EP4372202A1 - Im-loch-bohrgerät und verfahren zum erstellen einer bohrung im boden - Google Patents

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EP4372202A1
EP4372202A1 EP22207610.1A EP22207610A EP4372202A1 EP 4372202 A1 EP4372202 A1 EP 4372202A1 EP 22207610 A EP22207610 A EP 22207610A EP 4372202 A1 EP4372202 A1 EP 4372202A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hole drilling
drill head
drilling device
extension
base frame
Prior art date
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Granted
Application number
EP22207610.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4372202C0 (de
EP4372202B1 (de
Inventor
Roland Braun
Kai GREVING
David Reil
Andreas SCHUELL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauer Offshore Technologies GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen GmbH
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Publication date
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Priority to ES22207610T priority patent/ES2999270T3/es
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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
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • 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
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00—Sinking shafts
    • E21D1/03—Sinking shafts mechanically, e.g. by loading shovels or loading buckets, scraping devices, conveying screws
    • E21D1/06—Sinking shafts mechanically, e.g. by loading shovels or loading buckets, scraping devices, conveying screws with shaft-boring cutters
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00—Sinking shafts
    • E21D1/08—Sinking shafts while moving the lining downwards

Definitions

  • the invention relates to a down-the-hole drilling device for creating a bore in the ground, with a base frame, a drill head which is arranged on an underside of the base frame and is rotatably mounted, a drill drive for rotatingly driving the drill head, removal elements arranged on the drill head for removing soil material and at least one extension element with removal element which is adjustable from a radially retracted retraction position on the drill head to an extension position projecting radially relative to the drill head and is designed to remove soil material in order to produce a diameter extension, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for creating a borehole in the ground, according to the preamble of claim 14.
  • a drilling head is used to create bores for offshore anchoring.
  • the drilling head has radially pivoting extension elements, which can be pivoted out and in radially by hydraulic cylinders.
  • the hydraulic cylinders are connected to the drilling head and the removal elements in a rotationally fixed manner. This arrangement therefore requires the transfer of hydraulic fluid from a base frame to the rotating drilling head.
  • the document CN 203188913 U discloses a drill head with axially directed actuating cylinders arranged thereon.
  • Hydraulic cylinders on the drill head are extended axially, whereby a sliding sleeve on the drill head is pushed axially upwards.
  • the sliding sleeve is coupled to a lever mechanism, by means of which the extension elements are pivoted radially outwards.
  • a drill head with an underreamer arrangement is produced, which has swiveling arms with removal elements.
  • a cam-like adjusting element is arranged in the middle, which can be adjusted between two axial positions. This adjusting element is operated hydraulically.
  • the drill head is intended for oil or gas drilling on a drill string, so that even with this arrangement, hydraulic energy must be transferred to the rotating drill head.
  • the document CN107060645A teaches a down-the-hole drilling rig with a fixed part that can be secured against a borehole wall or a surrounding support pipe by means of radial actuating cylinders.
  • An axial feed force can be transmitted to the drill head underneath by means of axially directed actuating cylinders, with the lower ends of the pistons of the actuating cylinders being supported on an axial bearing.
  • Radially extendable removal elements are provided on the drill head, which can be extended via hydraulic cylinders on the drill head.
  • the document WO 2021/013838 relates to a drilling head with a special design of the suction box. Radially extendable and retractable edge cutting tools are also disclosed. These are swiveled in and out using hydraulic cylinders. The hydraulic cylinders are arranged on the rotating drill head, so that a transfer of hydraulic fluid to the rotating drill head is also necessary here.
  • the invention is based on the object of specifying a down-the-hole drilling device and method for creating a borehole in the ground, with which a diameter expansion can be produced in a particularly efficient manner by means of radially extendable expansion elements.
  • the in-hole drilling device is characterized in that an adjustment arrangement is provided for radial adjustment, which has at least one actuator attached to the frame, by means of which at least one actuating member mounted on the base frame can be adjusted between a first position and a second position, and that an adjustment mechanism is arranged on the drill head, which rotates with the drill head and is operatively connected to the actuating member, which does not rotate with the drill head, so that when the actuating member is adjusted from the first position to the second position, the at least one extension element can be radially adjusted from the retracted position to the extended position.
  • a basic idea of the invention is not to arrange the energy-operated actuator for adjusting the at least one extension element on the rotating drill head itself.
  • the actuator is attached to the base frame so that the actuator does not rotate with the drill head. This enables the actuator to be easily supplied with energy, in particular with electrical current or in particular hydraulic fluid. Compared to the prior art, the arrangement according to the invention can therefore dispense with a maintenance-intensive and fault-prone rotary feedthrough for transferring hydraulic fluid to a rotating drill head.
  • the actuator on the base frame operates and adjusts an actuating member, which is also mounted directly on the base frame and does not rotate with the drill head.
  • An adjustment mechanism on the drill head can be operated by the adjustment movement of the at least one actuating member.
  • the adjustment mechanism on the drill head is designed to be non-rotatable on it, so that the adjustment mechanism rotates with the drill head.
  • the adjustment mechanism can convert an adjustment movement of the actuating member into a desired radial adjustment movement of the extension element. A loose contact or a Rotating coupling is sufficient, although a certain amount of friction may occur with the rotating adjustment mechanism.
  • the actuator and the actuating element should preferably no longer be in direct contact so that no more friction occurs.
  • the axial bearing can have play so that there is no friction in the end positions.
  • the adjustment movement must be greater by the amount of play in order to move the extension elements into the appropriate positions.
  • the power transmission for drilling takes place via the drill string, not via the adjustment mechanism. When drilling, the distance between the base frame and the drill always remains the same.
  • the actuating member comprises at least one shaft which is mounted on the base frame so as to be axially displaceable between the first position and the second position.
  • several shafts can also be provided, which are then preferably arranged parallel to one another, preferably around the drilling axis.
  • the actuating member can preferably carry out an adjustment movement in the axial direction, which is then converted into a radial movement of the extension element by the adjustment mechanism.
  • the actuating member it is particularly expedient for the actuating member to have a sleeve-shaped shaft or a ring which is arranged coaxially to the drilling axis.
  • a uniform adjusting force can thus be exerted on the adjusting mechanism via a sleeve-shaped or ring-shaped element.
  • the actuator can in principle be designed in any suitable manner. According to one embodiment of the invention, it is particularly preferred that the actuator has at least one actuating cylinder, in particular a hydraulic cylinder.
  • the actuator is powered by energy, whereby the arrangement of the actuator on the non-rotating base frame enables a simple energy supply.
  • the actuator generates a mechanical adjustment movement, which can then be transferred from the non-rotating base frame to the adjustment mechanism on the rotating drill head.
  • the adjustment mechanism on the drill head can be designed in any way, provided that a radial adjustment movement of the extension element is achieved as a result of the actuation of the actuating member.
  • the adjustment mechanism has at least one lever arrangement by means of which an axial adjustment movement of the actuating member can be converted into a radial adjustment movement of the extension element.
  • the lever arrangement can have one or more articulated and/or rotatably mounted levers which absorb an axial actuating movement of the actuating member and transfer this into a desired radial adjustment movement of the extension element.
  • the radial adjustment movement has a radial movement component, but can also additionally comprise one or more movement components, in particular in an axial direction.
  • extension elements and associated lever arrangements are arranged distributed over the circumference of the drill head.
  • a single extension element is sufficient to achieve an increase in diameter at the bore.
  • an increase in diameter at the bore can be achieved in a particularly efficient manner.
  • Each radially adjustable extension element can be assigned its own lever arrangement.
  • the extension element has in particular a removal element which can remove material in a radial and/or axial circumferential direction.
  • a particularly robust design is achieved according to a further development of the invention in that a control ring is provided which is coupled to at least one lever of the adjustment mechanism, wherein the control ring is mounted so as to be axially adjustable.
  • the control ring is preferably arranged coaxially to the drilling or longitudinal axis of the drilling device.
  • the control or adjustment ring can be adjusted by a central actuating element, in particular a sleeve-shaped shaft or a ring on the side of the base frame.
  • the control ring can be coupled directly or indirectly, for example via an intermediate link or a link rod, to the lever of the adjustment mechanism.
  • a particularly useful embodiment of the invention consists in the fact that an axial bearing is arranged between the adjustment mechanism on the drill head and the actuating member on the base frame.
  • An axial bearing is particularly advantageous when arranging a coaxial control ring and a coaxial sleeve-shaped shaft or ring on the actuating member to reduce contact friction.
  • stop elements are provided to limit the adjustment movement.
  • the stop elements can be provided to limit an adjustment path of the extension element and/or elements on the adjustment mechanism.
  • the drilling drive can basically be arranged at any suitable location.
  • the drilling drive is attached to the axially non-moving part of the in-hole drilling device. This allows a simple energy supply to the drilling drive, which can be carried out in particular via electrical current or preferably hydraulic fluid.
  • a further advantageous embodiment of a down-the-hole drilling device consists in that one or more clamping elements are arranged on the base frame or a support element, which can be extended radially in order to clamp the down-the-hole drilling device into a borehole.
  • the clamping elements are designed in such a way that they can be contacted directly on a borehole wall and/or on an inserted support tube.
  • the clamping elements in particular have hydraulic cylinders with which corresponding stamping plates can be extended radially. In this way, the base frame or an independent support element can be fixed to the surrounding wall and a torque of a drilling drive can be supported on the support tube or the borehole wall.
  • the drill head can be mounted on the base frame so that it can rotate, with adjustment being carried out by pushing the base frame of the in-hole drilling device.
  • efficient drilling is achieved by the drill head being mounted so that it can rotate and be axially adjusted relative to the base frame.
  • a telescopic drill drive shaft can be provided between the drill drive and the drill head, which allows a certain axial feed movement of the drill head relative to a fixed base frame.
  • axial feed elements in particular hydraulic cylinders, can also be provided between the base frame and the drill head, with which an additional propulsive force can be exerted on the drill head.
  • the down-hole drilling device can be used in particular on a crane or rope suspension for drilling on land. According to one embodiment of the invention, it is expedient for the down-hole drilling device to be designed for use under water. Appropriate seals are provided for this purpose.
  • a suction device for sucking away removed soil material together with surrounding liquid can also be provided on the base frame or on the drill head.
  • the at least one extension element with removal element is designed to remove soil material in a radial and/or axial direction.
  • the removal tooth can remove material not only in a radial direction but also or alternatively in an axial direction in order to remove the material radially outside the normal drilling diameter or the inner diameter of the support tube when extended.
  • the extension element can already be extended at the start of drilling.
  • the at least one extension element can be retracted radially again in order to be able to pull the drilling device out of the support tube.
  • the support tube can be retracted axially by a certain amount, releasing an annular space into which the extension element can be radially inserted.
  • the method according to the invention for creating a borehole in the ground is characterized in that an in-hole drilling device according to the invention is used. This allows the previously described advantages to be achieved during operation.
  • the down-the-hole drilling device can be used directly in the ground.
  • a support pipe is provided in the borehole, which is inserted into the ground beforehand or during the insertion of the down-the-hole drilling device. Reliable stabilization of the borehole is achieved, particularly in the case of loose soil or soil layers.
  • the support pipe can remain in the borehole after it has been drilled, or it can be pulled out again when a foundation element is inserted and formed in the borehole.
  • the down-hole drilling device 10 basically has an elongated upper structure, at the upper end of which a holding device (not shown) is arranged.
  • the holding device is designed to hold the down-hole drilling device 10 on a support cable or a support rod and can, for example, have a hook receptacle.
  • the down-hole drilling device 10 can have a base frame 12 and an upper end region on which one or more drilling drives 70 are designed for rotatingly driving a drill string 22 with the lower drill head 20.
  • First clamping elements 74 can be arranged on the upper end region, which can be extended radially and are designed to clamp the upper end region to a bore wall or a surrounding support tube.
  • a part of the base frame 12, on which the drill head 20 can also be mounted, can be axially adjustable by means of axially directed feed elements 72, which preferably comprise hydraulic cylinders.
  • the axially displaceable part can be clamped and fixed radially relative to a bore wall or a surrounding support tube via second clamping elements 46.
  • the second clamping elements 76 can be designed to be the same or largely the same as the first clamping elements 74.
  • a drill head 20 with removal elements 34 for removing soil material is formed.
  • the removal elements 34 can be fixed teeth or rotatably mounted rollers, which are detachably received in holders 24.
  • the drill head 20 can be driven via the one or more drill drives 70 in the upper region of the down-hole drilling device 10 via the tubular drill string 22, rotating about a usually vertical drilling axis. Drilling fluid can be supplied and/or removed via the hollow drill string 22.
  • the drill string 22 is designed in a basically known manner for carrying out a drilling step by means of the feed elements designed as feed cylinders. 72 can be moved axially relative to the drilling drive 70.
  • the second clamping elements 76 shown can be arranged on the in-hole drilling device 1 and can be extended radially to clamp the in-hole drilling device 10 to a wall of the hole in the ground or the inner wall of a support tube (not shown).
  • Radially directed guide elements 13 can be arranged on the base frame 10 for centering in the bore.
  • Soil material removed during drilling is sucked away together with the surrounding liquid by means of a suction device 14 on the drill head 20.
  • Suction openings can be arranged on the drill head 20, through which the removed soil material is pumped upwards with liquid by means of a suction pump, suction line 16 and a suction device 14.
  • the suction line 16 can run partially outside and/or inside the drill string 22.
  • each extension element 30 is arranged on the drill head 20, which in the embodiment shown each comprise a roller-shaped removal element 34. Via an adjustment mechanism 40 with a lever arrangement 41 each extension element can be adjusted between a retraction position, which is in the Figures 3 and 4 shown, and a radially projecting extension position according to Fig.5 be adjusted.
  • the lever arrangement 41 which is shown in more detail in the Figures 3 to 6 shown, comprises an extension element 30 which is pivotably mounted about a transversely directed bearing pin 43 and on which the roller-shaped removal element 34 can remove soil axially as well as radially.
  • the pivoting movement can be limited by stop elements 26.
  • a link rod 64 is coupled via a second joint 46 to a radially directed projection 31 of the extension element 30, which is directed essentially parallel to the drilling axis.
  • the link rod 64 is connected in an articulated manner to a sleeve-shaped, axially displaceable shaft 62 with an adjusting ring 63 of an actuating member 60.
  • the lever arrangement 41 can therefore comprise the extension element 30, the bearing pin 43, the linkage rod 64 and the two joints 44 and 46 at the ends of the
  • the adjusting mechanism 40 can also comprise the actuator 50 with the actuating cylinder 52 (with cylinder housing 53 and piston 54) and the actuating member 60 with shaft 62 and adjusting ring 63.
  • the lever arrangement 41 is made in particular from Fig.6 in which, for reasons of clarity, the drill head 20 attached to the drill string 22 is omitted.
  • the adjustment of the extension elements 30 with removal elements 34 is carried out by means of an actuator 50, which is described below in particular in connection with the Figures 7 and 8th
  • the actuator 50 is fixedly attached to the base frame 12 and has at least one or preferably several actuating cylinders 52 arranged around the drilling axis.
  • a piston 54 can be extended axially downwards from a cylinder housing 53.
  • the piston 54 is connected to an annular control ring 28, wherein the actuating member 60, which is coupled to the control ring 28 via an axial bearing 18 and when the piston 54 is extended from the first position according to Fig.7 into the second extended position according to Fig.8 is moved downwards.
  • the actuating member 60 is also moved downwards with the control ring 28.
  • An axial bearing 18, only indicated schematically, is arranged between the control ring 28 and the actuating member 60, which creates an axial connection between the actuating member 60 and the control ring 28, but in which a rotational decoupling is formed.
  • the actuating member 60 can thus rotate with the drill head 20, while the axially adjustable control ring 28 is arranged together with the actuator 50 in a rotationally fixed manner on the base frame 12.
  • an axial movement can be transmitted from the actuator 50 fixed to the base frame 12 with the actuating cylinders 52 to the drill head 20 rotating relative to the base frame 12 with the rotating actuating member 60.
  • the actuating member 60 is connected to the link rods 64 via an adjusting ring 63 and a first joint 44.
  • the individual extension elements 30 with removal elements 34 can be actuated to extend and retract via the link rods 64.
  • the link rods 64 can be adjustable in length to adjust the extension elements 30.
  • the described adjustment mechanism 40 with the lever arrangements 41 provides a simple and robust adjustment option for an extension element 30 with a removal element 34.
  • the adjustment arrangement 40 can be secured in particular in the radially retracted position of the extension elements 30 by means of a locking device 80 with a spring-loaded locking bolt 82, as clearly shown in Fig.9 This can ensure that no axial frictional forces occur in the elements after actuation of the adjustment mechanism 40. To expand radially, the locking bolt 82 is released.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Im-Loch-Bohrgerät zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit einem Grundrahmen, einem Bohrkopf, welcher an einer Unterseite des Im-Loch-Bohrgerät angeordnet und drehbar gelagert ist, einem Bohrantrieb zum drehenden Antreiben des Bohrstranges und Bohrkopfes, am Bohrkopf angeordnete Abtragselemente zum Abtragen von Bodenmaterial und mindestens einem Erweiterungselement mit Abtragselement, welches zum Erzeugen einer Durchmessererweiterung von einer radial rückgezogenen Rückzugsposition am Bohrkopf in eine radial oder axial gegenüber dem Bohrkopf vorstehende Erweiterungsposition verstellbar und zum Abtragen von Bodenmaterial ausgebildet ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass zum radialen Verstellen eine Verstellanordnung vorgesehen ist, welche mindestens einen am Grundrahmen angebrachten Stellantrieb aufweist, durch welchen mindestens ein am Grundrahmen gelagerter Ansteuerring zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar ist, und dass an dem Bohrkopf ein Verstellmechanismus angeordnet ist, welcher mit dem Bohrkopf mitdreht und mit dem Ansteuerring, welches nicht mit dem Bohrkopf mitdreht, in Wirkverbindung steht, so dass bei einem Verstellen des Betätigungsgliedes von der ersten Position in die zweite Position das mindestens ein Erweiterungselement mit Abtragselement von der Rückzugsposition in die Erweiterungsposition radial oder axial verstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Im-Loch-Bohrgerät zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit einem Grundrahmen, einem Bohrkopf, welcher an einer Unterseite des Grundrahmens angeordnet und drehbar gelagert ist, einem Bohrantrieb zum drehenden Antreiben des Bohrkopfes, am Bohrkopf angeordnete Abtragselemente zum Abtragen von Bodenmaterial und mindestens einem Erweiterungselement mit Abtragelement, welches zum Erzeugen einer Durchmessererweiterung von einer radial rückgezogenen Rückzugsposition am Bohrkopf in eine radial gegenüber dem Bohrkopf vorstehende Erweiterungsposition verstellbar und zum Abtragen von Bodenmaterial ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
  • Aus dem Dokument GB 2522062 A geht ein Bohrkopf zum Erstellen von Bohrungen für Offshore-Verankerungen hervor. Der Bohrkopf weist radial ausschwenkbare Erweiterungselemente auf, welche durch Hydraulikzylinder radial aus- und eingeschwenkt werden können. Die Hydraulikzylinder sind drehfest mit dem Bohrkopf und den Abtragselementen verbunden. Diese Anordnung erfordert somit die Übertragung von Hydraulikflüssigkeit von einem Grundrahmen auf den drehenden Bohrkopf.
  • Das Dokument CN 203188913 U offenbart einen Bohrkopf mit daran angeordneten, axial gerichteten Stellzylindern. Zum radialen Ausfahren von Erweiterungselementen werden Hydraulikzylinder am Bohrkopf axial ausgefahren, wobei eine Schiebehülse am Bohrkopf axial nach oben geschoben wird. Die Schiebehülse ist mit einem Hebelmechanismus gekoppelt, durch welchen die Erweiterungselemente radial nach außen verschwenkt werden. Auch bei dieser Anordnung ist die Übertragung von hydraulischer Energie auf den drehenden Bohrkopf mit den dort angeordneten Hydraulikzylindern erforderlich.
  • Aus dem Dokument GB 2319046 A geht ein Bohrkopf mit einer Underreamer-Anordnung hervor, welche ausschwenkbare Arme mit Abtragselementen aufweist. Zum Ausschwenken ist mittig ein nockenartiges Stellelement angeordnet, welches zwischen zwei axialen Positionen verstellt werden kann. Dieses Stellelement wird insbesondere hydraulisch betätigt. Der Bohrkopf ist zum Öl- oder Gasbohren an einem Bohrstrang vorgesehen, so dass auch bei dieser Anordnung grundsätzlich hydraulische Energie auf den drehenden Bohrkopf übertragen werden muss.
  • Das Dokument CN 107060645 A lehrt ein Im-Loch-Bohrgerät mit einem feststehenden Teil, welches gegenüber einer Bohrlochwandung oder einem umgebenden Stützrohr mittels radialen Stellzylindern festgestellt werden kann. Auf den darunter liegenden Bohrkopf kann eine axiale Vorschubkraft mittels axial gerichteten Stellzylindern übertragen werden, wobei die unteren Enden der Kolben der Stellzylinder sich auf ein Axiallager abstützen. Am Bohrkopf sind radial ausstellbare Abtragselemente vorgesehen, welche über Hydraulikzylinder am Bohrkopf ausgefahren werden können.
  • Das Dokument WO 2021/013838 betrifft einen Bohrkopf mit einer speziellen Ausgestaltung des Saugkastens. Es werden auch radial ausfahrbare und einfahrbare Randschneidwerkzeuge offenbart. Diese werden mittels Hydraulikzylindern ein- und ausgeschwenkt. Die Hydraulikzylinder sind dabei an dem drehend angetriebenen Bohrkopf angeordnet, so dass auch hier eine Übertragung von Hydraulikfluid auf den drehenden Bohrkopf notwendig ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Im-Loch-Bohrbohrgerät und Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden anzugeben, mit welchen in besonders effizienter Weise eine Durchmessererweiterung durch radial ausstellbare Erweiterungselemente erzeugt werden kann.
  • Die Aufgabe wird zum einen durch ein Im-Loch-Bohrgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und zum anderen durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Im-Loch-Bohrgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass zum radialen Verstellen eine Verstellanordnung vorgesehen ist, welche mindestens einen am Rahmen angebrachten Stellantrieb aufweist, durch welchen mindestens ein am Grundrahmen gelagertes Betätigungsglied zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar ist, und dass an dem Bohrkopf ein Verstellmechanismus angeordnet ist, welcher mit dem Bohrkopf mitdreht und mit dem Betätigungsglied, welches nicht mit dem Bohrkopf mitdreht, in Wirkverbindung steht, so dass bei einem Verstellen des Betätigungsgliedes von der ersten Position in die zweite Position das mindestens eine Erweiterungselement von der Rückzugsposition in die Erweiterungsposition radial verstellbar ist.
  • Eine Grundidee der Erfindung liegt darin, den energiebetriebenen Stellantrieb zum Verstellen des mindestens einen Erweiterungselementes nicht an dem drehenden Bohrkopf selbst anzuordnen. Nach der Erfindung wird der Stellantrieb an dem Grundrahmen befestigt, so dass der Stellantrieb nicht mit dem Bohrkopf mitdreht. Dies ermöglicht eine einfache Energieversorgung des Stellantriebes mit Energie, insbesondere mit elektrischem Strom oder insbesondere Hydraulikflüssigkeit. Gegenüber dem Stand der Technik kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung somit insbesondere auf eine wartungsintensive und störanfällige Drehdurchführung zur Übertragung von Hydraulikflüssigkeit auf einen drehenden Bohrkopf abgesehen werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird durch den Stellantrieb am Grundrahmen ein Betätigungsglied, welches ebenfalls unmittelbar am Grundrahmen gelagert ist und nicht mit dem Bohrkopf mitdreht, betätigt und verstellt. Durch die Verstellbewegung des mindestens einen Betätigungsgliedes kann ein Verstellmechanismus am Bohrkopf betätigt werden. Der Verstellmechanismus am Bohrkopf ist drehfest an diesem ausgebildet, so dass der Verstellmechanismus mit dem Bohrkopf mitdreht. Der Verstellmechanismus kann eine Verstellbewegung des Betätigungsgliedes in eine gewünschte radiale Verstellbewegung des Erweiterungselementes umsetzen. Zwischen dem Betätigungsglied und dem Verstellmechanismus ist ein loser Kontakt oder eine drehbare Kopplung ausreichend, wobei eine gewisse Reibung zum drehenden Verstellmechanismus auftreten kann. Bei voll ausgefahrenem Erweiterungselement müssen der Stellantrieb und das Betätigungsglied vorzugsweise nicht mehr in direktem Kontakt stehen, so dass dann auch keine Reibung mehr auftritt. Das Axiallager kann dabei Spiel haben, so dass in den Endlagen keine Reibung vorhanden ist. Die Verstellbewegung muss um das Spiel größer sein, um die Erweiterungselemente in die entsprechenden Positionen zu bewegen. Die Kraftübertragung zum Bohren erfolgt über den Bohrstrang nicht über den Verstellmechanismus. Beim Bohren bleibt der Abstand zwischen Grundrahmen und dem Bohrer immer gleich.
  • Auf diese Weise kann nach der Erfindung ohne die Übertragung von elektrischer oder hydraulischer Energie von dem Grundrahmen auf den drehend angetriebenen Bohrkopf eine zuverlässige Verstellbewegung bewirkt werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Betätigungsglied mindestens einen Schaft umfasst, welcher an dem Grundrahmen zwischen der ersten Position und der zweiten Position axial verschiebbar gelagert ist. Grundsätzlich können auch mehrere Schäfte vorgesehen sein, welche dann vorzugsweise parallel zueinander vorzugsweise um die Bohrachse herum angeordnet sind. Zum Verstellen kann das Betätigungsglied vorzugsweise in axialer Richtung eine Verstellbewegung ausführen, welche dann durch den Verstellmechanismus in eine radiale Bewegung des Erweiterungselementes umgesetzt wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es besonders zweckmäßig, dass das Betätigungsglied einen hülsenförmigen Schaft oder einen Ring aufweist, welcher koaxial zur Bohrachse angeordnet ist. Über ein hülsenförmiges oder ringförmiges Element kann so gleichmäßige Verstellkraft auf den Verstellmechanismus ausgeübt werden. Zudem wird hierdurch eine besonders robuste und kompakte Anordnung des Betätigungselementes erreicht.
  • Der Stellantrieb kann in grundsätzlich jeder geeigneten Weise ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass der Stellantrieb mindestens einen Stellzylinder, insbesondere einen Hydraulikzylinder, aufweist.
  • Der Stellantrieb ist energiebetrieben, wobei die Anordnung des Stellantriebes an dem nicht mitdrehenden Grundrahmen eine einfache Energieversorgung ermöglicht. Der Stellantrieb erzeugt eine mechanische Stellbewegung, welche dann von dem nicht mitdrehenden Grundrahmen auf den Verstellmechanismus am drehenden Bohrkopf übertragen werden kann.
  • Der Verstellmechanismus am Bohrkopf kann in einer beliebigen Weise ausgeführt sein, sofern hierdurch aufgrund der Betätigung des Betätigungsgliedes eine radiale Verstellbewegung des Erweiterungselementes erzielt wird. Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung ist es dabei besonders vorteilhaft, dass der Verstellmechanismus mindestens eine Hebelanordnung aufweist, durch welche eine axiale Stellbewegung des Betätigungsgliedes in eine radiale Verstellbewegung des Erweiterungselementes umsetzbar ist. Die Hebelanordnung kann dabei ein oder mehrere gelenkig und/oder drehbar gelagerte Hebel aufweisen, welche eine axiale Betätigungsbewegung des Betätigungsgliedes aufnehmen und diese in eine gewünschte radiale Verstellbewegung des Erweiterungselementes übertragen. Die radiale Verstellbewegung weist eine radiale Bewegungskomponente auf, kann aber auch zusätzlich eine oder weitere Bewegungskomponenten umfassen, insbesondere in einer axialen Richtung.
  • Besonders bevorzugt ist es dabei, dass mehrere Erweiterungselemente und zugeordnete Hebelanordnungen verteilt über den Umfang des Bohrkopfes angeordnet sind. Grundsätzlich ist ein einzelnes Erweiterungselement zum Erzielen einer Durchmessererweiterung an der Bohrung ausreichend. Durch die Anordnung von zwei oder mehreren über den Umfang des Bohrkopfes verteilte Erweiterungselemente kann in besonders effizienter Weise eine Durchmessererweiterung an der Bohrung erreicht werden. Dabei kann jedem radial verstellbaren Erweiterungselement eine eigene Hebelanordnung zugeordnet sein. Das Erweiterungselement weist dabei insbesondere ein Abtragselement auf, welches in einer radialen und/oder axialen Umfangsrichtung Material abtragen kann.
  • Eine besonders robuste Ausgestaltung wird nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erzielt, dass ein Ansteuerring vorgesehen ist, welcher mit mindestens einem Hebel des Verstellmechanismus gekoppelt ist, wobei der Ansteuerring axial verstellbar gelagert ist. Der Ansteuerring ist vorzugsweise koaxial zur Bohr- oder Längsachse des Bohrgerätes angeordnet. Insbesondere bei der Anordnung mehrerer Hebelanordnungen kann über einen gemeinsamen Ansteuerring eine gleichmäßige Verstellbewegung an mehreren Erweiterungselementen erzielt werden. Der Ansteuer- oder Verstellring kann dabei durch ein zentrales Betätigungsglied, insbesondere einen hülsenförmigen Schaft oder einen Ring von Seite des Grundrahmens verstellt werden. Der Ansteuerring kann unmittelbar oder mittelbar, etwa über ein Zwischenglied oder eine Anlenkstange, mit dem Hebel des Vestellmechanismus gekoppelt sein.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zwischen dem Verstellmechanismus am Bohrkopf und dem Betätigungsglied am Grundrahmen ein Axiallager angeordnet ist. Ein Axiallager ist insbesondere bei der Anordnung eines koaxialen Ansteuerringes und eines koaxialen hülsenförmigen Schaftes oder Ringes am Betätigungsglied zur Verminderung einer Kontaktreibung vorteilhaft.
  • Für definierte Verstellwege ist es nach einer Ausführungsvariante zweckmäßig, dass Anschlagelemente zum Begrenzen der Verstellbewegung vorgesehen sind. Die Anschlagelemente können dabei zum Begrenzen eines Verstellweges des Erweiterungselements und/oder von Elementen am Verstellmechanismus vorgesehen sein.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Im-Loch-Bohrgerät kann der Bohrantrieb an grundsätzlich jeder geeigneten Stelle angeordnet werden. Für einen besonders einfachen Aufbau ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, dass der Bohrantrieb an dem axial nicht bewegenden Teil des Im-Loch-Bohrgeräts angebracht ist. Dies erlaubt eine einfache Energieversorgung des Bohrantriebes, welche insbesondere über elektrischen Strom oder vorzugsweise Hydraulikfluid erfolgen kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung eines Im-Loch-Bohrgerätes nach der Erfindung besteht darin, dass an dem Grundrahmen oder einem Trägerelement ein oder mehrere Spannelemente angeordnet sind, welche zum Festspannen des Im-Loch-Bohrgerätes in ein Bohrloch radial ausfahrbar sind. Die Spannelemente sind dabei so ausgebildet, dass diese unmittelbar an einer Bohrungswand und/oder an einem eingebrachten Stützrohr kontaktiert werden können. Die Spannelemente weisen insbesondere Hydraulikzylinder auf, mit welchen entsprechende Stempelplatten radial ausgefahren werden können. Auf diese Weise kann der Grundrahmen oder ein eigenständiges Trägerelement an der umgebenden Wand festgelegt und so ein Drehmoment eines Bohrantriebes an dem Stützrohr oder der Bohrungswand abgestützt werden.
  • In einer einfachen Ausgestaltung kann der Bohrkopf allein drehbar am Grundrahmen gelagert sein, wobei ein Nachstellen durch Nachschieben des Grundrahmens des Im-Loch-Bohrgerätes erfolgt. Ein effizientes Bohren ergibt sich nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, dass der Bohrkopf drehbar und axial verstellbar gegenüber dem Grundrahmen gelagert ist. Insbesondere kann eine teleskopierbare Bohrantriebswelle zwischen dem Bohrantrieb und dem Bohrkopf vorgesehen sein, durch welche eine gewisse axiale Vorschubbewegung des Bohrkopfes gegenüber einem festgelegten Grundrahmen möglich ist. Darüber hinaus können zwischen dem Grundrahmen und dem Bohrkopf auch axiale Vorschubelemente, insbesondere Hydraulikzylinder, vorgesehen sein, mit welchen eine zusätzliche Vortriebskraft auf den Bohrkopf ausgeübt werden kann.
  • Das Im-Loch-Bohrgerät kann insbesondere an einer Kran- oder Seilaufhängung für ein Bohren an Land erfolgen. Zweckmäßig ist es nach einer Ausgestaltung der Erfindung, dass das Im-Loch-Bohrgerät zum Einsatz unter Wasser ausgebildet ist. Hierzu sind entsprechende Dichtungen vorgesehen. Am Grundrahmen oder am Bohrkopf kann auch eine Absaugeinrichtung zum Absaugen von abgetragenen Bodenmaterial zusammen mit umgebender Flüssigkeit vorgesehen sein.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass das mindestens eine Erweiterungselement mit Abtragselement ausgebildet ist, Bodenmaterial in radialer und/oder axialer Richtung abzutragen. Der Abtragszahn kann nicht nur in radialer Richtung sondern auch oder alternativ in einer axialen Richtung Material abtragen, um im ausgefahrenen Zustand radial außerhalb des normalen Bohrdurchmessers bzw. des Innendurchmessers des Stützrohrs das Material zu entfernen. Das Erweiterungselement kann dabei schon zu Bohrbeginn ausgefahren sein. Bei Nachschieben eines Stützrohrs kann das mindestens eine Erweiterungselement wieder radial eingefahren werden, um so das Bohrgerät aus dem Stützrohr ziehen zu können. Das einem Erweitern während des Bohrens mit Stützrohr kann etwa das Stützrohr um einen gewissen Betrag axial rückgezogen werden, wobei ein Ringraum freigegeben wird, in welchen das Erweiterungselement radial eingefahren werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erfindungsgemäßes Im-Loch-Bohrgerät eingesetzt wird. Hierdurch können im Betrieb die zuvor dargelegten Vorteile erzielt werden.
  • Bei einem entsprechenden festen Grund kann das Im-Loch-Bohrgerät unmittelbar im Boden eingesetzt werden. Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung ist es bevorzugt, dass in dem Bohrloch ein Stützrohr vorgesehen wird, welches vorab oder während des Niederbringens des Im-Loch-Bohrgerätes in den Boden eingebracht wird. Insbesondere bei lockerem Boden oder Bodenschichten wird eine zuverlässige Stabilisierung des Bohrloches erreicht. Das Stützrohr kann nach Abschluss der Bohrung in dieser verbleiben oder etwa beim Einbringen und Ausbilden eines Gründungselementes in dem Bohrloch wieder gezogen werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugen Ausführungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Im-Loch-Bohrgerätes;
    Fig. 2
    eine Querschnittsansicht des Im-Loch-Bohrgerätes von Figur 1;
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht eines vorderen Bereiches des erfindungsgemäßen Im-Loch-Bohrgerätes der Figuren 1 und 2 in vergrößertem Maßstab;
    Fig. 4
    eine Querschnittsansicht des Im-Loch-Bohrgerätes nach Figur 3 mit Erweiterungselementen in einer Rückzugsposition;
    Fig. 5
    eine Querschnittsansicht des Im-Loch-Bohrgerätes entsprechend Figur 42 mit radial ausgefahrenen Erweiterungselementen;
    Fig. 6
    eine perspektivische Detaildarstellung zum Verstellmechanismus gemäß dem Im-Loch-Bohrgerät nach den Figuren 3 bis 5;
    Fig. 7
    eine Querschnittsansicht korrespondierend zu Figur 4 mit Darstellung des eingefahrenem Stellzylinders;
    Fig. 8
    eine Querschnittsansicht korrespondierend zu Figur 5 mit Darstellung des ausgefahrenen Stellzylinders; und
    Fig. 9
    eine vergrößerte Detail-Querschnittsansicht zu einer Arretiereinrichtung.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Im-Loch-Bohrgerät 10 wird nachfolgend im Zusammenhand mit den Figuren 1 bis 9 erläutert. Das Im-Loch-Bohrgerät 10 weist grundsätzlich einen länglichen oberen Aufbau auf, an dessen oberen Endbereich eine nicht dargestellte Halteeinrichtung angeordnet ist. Die Halteeinrichtung ist zum Halten des Im-Loch-Bohrgerätes 10 an einem Tragseil oder einer Tragstange ausgebildet und kann beispielsweise eine Hakenaufnahme aufweisen.
  • Das Im-Loch-Bohrgerät 10 kann einen Grundrahmen 12 und einen oberen Endbereich aufweisen, an welchem ein oder mehrere Bohrantriebe 70 zum drehenden Antreiben eines Bohrstranges 22 mit dem unteren Bohrkopf 20 ausgebildet sind. An dem oberen Endbereich können erste Spannelemente 74 angeordnet sein, welche radial ausfahrbar sind und zum Festspannen des oberen Endbereichs an einer Bohrungswand oder einem umgebenden Stützrohr ausgebildet sind.
  • Ein Teil des Grundrahmens 12, an welchem auch der Bohrkopf 20 gelagert sein kann, kann hierzu mittels axial gerichteter Vorschubelemente 72, welche vorzugsweise Hydraulikzylinder umfassen, axial verstellbar sein. Der axial verschiebbare Teil kann dabei über zweite Spannelemente 46 radial gegenüber einer Bohrungswand oder einem umgebenden Stützrohr verspannt und festgelegt werden. Die zweiten Spannelemente 76 können gleich oder weitgehend gleich zu den ersten Spannelementen 74 ausgebildet sein.
  • An einem unteren Ende des Im-Loch-Bohrgeräts 10 ist ein Bohrkopf 20 mit Abtragselementen 34 zum Abtragen von Bodenmaterial ausgebildet. Die Abtragselemente 34 können feststehende Zähne oder drehbar gelagerte Walzen sein, welche lösbar in Halterungen 24 aufgenommen sind. Der Bohrkopf 20 kann über den einen oder die mehreren Bohrantriebe 70 in dem oberen Bereich des Im-Loch-Bohrgeräts 10 über den rohrförmigen Bohrstrang 22, um eine üblicherweise vertikale Bohrachse drehend, angetrieben werden. Über den hohlen Bohrstrang 22 kann Bohrflüssigkeit zu- und/oder abgeführt werden. Der Bohrstrang 22 ist in grundsätzlich bekannter Weise zur Durchführung eines Bohrschrittes mittels den als Vorschubzylindern ausgebildeten Vorschubelementen 72 gegenüber dem Bohrantrieb 70 axial verfahrbar. An dem Im-Loch-Bohrgerät 1 können die dargestellten zweiten Spannelemente 76, welche zum Festspannen des Im-Loch-Bohrgerät 10 an einer Wand des Loches im Boden oder der Innenwandung eines nicht dargestellten Stützrohres radial ausfahrbar sind, angeordnet sein. An dem Grundrahmen 10 können zur Zentrierung in der Bohrung radial gerichtete Führungselemente 13 angeordnet sein.
  • Beim Bohren abgetragenes Bodenmaterial wird zusammen mit umgebender Flüssigkeit, mittels einer Absaugeinrichtung 14 am Bohrkopf 20 abgesaugt. An dem Bohrkopf 20 können nicht näher dargestellte Absaugöffnungen angeordnet sein, über welche mittels einer Absaugpumpe, Absaugleitung 16 und einer Absaugeinrichtung 14 das abgetragene Bodenmaterial mit Flüssigkeit nach oben abgepumpt wird. Die Absaugleitung 16 kann teilweise außerhalb und/oder innerhalb des Bohrstrangs 22 verlaufen.
  • An dem Bohrkopf 20 sind mehrere radial verstellbare Erweiterungselemente 30 angeordnet, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils ein walzenförmiges Abtragselement 34 umfassen. Über einen Verstellmechanismus 40 mit jeweils einer Hebelanordnung 41 kann jedes Erweiterungselement zwischen einer Rückzugsposition, welche in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, und einer radial vorstehenden Erweiterungsposition gemäß Fig. 5 verstellt werden.
  • Die Hebelanordnung 41, welche näher in den Figuren 3 bis 6 gezeigt ist, umfasst ein Erweiterungselement 30, welches schwenkbar um einen quer gerichteten Lagerbolzen 43 schwenkbar gelagert ist und an welchem das walzenförmige Abtragselement 34 axial als auch radial Boden abtragen kann. Die Schwenkbewegung kann über Anschlagelemente 26 begrenzt sein. An einem oberen Endbereich des Erweiterungselements 30, welcher von dem Ende mit dem Abtragselement 34 entfernt ist, ist über ein zweites Gelenk 46 an einem radial gerichteten Vorsprung 31 des Erweiterungselementes 30 eine Anlenkstange 64 angekoppelt, welche im Wesentlichen parallel zur Bohrachse gerichtet ist. Die Anlenkstange 64 ist gelenkig mit einem hülsenförmigen, axial verschiebbaren Schaft 62 mit einem Verstellring 63 eines Betätigungsgliedes 60 verbunden.
  • Die Hebelanordnung 41 kann folglich das Erweiterungselement 30, den Lagerbolzen 43, die Anlenkstange 64 und die beiden Gelenke 44 und 46 an den Enden der Anlenkstange 64 umfassen. Der Verstellmechanismus 40 kann zusätzlich noch den Stellantrieb 50 mit dem Stellzylinder 52 (mit Zylindergehäuse 53 und Kolben 54) und das Betätigungsglied 60 mit Schaft 62 und Verstellring 63 aufweisen. Die Hebelanordnung 41 ist insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, in welcher aus Gründen der Übersichtlichkeit der am Bohrstrang 22 angebrachte Bohrkopf 20 weggelassen ist.
  • Das Verstellen der Erweiterungselemente 30 mit Abtragselementen 34 erfolgt mittels eine Stellantriebes 50, welcher nachfolgend insbesondere in Zusammenhang mit den Figuren 7 und 8 erläutert wird. Der Stellantrieb 50 ist fest an dem Grundrahmen 12 angebracht und weist mindestens einen oder vorzugsweise mehrere um die Bohrachse angeordnete Stellzylinder 52 auf. Aus einem Zylindergehäuse 53 kann ein Kolben 54 axial nach unten ausgefahren werden. Der Kolben 54 ist dabei mit einem ringförmigen Ansteuerring 28 verbunden, wobei das Betätigungsglied 60, welches über ein Axiallager 18 mit dem Ansteuerring 28 gekoppelt ist und beim Ausfahren des Kolbens 54 von der ersten Position gemäß Fig. 7 in die zweite ausgefahrene Position gemäß Fig. 8 nach unten verschoben wird.
  • Mit dem Ansteuerring 28 wird auch das Betätigungsglied 60 nach unten bewegt. Zwischen dem Ansteuerring 28 und dem Betätigungsglied 60 ist ein nur schematisch angedeutetes Axiallager 18 angeordnet, welches eine axiale Verbindung zwischen dem Betätigungsglied 60 und dem Ansteuerring 28 schafft, wobei jedoch eine Drehentkopplung gebildet ist. Das Betätigungsglied 60 kann so mit dem Bohrkopf 20 mitdrehen, während der axial verstellbare Ansteuerring 28 zusammen mit dem Stellantrieb 50 drehfest am Grundrahmen 12 angeordnet ist.
  • Auf diese Weise kann eine Axialbewegung von dem am Grundrahmen 12 festliegenden Stellantrieb 50 mit den Stellzylindern 52 auf den relativ zum Grundrahmen 12 drehenden Bohrkopf 20 mit dem mitdrehenden Betätigungsglied 60 übertragen werden. Das Betätigungsglied 60 ist über einen Verstellring 63 und ein erstes Gelenk 44 mit den Anlenkstangen 64 verbunden. Über die Anlenkstangen 64 können die einzelnen Erweiterungselemente 30 mit Abtragselementen 34 zum Einfahren und Ausfahren betätigt werden. Die Anlenkstangen 64 können zur Justierung der Erweiterungselemente 30in ihrer Länge verstellbar sein.
  • Insgesamt wird mit dem beschriebenen Verstellmechanismus 40 mit den Hebelanordnungen 41 eine einfache und robuste Verstellmöglichkeit für ein Erweiterungselement 30 mit Abtragselement 34 erzielt. Vorzugsweise kann die Verstellanordnung 40 insbesondere in der radial rückgezogenen Position der Erweiterungselemente 30 mittels einer Arretiereinrichtung 80 mit einem federvorgespannten Arretierbolzen 82 festgestellt werden, wie anschaulich in Fig. 9 dargestellt ist. Dadurch kann etwa erreicht werden, dass nach Betätigung der Verstellmechanismus 40 keine axialen Reibkräfte in den Elementen auftreten. Zum radialen Erweitern wird der Arretierbolzen 82 gelöst.

Claims (15)

  1. Im-Loch-Bohrgerät zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit
    - einem Grundrahmen (12),
    - einem Bohrkopf (20), welcher unterhalb des Grundrahmens (12) angeordnet und drehbar gelagert ist,
    - einem Bohrantrieb (70) zum drehenden Antreiben des Bohrkopfes (20),
    - am Bohrkopf (20) angeordneten Abtragselementen (34) zum Abtragen von Bodenmaterial und
    - mindestens einem Erweiterungselement (30) mit Abtragselement (34), welches zum Erzeugen einer Durchmessererweiterung von einer radial rückgezogenen Rückzugsposition am Bohrkopf (20) in eine radial gegenüber dem Bohrkopf (20) vorstehende Erweiterungsposition verstellbar und zum Abtragen von Bodenmaterial ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass zum radialen Verstellen eine Verstellanordnung (48) vorgesehen ist, welche mindestens einen am Grundrahmen (12) angebrachten Stellantrieb (50) aufweist, durch welchen mindestens ein am Grundrahmen (12) gelagerter Ansteuerring (28) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verstellbar ist, und
    - dass an dem Bohrkopf (20) ein Verstellmechanismus (40) angeordnet ist, welcher mit dem Bohrkopf (20) mitdreht und mit dem Ansteuerring (28), welcher nicht mit dem Bohrkopf (20) mit dreht, in Wirkverbindung steht, so dass bei einem Verstellen des Ansteuerrings (28) von der ersten Position in die zweite Position das mindestens eine Erweiterungselement (30) mit Abtragselement (34) von der Rückzugsposition in die Erweiterungsposition radial verstellbar ist.
  2. Im-Loch-Bohrgerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Betätigungsglied (60) mindestens einen Schaft (62) umfasst, welcher vom Ansteuerring (28) an dem Grundrahmen (12) zwischen der ersten Position und der zweiten Position axial verschiebbar gelagert ist.
  3. Im-Loch-Bohrgerät nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Betätigungsglied (60) einen hülsenförmigen Schaft (62) oder einen Ring aufweist, welcher koaxial zur Bohrachse angeordnet ist.
  4. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stellantrieb (50) mindestens einen Stellzylinder (52), insbesondere einen Hydraulikzylinder, aufweist.
  5. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verstellmechanismus (40) mindestens eine Hebelanordnung (41) aufweist, durch welche eine axiale Stellbewegung des Betätigungsgliedes (60) in eine radiale Verstellbewegung des Erweiterungselementes (30) mit Abtragselementes (34) umsetzbar ist.
  6. Im-Loch-Bohrgerät nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein oder mehrere Erweiterungselemente (30) mit Abtragselementen (34) und zugeordnete Hebelanordnungen (41) verteilt über einen Außenumfang des Bohrkopfes (20) angeordnet sind.
  7. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Ansteuerring (28) vorgesehen ist, welcher mit mindestens einem Hebel des Verstellmechanismus (40) gekoppelt ist, wobei der Ansteuerring (28) axial verstellbar gelagert ist.
  8. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen dem Betätigungsglied (60) am Verstellmechanismus (40) am Bohrkopf und dem Ansteuerring (28) am Grundrahmen (12) ein Axiallager (18) angeordnet ist.
  9. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Anschlagselemente (26) zum Begrenzen der Verstellbewegung vorgesehen sind.
  10. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Bohrstrang (22) an dem Bohrantrieb (70) angebracht ist, und Teil des Im-Loch-Bohrgerätes (10) ist.
  11. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Grundrahmen (12) oder einem Trägerelement ein oder mehrere Spannelemente (74, 76) angeordnet sind, welche zum Festspannen des Im-Loch-Bohrgerätes (10) in einem Bohrloch radial ausfahrbar sind.
  12. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das mindestens eine Erweiterungselement (30) mit Abtragselement (34) ausgebildet ist, Bodenmaterial in radialer und axialer Richtung abzutragen.
  13. Im-Loch-Bohrgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Im-Loch-Bohrgerät (10) zum Einsatz unter Wasser ausgebildet ist.
  14. Verfahren zum Erstellen einer Bohrung im Boden mit einem Im-Loch-Bohrgerät (10),
    wobei zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem Bohrkopf (20) mindestens ein Erweiterungselement (30) mit Abtragselement (34) radial ausgefahren wird, wobei eine Durchmessererweiterung der Bohrung erzeugt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Im-Loch-Bohrgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 eingesetzt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem Bohrloch ein Stützrohr vorgesehen wird, welches des Niederbringens des Im-Loch-Bohrgerätes (10) in den Boden eingebracht wird.
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