EP4124719B1 - Steuerung für eine aufnahme einer transfervorrichtung für einen gestängeschuss einer erdbohrvorrichtung - Google Patents

Steuerung für eine aufnahme einer transfervorrichtung für einen gestängeschuss einer erdbohrvorrichtung

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EP4124719B1
EP4124719B1 EP22187250.0A EP22187250A EP4124719B1 EP 4124719 B1 EP4124719 B1 EP 4124719B1 EP 22187250 A EP22187250 A EP 22187250A EP 4124719 B1 EP4124719 B1 EP 4124719B1
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EP
European Patent Office
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drill string
magazine
section
drill
rod
Prior art date
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Active
Application number
EP22187250.0A
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English (en)
French (fr)
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EP4124719A1 (de
Inventor
Lucas Jostes
Dieter Wurm
André Schnütgen
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Tracto Technik GmbH and Co KG
Original Assignee
Tracto Technik GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Tracto Technik GmbH and Co KG filed Critical Tracto Technik GmbH and Co KG
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Publication of EP4124719B1 publication Critical patent/EP4124719B1/de
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    • 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
    • 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
    • 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
    • E21B19/20—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 an earth drilling device with a transfer device and a method for transferring a rod section of an earth drilling device.
  • a drilling device comprising a rod magazine containing a plurality of rod sections, a drill carriage, and a transfer device for removing the rod sections from the rod magazine and positioning them in the drill carriage.
  • the rod magazine is positioned next to a base support of the drill carriage.
  • the rod magazine is cuboid in shape and is constructed from a plurality of interconnected frame profiles.
  • the top of the rod magazine is open, allowing the transfer device to be moved into the rod magazine and remove a rod section.
  • the transfer device is connected via a support frame to both an outer wall of the rod magazine and the base support of the drill carriage. Horizontally oriented racks are provided on the support frame, meshing with drive gears of a drive unit. A gripping unit of the transfer device can be moved horizontally along the horizontal racks.
  • EP 3 722 552 A2 discloses an earth drilling device according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 2.
  • the invention is based on the objective of creating an earth drilling device and a method for transferring a rod section of an earth drilling device, in which, in particular, the time required to drill an earth borehole is reduced.
  • the core concept of the invention is to position the transfer device, even while the drill string is moving, to allow for faster drilling. This is achieved using a simple drill string magazine from which the drill string sections can be removed from above.
  • the transfer device can position at least one receptacle, capable of receiving, moving, and depositing the drill string section, advantageously during both the pulling and pushing phases of the drill string operation. This advantageous position is located between the interior of the drill string magazine and the position of the drill string section on the drill string.
  • the receptacle can be brought close to the drill string even during the pulling or pushing phase of the drill string operation, in order to subsequently insert a new drill string section into the drill string or remove a drill string section from the end of the drill string.
  • the transfer device can be used not only for the direct path of the drill string between the drill string magazine and its position on the drill string, but also that there can be one or more intermediate positions to which the transfer device can move the drill string while it is being pulled or pushed through the drilling rig.
  • prior art designs specify a path for the drill string that essentially consists of several In a system consisting of linear, particularly direct, movements, where at least one movement is continuous and linear from above to the position on the drill string, at least one or more "intermediate positions" are provided, which at least interrupt the continuous linear movement provided for in the prior art. The movement of the drill string section to this position(s) occurs while the drill string is still moving.
  • the transfer device can simultaneously be moved to a position that, on the one hand, does not obstruct the travel of the drive, and on the other hand, represents the shortest possible distance to the position on the drill string in order to move a drill string section to the end or a position on the drill string, or to remove a drill string section from 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 via a relatively short path, so that the actual drilling or pulling progress hardly has to be interrupted for the insertion or removal of a new drill string section to be connected to the drill string or the removal of a drill string section separated from the drill string.
  • the invention offers a significant advantage and added value by enabling faster drilling. Waiting or downtime, during which the drill string must first be transported, can be reduced. This can lead to shorter work cycles, as the actual drilling, pulling, or reaming process can continue in parallel for a large part of the transfer device's movement. Despite the shortened work cycle(s), no additional components are necessarily required.
  • a synergistic effect can be achieved by modifying the drill string magazine to allow the drill string section to be moved while the drill string is still in motion. This synergistic effect is particularly evident when transporting a drill string section from the magazine towards the drill string.
  • the modification can be seen as providing a recess in the drill string magazine through which the drill string section can be moved out of the magazine, especially without having moved the section above the top edge of the magazine.
  • the recess is preferably located in the end wall of the drill string magazine; furthermore, the wall is preferably facing the point where the drill string enters the ground. Through the recess, a drill string section can be moved forward far enough without having already moved towards the drill string that...
  • the end of the drill string facing the point where it enters the ground is positioned essentially centrally above a clamping and releasing device of the drilling rig, which allows the drill string to be clamped and released.
  • a clamping and releasing device of the drilling rig which allows the drill string to be clamped and released.
  • the drill string can be clamped during a drill string change—that is, when connecting to another drill string or removing the previous one—without the drill string moving significantly along its longitudinal axis.
  • the drill string section being attached to the drill string from the drill string magazine can be advanced through the recess to such an extent that only a short horizontal and a vertical movement are required to align the drill string with its longitudinal axis and then connect it to the drill string.
  • This position can be defined as a position above a surface resulting from a translational movement of a projection of the drill string magazine's frame or base along its longitudinal axis in the direction of the drill string's entry into the ground. It may initially seem paradoxical that an advantage can be achieved without moving the drill string out of the magazine along the drill string's longitudinal axis. Nevertheless, a significant benefit for the user can be realized.
  • the movement of the drill string made possible by the recess in the magazine can be a translational movement out of the magazine along its longitudinal axis, specifically essentially parallel to the drill string.
  • recess includes a passage, a breakthrough, an opening and/or a hole, whereby the passage, breakthrough, opening and/or the hole may be at least partially, and in particular completely, surrounded by material at its edges.
  • a control system for at least one receiver of a transfer device for a drill string section of an earth drilling rig is described.
  • the earth drilling rig is designed to move a drill string.
  • the transfer device is designed to transfer the received drill string section from a position in a drill string magazine to a position on the drill string, or vice versa.
  • the control system is designed to move the receiver between a position above the drill string magazine and the position on the drill string while the drill string is moving.
  • control system encompasses a hardware and/or software configuration that enables the directed control of the receiving and transfer devices during operation, i.e., for handling or moving the drill bit.
  • the control system can comprise a hardware component and/or a software component. It can be a separate hardware component (module) that can be integrated into and/or functionally connected to the control system of an earth drilling rig.
  • the hardware component can be electrical or electronic.
  • a hardware component of the control system can also be at least partially implemented within the control system of the earth drilling rig.
  • the hardware component can utilize a processor for operating the earth drilling rig, meaning that the hardware component can be at least partially identical or identical to the hardware used to control the earth drilling rig.
  • control system can comprise a sequence of instructions as a software component that can be executed on a processor, which can be a separate processor (separate hardware component) or the processor of the earth drilling rig itself.
  • a processor as described comprises an arithmetic unit, which may be designed using electronic circuits to execute instructions, in particular those of a computer program.
  • the control unit also includes a sequence of instructions that can be executed on a processor.
  • the sequence of instructions may be in the form of a (computer) program.
  • the sequence of instructions can be directed at or selectively act upon the receiving and transfer devices in order to selectively move, grasp, and/or place a rod end.
  • transfer device encompasses a device for picking up, lifting, moving, and/or setting down a drill string section, in particular by means of one or more receptacles, which may be part of the transfer device.
  • the transfer device may be configured to transfer a drill string section from the string magazine to the drill string axis or a position on the drill string (pushing the drill string into the ground) as well as to transfer a drill string section from the drill string axis or a position on the drill string to the string magazine (pulling is applied to the drill string and the drill string is pulled out of the ground).
  • the transfer device can provide a means of moving at least one receptacle, by means of which a drill string section, particularly in the drill string magazine, can be picked up or gripped and moved to a position on the drill string. It may also be possible for the transfer device to move a drill string section from a position on the drill string into the drill string magazine.
  • the receptacle is vertical and horizontal, both transversely and longitudinally parallel to the drill string.
  • the drill string axis is movable.
  • the transfer device can be used essentially like the one from the DE 10 2009 035 277 A1 It must be designed as a known transfer device.
  • a “receiver” as used in this description encompasses a means for lifting and/or moving a rod section, which can be brought into contact with or into engagement with the rod section.
  • a “receiver” can be designed as a gripping device; however, other embodiments are also possible, either without a gripping device or additionally in combination with one.
  • a receptacle can, for example, include a magnet or electromagnet with which the rod section, or a magnet or magnetized section arranged on the rod section, can interact to form at least a temporary, releasable connection between the receptacle and the rod section.
  • the rod section can be picked up and placed down by means of the receptacle. If the receptacle moves with a picked-up rod section, the receptacle can move together with the rod section.
  • a fixture can typically be designed as a gripping device.
  • the gripping device can grasp a rod section, at least partially, along a circumferential segment.
  • the gripping device can have one, two, or more gripping elements that move towards or away from a fixed element, or towards or away from each other, for example, in the form of gripping jaws, clamping jaws, gripping clamps, fingers, or similar devices.
  • the transfer device can have at least one, preferably more than one, and in particular two, receptacles.
  • One or more receptacles can be designed as gripping devices.
  • the gripping devices, in particular the two, can be arranged on a common element, for example a beam, of the transfer device at a longitudinal axial distance from each other.
  • drill rod section encompasses individual, particularly rigid, drill rod sections that can be directly or indirectly connected to one another to form a drill string or drill string in the longitudinal axial direction.
  • the drill rod sections can be joined by means of a push-fit connection or screw connection, either with or without the use of an intermediate element. Combinations of push-fit and screw connections are also possible.
  • the connection can be secured by a locking element that prevents the push-fit or screw connection from being loosened.
  • the locking element can be integrated into one of the connected drill rod sections. or be inserted and/or screwed into both of the interconnected linkage sections.
  • the linkage section(s) may have a corresponding (counter-)thread; however, it may also be provided that at least one of the linkage sections does not have a (counter-)thread and a further element is inserted into at least one of the linkage sections, which has the (counter-)thread.
  • the term "drill string" as used in this description comprises several interconnected drill sections.
  • the drill string may have, at one end, particularly the front end, a drill head and an optional drill head tip, which may be configured as a drilling tool (for example, as a reaming head), or a section adjacent to the drill head, which may, in particular, 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 string may also include a sensor section or a sensor housing in which a sensor is arranged that enables position and/or orientation determination of the drill head or of a section adjacent to the drill head.
  • the drill string extends in the longitudinal axial direction along the longitudinal axes of the drill sections in a drill string axis that is substantially congruent with or coincides with the longitudinal axes of the drill sections.
  • the drill string axis can essentially be formed by the longitudinal axes of the individual drill string sections.
  • earth drilling device encompasses, for the purposes of this description, any device capable of moving a drill string, particularly one comprising drill sections, within an existing or planned channel in the ground, in order to create or enlarge a borehole, especially a horizontal borehole (HD), or to install pipelines or other long objects in the ground.
  • the earth drilling device may, in particular, be an HD device.
  • An earth drilling device can be a device that drives a drill string and is capable of displacing soil. The drill string can be inserted into the ground translationally and/or rotationally in its longitudinal direction. The drill string can be moved through the ground by applying tension or compression.
  • a drive unit is generally provided in or on the drilling rig, capable of exerting a translational and/or rotational force on the drill string.
  • the drill string may have recesses on its outer surface into which an engagement element, movable by the drive unit, can engage to move the drill string essentially along its longitudinal axis.
  • the recesses provided on the outer surface of the drill string Recesses can be designed as recesses on the outside of the drill string sections, which are particularly groove-like.
  • a recess can extend at least partially along the circumference; in particular, a recess can extend completely around the circumference of the drill string section. More than one recess can be provided per drill string section.
  • the engagement element can be designed in the form of a pawl that can engage in a recess on the drill string (drill string section). More than one engagement element can engage the drill string and be moved by the drive.
  • the pawl(s) can be arranged on a reciprocating slide or a linear drive.
  • the driving force can be applied to the drill string in one direction, for example, the "forward” direction, and then, by moving in the "reverse” direction, the carriage is moved without engaging the pawl(s) to a position for further engagement with the pawl(s).
  • the "forward" direction corresponds to a "working stroke” and the "reverse” direction to a "free stroke”.
  • the drive unit can be mounted on a drill rig, which may be designed as a mobile frame. Alternatively, the drive unit can be mounted on or attached to a frame.
  • a drive unit with a carriage can move back and forth on the drill rig or frame in the direction of the drill string axis to push or pull the drill string through the ground.
  • the drill rig or frame can have one or more clamping devices by which the drill string or a newly inserted drill section can be secured.
  • a clamping device may be provided on the drill rig or frame by means of which the free end of the drill string can be secured to allow a newly inserted drill section to be connected to the already drilled section.
  • soil as used in this description encompasses 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 boreholes can be installed.
  • An underground arrangement of the soil is preferred, but not mandatory.
  • a "barrel magazine” as described above can be a volume or space defined by at least a partially framed structure, in which rifle sections, particularly in a horizontal position, can be stored.
  • the volume or space can be surrounded by surfaces that are at least partially open, but need not be completely closed.
  • the rifle magazine is open at the top.
  • the rifle magazine can have two end elements or head pieces, on which partitions may be provided.
  • Dividing elements can be directed towards each other, in particular to define a division, compartments, or rows of the rod sections in the rod magazine.
  • the dividing elements can extend over the entire length between the end elements. It is also possible that the dividing elements, or some of the dividing elements, extend only over a portion of the length between the two end elements.
  • the term "rod magazine” as used in this description also includes a rod magazine as described below. DE 10 2009 035 277 A1 is known.
  • a rod magazine allows for the arrangement of rod sections in a substantially horizontal configuration.
  • rod sections can be in direct contact with each other, with two sections resting directly against one another.
  • Adjacent rod sections within a compartment, particularly those arranged one above the other, can also be in direct contact.
  • the width of the compartments, perpendicular to the longitudinal axis of the rod magazine (which may coincide with or run parallel to the longitudinal axis of the rod sections), can essentially correspond to the width of a rod section.
  • the compartments can be one rod section diameter wide (perpendicular to the longitudinal axis of the rod magazine or the longitudinal axis of a rod section stored within it) and several rod section diameters high.
  • compartments can be used to define positions where a boom section can be positioned, arranged, or stored. Due to the horizontal arrangement of the boom sections, not all defined positions are possible when the boom magazine is not fully loaded, as there cannot be empty spaces between two adjacent boom sections. Because the boom sections can rest on top of each other, empty intermediate positions are eliminated. However, only the uppermost boom section of a compartment or column can be accessed (initially).
  • the positions defined in the boom magazine by the compartments and the diameter or thickness of the boom sections can be indexed and/or numbered for visualization and/or identification purposes. The index and/or number allows for the unambiguous identification of a position within the boom magazine. It can be determined whether and which boom section is located at a given position in the boom magazine. The allocation can be tracked using the control system, especially when a new linkage section is stored in the linkage magazine, a linkage section is relocated within the linkage magazine and/or a linkage section is removed from the linkage magazine.
  • the term "above the drill string magazine” describes not only a specific position of the receiver(s), but also a range in which the receiver(s) can be positioned or arranged. The position indicates that the receiver(s) have exited the drill string magazine upwards. The receiver(s) may be moving towards a position along the drill string axis.
  • a position on the drill string referring to the position of a drill string section gripped and moved by the receiver(s), encompasses a position at the end of the drill string where a drill string section held or gripped by the receiver(s) would be essentially aligned with 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 a range where a drill string section gripped by the receiver(s) would be aligned with the drill string axis; in particular, a translational displacement of the receiver(s) in a direction parallel to the drill string axis is possible without leaving its position on the drill string.
  • the drill is located between the aforementioned positions, this includes, within the meaning of the description, the possibility that the drill can remain stationary or at rest in a position between the two positions. However, it may also be provided that the drill can be moved "dynamically” between the aforementioned positions by traveling a distance and/or several positions between the aforementioned positions ("above the drill string magazine” and "a position on the drill string”).
  • the mounting bracket can be moved to at least one intermediate position, which is a lowered position located on a travel path between the position above the drill string magazine and the position on the drill string.
  • This provides a particularly simple and efficient positioning for the mounting bracket. Only minimal movement is required to move the bracket into its position on the drill string.
  • position refers specifically to the height to which the mounting bracket is raised.
  • At least one intermediate position is located above a collection container for drilling fluid.
  • the collection container can be designed as a trough, basin, or similar structure. It can have a drain or overflow for discharging the collected drilling fluid.
  • the drilling fluid collected by the container can, for example, be directed into an anchor plate.
  • the container and the anchor plate can be connected by a fluid channel. Alternatively, the drilling fluid can be discharged via the drain or overflow "by gravity" without a defined fluid channel, simply by "running or dripping down.”
  • An intermediate position can be, in particular, a position located between a position above the drill string magazine and a position on the drill string.
  • the term "intermediate position" is primarily a simplification of the description.
  • the transfer device has a crane-like structure, similar to a gantry crane. Such transfer devices are easy to construct and easy to handle.
  • the additional storage area for drill rod sections can further increase drilling efficiency.
  • This extra storage area provides greater flexibility in handling the drill rod sections. It can also serve as an intermediate sorting point, for example.
  • control system is designed to sort the drill string sections in the drill string magazine. This allows, among other things, the automated selection of specific drill string sections from the magazine without requiring operator interaction.
  • the control system can select a drill string section intended for extending the drill string already in the ground. This selection can be based on various criteria and/or specifications. For example, the selection can be made by removing the drill string sections from the magazine in a predetermined sequence defined by the control system to extend the drill string. In this sense, the selection can be predetermined by a specific removal sequence.
  • the sorting system can help optimize this predetermined removal sequence, ensuring that the initially unsorted drill string sections are sorted according to the predetermined removal order.
  • the criterion or guideline for selecting and connecting drill string sections to the drill string can be the length of time the drill string section has already been used for drilling a borehole. Other criteria or guidelines are possible. It is also possible to consider more than one criterion or guideline. Sorting can further optimize the drilling process. Sorting can be performed when storing a drill string section, for example, when pulling in or out the drill string (especially during reaming). This allows frequently and/or heavily used drill string sections to be sorted to the bottom of the drill string magazine, instead of resting on top in a compartment and "blocking" access to the sections below. A drill string section sorted to the bottom—unless it is sorted back to the top for access—is then stored there.
  • the last drill string section pulled out can therefore only be used after the other sections above it, and specifically only when the other drill string sections in the drill magazine have reached a similar or worse state of wear than the drill string parameters. While the drive continues to pull the drill string out of the ground, the last drill string section pulled out can be optimally sorted or stored in the drill magazine.
  • Sorting the drill sections in the drill magazine can also be done, or alternatively, during the start-up of the drilling rig. Even in this state, the time can be used effectively to optimize the position of the drill sections in the magazine.
  • Sorting and/or optimized storage of a drill string section in the drill string magazine can be performed simultaneously with the start-up and/or movement of the drill string by the drive, so that the sorting and/or optimized storage does not interfere with the actual drilling or withdrawal of the drill string. This leads to further optimization of the drilling time and thus to increased added value for the operator of the drilling rig.
  • a transfer device for a drill string section of an earth drilling rig is described.
  • the earth drilling rig is designed to move a drill string.
  • the transfer device has at least one receptacle for a drill string section and is designed to transfer the retrieved drill string section from a position in a drill string magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the transfer device can be controlled by a control system, which is designed to move the receptacle between a position above the drill string magazine and the position on the drill string while the drill string is moving.
  • the invention provides an earth drilling device with a control system, as described in particular above, and a transfer device, as described in particular above.
  • the earth drilling device is designed for moving a drill string.
  • the transfer device has at least one receptacle for a drill string section and is designed for transferring the received drill string section from a position in a drill string magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the control system is designed to move the receptacle between a position above the drill string magazine and the position on the drill string even while the drill string is moving.
  • the invention also provides a method for transferring a drill string section of an earth drilling rig by means of a transfer device that receives the drill string section by means of at least one receptacle.
  • the earth drilling rig is designed to move a drill string, and the drill string section is transferred from a position in a drill string magazine to a position on the drill string or vice versa.
  • the receptacle is moved between a position above the drill string magazine and the position on the drill string while the drill string is moving.
  • the earth drilling rig is designed to move a drill string.
  • the transfer device has at least one receptacle for a drill string and is used to transfer the retrieved drill string from a position in a drill string magazine to a position on the drill string, or vice versa.
  • the control device is used to move the receptacle between a position above the drill string magazine and the position on the drill string while the drill string is moving.
  • the invention is described with respect to several aspects relating to an earth drilling device and a method.
  • the descriptions of the individual aspects complement each other.
  • the description of the earth drilling device also includes actions within the meaning of the method or method steps relating to the method for transferring a drill string section of an earth drilling device.
  • FIG. 1 schematically shows an earth drilling device 1 for trenchless installation of lines, such as water, sewage, power, or data lines, during the so-called pilot drilling process.
  • the earth drilling device 1 is equipped with a rotary drive 2 and a feed drive 3 to move a drill head 4 or a drilling tool through the ground 5 by pushing or pulling.
  • the drill head 4, which is asymmetrically designed to execute controlled drilling paths, is arranged at the front end of a drill string 6, which has individual rod sections 7.
  • the individual drill rod sections 7 are stored in a drill rod magazine 8 and, during drilling operations, are extended by means of a Fig. 2 and Fig. 3
  • the transfer device 9, as shown in more detail, is removed from the drill string magazine 8 and moved into the longitudinal axis L of the drill string 6 in order to be installed in it for the extension of the drill string 6.
  • the transfer device 9 can move a drill string section 7 both transversely (X-axis X) and perpendicularly (Y-axis Y) to the longitudinal axis L of the drill string 6, move into the drill string magazine 8, and grasp a drill string section 7 with the gripper-like receptacles 10.
  • the transfer device 9 has a push unit 11.
  • the transport of a bolt shot 7 first takes place from the bolt magazine 8 into a [unclear - possibly referring to a specific location or component] in the Fig. 2 and 3
  • the intermediate position shown is near the longitudinal axis L of the drill string 6.
  • the pilot drilling can continue without interruption.
  • the travel distance from the intermediate position to the longitudinal axis L, and thus also the Dead time, during which no drilling progress is made, is now very short, thus enabling significantly more efficient work.
  • a drip tray 12 is provided below the position where a drill string section 7 is moved into an intermediate position by means of the transfer device 9.
  • a drip tray 12 is provided for residual drilling fluid escaping from the deposited drill string sections 7. If a drill string section 7 is removed from the drill string 6 during retraction, a certain residual amount of drilling fluid remains in such a drill string section 7.
  • the carriage of the earth drilling rig 1 is tilted slightly forward (towards the target), so that the residual amount of drilling fluid from each drill string section 7 deposited in the intermediate position would leak out and contaminate the earth drilling rig 1 and the surrounding soil.
  • a collection tray 12, designed as a drip tray, captures the escaping residual amount of drilling fluid and directs it into an anchor plate 13 below. From here, the drilling fluid can be pumped away and returned to the drilling process.
  • a pipe to be laid is usually pulled in, or the existing pilot bore is widened to allow for the installation of pipes with larger diameters.
  • a drill string section 7 is removed from the drill string 6 to shorten it, the transfer device 9 again assumes the previously described intermediate position. This allows it to reach the longitudinal axis L of the drill string 6 quickly and therefore in a short time to grasp the withdrawn drill string section 7.
  • the drill string section 7 is then placed down parallel to the progress of the pull-in, i.e., without interrupting the actual work steps.
  • the intermediate position is chosen so that any residual amount of drilling fluid leaking from a drill string section 7 is collected when this drill string section 7 is removed from the drill string 6 and returned to the drilling process.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Erdbohrvorrichtung mit einer Transfervorrichtung und ein Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses 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.
  • EP 3 722 552 A2 offenbart eine Erdbohrvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
  • DE 101 10 094 A1 und DE 102 06 645 A1 offenbaren Transfervorrichtungen, die einen gegenüber einer protalkranähnlichen Ausgestaltung einer Transfervorrichtung höheren Freiheitsgrad haben.
  • 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 Erdbohrvorrichtung und ein Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses 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 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.
  • Es wird eine Steuerung für mindestens eine Aufnahme einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung beschrieben. 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 ist vertikal und horizontal sowohl quer als auch in Längsrichtung parallel zum Bohrstrang bzw. der Bohrstrangachse verfahrbar. 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.
  • Es wird beschrieben, dass die Aufnahme in mindestens eine Zwischenposition verfahren werden kann, 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.
  • Es wird beschrieben, dass die mindestens eine Zwischenposition oberhalb eines Auffangs für Bohrflüssigkeit vorliegt. 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.
  • Die Transfervorrichtung weist eine kranähnliche Struktur auf, die portalkranähnlich ausgebildetist. Derartige Transfervorrichtungen sind einfach konstruierbar und einfach handhabbar.
  • Es wird beschrieben, dass an dem Verfahrweg zwischen der Position oberhalb des Gestängemagazins und der Position am Bohrstrang eine Ablage für einen Gestängeschuss vorhanden ist, 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.
  • Es wird beschrieben, dass die Steuerung für eine Sortierung der Gestängeschüsse im Gestängemagazin ausgestaltet ist. 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.
  • Es wird eine Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung beschrieben. 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 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.
  • Es wird eine Verwendung einer Steuerung einer Transfervorrichtung für einen Gestängeschuss einer Erdbohrvorrichtung beschrieben. 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 Erdbohrvorrichtung und ein Verfahren betreffen. Die Ausführungen zu den einzelnen Aspekten ergänzen einander. Mit der Beschreibung 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 (2)

  1. Erdbohrvorrichtung (1) mit
    - einer Transfervorrichtung (9) und
    - einer Steuerung einer Aufnahme (10) der Transfervorrichtung (9) für einen Gestängeschuss (7),
    wobei die Steuerung auch für die Steuerung der Erdbohrvorrichtung (1) ausgestaltet ist und die Transfervorrichtung (9) zum Transfer eines aufgenommenen Gestängeschusses (7) von einer Position in einem Gestängemagazin (8) in eine Position am Bohrstrang (6) oder umgekehrt ausgestaltet ist, wobei die Transfervorrichtung portalkranähnlich ausgebildet ist und die Aufnahme (10) vertikal und horizontal sowohl quer als auch in Längsrichtung parallel zum Bohrstrang bzw. der Bohrstrangsachse verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass 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. Verfahren zum Transfer eines Gestängeschusses (7) einer Erdbohrvorrichtung (1), die zum Bewegen eines Bohrstrangs (6) ausgestaltet ist, wobei die Erdbohrvorrichtung (1) eine Steuerung einer Aufnahme (10) einer Transfervorrichtung (9) für den Gestängeschuss (7) der Erdbohrvorrichtung (1) und die Transfervorrichtung (9) aufweist, wobei die Steuerung auch für die Steuerung der Erbohrvorrichtung (1) ausgestaltet ist und die Transfervorrichtung portalkranähnlich ausgebildet ist und die Aufnahme (10) vertikal und horizontal sowohl quer als auch in Längsrichtung parallel zum Bohrstrang bzw. der Bohrstrangsachse verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (10) noch während der Bewegung des Bohrstrangs (6) zwischen einer Position oberhalb des Gestängemagazins (8) und der Position am Bohrstrang (6) verfahren wird.
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