängeschüsse aufeinander aufliegen, entfallen leere Zwischenpositionen. Andererseits kann nur (zunächst) auf den obersten Gestängeschuss eines Faches bzw. einer Spalte zugegriffen werden. Die in dem Gestängemagazin mittels der Fächer und der Dicke der Gestängeschüsse definierten Positionen können zum Zwecke der Visualisierung und/oder Zuordnung indexiert und/oder nummeriert sein. Mittels des Index und/oder der Zahl ist eine eindeutige Zuordnung einer Position im Gestängemagazin möglich. Es kann eine Zuordnung erfolgen oder vorliegen, ob und welcher Gestängeschuss an einer Position im Gestängemagazin vorliegt. Die Zuordnung kann mittels der Steuerung nachgehalten werden, insbesondere, wenn ein Gestängeschuss (neu) in das Gestängemagazin eingelagert wird, ein Gestängeschuss in dem Gestängemagazin umgelagert wird und/oder ein Gestängeschuss aus dem Gestängemagazin entnommen wird.
  • Der Begriff "Steuerung" im Sinne der Beschreibung umfasst eine Ausgestaltung mittels einer Hard- und/oder Software, mittels derer eine gerichtete Beeinflussung im Betrieb möglich ist. Die Steuerung kann eine Hardware-Komponente und/oder eine Software-Komponente aufweisen. Die Steuerung kann als separate Hardware-Komponente (Baustein) vorliegen, der in eine Steuerung einer Erdbohrvorrichtung integriert und/oder mit dieser funktional verbunden werden kann. Der Hardware-Baustein kann elektrisch oder elektronisch ausgestaltet sein. Eine Hardware-Komponente der Steuerung kann auch zumindest teilweise in der Steuerung der Erdbohrvorrichtung implementiert sein und den Prozessor zum Betrieb der Erdbohrvorrichtung verwenden. Insoweit kann die Hardware-Komponente zumindest teilidentisch oder identisch zur Hardware zur Steuerung der Erdbohrvorrichtung sein. Die Steuerung kann eine Befehlsfolge als Software-Komponente umfassen, die auf einem Prozessor, der als separater Prozessor (separater Hardware-Baustein) ausgestaltet sein kann oder als Prozessor der Erdbohrvorrichtung ausgestaltet sein kann, ausgeführt werden kann. Die Hardware-Komponente umfasst den Prozessor, der als Rechenwerk mit elektronischen Schaltungen ausgestaltet ist, um Befehle auszuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerung auch eine Befehlsfolge, die auf dem Prozessor ausgeführt werden kann. Die Befehlsfolge kann in Form eines Programms ausgestaltet sein. Die Befehlsfolge kann auf die Transfervorrichtung gerichtet bzw. gezielt einwirken, um einen in dem Gestängemagazin vorliegenden Gestängeschuss gezielt auszuwählen; die Befehlsfolge bestimmt den nächsten zu wählenden Gestängeschuss. Der ausgewählte Gestängeschuss kann von der Transfervorrichtung über einen Index oder eine Zahl der Position im Gestängemagazin angesteuert werden.
  • Der Begriff "mindestens ein" und entsprechende grammatikalische Anpassungen des unbestimmten Artikels "ein" an das Genus des dem Begriff nachfolgenden Nomens umfassen im Sinne der Beschreibung die Möglichkeit, dass eines, zwei, drei, vier oder eine andere ganzzahlige Anzahl der mit dem Nomen bezeichneten Elemente berücksichtigt oder vorhanden ist bzw. sind.
  • Sofern beschrieben wird, dass der bestimmte Gestängeschuss in Abhängigkeit von mindestens einem Bohrungsparameter oder/und mindestens einem Gestängeschussparameter ausgewählt wird, so werden dabei im Wesentlichen zwei Kriterien berücksichtigt. Im Sinne der Beschreibung sind "Bohrungsparameter" Parameter, die mit der durchzuführenden Erdbohrung in engerem oder weiterem Zusammenhang stehen. Ein Bohrungsparameter kann die Länge der noch zu bohrenden Erdbohrung, d.h. der verbliebene Rest der durchzuführenden Erdbohrung, sein. Die Länge kann dabei in Form einer noch verbliebenen Zeit und/oder einer noch zu bohrenden Strecke angegeben sein. Ein Bohrungsparameter kann eine Angabe der (aktuell) aufzubringenden Vorschub-Kraft des Antriebs sein. Ein Bohrungsparameter kann die (aktuelle) Drehzahl des Antriebs sein, wobei die momentane Drehzahl während der aktuell durchzuführenden Bohrung oder eine "aufsummierte" Drehzahl während der aktuell durchzuführenden Bohrung sein kann. Ein Bohrungsparameter kann die (aktuelle) Zugkraft des Antriebs, insbesondere während der aktuell durchzuführenden Bohrung, sein. Mit dem mindestens einen Bohrungsparameter können Gegebenheiten für die durchzuführende Bohrung, die insbesondere durch die Bohrungsstrecke und/oder das zu durchbohrende Erdreich bedingt sind, berücksichtigt werden.
  • Unter einem "Gestängeschussparameter" wird ein Parameter verstanden, der dem jeweiligen Gestängeschuss als diesen betreffende Information zugeordnet ist. Beispielsweise kann dem Gestängeschuss zugeordnet sein, wie häufig und/oder wie lange er schon bei der Einbringung einer Erdbohrung verwendet wurde. Ein Gestängeschussparameter kann auch die auf den Gestängeschuss insgesamt aufgebrachte Vorschub-Kraft im Sinne einer Schubbelastung sein. Ein Gestängeschussparameter kann eine Torsionsbelastung aus vorangegangenen Erdbohrungen sein. Ein Gestängeschussparameter kann eine Zugbelastung aus vorangegangenen Erdbohrungen sein. Ein Gestängeschussparameter kann eine Biegebelastung aus vorangegangenen Erdbohrungen sein. Ein Gestängeschussparameter kann auch ein dem Gestängeschuss zugeordneter Verschleiß sein, der sich aus mindestens einer der zuvor genannten Belastungen vorangegangener Erdbohrungen (Schubbelastung, Zugbelastung, Torsionsbelastung, Biegebelastung) ergibt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Lebensdauerberechnung als Gestängeschussparameter einzelnen Gestängeschüssen zugeordnet sein. Hierdurch ist es möglich, dass für jeden einzelnen Gestängeschuss die Belastung, die der Gestängeschuss in vorangegangenen Bohrungen erfahren hat, angegeben und berücksichtigt sein kann. Insbesondere kann berücksichtigt sein, wie lange und an welcher Position der Gestängeschuss in dem Bohrgestänge befindlich war. In die Lebensdauerberechnung können Informationen aus den folgenden Maschinendaten Einfluss finden: Torsion, Zugbelastung, Schubbelastung und Drehzahl. Aus den Maschinendaten der Antriebsvorrichtung kann dann die Torsionsbelastung, Zug-/Druckbelastung, Drehmoment, Anzahl der erfolgten Einsätze in einem Bohrgestänge (insbesondere Anzahl der Verschraubungen zum Verbinden der Gestängeschüsse für einen Verschleiß des Gewindes) und/oder Drehzahl (insbesondere die Anzahl der von jedem einzelnen Gestängeschuss durchgeführten Umdrehungen wegen der Biegewechselbeanspruchung) der einzelnen Gestängeschüsse ermittelt werden. Zudem ist die Erfassung einer Biegebelastung, insbesondere in Form eines Biegeradius, der Gestängeschüsse möglich und kann bei der Lebensdauerberechnung berücksichtigt werden. Insbesondere kann eine Lebensdauererfassung, wie diese in der DE 10 2017 118 853 A1 beschrieben ist, durchgeführt werden.
  • Die Gestängeschussparameter für die einzelnen Gestängeschüsse können vorzugsweise separat gespeichert werden, wobei dies besonders bevorzugt in einem Speicherelement erfolgen kann, das mit dem jeweiligen Gestängeschuss selbst verbunden ist. Durch das Vorsehen einzelner oder aller Gestängeschüsse mit entsprechenden Speicherelementen kann ausgeschlossen werden, dass die Gestängeschussparameter vertauscht werden. Zudem entfällt eine aufwendige Datenverwaltung, die verschiedene Gestängeschüsse für verschiedene Arbeitsvorhaben vermischt und an unterschiedlichen Baustellen einsetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Gestängeschuss eine den Gestängeschuss individualisierende Kennung aufweist und in einer zentralen Zuordnung die Daten hinsichtlich eines oder mehrerer Gestängeschussparameter für die einzelnen Gestängeschüsse hinterlegt sind. Im Sinne der Beschreibung beschreibt der Begriff "zentral" das Vorhandensein der Möglichkeit, dass von mehreren Gestängeschüssen die Gestängeschussparameter an einem Ort, d.h. "zentral" vorliegen. Der Ort kann die Erdbohrvorrichtung bzw. ein in oder an der Erdbohrvorrichtung ausgestalteter Speicher sein. Die Erdbohrvorrichtung kann auf den Speicher zugreifen, in dem der oder die Gestängeschussparameter für den einzelnen Gestängeschuss hinterlegt sind. Für die Zuordnung der Gestängeschussparameter ist es bei einer zentralen Ablage bzw. Speicherung möglich, die Werte für die einzelnen Gestängeschüsse zentral zu speichern und jeden Gestängeschuss mit einem identifizierbaren Code (z.B. Seriennummer des Gestängeschusses, die beispielsweise optisch ermittelt werden kann) zu versehen, der dann den zentral gespeicherten Werten zugeordnet wird.
  • Der Begriff "Speicherelement" im Sinne der Beschreibung betrifft einen beliebigen Datenspeicher oder ein Speichermedium, welches insbesondere elektronisch beschrieben und/oder ausgelesen werden kann. Das Speicherelement kann auf Basis von elektronischen Halbleiterbauelementen oder von anderen Bauelementen eine Information speichern. Das Speicherelement kann insbesondere ein nicht-flüchtiger Speicher sein. Ein berührungsloses Auslesen und/oder Schreiben von Daten auf das Speicherelement ist bevorzugt. Bei einem Speicherelement kann es sich bevorzugt um einen großen RFID-Chip handeln, der üblicherweise eine Antenne, einen analogen Schaltkreis sowie einen digitalen Schaltkreis und einen Permanentspeicher aufweist. Bei dem RFID-Chip kann es sich um einen passiven, aktiven oder semi-aktiven RFID-Chip handeln.
  • Bevorzugt kann die Steuerung zur Auswahl eines bestimmten Gestängeschusses mit einem Verfahren zum Bestimmen eines Verschleißes eines Gestänges einer Erdbohrvorrichtung bzw. einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Verschleißes einer Erdbohrvorrichtung, wie es beispielsweise aus EP 3 444 433 A1 bekannt ist, zusammenwirken. Die Steuerung kann somit funktional mit der Steuerung der Erdbohrvorrichtung und/oder dem Antrieb der Erdbohrvorrichtung verbunden sein, um den Verschleiß der Gestängeschüsse nachzuhalten bzw. zu speichern. Die genannten Alternativen tragen dem Rechnung, dass die Steuerung auch als Teil der Steuerung der Erdbohrvorrichtung ausgestaltet sein kann. Insofern umfasst ein funktionales Verbinden auch, dass eine Identität bzw. Teilidentität in der Hardware zwischen der Steuerung und der Steuerung der Erdbohrvorrichtung vorliegt.
  • Sofern beschrieben ist, dass ein bestimmter Gestängeschuss "ausgewählt" wird, so wird hierunter verstanden, dass unter den Begriff nicht nur eine aktive und/oder ständig vorgenommene Auswahl eines bestimmten Gestängeschusses verstanden wird, sondern auch, dass Gestängeschüsse gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge, beispielsweise über die Position, wo die Gestängeschüsse im Gestängemagazin abgelegt sind, ausgewählt werden. Insoweit ist eine Auswahl eines bestimmten Gestängeschusses auch gleichzusetzen mit einer Reihenfolge, wie die in dem Gestängemagazin vorliegenden Gestängeschüsse, beispielsweise anhand ihrer Positon, gegriffen werden. Eine Auswahl ist in diesem Zusammenhang auch ein Abarbeiten einer vorbestimmten Reihenfolge von Gestängeschüssen an vorbestimmten Positionen im Gestängemagazin. Ein "auswählen" bezieht sich in diesem Zusammenhang auf einen konkreten speziellen Zugriff auf einzelne Gestängeschüsse in einer vorbestimmten, von der Steuerung vorgegebenen Reihenfolge. Hinsichtlich der Auswahl im Sinne einer vorbestimmten Reihenfolge kann insbesondere berücksichtigt werden, dass die Gestängeschüsse bei der Durchführung einer Erdbohrung in umgekehrter Reihenfolge zur Einlagerung bzw. einer Ablage der vorhergehenden Erdbohrung in dem Bohrgestänge angeordnet werden. Beispielsweise kann der erste Gestängeschuss der vorangegangenen Bohrung als letzter Gestängeschuss des Bohrgestänges der nachfolgenden Bohrung verwendet werden. Der zweite Gestängeschuss einer vorhergehenden Erdbohrung kann bei der nachfolgenden Erdbohrung als vorletzter Gestängeschuss verwendet werden.
  • Neben oder zusätzlich zu dem Abarbeiten einer vorgegebenen Reihenfolge können die Gestängeschüsse von der Steuerung nach mindestens einem der Parameter, d.h. dem Bohrungsparameter oder/und dem Gestängeschussparameter, ausgewählt werden. Die Auswahl kann dabei nicht nur nach einer vorbestimmten Reihenfolge erfolgen, sondern auch spontan, indem beispielsweise auf gerade vorliegende Bohrungsparameter (die ermittelte Vorschub-Kraft des Antriebs), reagiert wird. Die aktuell vorliegenden Maschinendaten des Antriebs der Vorrichtung können beispielsweise eine erhöhte Beanspruchung des Bohrgestänges anzeigen, die dazu führt, dass unter Berücksichtigung des entsprechenden Bohrungsparameters ein oder mehrere bestimmte Gestängeschüsse ausgewählt werden, die eine vorbestimmte Verschleißgrenze noch nicht überschreiten. Anhand eines (aktuellen) Bohrungsparameters kann somit eine Auswahl eines bestimmten Gestängeschusses erfolgen. Die Steuerung kann beispielsweise Gestängeschüsse auswählen, bei denen auch - eventuell nicht erwartete harte - aktuell vorliegende Bedingungen der Erdbohrung berücksichtigt werden können. Neben dem oder den Bohrungsparametern kann dabei auch mindestens ein Gestängeschussparameter, insbesondere der dem Verschleiß zugeordnet ist, berücksichtigt werden. Insofern kann eine Kombination aus Bohrungsparameter(n) und Gestängeschussparameter(n) eine Grundlage für die Auswahl liefern.
  • Es kann vorgesehen sein, dass sich die Art der Auswahl hinsichtlich des Kriteriums bzw. die Abhängigkeit, gemäß derer ein bestimmter Gestängeschuss ausgewählt wird, während einer Erstellung einer Erdbohrung ändern kann. Hierdurch kann flexibel auf unterschiedliche Gegebenheiten reagiert werden. Beispielsweise kann ein Gestängeschuss in einer Phase der Erdbohrung gemäß einer vorbestimmten Reihenfolge ausgewählt werden. In einer weiteren Phase der Erdbohrung kann sich das Kriterium für die Auswahl ändern und von der vorbestimmten Reihenfolge abgewichen werden, und eine Auswahl in Abhängigkeit von dem mindestens einen Bohrungsparameter oder/und dem mindestens einen Gestängeschussparameter erfolgen.
  • Die Zuordnung der Gestängeschussparameter zu den einzelnen im Gestängemagazin befindlichen Gestängeschüssen, kann derart erfolgen, dass für eine Position in dem Gestängemagazin ein oder mehrere Gestängeschussparameter gespeichert ist/sind, der bzw. die dem jeweiligen Gestängeschuss zugeordnet ist/sind. Die Zuordnung kann dabei derart erfolgen, dass die Steuerung, beispielsweise in Form eines Speichers, der eine Zuordnungstabelle abbildet, welcher Gestängeschuss an welcher Position im Gestängemagazin befindlich ist. Die dem Gestängeschuss zugeordnete Information in Form eines oder mehrerer Gestängeschussparameter kann dann über die Identifikation des Gestängeschusses erfolgen. Gleichwohl kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, dass die Information des Gestängeschusses, d.h. der eine oder die mehreren Gestängeschussparameter, direkt der Position im Gestängemagazin zugeordnet sind. Wird der Gestängeschuss im Gestängemagazin umgelagert bzw. an eine andere Position verbracht, so werden die jeweiligen Zuordnungen verändert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung ausgestaltet, Gestängeschüsse mittels der Transfervorrichtung innerhalb des Gestängemagazins umzulagern, um auf einen bestimmten Gestängeschuss mittels der Transfervorrichtung zuzugreifen und/oder die Positionen für Gestängeschüsse, die als nächste ausgewählt werden, zu optimieren. Hierdurch wird ermöglicht, dass eine freie Auswahl eines bestimmten Gestängeschusses möglich wird, beispielsweise eine Gestängeschusses, der nicht oben in einem Fach angeordnet ist, sondern sich unter mindestens einem anderen Gestängeschuss befindet. Eine hohe Flexibilität kann hierdurch ermöglicht werden.
  • Das Umlagern kann während eines Zeitraums durchgeführt werden, in dem der Antrieb der Erdbohrvorrichtung das Bohrgestänge weiter in das Erdreich einbringt oder aus dem Erdreich herauszieht. Die Umlagerung kann in Form einer Sortierung erfolgen, die die Gestängeschüsse in dem Gestängemagazin in eine vorbestimmte Reihenfolge bzw. Anordnung sortiert, wobei diese Anordnung insbesondere nach mindestens einem der beiden Bohrungsparameter und Gestängeschussparameter erfolgen kann. Die Sortierung kann beispielsweise einen optimalen Zugriff auf die am wenigsten verschlissenen Gestänge ermöglichen. Die Sortierung kann berücksichtigen, welche Höhe eines Verschleißzustandes als Gestängeschussparameter für die Gestängeschüsse vorliegt und eine optimale Lagerung bzw. Anordnung im Gestängemagazin in Form einer Position für den jeweiligen Gestängeschuss berechnen. Die Umlagerung zum Erreichen der optimalen Lagerung kann im Hinblick auf die wenigsten durchzuführenden Schritte (Umlagerungsprozesse) optimiert sein.
  • Die Sortierung kann bei einer Einlagerung eines Gestängeschusses, beispielweise beim Einziehen des Bohrgestänges (insbesondere nach einem Aufweitbohren) erfolgen. Hierdurch kann ein häufig und/oder stark benutzter Gestängeschuss nach unten im Gestängemagazin sortiert werden, statt oben in einem Fach aufzuliegen und die darunterliegenden Gestängeschüsse für einen Zugriff zu "blockieren". Der nach unten sortierte Gestängeschuss - sofern er nicht wieder für einen Zugriff nach oben sortiert wird - kann demnach erst nach den anderen über ihm liegenden Gestängeschüssen verwendet werden und insbesondere erst dann, wenn die anderen Gestängeschüsse im Gestängemagazin einen ähnlichen oder schlechteren Verschleißzustand als Gestängeschussparameter erreicht haben. Während der Antrieb das Bohrgestänge weiter aus dem Erdreich zieht, kann der zuletzt aus dem Erdreich gezogene Gestängeschuss optimiert in dem Gestängemagazin einsortiert bzw. eingelagert werden.
  • Ein Sortieren der Gestängeschüsse im Gestängemagazin kann auch oder alternativ beim Anlaufen bzw. Starten der Erdbohrvorrichtung erfolgen. Auch in diesem Zustand kann die Zeit für eine Optimierung der Lage der Gestängeschüsse im Gestängemagazin sinnvoll genutzt werden.
  • Das Sortieren und/oder optimierte Einlagern eines Gestängeschusses kann somit parallel zum Anlaufen und/oder Bewegen des Bohrgestänges durchgeführt werden, so dass das Sortieren und/oder optimierte Einlagern das eigentliche Einbringen der Erdbohrung oder Herausziehen des Bohrgestänges nicht beeinträchtigt wird. Dies führt zu einem hohen Nutzwert für den Betreiber.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung funktional mit einem Speicher verbunden, in dem eine Information betreffend eines oder mehrerer Gestängeschussparameter unter Zuordnung des jeweiligen Gestängeschusses gespeichert ist. Hierdurch kann nachgehalten werden, dass mit dem Gestängeschuss ein entsprechender Parameter verbunden ist.
  • Der Begriff "funktional verbunden" im Sinne der Beschreibung umfasst eine, insbesondere unidirektional oder bidirektionale Verbindung der genannten Einrichtung, um insbesondere Signale von einer der Einrichtungen, insbesondere der Steuerung, bereitzustellen und mit der anderen Einrichtung, insbesondere dem Speicher, zu empfangen und/oder empfangene Signale zu verarbeiten. Die funktionale Kopplung kann unmittelbar oder mittelbar durch Zwischenschaltung weiterer Elemente oder Einrichtungen erfolgen. Der Begriff "funktional verbunden" beinhaltet auch die Ausgestaltung, dass die Steuerung in ihrer Hardware-Komponente den Speicher aufweist, der Speicher also in der Steuerung zumindest teilweise integriert ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung funktional mit einer Erfassungseinheit verbunden, die ausgestaltet ist, eine Information betreffend eines oder mehrerer Gestängeschussparameter zu erfassen. Beispielsweise kann die Steuerung und/oder die Steuerung der Erdbohrvorrichtung mit einer Erfassungseinheit funktional verbunden sein, die eine Leseeinrichtung aufweist, mit der die auf einem Speicherelement an einem Gestängeschuss gespeicherte Information betreffend eines oder mehrerer Gestängeschussparameter ausgelesen werden kann. Die Erfassungseinheit kann hierzu aktiv ausgebildet sein, d.h., diese liest die in einem passiven Speicherelement gespeicherten Daten aus. Alternativ kann die Leseeinrichtung auch mit aktiven Speicherelementen zusammenwirken, die die gewünschten Werte an die Leseeinrichtung senden. Die Erfassungseinheit kann von der Steuerung der Erdbohrvorrichtung oder von der Steuerung gesteuert werden und beispielsweise beim Befüllen des Gestängemagazins die Information betreffend eines oder mehrerer Gestängeschussparameter auslesen. Beispielsweise kann der Steuerung oder der Steuerung der Erbohrvorrichtung dann mitgeteilt werden, an welcher Position der Gestängeschuss, von dem die Information hinsichtlich des oder der Gestängeschussparameter eingelesen wurde, in dem Gestängemagazin abgelegt wird. Es kann somit eine Zuordnung erfolgen, an welcher Position im Gestängemagazin ein Gestängeschuss mit jeweiligem Gestängeschussparameter oder jeweiligen Gestängeschussparametern vorliegt. Die Zuordnung kann in einem Speicher abgebildet werden, auf den die Steuerung und/oder die Steuerung der Erdbohrvorrichtung funktional zugreifen kann.
  • Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass beim Befüllen des Gestängemagazins die einzelnen Gestängeschüsse in der Reihenfolge, wie die Positionen in dem Gestängemagazin nummeriert bzw. indexiert sind, dem Gestängemagazin zugeführt werden. Vor der Ablage in dem Gestängemagazin an der nächsten Position kann der jeweilige Gestängeschuss der Erfassungseinheit zugeführt werden und die Information ausgelesen und in einem Speicher für die jeweilige Position im Gestängemagazin abgelegt werden.
  • Es ist auch möglich, dass eine Bedienperson die Kennung eines Gestängeschusses, welches in dem Gestängemagazin befindlich ist, einer Position in dem Gestängemagazin zuordnet. Die Bedienperson kann für einen Position eine Kennung eingeben, um in einer Zuordnung, die in einem Speicher abgelegt ist bzw. werden kann, einer Position im Gestängemagazin eine Information für die Auswahl des jeweiligen Gestängeschusses anzugeben.
  • Die Erfindung schafft auch eine Transfervorrichtung einer Erdbohrvorrichtung. Die Transfervorrichtung kann an einer eine Bohrlafette aufweisenden Erdbohrvorrichtung angeordnet werden. Die Bohrlafette definiert eine Bohrgestängeachse. An der Erdbohrvorrichtung kann ferner ein Gestängemagazin für eine Mehrzahl an Gestängeschüssen angeordnet werden, das für eine liegende Anordnung der Gestängeschüsse in nebeneinander angeordneten Fächern ausgestaltet ist. Die Transfervorrichtung weist mindestens eine Aufnehmevorrichtung auf, mit der von oben auf die Gestängeschüsse in dem Gestängemagazin zugegriffen werden kann. Die Transfervorrichtung weist eine Steuerung auf, die ausgestaltet ist, einen bestimmten im Gestängemagazin vorliegenden Gestängeschuss in Abhängigkeit von mindestens einem Bohrungsparameter oder/und mindestens einem Gestängeschussparameter auszuwählen.
  • Die Erfindung schafft auch eine Steuerung einer Transfervorrichtung einer Erdbohrvorrichtung, wobei die Transfervorrichtung an der eine Bohrlafette aufweisenden Erdbohrvorrichtung angeordnet werden kann, wobei die Bohrlafette eine Bohrgestängeachse definiert, und an der Erdbohrvorrichtung ferner ein Gestängemagazin für eine Mehrzahl an Gestängeschüssen angeordnet werden kann. Das Gestängemagazin ist für eine liegende Anordnung der Gestängeschüsse in nebeneinander angeordneten Fächern ausgestaltet. Die Transfervorrichtung weist mindestens eine Aufnehmevorrichtung auf, mit der von oben auf die Gestängeschüsse in dem Gestängemagazin zugegriffen werden kann. Die Steuerung ist ausgestaltet, einen im Gestängemagazin vorliegenden bestimmten Gestängeschuss in Abhängigkeit von mindestens einem Bohrungsparameter oder/und mindestens einem Gestängeschussparameter auszuwählen.
  • Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Erdbohren mit einer Erdbohrvorrichtung. Das Verfahren umfasst den Schritt, dass mittels einer Steuerung ein bestimmter Gestängeschuss aus unterschiedlichen Gestängeschüssen, die in einem Gestängemagazin liegend und nebeneinander in Fächern angeordnet sind, in Abhängigkeit von mindestens einem Bohrungsparameter oder/und mindestens einem Gestängeschussparameter ausgewählt wird, um mit dem ausgewählten bestimmten Gestängeschuss die Erdbohrung entsprechend dem Verlauf weiter in das Erdreich einzubringen.
  • Die Erfindung wird hinsichtlich mehrerer Aspekte beschrieben, die eine Erdbohrvorrichtung, eine Transfervorrichtung, eine Steuerung und ein Verfahren betreffen. Die Ausführungen zu den einzelnen Aspekten ergänzen einander, so dass die Ausführungen für die Erdbohrvorrichtung auch als Ausführungen der Beschreibung für die Transfervorrichtung, die Steuerung und das Verfahren zu verstehen sind. Mit der Beschreibung der Erdbohrvorrichtung sind auch Handlungen im Sinne des Verfahrens bzw. Verfahrensschritte betreffend das Verfahren zum Erdbohren offenbart, die für das Verfahren zum Erdbohren entsprechend gelten.
  • Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand eines von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Erdbohrvorrichtung; und
    Fig. 2
    ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms für eine Auswahl eines Gestängeschusses im Gestängemagazin.
  • In der Fig. 1 ist schematisch eine Erdbohrvorrichtung in isometrischer Ansicht dargestellt. Die Erdbohrvorrichtung umfasst als wesentliche Baugruppen ein Gestängemagazin 1 mit einer Vielzahl darin gelagerter unterschiedlicher Gestängeschüsse 2, eine Bohrlafette 3, von der lediglich ein Teil dargestellt ist, sowie eine Transfervorrichtung 4, mit der die Gestängeschüsse 2 aus dem Gestängemagazin 1 entnommen und in eine Position entlang der Bohrgestängeachse an der Bohrlafette 3 positioniert werden können.
  • Der dargestellte Teil der Bohrlafette 3 umfasst einen Grundträger 5, oberhalb dessen die einzelnen Gestängeschüsse 2, die für ein Verbinden mit dem freien Ende des bereits verbohrten Bohrgestänges (nicht dargestellt) vorgesehen sind, positioniert werden. Auf dem Grundträger 5 der Bohrlafette 3 sind zwei Schienen 6 vorgesehen, auf denen ein Antriebsschlitten (nicht dargestellt) verfahrbar gelagert ist. Der Antriebsschlitten ist mittels eines endseitig an dem Grundträger 5 angeordneten Hydraulikmotors 7 antreibbar.
  • Auf dem Antriebsschlitten ist ein Rotationsantrieb (nicht dargestellt) vorgesehen, der zum einen dazu dient, dass Bohrgestänge während des Bohrschubs rotierend anzutreiben, und zum anderen für ein Verschrauben des neu anzusetzenden Gestängeschuss 2 mit dem freien Ende des bereits verbohrten Bohrgestänges vorgesehen ist. Hierzu wird der Rotationsantrieb, dessen Antriebswelle vorderseitig mit einem Außengewinde versehen ist, in die rückseitig an dem Gestängeschuss 2 angeordnete Gewindebuchse eingeschraubt und dann das vordere Ende des Gestängeschusses 2, das einen entsprechenden Gewindebolzen aufweist, an das freie Ende des Bohrgestänges herangeführt und in die Gewindebuchse des letzten Gestängeschusses 2 des Bohrgestänges eingeschraubt.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise derartiger Bohrlafetten 3 sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 199 53 458 C1 eine entsprechende Bohrlafette, deren diesbezüglicher Inhalt durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird.
  • Die Erdbohrvorrichtung weist eine Steuerung 10 auf, die schematisch in Form einer Maschinensteuerung der Erdbohrvorrichtung in der Fig. 1 dargestellt ist. Die Steuerung 10 der Erdbohrvorrichtung ist in diesem Falle identisch mit der Steuerung für die Transfervorrichtung 4, mittels derer ein Gestängeschuss 2 aus dem Gestängemagazin 1 entnommen oder in dieses abgelegt werden kann.
  • In der Steuerung 10 der Erdbohrvorrichtung sind Befehlsfolgen abarbeitbar, die ermöglichen, dass ein bestimmter Gestängeschuss 2 aus dem Gestängemagazin 1 ausgewählt werden kann.
  • In der Fig. 2 ist beispielhaft ein Ablaufdiagramm dargestellt, welches eine Auswahl eines Gestängeschusses 2 im Gestängemagazin 1 ermöglicht. Als Kriterium für die Auswahl des Gestängeschusses 2 im Gestängemagazin 1 wird ein dem Gestängeschuss 2 zugeordneter Verschleiß berücksichtigt. Mittels des von der Steuerung 10 durchgeführten Befehlsfolge, welche durch das Ablaufdiagramm in Fig. 2 dargestellt ist, kann ein für einen ausgeglichenen Verschleiß resultierender Gestängeschuss ausgewählt werden. Zudem kann eine Umlagerung bzw. ein Sortieren durchgeführt werden, um eine optimierte Position für den Gestängeschuss 2 im Gestängemagazin 1 zu bestimmen.
  • In der Fig. 2 ist die Steuerung 10 dargestellt, mittels derer ein Algorithmus bzw. eine Befehlsfolge zum Auswählen oder Sortieren von Gestängeschüssen 2 im Gestängemagazin durchgeführt werden kann. Insoweit kann die Steuerung 10 einen optimalen Gestängeschuss 2 für einen ausgeglichenen Verschleiß auswählen.
  • Im Schritt S1 steuert die Steuerung 10 die Transfervorrichtung 4 für eine Lagerung an. Insoweit übermittelt die Steuerung 10 Befehle, mit denen auf die Transfervorrichtung 4 zugegriffen wird. Der Zugriff der Steuerung 10 auf die Transfervorrichtung 4 kann mittels des Schritts S2 eine Einlagerung eines Gestängeschusses 2 in das Gestängemagazin 1 durchführen. Im Schritt S3 kann die Transfervorrichtung 4 einen optimalen Gestängeschuss 2 anwählen bzw. automatisch auswählen. Die Auswahl kann einer Bedienperson angezeigt werden. Die Bedienperson kann eine Bestätigung durchführen, dass im Schritt S4 der Gestängeschuss 2 eingezogen wird oder im Schritt S5 der Gestängeschuss 2 verbohrt wird.
  • Sofern in der Fig. 2 zwei Spalten gezeigt werden, so liegt der Unterschied darin, dass bei der linken Spalte, d.h. den Schritten S1, S3 und S5, eine Pilotbohrung, d.h. eine Bohrung in das Erdreich eingebracht wird, bei der das Bohrgestänge schiebend eingebracht werden kann. Bei den Schritten S2 und S4 liegt eine Aufweitbohrung vor, d.h. in der Regel wird das Bohrgestänge ziehend im Erdreich bewegt.
  • Zur Auswahl bei der Pilotbohrung kann im Schritt S6 die Transfervorrichtung 4 für eine Umsortierung bzw. Umlagerung der Gestängeschüsse 2 im Gestängemagazin 1 angesteuert werden. Im Schritt S7 kann eine Umsortierung mittels der Transfervorrichtung 4 vorgenommen werden. Bei dem Einlagern des Gestängeschusses 2, welches im Schritt S2 prinzipiell beschrieben ist, kann aufgrund der Berücksichtigung des Kriteriums "Verschleißzustand" als Gestängeschussparameter im Schritt S8 eine optimale Position berechnet werden. Die Position kann dabei derart optimiert sein, dass nicht verschlissene Gestängeschüsse 2 nicht durch verschlissene Gestängeschüsse 2 im Gestängemagazin 1 blockiert werden.

Claims (8)

  1. Erdbohrvorrichtung mit einer Bohrlafette, die eine Bohrgestängeachse definiert, einem Gestängemagazin (1) für eine Mehrzahl unterschiedlicher Gestängeschüsse (2) und einer Transfervorrichtung (4) für den Transfer eines Gestängeschusses (2) zwischen dem Gestängemagazin (1) und der Bohrgestängeachse, wobei eine Steuerung (10) der Transfervorrichtung (4) ausgestaltet ist, einen bestimmten Gestängeschuss (2) im Gestängemagazin (2) in Abhängigkeit von mindestens einem Bohrungsparameter oder/und mindestens einem Gestängeschussparameter auszuwählen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestängemagazin (1) für eine liegende Anordnung der Gestängeschüsse (2) in nebeneinander angeordneten Fächern für den Zugriff mittels der Transfervorrichtung (4) von oben ausgestaltet ist, und das Gestängemagazin (1) ausgestaltet ist, dass die Gestängeschüsse aufeinander in direktem Kontakt von je zwei Gestängeschüssen miteinander aufliegen.
  2. Erdbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) ausgestaltet ist, Gestängeschüsse (2) im Gestängemagazin (1) in einer vorbestimmten Reihenfolge auszuwählen.
  3. Erdbohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) ausgestaltet ist, Gestängeschüsse (2) mittels der Transfervorrichtung (4) innerhalb des Gestängemagazins (1) umzulagern, um auf einen bestimmten Gestängeschuss (2) mittels der Transfervorrichtung (4) zuzugreifen.
  4. Erdbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) ausgestaltet ist, die Gestängeschüsse (2) im Gestängemagazin (1) zu sortieren, insbesondere (a) in einem Zeitraum, in dem die Erdbohrvorrichtung das Bohrgestänge mit Zug oder Druck beaufschlagt oder (b) in einem Zeitraum, in dem die Erdbohrvorrichtung anläuft.
  5. Erdbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) funktional mit einem Speicher verbunden ist, in dem eine Information betreffend einen oder mehrerer Gestängeschussparameter unter Zuordnung des jeweiligen Gestängeschusses (2) gespeichert ist.
  6. Erdbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) funktional mit einer Erfassungseinheit verbunden ist, die ausgestaltet ist, eine Information betreffend den mindestens einen oder mehrerer Gestängeschussparameter.
  7. Erdbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) funktional mit der Steuerung der Erdbohrvorrichtung und/oder dem Antrieb der Erdbohrvorrichtung verbunden ist, um den Verschleiß der Gestängeschüsse (2) nachzuhalten bzw. zu speichern.
  8. Verfahren zum Erdbohren mit einer Erdbohrvorrichtung, wobei mittels einer Steuerung (10) ein Gestängeschuss (2) aus unterschiedlichen Gestängeschüssen, die in einem Gestängemagazin (1) liegend und nebeneinander in Fächern angeordnet sind, in Abhängigkeit von mindestens einem Bohrungsparameter oder/und von mindestens einem Gestängeschussparameter ausgewählt wird, wobei die Gestängeschüsse in dem Gestängemagazin (1) aufeinander in direktem Kontakt von je zwei Gestängeschüssen miteinander aufliegen.
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