EP4124719A1 - Steuerung für eine aufnahme einer transfervorrichtung für einen gestängeschuss einer erdbohrvorrichtung - Google Patents

Steuerung für eine aufnahme einer transfervorrichtung für einen gestängeschuss einer erdbohrvorrichtung Download PDF

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EP4124719A1
EP4124719A1 EP22187250.0A EP22187250A EP4124719A1 EP 4124719 A1 EP4124719 A1 EP 4124719A1 EP 22187250 A EP22187250 A EP 22187250A EP 4124719 A1 EP4124719 A1 EP 4124719A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rod
drill string
rod section
magazine
transfer device
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.)
Granted
Application number
EP22187250.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4124719B1 (de
Inventor
Lucas Jostes
Dieter Wurm
André Schnütgen
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
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 Tracto Technik GmbH and Co KG filed Critical Tracto Technik GmbH and Co KG
Publication of EP4124719A1 publication Critical patent/EP4124719A1/de
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Publication of EP4124719B1 publication Critical patent/EP4124719B1/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
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/087—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods by means of a swinging arm
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • 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
    • 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
    • E21B19/20—Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically
    • 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 a control for receiving a transfer device for a rod section of an earth drilling device, a transfer device for a rod section of an earth drilling device, an earth drilling device with a controller, a method for transferring a rod section of an earth drilling device and a use of a control of a transfer device for a rod section of an earth drilling 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 mast.
  • 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 open so that the transfer device can be moved into the rod magazine and a rod section can be removed.
  • 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 rig.
  • 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.
  • the invention is now based on the object of providing a control, a transfer device, an earth drilling device, a method for transferring a section of rod of an earth drilling device and a use of a control of a transfer device for a section of rod of an earth drilling device, in which in particular the time for introduction an earth bore is reduced.
  • the core idea of the invention is to bring the transfer device into a position while the drill string is still moving, which allows the borehole to be drilled into the ground more quickly.
  • a simple rod magazine can be used, from which the rod sections can be removed from above.
  • the transfer device can already bring at least one receptacle, which can pick up, move and deposit the rod section, into an advantageous position both when the earth drilling device is pulling and when the earth drilling device is pushing.
  • the advantageous position is between the inside of the rod magazine and the position of the rod section on the drill string.
  • the recording can be brought up to the drill string while the earth drilling device is still being pulled or pushed, in order to then subsequently insert a new rod section into the drill string or remove a rod section from the end of the drill string.
  • the transfer device can be used not only for the direct route of the rod section between the rod magazine and the position on the drill string, but that there can also be one or more intermediate positions in which the transfer device moves the receptacle or the rod section can still move through the auger while the drill string is being pulled or pushed.
  • the rod section While in the prior art a way or path for the rod section is specified, which essentially consists of several composed of rectilinear, in particular direct, movements, in which there is at least one uninterrupted rectilinear movement from above into the position on the drill string, one or more "intermediate position(s)" are provided at least with the one position or the several positions, with the or which at least one interruption of the uninterrupted rectilinear movement provided in the prior art can be present, with the moving of the rod section into this position or positions still taking place during the movement of the drill string.
  • the transfer device can be moved into a position at the same time without affecting the actual drive of the drill string (rotation, feed or retraction), which on the one hand does not impede the travel path of the drive, but on the other hand also means the shortest possible distance to the position on the drill string in order to bring a rod section to the end or a position on the drill string or to take a rod section out of the position on the drill string (end of the drill string).
  • the transfer device can reach the drill string or a position on the drill string relatively short distances, so that the actual drilling or pull-in progress is hardly necessary for bringing in or removing a new one with the drill string rod section to be connected or the removal of a rod section separated from the drill string has to be interrupted.
  • a significant advantage or added value is created by the invention in that the earth drilling can be carried out more quickly. Waiting or dead times during which the rod section first has to be transported can be shortened. This can result in a shortening of the work cycles, since the actual drilling, pulling-in or expanding process can be continued in parallel during a large part of the movement of the transfer device. Although the working cycle or working cycles can be shortened, no additional components are absolutely necessary.
  • the synergistic effect comes to light in particular when a rod section is transported from the rod magazine in the direction of the drill string.
  • the modification can be seen as providing a recess on the rod magazine through which the rod section can be moved out of the rod magazine, particularly without having moved the rod section over the top edge of the rod magazine.
  • the recess is preferably arranged in the wall of the rod magazine, which is an end wall of the rod magazine; furthermore, the wall preferably faces the entry of the drill string into the ground.
  • a rod shot can be shot through the recess without having to go in the direction of the drill string to have been moved so far that the end of the rod section facing the entry of the drill string into the ground can be located essentially centrally over a clamping and releasing device of the earth drilling device, with which the drill string can be clamped and released.
  • the drill string can be clamped by means of the clamping and releasing device during the rod change, ie the connection to a further rod section or the removal of the last rod section from the drill string, without the drill string moving significantly along the longitudinal direction of the drill string.
  • the rod section to be attached to the drill string from the rod magazine can be moved so far forward through the recess that only a short horizontal and vertical movement is required to bring the rod section into the longitudinal axis of the drill string and then the rod section with the drill string connect to.
  • the position can be defined in that it is a position above a surface that results from a translational movement of a projection of the frame of the rod magazine or the base of the rod magazine along the longitudinal axis of the rod magazine in the direction of the entry of the drill string into the ground.
  • the movement of the rod section made possible by the recess in the rod magazine can be a translatory movement out of the rod magazine along the longitudinal axis of the rod magazine, in particular substantially parallel to the drill string.
  • cut-out includes a passage, a breakthrough, an opening and/or a hole, wherein the passage, breakthrough, opening and/or the hole can be at least partially, in particular completely, surrounded by material at the edge.
  • the invention provides a control for at least one receptacle of a transfer device for a rod section of an earth boring device.
  • the earth boring device is configured to move a drill string.
  • the transfer device is designed to transfer the received rod section from a position in a rod magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the controller is designed in such a way that it moves the holder between a position above the rod magazine and the position on the drill string while the drill string is still moving.
  • control in the sense of the description includes a configuration using hardware and/or software, by means of which a directed influencing of the receptacle and the transfer device during operation, i.e. for handling or moving the rod section, 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 component can be designed electrically or electronically.
  • a hardware component of the controller can also be implemented at least partially in the controller of the earth drilling device.
  • the hardware component can use a processor to operate the auger, so that the hardware component can be at least partially identical or identical to the hardware for controlling the auger.
  • the controller can comprise a command sequence as a software component, which can be executed on a processor, which can be designed as a separate processor (separate hardware component) or can be designed as a processor of the earth drilling device.
  • a processor within the meaning of the description includes an arithmetic unit, which can be designed using electronic circuits in order to execute instructions, in particular of a computer program.
  • the controller also includes a sequence of instructions executable on a processor.
  • the command sequence can be designed in the form of a (computer) program.
  • the command sequence can act in a directed or targeted manner on the receptacle and the transfer device in order to move, grasp and/or deposit a rod section in a targeted manner.
  • the term “transfer device” includes a device for picking up or lifting, moving and/or laying down a rod section, in particular by means of one or more holders that can be part of the transfer device.
  • the transfer device can be designed both to transfer a rod section from the rod magazine to the drill string axis or a position on the drill string (pushing in of an earth bore) and to transfer a rod section from the drill string axis or a position on the drill string to the rod magazine (to the A train or pulling is exerted on the drill pipe and the drill pipe is pulled out of the ground).
  • the transfer device can offer a possibility for moving the at least one receptacle, by means of which a rod section can be received or gripped in particular in the rod magazine and can be moved into a position on the drill string. It may also be possible that the transfer device can move a rod section from a position on the drill string into the rod magazine.
  • the recording can be vertical and horizontal both transversely and longitudinally parallel to the drill string or the Drill string axis are moved.
  • the transfer device can in particular essentially like that from FIG DE 10 2009 035 277 A1 be configured known transfer device.
  • receptacle as used in the specification includes a means for lifting and/or moving a rod section, which can be brought into abutment or engagement with the rod section.
  • a "receptacle” can be designed as a gripping device; however, other embodiments are also possible as an alternative—without a gripping device—or additionally in combination with a gripping device.
  • a receptacle can 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 between the receptacle and the rod section.
  • the rod section can be picked up and put down using the holder. If the recording moves with a rod section that has been recorded, the recording can be moved together with the rod section.
  • a receptacle can be designed as a gripping device.
  • the gripping device can grip a rod section at least in sections along a peripheral section.
  • the gripping device can have one, two or more gripping elements, for example in the form of gripping jaws, clamping jaws, gripping clamps, fingers or the like, which can be moved towards or away from a fixed element or toward or away from one another.
  • the transfer device can have at least one, preferably more than one, in particular two, receptacles.
  • the one or more receptacles can be designed as a gripping device.
  • The, in particular two, gripping devices can be arranged on a common element, for example a beam, of the transfer device with a longitudinal axial distance from one another.
  • rod section in the sense of the description includes individual, in particular rigid, rod sections which can be connected to one another directly or indirectly and which can be connected to one another in the longitudinal axial direction to form a drill rod or a drill string.
  • the rod sections can be plugged or screwed together with the mechanical interposition of an intermediate element or without the interposition of an intermediate element. Mixed forms of plugging together and screwing together are possible.
  • the connection can be secured by means of a securing element, which prevents the plugging or screwing together from being loosened.
  • the securing element can be placed in one of the interconnected rod sections or inserted and/or screwed into both of the interconnected rod sections.
  • the rod section or rod sections can have a corresponding (counter)thread; however, it can also be provided that at least one of the rod sections does not have a (counter)thread and a further element is inserted into at least one of the rod sections which has the (counter)thread.
  • the drill string as used in the description encompasses a number of interconnected rod sections.
  • the drill string can have a drill head and a drill head tip that may be present, which can be designed as a drilling tool (e.g. as an expanding head), or an area adjacent to the drill head, which in particular can have the same alignment as the drill head.
  • a front section of a drill string is designed as a drill head or drilling tool.
  • the drill string can also have a sensor section or a sensor housing, in which a sensor is arranged, which enables the position and/or orientation of the drill head or an area adjacent to the drill head to be determined.
  • the drill string extends in the longitudinal axial direction along the longitudinal axes of the drill sections in a drill string axis which is substantially congruent or coincident with the longitudinal axes of the drill sections.
  • the drill string axis can essentially be formed by the longitudinal axes of the individual rod sections of the drill string.
  • the term "earth drilling device” includes a (and thus any) device which, in particular, can move a drill string having rod sections in an existing or to be created channel in the ground in order to create a bore, in particular a horizontal bore (HD), or widen or pull pipelines or other long bodies into the ground.
  • the earth drilling device can in particular be an HD device.
  • An earth drilling device can be a device that drives a drill string and that 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.
  • the drill string can be moved in the ground by applying tension or pressure.
  • a drive is usually provided in or on the earth drilling device, which can exert a translatory and/or rotary force on the drill string.
  • the drill string can have recesses on its outside, into which an engagement element, which can be moved by the drive, can engage in order to move the drill string essentially in its longitudinal axial extension (drill string axis).
  • Those provided on the outside of the drill string Recesses can be designed as recesses formed on the outside of the rod sections, which are in particular formed like grooves.
  • a recess can run at least in sections along the circumference; in particular, a recess can run around the entire circumference of the rod section. There may be more than one recess per rod section.
  • the engagement element can be designed in the form of a pawl which can engage in a recess on the drill string (rod section). More than one engagement element can engage the drill string and be moved by the drive.
  • the pawl or pawls may be mounted on a reciprocating carriage or a linear actuator. In the case of a reciprocating carriage, in one direction, e.g (n) to again be moved to a position for further engagement with the pawl(s).
  • the "toward" direction corresponds to a "working stroke” and the "forward" direction to an "idle stroke".
  • the drive can be arranged on a drill mast, which can be designed as a mobile frame.
  • the drive can also be arranged on or on a frame.
  • a drive having a carriage can reciprocate on the drill mast or the frame in the direction of the drill string axis in order to push or pull the drill string in the ground.
  • the drill rig or the frame can have one or more clamping devices, via which the drill string or a rod section to be attached can be fixed. It can be provided that a clamping device is provided on the drill carriage or the frame, by means of which the free end of the drill string can be fixed in order to enable a new rod section to be attached to be connected to the already drilled drill string.
  • soil in the sense of the description includes any type of material, in particular earth, sand, rock, stone and/or stone, in which existing or to be created, preferably at least partially horizontal, channels or bores can be introduced.
  • An underground arrangement of the soil is preferred, but not absolutely necessary.
  • a “rod magazine” within the meaning of the description can be a volume or space that is predetermined by means of at least one frame provided in sections, in which rod sections can be stored, in particular lying down.
  • the volume or space can be surrounded by at least partially perforated surfaces that do not have to be closed.
  • the rod magazine is designed to be open at the top.
  • the rod magazine can have two end elements or head pieces on which separating elements can be provided.
  • the Separating elements can in particular 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 that the separating elements or some of the separating elements only extend over a partial length of the length between the two end elements.
  • the term "rod magazine” as used in the description also includes a rod magazine, such as is made out DE 10 2009 035 277 A1 is known.
  • a rod magazine enables the rod sections to be arranged in a substantially horizontal arrangement.
  • the rod sections can rest on one another in direct contact between two rod sections in each case that lie directly on one another.
  • Neighboring rod sections in a compartment which can in particular be arranged one above the other, can contact each other directly.
  • the width of the compartments transverse to the longitudinal axis of the rod magazine which can coincide with the longitudinal axis of the rod sections or can run parallel thereto, can essentially correspond to the width of a rod section.
  • the compartments can be as wide as a diameter of a rod section (transverse to the longitudinal axis of the rod magazine or the longitudinal axis of a rod section stored in the rod magazine) and several diameters of the rod sections high.
  • Positions can be defined in a rod magazine by the formation of compartments, at which a rod section can be positioned or arranged or deposited. Due to the horizontal arrangement of the rod sections, not all defined positions are possible when a rod magazine is not fully loaded, since there cannot be empty positions between two adjacent rod sections in terms of height. Because the rod sections can rest 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 diameter or 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 figure or number, a position in the rod magazine can be clearly assigned.
  • the assignment can be tracked by the controller, in particular when a rod section is (newly) stored in the rod magazine, a rod section is relocated in the rod magazine and/or a rod section is removed from the rod magazine.
  • the term "above the rod magazine” in relation to the position of a rod section gripped and moved by the socket or sockets includes a position of the socket or sockets that is higher than the height of the rod magazine. In particular, the term can include a position that is above the volume enclosed by the rod magazine.
  • the term “above the rod magazine” not only describes a specific position of the receptacle or receptacles, but also an area in which the receptacle or receptacles can be positioned or arranged. The position describes that the recording or the recordings have left the rod magazine upwards.
  • the socket or sockets may be on the way to a position on the drill string axis.
  • a position on the drill string in relation to the position of a drill section gripped and moved by the socket or sockets includes a position at the end of the drill string in which a drill section held or gripped by the socket or sockets is substantially would be present in the drill string axis.
  • the term "a position on the drill string” does not necessarily describe a specific location or position in space, but rather an area in which a rod section gripped with the receptacle or receptacles would be present in the drill string axis; In particular, a translatory displacement of the receptacle or receptacles in a direction parallel to the drill string axis is possible without leaving the position on the drill string.
  • the receptacle is between the above-mentioned positions, this includes, within the meaning of the description, the possibility that the receptacle can stand still or remain in a position between the two positions. However, it can also be provided that the receptacle can be moved "dynamically” between the aforementioned positions by moving to a distance and/or several positions between the aforementioned positions ("above the rod magazine” and "a position on the drill string”).
  • the cradle is moved to at least one intermediate position, which is a lowered position of the cradle that is on a travel path of the cradle between the position above the rod magazine and the position on the drill string.
  • a particularly simple and efficient position can be provided for the recording.
  • the holder only has to be moved a little to be brought into position on the drill string.
  • the term position refers here in particular to the height to which the recording is made.
  • the at least one intermediate position is above a well fluid catchment.
  • the receptacle can be designed as a trough, trough or the like.
  • the catch can have a drain or overflow in which the drill fluid that has been caught can be discharged.
  • the drilling fluid collected by means of a catch can be discharged into an anchor plate, for example.
  • the catch and the anchor plate can be connected to one another by a fluid channel. It can also be provided that the drilling fluid can reach the outflow or the overflow “by means of gravitation” without a predetermined fluid channel by “simply running or dripping down”.
  • An intermediate position can in particular be a position which is a position which lies between a position above the rod magazine and the position on the drill string.
  • the term "intermediate position" represents in particular a simplification in the description.
  • the transfer device has a crane-like structure.
  • the crane-like structure can be designed like a portal crane.
  • Such transfer devices are easy to construct and easy to handle.
  • a rack for a rod section on which a rod section can be placed and picked up again.
  • the efficiency for achieving a drilling progress can be further increased by means of the additional storage for a rod section.
  • An additional shelf can be made available, by means of which, for example, there can be an intermediate place for sorting.
  • the controller is designed for sorting the rod sections in the rod magazine.
  • certain rod sections can be selected from the rod magazine in the form of an automatic work sequence without the need for interaction with an operator.
  • the 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 sorting can help to optimize the predetermined order of removal, so that the rod sections that are initially unsorted are sorted according to the predetermined order of removal.
  • the criterion or the stipulation as to how the selection of the rod sections are connected to the drill string and in what order can be the length of time that the rod section has already been used to drill a borehole. Other criteria or stipulations are possible. It is also possible to take more than one stipulation or criterion into account.
  • the drilling of the earth bore can be further optimized by means of the sorting.
  • the sorting can take place when a rod section is stored, for example when the drill rod is pulled in or pulled out (in particular in the case of 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.
  • a rod shot sorted down - unless it sorts back up for an access - 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 than the rod section parameters. While the drive pulls the drill string further out of the ground, the rod section last pulled out of the ground can be optimally sorted or stored in the rod magazine.
  • 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.
  • Sorting and/or optimized storage of a rod section in the rod magazine can be carried out parallel to the start-up and/or movement of the drill string by the drive, so that the sorting and/or optimized storage does not impair the actual drilling of the borehole or the extraction of the drill string. This leads to a further optimization of the drilling time of the earth bore and thus to an increased additional benefit for the operator of the earth bore device.
  • the invention also provides a transfer device for a rod section of an earth boring device.
  • the earth boring device is configured to move a drill string.
  • the transfer device has at least one receptacle for a rod section and is designed to transfer the received rod section from a position in a rod magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the transfer device can be controlled by means of a controller, the controller being designed to move the receptacle between a position above the rod magazine and the position on the drill string while the drill string is still moving.
  • the invention also provides an earth boring device with a control as particularly described above and a transfer device as particularly described above.
  • the earth boring device is configured to move a drill string.
  • the transfer device has at least one receptacle for a rod section and is designed to transfer the received rod section from a position in a rod magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the controller is designed to move the holder between a position above the rod magazine and the position on the drill string while the drill string is still moving.
  • the invention also provides a method for transferring a section of rod of an earth drilling device by means of a transfer device which receives the section of rod by means of at least one receptacle.
  • the earth boring device is configured to move a drill string and the drill string is transferred from a position in a drill string magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the holder is moved between a position above the rod magazine and the position on the drill string while the drill string is moving.
  • the invention also provides a use of a control of a transfer device for a rod section of an earth boring device.
  • the earth boring device is configured to move a drill string.
  • the transfer device has at least one receptacle for a rod section and is used to transfer the received rod section from a position in a rod magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the controller is used to move the fixture between a position above the rod magazine and the position on the drill string while the drill string is moving.
  • the invention is described in terms of several aspects relating to a controller, a transfer device, an earth boring device, a method and a use.
  • the explanations for the individual aspects complement each other, so that the explanations for the control are also to be understood as explanations of the description for the transfer device or the earth drilling device.
  • the transfer device and/or the earth drilling device actions in the sense of the method or method steps relating to the method for transferring a rod section of an earth drilling device are also to be understood or disclosed.
  • the earth drilling device 1 shows schematically an earth drilling device 1 for the trenchless laying of lines, such as water, sewage, power or data lines, during the so-called pilot bore.
  • the earth drilling device 1 is equipped with a rotary drive 2 and a feed drive 3 in order to push or pull a drilling head 4 or a drilling tool through the ground 5 .
  • the drill head 4, which is designed asymmetrically for executing controlled bore courses, is arranged at the front end of a drill string 6, which has individual rod sections 7.
  • the individual rod sections 7 are held in a rod magazine 8 and, during drilling, are held in place by means of an in 2 and 3 removed from the rod magazine 8 in the transfer device 9 shown in more detail and moved into the longitudinal axis L of the drill string 6 in order to be installed in the drill string 6 in order to extend it.
  • the transfer device 9 can move a rod section 7 both transversely (X-axis X) and perpendicularly (Y-axis Y) to the longitudinal axis L of the drill string 6 and move it into the rod magazine 8 and, with the receptacles 10 designed as grippers, move a rod section 7 grip, then drive out of the rod magazine 8 again with a rod section 7 and transport the rod section 7 into the longitudinal axis L of the drill string 6 by movements in the direction of the X and Y axes.
  • the receptacles 10 are moved to a position on the drill string 6 where the rod section 7 can be added to the drill string 6, which is already running predominantly in the ground 5, to extend it, with a movement ultimately being carried out in the direction of the longitudinal axis L (also referred to as the Z axis). in order to bring the rod section 7 to the drill string 6 which is already running predominantly in the ground.
  • the transfer device 9 has a pushing unit 11 for carrying out this last direction of movement.
  • a rod section 7 is first transported from the rod magazine 8 into one of the 2 and 3 shown intermediate position in the vicinity of the longitudinal axis L of the drill string 6.
  • the pilot drilling can be continued without interruption.
  • the travel path from the intermediate position in the longitudinal axis L and thus also the dead time in which no drilling progress takes place are now very short, which makes work much more efficient.
  • a drainage trough 12 for residual drilling fluid exiting from the rod sections 7 that have been laid down is attached below the position in which a rod section 7 is brought into an intermediate position by means of the transfer device 9. If a rod section 7 is removed from the drill string 6 while it is being pulled back, there is still a certain residual amount of drilling fluid in such a rod section 7 .
  • the carriage of the earth drilling device 1 is inclined slightly forward (towards the target), so that the remaining amount of drilling fluid from each rod section 7 that is deposited in the intermediate position would run out and contaminate the earth drilling device 1 and the surrounding soil.
  • a receptacle 12 embodied as a (drainage) trough catches the residual amount of drilling fluid that escapes and directs it to an anchor plate 13 underneath. From here, the drilling fluid can be removed and returned to the drilling process.
  • the transfer device 9 Before the removal of a rod section 7 from the drill string 6 to shorten it, the transfer device 9 again assumes the intermediate position already described in order to be able to reach the longitudinal axis L of the drill string 6 over a short distance and thus in a short time in order to be able to grip a withdrawn rod section 7.
  • the rod section 7 is then deposited parallel to the progress of the drawing-in, i.e. without interrupting the actual work steps.
  • the intermediate position is selected in such a way that a residual quantity of drilling fluid which runs out of a rod section 7 is caught when this rod section 7 is removed from the drill string 6 and fed back into the drilling process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für mindestens eine Aufnahme einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrrichtung, wobei die Erdbohrvorrichtung zum Bewegen eines Bohrstrangs ausgestaltet ist, und die Transfervorrichtung zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses von einer Position in einem Gestängemagazin in eine Position am Bohrstrang oder umgekehrt ausgestaltet ist, und die Steuerung ausgestaltet ist, die Aufnahme zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang noch während der Bewegung des Bohrstrangs zu verfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Aufnahme einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung, eine Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung, eine Erdbohrvorrichtung mit einer Steuerung, ein Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses einer Erdbohrvorrichtung und eine Verwendung einer Steuerung einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung.
  • Beim Erdbohren mittels eines aus Gestängeschüssen zusammengesetzten Bohrstrangs ist es üblich, die einzelnen Gestängeschüsse mittels einer Transfervorrichtung aus einem Gestängemagazin zu entnehmen und in eine Position am Ende des Bohrstrangs zu bringen, um den schon verbohrten Bohrstrang mit dem herangeführten Gestängeschuss zu verlängern.
  • Beispielsweise ist aus DE 10 2009 035 277 A1 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 hineinbewegt werden 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.
  • Es hat sich herausgestellt, dass bekannte Bohrvorrichtungen zwar gute Ergebnisse erzielen, aber die Zeitdauer für die Durchführung einer Erdbohrung von Benutzern als zu hoch empfunden werden kann.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung, eine Transfervorrichtung, eine Erdbohrvorrichtung, ein Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses einer Erdbohrvorrichtung und eine Verwendung einer Steuerung einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung zu schaffen, bei der bzw. dem insbesondere die Zeit zum Einbringen einer Erdbohrung verringert ist.
  • 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, noch während der Bewegung des Bohrstrangs die Transfervorrichtung in eine Position zu bringen, die ein schnelleres Einbringen der Erdbohrung in das Erdreich erlaubt. Dabei kann auf ein einfach aufgebautes Gestängemagazin zurückgegriffen werden, aus dem die Gestängeschüsse von oben entnommen werden können. Die Transfervorrichtung kann mindestens eine Aufnahme, die den Gestängeschuss aufnehmen, bewegen und ablegen kann, sowohl beim ziehenden Arbeiten der Erdbohrvorrichtung als auch beim drückenden Arbeiten der Erdbohrvorrichtung schon in eine vorteilhafte Position bringen. Die vorteilhafte Position ist zwischen dem Inneren des Gestängemagazins und der Position des Gestängeschusses am Bohrstrang angeordnet. Die Aufnahme kann schon an den Bohrstrang noch während des ziehenden oder drückenden Betriebs der Erdbohrvorrichtung herangeführt werden, um dann nachfolgend einen neuen Gestängeschuss in den Bohrstrang einzubringen bzw. einen Gestängeschuss vom Ende des Bohrstrangs zu entfernen.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass die Transfervorrichtung nicht nur für den direkten Weg des Gestängeschusses zwischen dem Gestängemagazin und der Position am Bohrstrang verwendet werden kann, sondern, dass es auch eine oder mehrere Zwischenpositionen geben kann, in die die Transfervorrichtung die Aufnahme bzw. den Gestängeschuss noch während des Ziehens oder Drückens des Bohrstrangs durch die Erdbohrvorrichtung verfahren kann. Während im Stand der Technik ein Weg bzw. Pfad für den Gestängeschuss vorgegeben ist, der sich im Wesentlichen aus mehreren geradlinigen, insbesondere direkten, Bewegungen zusammensetzt, bei der zumindest eine Bewegung ununterbrochen geradlinig von oben in die Position am Bohrstrang vorliegt, werden zumindest mit der einen Position oder den mehreren Positionen eine oder mehrere "Zwischenposition(en)" vorgesehen, mit der bzw. denen zumindest eine Unterbrechung der im Stand der Technik vorgesehenen ununterbrochenen geradlinigen Bewegung vorhanden sein kann, wobei das Bewegen des Gestängeschusses in diese Position bzw. den Positionen noch während der Bewegung des Bohrstrangs erfolgt. Während des eigentlichen Bohr- oder Einzugs- bzw. Aufweitfortschritts kann zeitgleich ohne Einfluss auf den eigentlichen Antrieb des Bohrstrangs (Rotation, Vorschub oder Rückzug) die Transfervorrichtung bereits in eine Position bewegt werden, die zum einen den Verfahrweg des Antriebs nicht behindert, zum anderen aber auch eine möglichst kurze Distanz zur Position am Bohrstrang bedeutet, um einen Gestängeschuss an das Ende bzw. eine Position am Bohrstrang zu bringen oder einen Gestängeschuss aus der Position am Bohrstrang (Ende des Bohrstrangs) zu nehmen. Von der "Zwischenposition" bzw. den "Zwischenpositionen" kann die Transfervorrichtung auf relativ kurzem Wege den Bohrstrang bzw. eine Position am Bohrstrang erreichen, so dass der eigentliche Bohr- bzw. Einzugsfortschritt kaum für das Heranführen bzw. die Entnahme eines neuen mit dem Bohrstrang zu verbindenden Gestängeschusses oder dem Entnehmen eines von dem Bohrstrang getrennten Gestängeschusses unterbrochen werden muss.
  • Es wird ein erheblicher Vorteil bzw. ein Mehrwert durch die Erfindung geschaffen, indem die Erdbohrung schneller durchgeführt werden kann. Warte- oder Totzeiten, in denen der Gestängeschuss zunächst transportiert werden muss, können verkürzt werden. Hierdurch kann sich eine Verkürzung der Arbeitszyklen ergeben, da während eines Großteils der Bewegung der Transfervorrichtung der eigentliche Bohr-, Einzugs- oder Aufweitprozess parallel fortgeführt werden kann. Obwohl eine Verkürzung des Arbeitszyklus bzw. der Arbeitszyklen möglich ist, werden keine zusätzlichen Bauteile zwingend benötigt.
  • Es wurde erkannt, dass mit der Überlegung, den Gestängeschuss noch während der Bewegung des Bohrstrangs zu verfahren, ein synergistischer Effekt erreicht werden kann, wenn das Gestängemagazin in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung modifiziert wird. Der synergistische Effekt tritt insbesondere bei einem Transport eines Gestängeschusses aus dem Gestängemagazin in Richtung des Bohrstrangs zu tage. Die Modifikation kann darin gesehen werden, eine Aussparung am Gestängemagazin vorzusehen, durch die der Gestängeschuss aus dem Gestängemagazin bewegt werden kann, insbesondere ohne den Gestängeschuss über den oberen Rand des Gestängemagazins bewegt zu haben. Die Aussparung ist bevorzugt in der Wand des Gestängemagazins angeordnet, die eine Stirnwand des Gestängemagazins ist; ferner ist die Wand bevorzugt dem Eintritt des Bohrstrangs in das Erdreich zugewandt. Durch die Aussparung kann ein Gestängeschuss, ohne schon in Richtung des Bohrstrangs bewegt worden zu sein, so weit vor bewegt werden, dass sich das dem Eintritt des Bohrstrangs in das Erdreich zugewandte Ende des Gestängeschusses im Wesentlichen mittig über einer Klemm- und Löseeinrichtung der Erdbohrvorrichtung, mit der der Bohrstrang geklemmt und gelöst werden kann, befinden kann. Mittels der Klemm- und Löseeinrichtung kann der Bohrstrang während des Gestängewechsels, d.h. dem Verbinden mit einem weiteren Gestängeschuss bzw. dem Entfernen des letzten Gestängeschusses aus dem Bohrstrang geklemmt werden, ohne dass sich der Bohrstrang wesentlich entlang der Längsrichtung des Bohrstrangs bewegt. Der aus dem Gestängemagazin an den Bohrstrang anzusetzende Gestängeschuss kann durch die Aussparung so weit vor bewegt werden, dass nur noch eine kurze waagerechte und eine senkrechte Bewegung erforderlich sein müssen, um den Gestängeschuss in die Längsachse des Bohrstrangs zu bringen und dann den Gestängeschuss mit dem Bohrstrang zu verbinden. Durch das Vorsehen einer Aussparung im Gestängemagazin kann die Möglichkeit geschaffen werden, den Gestängeschuss noch in einer für das Arbeiten günstigen Position zu belassen. Die Position kann dadurch definiert sein, dass es eine Position oberhalb einer Fläche ist, die sich durch eine translatorische Bewegung einer Projektion des Rahmens des Gestängemagazins bzw. der Grundfläche des Gestängemagazins längs der Längsachse des Gestängemagazins in Richtung des Eintritts des Bohrstrangs in das Erdreich ergibt. Es mutet zunächst paradox an, dass ein Vorteil ohne ein Bewegen des Gestängeschusses in Richtung auf die Längsachse des Bohrstrangs aus dem Gestängemagazin erreicht werden kann. Dennoch kann ein entscheidender Mehrwert für den Anwender erreicht werden. Die durch die Aussparung im Gestängemagazin ermöglichte Bewegung des Gestängeschusses kann eine translatorische Bewegung aus dem Gestängemagazin längs der Längsachse des Gestängemagazins, insbesondere im Wesentlichen parallel zum Bohrstrang, sein.
  • Der Begriff Aussparung umfasst im Sinne der Beschreibung einen Durchlass, einen Durchbruch, eine Öffnung und/oder ein Loch, wobei der Durchlass, Durchbruch, Öffnung und/oder das Loch zumindest teilweise, insbesondere vollständig, randseitig mit Material umgeben sein kann.
  • Die Erfindung schafft eine Steuerung für mindestens eine Aufnahme einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung. Die Erdbohrvorrichtung ist zum Bewegen eines Bohrstrangs ausgestaltet. Die Transfervorrichtung ist zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses von einer Position in einem Gestängemagazin in eine Position am Bohrstrang oder umgekehrt ausgestaltet. Die Steuerung ist derart ausgestaltet, die Aufnahme zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang noch während der Bewegung des Bohrstrangs zu verfahren.
  • Der Begriff "Steuerung" im Sinne der Beschreibung umfasst eine Ausgestaltung mittels einer Hard- und/oder Software, mittels derer eine gerichtete Beeinflussung der Aufnahme und der Transfervorrichtung im Betrieb, d.h. zum Handhaben bzw. Bewegen des Gestängeschusses, möglich ist. Die Steuerung kann eine Hardware-Komponente und/oder eine Software-Komponente aufweisen. Die Steuerung kann als separate Hardware-Komponente (Baustein) vorliegen, die in eine Steuerung einer Erdbohrvorrichtung integriert und/oder mit dieser funktional verbunden werden kann. Die Hardware-Komponente kann elektrisch oder elektronisch ausgestaltet sein. Eine Hardware-Komponente der Steuerung kann auch zumindest teilweise in der Steuerung der Erdbohrvorrichtung implementiert sein. Die Hardware-Komponente kann einen Prozessor zum Betrieb der Erdbohrvorrichtung verwenden, so dass die Hardware-Komponente zumindest teilidentisch oder identisch zur Hardware zur Steuerung der Erdbohrvorrichtung sein kann. Die Steuerung kann alternativ oder zusätzlich eine Befehlsfolge als Software-Komponente umfassen, die auf einem Prozessor, der als separater Prozessor (separate Hardware-Komponente) ausgestaltet sein kann oder als Prozessor der Erdbohrvorrichtung ausgestaltet sein kann, ausgeführt werden kann. Ein Prozessor im Sinne der Beschreibung umfasst ein Rechenwerk, das mittels elektronischer Schaltungen ausgestaltet sein kann, um Befehle, insbesondere eines Computer-Programms, auszuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerung auch eine Befehlsfolge, die auf einem Prozessor ausgeführt werden kann. Die Befehlsfolge kann in Form eines (Computer-)Programms ausgestaltet sein. Die Befehlsfolge kann auf die Aufnahme und die Transfervorrichtung gerichtet bzw. gezielt einwirken, um einen Gestängeschuss gezielt zu bewegen, zu ergreifen und/oder abzulegen.
  • Der Begriff "Transfervorrichtung" umfasst im Sinne der Beschreibung eine Vorrichtung zum Aufnehmen bzw. Heben, Bewegen und/oder Ablegen eines Gestängeschusses, insbesondere mittels einer oder mehrerer Aufnahmen, die Teil der Transfervorrichtung sein können. Die Transfervorrichtung kann ausgestaltet sein, sowohl einen Gestängeschuss von dem Gestängemagazin in die Bohrstrangachse bzw. eine Position am Bohrstrang zu transferieren (schiebendes Einbringen einer Erdbohrung) als auch einen Gestängeschuss von der Bohrstrangachse bzw. einer Position am Bohrstrang in das Gestängemagazin zu transferieren (auf das Bohrgestänge wird ein Zug bzw. ein Ziehen ausgeübt und das Bohrgestänge aus dem Erdreich gezogen).
  • Die Transfervorrichtung kann aufgrund ihrer strukturellen Ausgestaltung eine Möglichkeit zum Verfahren der mindestens einen Aufnahme bieten, mittels derer ein Gestängeschuss insbesondere im Gestängemagazin aufgenommen bzw. gegriffen werden kann und in eine Position am Bohrstrang verfahren werden kann. Es kann auch möglich sein, dass die Transfervorrichtung einen Gestängeschuss von einer Position am Bohrstrang in das Gestängemagazin bewegen kann. Die Aufnahme kann vertikal und horizontal sowohl quer als auch in Längsrichtung parallel zum Bohrstrang bzw. der Bohrstrangachse verfahren werden. Die Transfervorrichtung kann insbesondere im Wesentlichen wie die aus der DE 10 2009 035 277 A1 bekannte Übergabevorrichtung ausgestaltet sein.
  • Der Begriff "Aufnahme" im Sinne der Beschreibung umfasst ein Mittel zum Anheben und/oder Bewegen eines Gestängeschusses, das mit dem Gestängeschuss in Anlage oder in Eingriff mit dem Gestängeschuss gebracht werden kann. Insbesondere kann eine "Aufnahme" als Greifvorrichtung ausgestaltet sein; allerdings sind auch andere Ausführungsformen alternativ - ohne eine Greifvorrichtung - oder zusätzlich in einer Kombination mit einer Greifvorrichtung möglich. Eine Aufnahme kann beispielsweise 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 Aufnahme mit dem Gestängeschuss zu bilden. Der Gestängeschuss kann mittels der Aufnahme aufgenommen und abgelegt werden. Sofern die Aufnahme mit einem aufgenommenen Gestängeschuss verfährt, kann die Aufnahme zusammen mit dem Gestängeschuss verfahren werden.
  • In der Regel kann eine Aufnahme als Greifvorrichtung ausgestaltet sein. Die Greifvorrichtung kann einen Gestängeschuss zumindest abschnittsweise entlang eines Umfangsabschnitts umgreifen. Hierzu kann die Greifvorrichtung ein, zwei oder mehr auf ein Fixelement zu oder von diesem weg oder aufeinander zu oder voneinander weg bewegliche Greifelemente, beispielsweise in Form von Greifbacken, Klemmbacken, Greifklammern, Fingern oder ähnlichem aufweisen.
  • Die Transfervorrichtung kann mindestens eine, vorzugsweise mehr als eine, insbesondere zwei, Aufnahmen aufweisen. Die eine oder die mehreren Aufnahmen können als Greifvorrichtung ausgestaltet sein. Die, insbesondere zwei, Greifvorrichtungen können an einem gemeinsamen Element, beispielsweise einem Balken, der Transfervorrichtung mit längsaxialem Abstand zueinander angeordnet sein.
  • Der Begriff "Gestängeschuss" im Sinne der Beschreibung umfasst einzelne, insbesondere starre, miteinander mittelbar oder unmittelbar verbindbare Gestängeschüsse, die zum Ausbilden eines Bohrgestänges oder eines Bohrstrangs in längsaxialer Richtung miteinander verbunden werden können. Die Gestängeschüsse können zur Verbindung miteinander unter mechanischer Zwischenschaltung eines Zwischenelements oder ohne Zwischenschaltung eines Zwischenelements zusammengesteckt oder zusammengeschraubt werden. Mischformen aus Zusammenstecken und Zusammenschrauben sind möglich. Die Verbindung kann mittels eines Sicherungselements, das ein Lösen des Zusammensteckens oder Zusammenschraubens verhindert, gesichert sein. Das Sicherungselement kann in einen der miteinander verbundenen Gestängeschüssen oder in beide der miteinander verbundenen Gestängeschüsse eingesteckt und/oder eingeschraubt werden. Im Falle eines Gewindes am Sicherungselement kann der Gestängeschuss oder die Gestängeschüsse ein entsprechendes (Gegen-)Gewinde aufweisen; es kann aber auch vorgesehen sein, dass zumindest einer der Gestängeschüsse kein (Gegen-)Gewinde aufweist und ein weiteres Element in zumindest einen der Gestängeschüsse eingesetzt wird, welches das (Gegen-)Gewinde aufweist.
  • Der Begriff "Bohrstrang" im Sinne der Beschreibung umfasst mehrere miteinander verbundene Gestängeschüsse. Der Bohrstrang kann an einem, insbesondere vorderseitigen, Ende einen Bohrkopf und eine gegebenenfalls vorhandene Bohrkopfspitze, die als Bohrwerkzeug (beispielsweise als Aufweitkopf) ausgestaltet sein kann, oder einen dem Bohrkopf benachbarten Bereich, der insbesondere die gleiche Ausrichtung wie der Bohrkopf aufweisen kann, aufweisen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein vorderseitiger Abschnitt eines Bohrstrangs als Bohrkopf oder Bohrwerkzeug ausgestaltet. Der Bohrstrang kann auch einen Sensorabschnitt bzw. ein Sensorgehäuse aufweisen, in dem ein Sensor angeordnet ist, der eine Positions- und/oder Lagebestimmung des Bohrkopfs bzw. eines dem Bohrkopf benachbarten Bereichs ermöglicht. Der Bohrstrang erstreckt sich in längsaxialer Richtung entlang der Längsachsen der Gestängeschüsse in einer Bohrstrangachse, die mit den Längsachsen der Gestängeschüsse im Wesentlichen kongruent ist bzw. koinzidiert. Die Bohrstrangachse kann im Wesentlichen durch die Längsachsen der einzelnen Gestängeschüsse des Bohrstrangs gebildet werden.
  • Der Begriff "Erdbohrvorrichtung" umfasst im Sinne der Beschreibung eine (und damit jede) Vorrichtung, welche insbesondere einen Gestängeschüsse aufweisenden Bohrstrang in einem bestehenden oder zu erstellenden Kanal im Erdreich bewegen kann, 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 einen Bohrstrang antreibende Vorrichtung sein, die insbesondere Erdreich verdrängend arbeiten kann. Der Bohrstrang kann translatorisch und/oder rotatorisch in längsaxialer Richtung des Bohrstrangs in das Erdreich eingebracht werden. Der Bohrstrang kann durch Zug- oder Druckbeaufschlagung im Erdreich bewegt werden.
  • Zum Antreiben des Bohrstrangs ist in der Regel ein Antrieb in bzw. an der Erdbohrvorrichtung vorgesehen, der eine translatorische und/oder rotatorische Kraft auf den Bohrstrang ausüben kann. Der Bohrstrang kann Ausnehmungen an seiner Außenseite aufweisen, in die ein Eingriffselement, das vom Antrieb bewegt werden kann, eingreifen kann, um den Bohrstrang im Wesentlichen in seiner längsaxialen Erstreckung (Bohrstrangachse) zu bewegen. Die an der Außenseite des Bohrstrangs vorgesehenen Ausnehmungen können als an der Außenseite der Gestängeschüsse ausgebildete Ausnehmungen, die insbesondere nutenartig ausgebildet sind, ausgestaltet sein. Eine Ausnehmung kann zumindest abschnittsweise entlang des Umfangs verlaufen; insbesondere kann eine Ausnehmung vollumfänglich um den Umfang des Gestängeschusses verlaufen. Es kann mehr als eine Ausnehmung pro Gestängeschuss vorgesehen sein. Das Eingriffselement kann in Form einer Klinke ausgestaltet sein, die in eine Ausnehmung am Bohrstrang (Gestängeschuss) eingreifen kann. Es kann mehr als ein Eingriffselement am Bohrstrang angreifen und vom Antrieb bewegt werden. Die Klinke bzw. die Klinken können an einem sich hin- und herbewegenden Schlitten oder einem Linearantrieb angeordnet sein. Im Falle eines sich hin- und herbewegenden Schlittens kann in einer Richtung, beispielsweise der "Hin"-Richtung, die Antriebskraft auf den Bohrstrang aufgebracht werden, um dann mittels der Bewegung in "Her"-Richtung den Schlitten ohne Eingriff mit der/den Klinke(n) zu verfahren, um erneut in eine Stellung für ein weiteres Ineingriffbringen mit der/den Klinke(n) zu verfahren. Die "Hin"-Richtung entspricht einem "Arbeitshub" und die "Her"-Richtung einem "Leerhub".
  • Der Antrieb kann auf einer Bohrlafette angeordnet sein, die als fahrbares Gestell ausgebildet sein kann. Der Antrieb kann auch auf oder an einem Rahmen angeordnet sein. Ein einen Schlitten aufweisender Antrieb kann sich auf der Bohrlafette oder dem Rahmen in Richtung der Bohrstrangachse hin- und herbewegen, um den Bohrstrang drückend oder ziehend im Erdreich zu bewegen. Die Bohrlafette oder der Rahmen kann eine oder mehrere Klemmeinrichtungen, über die der Bohrstrang bzw. ein anzusetzender Gestängeschuss fixiert werden kann, aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass eine Klemmeinrichtung an der Bohrlafette oder dem Rahmen vorgesehen ist, mittels derer das freie Ende des Bohrstrangs fixiert werden kann, um ein Verbinden eines neu anzusetzenden Gestängeschusses mit dem schon verbohrten Bohrstrang zu ermöglichen.
  • Der Begriff "Erdreich" im Sinne der Beschreibung umfasst jedwede Art von Material, insbesondere Erde, Sand, Fels, Gestein und/oder Stein, in welchem bestehende oder zu erstellende, vorzugsweise zumindest abschnittsweise horizontale, Kanäle bzw. Bohrungen eingebracht werden können. Eine unterirdische Anordnung des Erdreichs ist bevorzugt, aber nicht zwingend notwendig.
  • Ein "Gestängemagazin" im Sinne der Beschreibung kann ein mittels zumindest eines abschnittsweise vorgesehenen Rahmens vorgegebenes Volumen oder Raum sein, in dem Gestängeschüsse, insbesondere liegend, aufbewahrt werden können. Das Volumen oder der Raum kann durch zumindest teildurchbrochene Flächen umgeben sein, die nicht geschlossen ausgestaltet sein müssen. Insbesondere nach oben ist das Gestängemagazin offen ausgestaltet. Das Gestängemagazin kann zwei Stirnelemente bzw. Kopfstücke aufweisen, an denen Trennelemente vorgesehen sein können. 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 bzw. einige der Trennelemente sich nur über eine Teillänge der Länge zwischen den beiden Stirnelementen erstrecken. Der Begriff "Gestängemagazin" im Sinne der Beschreibung umfasst auch ein Gestängemagazin, wie es aus DE 10 2009 035 277 A1 bekannt ist.
  • Ein Gestängemagazin ermöglicht eine Anordnung der Gestängeschüsse in einer im Wesentlichen horizontalen Anordnung. Die Gestängeschüsse können in dem Gestängemagazin in direktem Kontakt von jeweils zwei Gestängeschüssen, die direkt aufeinander aufliegen, aufeinander aufliegen. Benachbarte Gestängeschüsse in einem Fach, die insbesondere übereinander angeordnet sein können, können einander direkt kontaktieren. Die Breite der Fächer quer zur Längsachse des Gestängemagazins, die mit der Längsachse der Gestängeschüsse übereinstimmen kann bzw. parallel hierzu verlaufen kann, kann im Wesentlichen der Breite eines Gestängeschusses entsprechen. Die Fächer können einen Durchmesser eines Gestängeschusses breit (quer zur Längsachse des Gestängemagazins bzw. der Längsachse eines im Gestängemagazin gelagerten Gestängeschusses) und mehrere Durchmesser der Gestängeschüsse hoch sein.
  • In einem Gestängemagazin können durch die Bildung von Fächern Positionen definiert werden, an denen ein Gestängeschuss positioniert bzw. angeordnet bzw. abgelegt sein kann. Durch die liegende Anordnung der Gestängeschüsse sind nicht alle definierten Positionen bei nicht voller Beladung eines Gestängemagazins möglich, da leere Positionen zwischen zwei benachbarten Gestängeschüssen in der Höhe nicht vorhanden sein können. Dadurch, dass die Gestängeschüsse aufeinander aufliegen können, 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 dem Durchmesser bzw. 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 bzw. Nummer 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 "oberhalb des Gestängemagazins" in Bezug auf die Position eines von der Aufnahme bzw. den Aufnahmen gegriffenen und bewegten Gestängeschusses umfasst eine Position der Aufnahme bzw. den Aufnahmen, die höher ist als die Höhe des Gestängemagazins. Insbesondere kann der Begriff eine Position umfassen, die oberhalb des vom Gestängemagazin umschlossenen Volumens liegt. Mit dem Begriff "oberhalb des Gestängemagazins" wird nicht nur eine konkrete Position der Aufnahme bzw. den Aufnahmen beschrieben, sondern ein Bereich, in dem die Aufnahme bzw. die Aufnahmen positioniert bzw. angeordnet sein können. Die Position beschreibt, dass die Aufnahme bzw. die Aufnahmen das Gestängemagazin nach oben verlassen haben. Die Aufnahme bzw. die Aufnahmen können sich auf dem Weg zu einer Position an der Bohrstrangachse befinden.
  • Der Begriff "eine Position am Bohrstrang" in Bezug auf die Position eines von der Aufnahme bzw. den Aufnahmen gegriffenen und bewegten Gestängeschusses umfasst eine Position am Ende des Bohrstrangs, in der ein von der Aufnahme bzw. den Aufnahmen gehaltener bzw. gegriffener Gestängeschuss im Wesentlichen in der Bohrstrangachse vorliegen würde. Der Begriff "eine Position am Bohrstrang" beschreibt nicht zwingend eine konkrete Lage bzw. Position im Raum, sondern einen Bereich, in dem ein mit der Aufnahme bzw. den Aufnahmen gegriffener Gestängeschuss in der Bohrstrangachse vorliegen würde; insbesondere ist eine translatorische Verschiebung der Aufnahme bzw. den Aufnahmen in einer Richtung parallel zur Bohrstrangachse möglich, ohne die Position am Bohrstrang zu verlassen.
  • Sofern beschrieben ist, dass die Aufnahme zwischen den vorgenannten Positionen ist, so wird hierunter im Sinne der Beschreibung die Möglichkeit umfasst, dass die Aufnahme in einer Position zwischen den beiden Positionen stillstehen bzw. in Ruhe verharren kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Aufnahme "dynamisch" zwischen den vorgenannten Positionen verfahren werden kann, indem eine Strecke und/oder mehrere Positionen zwischen den vorgenannten Positionen ("oberhalb des Gestängemagazins" und "eine Position am Bohrstrang") angefahren werden.
  • Bei einer Position zwischen der Position "oberhalb des Gestängemagazins" und der Position "eine Position am Bohrstrang" kann es sich insbesondere um eine oder mehrere Positionen handeln, bei denen mindestens eines der folgenden Kriterien erfüllt ist:
    • außerhalb des Gestängemagazins,
    • seitlich zwischen dem Gestängemagazin (d.h. außerhalbe von diesem) und der Bohrstrangachse,
    • einige Durchmesser bzw. Dicken von Gestängeschüssen oberhalb der Bohrstrangachse,
    • einige Durchmesser bzw. Dicken der Gestängeschüsse seitlich neben der Bohrstrangachse und/oder
    • seitlich neben dem Gestängemagazin unterhalb der Oberkante des Gestängemagazins.
  • Der Begriff "mindestens" zusammen mit dem unbestimmten Artikel "ein", der an das Genus des nachfolgenden Nomens grammatikalisch angepasst ist, umfasst im Sinne der Beschreibung die Möglichkeit, dass eines, zwei, drei, vier oder eine andere ganzzahlige Anzahl der mit dem Nomen bezeichneten Teile bzw. Elemente berücksichtigt oder vorhanden ist bzw. sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Aufnahme in mindestens eine Zwischenposition verfahren, die eine abgesenkte Position der Aufnahme ist, die auf einem Verfahrweg der Aufnahme zwischen der Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang liegt. Hierdurch kann eine besonders einfache und effiziente Position für die Aufnahme bereitgestellt werden. Die Aufnahme muss nur noch wenig verfahren werden, um in die Position am Bohrstrang verbracht zu werden. Dabei bezieht sich der Begriff Position hier insbesondere auf die Höhe, auf die die Aufnahme gebracht wird.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die mindestens eine Zwischenposition oberhalb eines Auffangs für Bohrflüssigkeit vor. Hierdurch kann die Möglichkeit geschaffen werden, dass an einer durch die Steuerung vorgegebenen Zwischenpositionen bzw. mehreren Zwischenpositionen die Bohrflüssigkeit, die aufgrund einer vorherigen Benutzung des Gestängeschusses aus dem Gestängeschuss austreten kann, rückgeführt wird bzw. nicht den Untergrund, auf dem die Erdbohrvorrichtung aufsteht, ver- bzw. beschmutzt. Der Auffang kann als Trog, Wanne oder ähnliches ausgestaltet sein. Der Auffang kann einen Ablauf oder Überlauf aufweisen, in dem aufgefangene Bohrflüsskeit abgeführt werden kann. Die mittels Auffang aufgefangene Bohrflüssigkeit kann beispielsweise in eine Ankerplatte abgeführt werden. Der Auffang und die Ankerplatte können durch einen Fluidkanal miteinander verbunden sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Bohrflüssigkeit über den Ablauf oder den Überlauf "mittels Gravitation" ohne vorgegebenem Fluidkanal durch "einfaches Herunterlaufen bzw. - tropfen" gelangen kann.
  • Bei einer Zwischenposition kann es sich insbesondere um eine Position handeln, die eine Position ist, die zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang liegt. Der Begriff "Zwischenposition" stellt insbesondere eine Vereinfachung in der Beschreibung dar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Transfervorrichtung eine kranähnliche Struktur auf. Die kranähnliche Struktur kann portalkranähnlich ausgebildet sein. Derartige Transfervorrichtungen sind einfach konstruierbar und einfach handhabbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Verfahrweg zwischen der Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang eine Ablage für einen Gestängeschuss vorhanden, auf den ein Gestängeschuss abgelegt und wieder aufgenommen werden kann.
  • Mittels der zusätzlichen Ablage für einen Gestängeschuss kann die Effizienz zur Erreichung eines Bohrfortschritts weiter erhöht werden. Mit der zusätzlichen Ablage wird ein weiterer Freiheitsgrad für die Handhabung der Gestängeschüsse erreicht. Eine zusätzliche Ablage kann zur Verfügung gestellt werden, mittels derer beispielsweise ein Zwischenplatz für eine Sortierung vorliegen kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung für eine Sortierung der Gestängeschüsse im Gestängemagazin ausgestaltet. Hierdurch kann u.a. erreicht werden, dass bestimmte Gestängeschüsse aus dem Gestängemagazin in Form eines automatischen Arbeitsablaufs ausgewählt werden können, ohne dass es einer Interaktion mit einer Bedienperson bedarf. Die Steuerung kann die Auswahl eines Gestängeschusses, der zur Verlängerung des schon im Erdreich verbohrten Bohrstrangs 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 Sortierung kann dabei helfen, die vorbestimmte Reihenfolge der Entnahme zu optimieren, so dass die zunächst unsortiert vorliegenden Gestängeschüsse gemäß der vorbestimmten Reihenfolge der Entnahme sortiert werden. Das Kriterium bzw. die Maßgabe, wie die Auswahl der Gestängeschüsse in welcher Reihenfolge mit dem Bohrstrang verbunden werden, kann die Dauer, die der Gestängeschuss schon zum Einbringen einer Erdbohrung verwendet wurde, sein. Andere Kriterien bzw. Maßgaben sind möglich. Es ist auch mehr als die Berücksichtigung einer Maßgabe oder eines Kriteriums möglich. Mittels der Sortierung kann das Einbringen der Erdbohrung weiter optimiert werden. Die Sortierung kann bei einer Einlagerung eines Gestängeschusses, beispielsweise beim Einziehen bzw. des Herausziehens des Bohrgestänges (insbesondere bei 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". Ein nach unten sortierter 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 die Gestängeschussparameter erreicht haben. Während der Antrieb den Bohrstrang 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.
  • Ein Sortieren und/oder ein optimiertes Einlagern eines Gestängeschusses im Gestängemagazin kann parallel zum Anlaufen und/oder Bewegen des Bohrstrangs durch den Antrieb durchgeführt werden, so dass das Sortieren und/oder optimierte Einlagern das eigentliche Einbringen der Erdbohrung oder Herausziehen des Bohrstrangs nicht beeinträchtigt. Dies führt zu einer weiteren Optimierung der Einbringungszeit der Erdbohrung und damit zu einem erhöhten weiteren Nutzwert für den Betreiber der Erdbohrvorrichtung.
  • Die Erfindung schafft auch eine Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung. Die Erdbohrvorrichtung ist zum Bewegen eines Bohrstrangs ausgestaltet. Die Transfervorrichtung weist mindestens eine Aufnahme für einen Gestängeschuss auf und ist zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses von einer Position in einem Gestängemagazin in eine Position am Bohrstrang oder umgekehrt ausgestaltet. Die Transfervorrichtung ist mittels einer Steuerung ansteuerbar, wobei die Steuerung ausgestaltet ist, die Aufnahme zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang noch während der Bewegung des Bohrstrangs zu verfahren.
  • Die Erfindung schafft auch eine Erdbohrvorrichtung mit einer Steuerung, wie sie insbesondere oben beschrieben ist, und eine Transfervorrichtung, wie sie insbesondere oben beschrieben ist. Die Erdbohrvorrichtung ist zum Bewegen eines Bohrstrangs ausgestaltet. Die Transfervorrichtung weist mindestens eine Aufnahme für einen Gestängeschuss auf und ist zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses von einer Position in einem Gestängemagazin in eine Position am Bohrstrang oder umgekehrt ausgestaltet. Die Steuerung ist ausgestaltet, die Aufnahme zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang noch während der Bewegung des Bohrstrangs zu verfahren.
  • Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses einer Erdbohrvorrichtung mittels einer den Gestängeschuss mittels mindestens einer Aufnahme aufnehmenden Transfervorrichtung. Die Erdbohrvorrichtung ist zum Bewegen eines Bohrstrangs ausgestaltet und der Gestängeschuss wird von einer Position in einem Gestängemagazin in eine Position am Bohrstrang oder umgekehrt transferiert. Die Aufnahme wird noch während der Bewegung des Bohrstrangs zwischen eine Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang verfahren.
  • Die Erfindung schafft auch eine Verwendung einer Steuerung einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung. Die Erdbohrvorrichtung ist zum Bewegen eines Bohrstrangs ausgestaltet. Die Transfervorrichtung weist mindestens eine Aufnahme für einen Gestängeschuss auf und wird zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses von einer Position in einem Gestängemagazin in eine Position am Bohrstrang oder umgekehrt verwendet. Die Steuerung wird dazu verwendet, die Aufnahme noch während der Bewegung des Bohrstrangs zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang zu verfahren.
  • Die Erfindung wird hinsichtlich mehrerer Aspekte beschrieben, die eine Steuerung, eine Transfervorrichtung, eine Erdbohrvorrichtung, ein Verfahren und eine Verwendung betreffen. Die Ausführungen zu den einzelnen Aspekte ergänzen einander, so dass die Ausführungen für die Steuerung auch als Ausführungen der Beschreibung für die Transfervorrichtung bzw. die Erdbohrvorrichtung zu verstehen sind. Mit der Beschreibung der Steuerung, der Transfervorrichtung und/oder der Erdbohrvorrichtung sind auch Handlungen im Sinne des Verfahrens bzw. Verfahrensschritte betreffend das Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses einer Erdbohrvorrichtung zu verstehen bzw. offenbart. Analoges gilt für die Beschreibung der vorgenannten Verwendung, die mittels der anderen Aspekte auch im Hinblick auf Merkmale einer Verwendung offenbart ist.
  • Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer Erdbohrvorrichtung mit einem Bohrstrang in einer Seitenansicht in teilweise geschnittener Darstellung;
    Fig. 2
    eine detailliertere Darstellung der Erdbohrvorrichtung im Bereich eines Gestängemagazins und eines Antriebs mit einer Transfervorrichtung;
    Fig. 3
    die detailliertere Darstellung von Gestängemagazin, Antrieb und Transfervorrichtung in einer Ansicht von vorne;
    Fig. 4
    ein Flussdiagramm einer als Pilotbohrung ausgestalteten Bohrung; und
    Fig. 5
    ein Flussdiagramm einer als Aufweitbohrung ausgestalteten Erdbohrung.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Erdbohrvorrichtung 1 zur grabenlosen Verlegung von Leitungen, wie Wasser-, Abwasser-, Strom-, oder Datenleitungen, während der sogenannten Pilotbohrung. Die Erdbohrvorrichtung 1 ist mit einem Drehantrieb 2 und einem Vorschubantrieb 3 ausgerüstet, um einen Bohrkopf 4 oder ein Bohrwerkzeug schiebend oder ziehend durchs Erdreich 5 zu bewegen. Der zum Ausführen gesteuerter Bohrungsverläufe unsymmetrisch ausgeführte Bohrkopf 4 ist am vorderen Ende eines Bohrstrangs 6 angeordnet, der einzelne Gestängeschüsse 7 aufweist.
  • Die einzelnen Gestängeschüsse 7 werden in einem Gestängemagazin 8 vorgehalten und im Bohrbetrieb mittels einer in Fig. 2 und Fig. 3 näher dargestellten Transfervorrichtung 9 aus dem Gestängemagazin 8 entnommen und in die Längsachse L des Bohrstrangs 6 bewegt, um zur Verlängerung des Bohrstrangs 6 in diesen eingebaut zu werden. Wie in Fig. 3 erkennbar, kann die Transfervorrichtung 9 einen Gestängeschuss 7 sowohl quer (X-Achse X) als auch senkrecht (Y-Achse Y) zur Längsachse L des Bohrstrangs 6 bewegen und in das Gestängemagazin 8 hineinfahren und mit den als Greifer ausgestalteten Aufnahmen 10 einen Gestängeschuss 7 greifen, anschließend mit einem Gestängeschuss 7 wieder aus dem Gestängemagazin 8 herausfahren und den Gestängeschuss 7 durch Bewegungen in Richtung der X- und Y-Achsen in die Längsachse L des Bohrstrangs 6 transportieren. Die Aufnahmen 10 werden in eine Position am Bohrstrang 6 verfahren, wo der Gestängeschuss 7 dem bereits überwiegend im Erdreich 5 verlaufenden Bohrstrang 6 zu dessen Verlängerung hinzugefügt werden kann, wobei letztendlich eine Bewegung in Richtung der Längsachse L (auch als Z-Achse bezeichnet) ausgeführt wird, um den Gestängeschuss 7 an den bereits überwiegend im Erdreich verlaufenden Bohrstrang 6 heranzuführen. Zur Ausführung dieser letzten Bewegungsrichtung weist die Transfervorrichtung 9 eine Schubeinheit 11 auf.
  • Zur Verkürzung von Totzeiten erfolgt der Transport eines Gestängeschusses 7 zunächst aus dem Gestängemagazin 8 in eine in den Fig. 2 und 3 dargestellte Zwischenposition in der Nähe der Längsachse L des Bohrstrangs 6. Während der Bewegungen der Transfervorrichtung 9 kann die Pilotbohrung ohne Unterbrechung fortgeführt werden. Zum finalen Einbringen eines weiteren Gestängeschusses 7 in den Bohrstrang 6 sind der Verfahrweg von der Zwischenposition in die Längsachse L und somit auch die Totzeit, in der kein Bohrfortschritt erfolgt, nun sehr kurz, wodurch deutlich effizienteres Arbeiten ermöglicht wird.
  • Unterhalb der Position, in der ein Gestängeschuss 7 mittels der Transfervorrichtung 9 in eine Zwischenposition gebracht wird, ist eine Ableitwanne 12 für aus den abgelegten Gestängeschüssen 7 austretende Restbohrflüssigkeit angebracht. Wird ein Gestängeschuss 7 während des Rückzugs aus dem Bohrstrang 6 entnommen, so befindet sich in einem solchen Gestängeschuss 7 noch eine gewisse Restmenge an Bohrflüssigkeit. Im Normalfall ist die Lafette der Erdbohrvorrichtung 1 leicht nach vorne (zum Ziel hin) geneigt, so dass die Restmenge Bohrflüssigkeit aus jedem Gestängeschuss 7, der in der Zwischenposition abgelegt wird, auslaufen und die Erdbohrvorrichtung 1 sowie das Erdreich im Umfeld verunreinigen würde. Ein als (Ableit-)Wanne ausgestalteter Auffang 12 fängt die austretende Restmenge an Bohrflüssigkeit auf und leitet diese in eine darunterliegende Ankerplatte 13 ab. Von hier aus kann die Bohrflüssigkeit abgefördert und dem Bohrprozess wieder zugeführt werden.
  • Die Abläufe bei einer Pilotbohrung sind in Fig. 4 beschrieben. Nach Beendigung der Pilotbohrung erfolgt meist der Einzug einer zu verlegenden Leitung oder aber ein Aufweiten der nun vorhandenen Pilotbohrung, um Leitungen größerer Durchmesser verlegen zu können.
  • Die Abläufe dabei erfolgen mehr oder weniger in umgekehrter Richtung, wie dies in Fig. 5 erläutert ist. Dabei nimmt die Transfervorrichtung 9 vor der Entnahme eines Gestängeschusses 7 aus dem Bohrstrang 6 zu dessen Verkürzung wiederum die schon beschriebene Zwischenposition ein, um auf kurzem Wege und somit in kurzer Zeit die Längsachse L des Bohrstrangs 6 zum Greifen eines zurückgezogenen Gestängeschusses 7 erreichen zu können. Die Ablage des Gestängeschusses 7 erfolgt dann parallel zum Fortschritt des Einzugs, also ohne Unterbrechung der effektiven Arbeitsschritte. Die Zwischenposition ist so gewählt, dass eine, aus einem Gestängeschuss 7 auslaufende Restmenge an Bohrflüssigkeit beim Entnehmen dieses Gestängeschusses 7 aus dem Bohrstrang 6 aufgefangen und dem Bohrprozess wieder zugeführt wird.

Claims (10)

  1. Steuerung für mindestens eine Aufnahme (10) einer Transfervorrichtung (9) für einen Gestängeschuss (7) einer Erdbohrrichtung (1), wobei die Erdbohrvorrichtung (1) zum Bewegen eines Bohrstrangs (6) ausgestaltet ist, und die Transfervorrichtung (9) zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses (7) von einer Position in einem Gestängemagazin (8) in eine Position am Bohrstrang (6) oder umgekehrt ausgestaltet ist, und die Steuerung ausgestaltet ist, die Aufnahme (10) zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (6) noch während der Bewegung des Bohrstrangs (6) zu verfahren.
  2. Steuerung nach Anspruch 1, wobei die Aufnahme (10) in mindestens eine Zwischenposition verfahren wird, die eine abgesenkte Position der Aufnahme ist, die auf einem Verfahrweg der Aufnahme zwischen der Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (6) liegt.
  3. Steuerung nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Zwischenposition oberhalb eines Auffangs (12) für Bohrflüssigkeit vorliegt.
  4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Transfervorrichtung (9) eine kranähnliche Struktur aufweist.
  5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei an dem Verfahrweg zwischen der Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (6) eine Ablage für einen Gestängeschuss (7) vorhanden ist, auf den ein Gestängeschuss abgelegt und wieder aufgenommen werden kann.
  6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerung für eine Sortierung der Gestängeschüsse (7) im Gestängemagazin (8) ausgestaltet ist.
  7. Transfervorrichtung (9) für einen Gestängeschuss (7) einer Erdbohrvorrichtung (1), wobei die Erdbohrvorrichtung (1) zum Bewegen eines Bohrstrangs (6) ausgestaltet ist, und die Transfervorrichtung (9) mindestens eine Aufnahme (10) für einen Gestängeschuss (7) aufweist und zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses (7) von einer Position in einem Gestängemagazin (8) in eine Position am Bohrstrang (6) oder umgekehrt ausgestaltet ist, und die Transfervorrichtung (9) mittels einer Steuerung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ansteuerbar ist, wobei die Steuerung ausgestaltet ist, die Aufnahme (10) zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (6) noch während der Bewegung des Bohrstrangs zu verfahren.
  8. Erdbohrrichtung (1) mit einer Steuerung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einer Transfervorrichtung (9), insbesondere nach Anspruch 7, wobei die Erdbohrvorrichtung (1) zum Bewegen eines Bohrstrangs (6) ausgestaltet ist, und die Transfervorrichtung (9) mindestens eine Aufnahme (10) für einen Gestängeschuss (7) aufweist und zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses von einer Position in einem Gestängemagazin (8) in eine Position am Bohrstrang (6) oder umgekehrt ausgestaltet ist, und die Steuerung ausgestaltet ist, die Aufnahme (10) zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (6) noch während der Bewegung des Bohrstrangs zu verfahren.
  9. Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses (7) einer Erdbohrvorrichtung (1) mittels einer den Gestängeschuss mittels mindestens einer Aufnahme (10) aufnehmenden Transfervorrichtung (9), wobei die Erdbohrvorrichtung (1) zum Bewegen eines Bohrstrangs (6) ausgestaltet ist, und der Gestängeschuss (7) von einer Position in einem Gestängemagazin (8) in eine Position am Bohrstrang (6) oder umgekehrt transferiert wird, wobei die Aufnahme (10) noch während der Bewegung des Bohrstrangs (6) zwischen eine Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (6) verfahren wird.
  10. Verwendung einer Steuerung einer Transfervorrichtung (9) für einen Gestängeschuss (7) einer Erdbohrvorrichtung (1), wobei die Erdbohrvorrichtung (1) zum Bewegen eines Bohrstrangs (6) ausgestaltet ist, und die Transfervorrichtung (9) mindestens eine Aufnahme für einen Gestängeschuss (7) aufweist und zum Transfer des aufgenommenen Gestängeschusses (7) von einer Position in einem Gestängemagazin (8) in eine Position im Bohrstrang (6) oder umgekehrt verwendet wird, und die Steuerung dazu verwendet wird, die Aufnahme (10) noch während der Bewegung des Bohrstrangs (6) zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (8) zu verfahren.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10110094A1 (de) * 2000-03-08 2001-09-27 Casagrande Spa Automatische Ladevorrichtung für Bohrstangen
DE10206645A1 (de) * 2002-02-15 2003-08-28 Prime Drilling Gmbh Vorrichtung zum Einlegen und Entnehmen von Bohrgestängen in und aus Horizontalbohranlagen
US20100104401A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Hopkins James R Automated rod handling system
DE102009035277A1 (de) 2009-07-29 2011-02-10 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Bohrvorrichtung
EP3722552A2 (de) * 2019-04-08 2020-10-14 TRACTO-TECHNIK GmbH & Co. KG Erdbohrvorrichtung, transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung, steuerung einer transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung und verfahren zur steuerung einer erdbohrvorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10110094A1 (de) * 2000-03-08 2001-09-27 Casagrande Spa Automatische Ladevorrichtung für Bohrstangen
DE10206645A1 (de) * 2002-02-15 2003-08-28 Prime Drilling Gmbh Vorrichtung zum Einlegen und Entnehmen von Bohrgestängen in und aus Horizontalbohranlagen
US20100104401A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Hopkins James R Automated rod handling system
DE102009035277A1 (de) 2009-07-29 2011-02-10 Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg Bohrvorrichtung
EP3722552A2 (de) * 2019-04-08 2020-10-14 TRACTO-TECHNIK GmbH & Co. KG Erdbohrvorrichtung, transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung, steuerung einer transfervorrichtung einer erdbohrvorrichtung und verfahren zur steuerung einer erdbohrvorrichtung

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