ITMI20070587A1

ITMI20070587A1 - PERFORATING APPARATUS AND METHOD FOR THE REALIZATION OF A HOLE DRILLED IN THE GROUND

Info

Publication number: ITMI20070587A1
Authority: IT
Inventors: Thomas Gress; Christoph Huss; Ralph Kathner
Original assignee: Klemm Bohrtechnik
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2007-11-19
Also published as: DE102006023505A1; DE102006023505B4

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

“Apparecchio di perforazione e metodo per la realizzazione di un foro trivellato nel terreno” "Drilling rig and method for making a bored hole in the ground"

L’invenzione riguarda un apparecchio di perforazione secondo il preambolo della rivendicazione 1, con un’antenna, un comando dell’asta di perforazione che è montato sull’antenna e per mezzo del quale un’asta di perforazione è mobile lungo l’antenna in una direzione di perforazione, un primo dispositivo di bloccaggio per l'asta di perforazione, che è collocato in una regione di piede dell’antenna, un secondo dispositivo dì bloccaggio per l’asta di perforazione, che è sistemato sull'antenna contro la direzione di perforazione sfalsato rispetto al primo dispositivo di bloccaggio e mobile ed un dispositivo di comando con almeno un cilindro idraulico per spostare il secondo dispositivo di bloccaggio lungo l’antenna. The invention relates to a drill rig according to the preamble of claim 1, with an antenna, a drill rod control which is mounted on the antenna and by means of which a drill rod is movable along the antenna in a drilling direction, a first locking device for the drill rod, which is located in a foot region of the antenna, a second locking device for the drill rod, which is arranged on the antenna against the direction offset with respect to the first locking device and movable and a control device with at least one hydraulic cylinder for moving the second locking device along the antenna.

L’invenzione riguarda inoltre un metodo per realizzare un foro trivellato nel terreno. The invention also relates to a method for making a bored hole in the ground.

Un apparecchio di perforazione di questo tipo è noto ad esempio da WO 03/048502 A1. Questo documento descrive un apparecchio di perforazione con un palo, lungo il quale sono disposti in modo sfalsato due elementi dì bloccaggio per un’asta di perforazione. Uno degli elementi di bloccaggio è mobile lungo il palo. Per spostare l’elemento di bloccaggio, secondo WO 03/048502 A1 è previsto un comando a cavo flessibile con due funi, che si svolgono dal dispositivo di bloccaggio mobile attorno a rulli disposti sul palo e che vengono azionati dietro i rulli da un cilindro idraulico. A drilling apparatus of this type is known for example from WO 03/048502 A1. This document describes a drilling apparatus with a pole, along which two locking elements for a drilling rod are arranged in a staggered manner. One of the locking elements is movable along the pole. In order to move the locking element, according to WO 03/048502 A1, a flexible cable control with two ropes is provided, which unwind from the mobile locking device around rollers arranged on the pole and which are driven behind the rollers by a hydraulic cylinder .

Scopo dell’invenzione è quello di perfezionare un apparecchio di perforazione di tipo analogo ed un metodo in modo che con una struttura costruttivamente semplice si ottenga una convenienza economica ed affidabilità particolarmente elevate. The purpose of the invention is to improve a drilling apparatus of a similar type and a method so that with a constructively simple structure, particularly high economic convenience and reliability are obtained.

Lo scopo viene raggiunto secondo l’invenzione con un apparecchio di perforazione con le caratteristiche della rivendicazione 1 nonché con un metodo con le caratteristiche della rivendicazione 9. Esempi di realizzazione preferite sono riportati nelle rivendicazioni dipendenti. The object is achieved according to the invention with a drilling apparatus with the characteristics of claim 1 as well as with a method with the characteristics of claim 9. Preferred embodiments are reported in the dependent claims.

L’apparecchio di perforazione secondo l’invenzione è caratterizzato dal fatto che il cilindro idraulico del dispositivo dì comando ad una delle sue estremità è disposto sul secondo dispositivo di bloccaggio ed alla sua seconda estremità è sostenuto nella regione di piede dell’antenna. The drilling equipment according to the invention is characterized by the fact that the hydraulic cylinder of the control device at one of its ends is arranged on the second locking device and at its second end is supported in the foot region of the antenna.

Secondo un primo aspetto dell’invenzione, nella regione del piede dell’antenna è previsto un dispositivo di bloccaggio di asta con due dispositivi di bloccaggio disposti sfalsati lungo l’antenna. Almeno il secondo dispositivo di bloccaggio più distante dal piede del palo è in questo caso mobile lungo l’antenna. Una disposizione di questo tipo permette di utilizzare entrambi i dispositivi di bloccaggio per estrarre l’asta di perforazione dal foro trivellato e precisamente l’asta di perforazione viene bloccata con il secondo dispositivo di bloccaggio mentre il primo dispositivo di bloccaggio è aperto e viene spostata assialmente dall'allontanamento del secondo dispositivo di bloccaggio dal primo dispositivo di bloccaggio. L’asta di perforazione può in questo caso essere separata dal comando dell’asta di perforazione. According to a first aspect of the invention, in the region of the antenna foot there is a rod locking device with two locking devices arranged staggered along the antenna. At least the second locking device furthest from the foot of the pole is in this case movable along the antenna. An arrangement of this type allows both locking devices to be used to extract the drill rod from the bored hole and precisely the drill rod is locked with the second locking device while the first locking device is open and is moved axially. the removal of the second locking device from the first locking device. In this case, the drill rod can be separated from the drill rod control.

L'apparecchio di perforazione secondo l'invenzione può essere usato in particolare nella perforazione in sovrapposizione, in cui un’asta di perforazione con una asta interna ed un’asta esterna viene utilizzata contemporaneamente in rotazione oppure in rotazione e percussione. Solitamente nella perforazione in sovrapposizione dopo la realizzazione del foro viene in primo luogo rimossa l’asta interna ed in seguito viene introdotto un elemento costruttivo, come ad esempio un elemento di ancoraggio, un’armatura e/o un supporto nell’asta esterna e di conseguenza nel foro realizzato. In seguito, alla contemporanea introduzione nel foro di calcestruzzo o sospensione di cemento, l’asta esterna viene nuovamente estratta dal foro. The drilling equipment according to the invention can be used in particular in overlapping drilling, in which a drilling rod with an internal rod and an external rod is used simultaneously in rotation or in rotation and percussion. Usually in the overlapping perforation after the hole has been made, the internal rod is first removed and then a construction element is introduced, such as for example an anchoring element, a reinforcement and / or a support in the external rod and consequence in the hole made. Subsequently, upon simultaneous introduction into the hole of concrete or concrete suspension, the external rod is again extracted from the hole.

L’apparecchio di perforazione secondo l'invenzione rende ad esempio possibile ritirare l’asta interna per mezzo del comando dell’asta di perforazione e l’asta esterna per mezzo dei dispositivi di bloccaggio. In particolare, l’asta esterna liberata dal comando dell’asta di perforazione, dopo l'introduzione di calcestruzzo può essere spinta sopra l’asta interna già estratta, montata sul comando dell’asta di perforazione ed essere poi nuovamente collegata con il comando dell’asta di perforazione. The drilling apparatus according to the invention makes it possible, for example, to withdraw the internal rod by means of the drilling rod command and the external rod by means of the locking devices. In particular, the external rod released by the drilling rod control, after the introduction of concrete, can be pushed over the already extracted internal rod, mounted on the drilling rod control and then connected again with the control of the drilling rod. 'drill rod.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, la forza di spostamento per il secondo dispositivo di bloccaggio viene applicata per mezzo di almeno un cilindro idraulico. Questo cilindro, secondo l’invenzione, è disposto come comando diretto e fissato direttamente al secondo dispositivo di bloccaggio. Da quel punto si estende almeno approssimativamente in direzione di perforazione e alla sua estremità opposta si appoggia sul lato del piede del palo del secondo dispositivo di bloccaggio. Le forze di spostamento e di arresto del secondo dispositivo di bloccaggio vengono pertanto applicate e sostenute sul lato del piede del palo, cioè in prossimità del bordo del foro di perforazione e ciò risulta particolarmente vantaggioso per la stabilità e la sicurezza antiribaltamento dell’apparecchio di perforazione secondo l’invenzione. According to a further aspect of the invention, the displacement force for the second locking device is applied by means of at least one hydraulic cylinder. This cylinder, according to the invention, is arranged as a direct command and fixed directly to the second locking device. From that point it extends at least approximately in the direction of perforation and at its opposite end rests on the foot side of the pole of the second locking device. The displacement and stopping forces of the second locking device are therefore applied and supported on the foot side of the pile, i.e. near the edge of the drill hole and this is particularly advantageous for the stability and anti-tip safety of the drill rig. according to the invention.

Oltre che per l’estrazione dell'asta di perforazione, i dispositivi di bloccaggio secondo l’invenzione possono anche servire per allentare e/o avvitare accoppiamenti a vite fra singoli segmenti dell’asta di perforazione, A questo scopo, almeno uno dei due dispositivi di bloccaggio, preferibilmente il secondo dispositivo di bloccaggio, è opportunamente formato con mezzi per far ruotare l’asta di perforazione bloccata attorno all’asse dell’asta di perforazione. Per evitare indesiderate torsioni dell'asta di perforazione durante l’allentamento e/o l’avvitamento, durante questa operazione il secondo dispositivo di bloccaggio è opportunamente disposto in direzione di perforazione in una posizione lato piede, nella quale il secondo dispositivo di bloccaggio si trova vicino al primo dispositivo di bloccaggio. In addition to extracting the drill rod, the locking devices according to the invention can also be used to loosen and / or tighten screw connections between individual segments of the drill rod. For this purpose, at least one of the two devices locking device, preferably the second locking device, is suitably formed with means for rotating the locked drill rod about the axis of the drill rod. In order to avoid unwanted twisting of the drill rod during loosening and / or screwing in, during this operation the second locking device is suitably arranged in the direction of drilling in a foot-end position, in which the second locking device is located. close to the first locking device.

Secondo l’invenzione anche altri dispositivi di bloccaggio possono essere montati sull’antenna. According to the invention, other locking devices can also be mounted on the antenna.

Il cilindro idraulico può appoggiarsi alla sua seconda estremità ad esempio all’antenna, in linea di massima però anche ad altri elementi dell’apparecchio di perforazione o direttamente al terreno. Particolarmente vantaggioso è che sul lato del piede sìa previsto sull’antenna un elemento di sostegno per sostenere l’antenna sul terreno e che il cilindro idraulico sia appoggiato all’elemento di sostegno. The hydraulic cylinder can lean on its second end, for example on the antenna, but in principle also on other elements of the drilling rig or directly on the ground. Particularly advantageous is that on the side of the foot a support element is provided on the antenna to support the antenna on the ground and that the hydraulic cylinder rests on the support element.

Opportunamente, il secondo dispositivo di bloccaggio è montato sull’antenna tramite un carrello. Dal punto di vista della simmetria delle forze risulta particolarmente vantaggioso che il cilindro idraulico sia montato sul secondo dispositivo di bloccaggio su un lato rivolto in allontanamento dall'antenna e/o rivolto verso l’asta di perforazione di una superficie di guida che si sviluppa lungo il palo per il carrello. In questo modo possono essere ridotte forze trasversali indesiderate sulla guida del carrello. Conveniently, the second locking device is mounted on the antenna by means of a trolley. From the point of view of the symmetry of the forces, it is particularly advantageous for the hydraulic cylinder to be mounted on the second locking device on one side facing away from the antenna and / or facing the drill rod of a guide surface which extends along the pole for the trolley. In this way, unwanted transverse forces on the carriage guide can be reduced.

Inoltre è vantaggioso che il dispositivo dì comando presenti almeno due comandi lineari, che in ogni caso sono disposti su una loro estremità al secondo dispositivo di bloccaggio ed alla loro seconda estremità sono sostenuti nella regione di piede dell'antenna. Opportunamente su entrambi i lati del secondo dispositivo di bloccaggio è previsto un cilindro idraulico. In un apparecchio di perforazione particolarmente semplice dal punto di vista costruttivo, i cilindri idraulici si sviluppano paralleli l’uno all’altro, in particolare visti in direzione di perforazione sulla stessa altezza. Furthermore, it is advantageous for the control device to have at least two linear controls, which in any case are arranged at one end of the second locking device and at their second end are supported in the foot region of the antenna. Conveniently, a hydraulic cylinder is provided on both sides of the second locking device. In a particularly simple drilling rig from the construction point of view, the hydraulic cylinders develop parallel to each other, in particular seen in the direction of drilling at the same height.

Un’ulteriore forma di realizzazione preferita dell’invenzione consiste nel fatto che il secondo dispositivo di bloccaggio presenta un supporto che si sviluppa trasversalmente alla direzione di perforazione, sul quale sono disposti i cilindri idraulici. Preferibilmente, su entrambe le aree di estremità del supporto è fissato in ogni caso un cilindro idraulico. Vantaggiosamente al supporto è previsto anche un comando orientabile per far ruotare l’asta di perforazione attorno all’asse dell’asta di perforazione. A further preferred embodiment of the invention consists in the fact that the second locking device has a support that develops transversely to the drilling direction, on which the hydraulic cylinders are arranged. Preferably, a hydraulic cylinder is fixed in each case on both end areas of the support. Advantageously, the support is also provided with an adjustable command to rotate the drilling rod around the axis of the drilling rod.

Una corsa particolarmente grande del secondo dispositivo di bloccaggio, cioè una velocità di lavoro particolarmente elevata durante la trazione, può essere raggiunta con grande stabilità per il fatto che la seconda estremità del cilindro idraulico è sostenuta in direzione di perforazione sui lato del primo dispositivo di bloccaggio rivolto in allontanamento dal secondo dispositivo di bloccaggio. In questo caso pertanto un’estremità del cilindro idraulico è disposta sul lato di testa e l’altra estremità sul lato di piede, con riferimento al primo dispositivo di bloccaggio. A particularly large stroke of the second clamping device, i.e. a particularly high working speed during pulling, can be achieved with great stability due to the fact that the second end of the hydraulic cylinder is supported in the drilling direction on the side of the first clamping device facing away from the second locking device. In this case, therefore, one end of the hydraulic cylinder is arranged on the head side and the other end on the foot side, with reference to the first locking device.

Inoltre secondo l’invenzione è previsto che almeno il secondo dispositivo di bloccaggio presenti una morsa di bloccaggio orientabile per far ruotare l’asta di perforazione attorno al suo asse di asta di perforazione. Per far ruotare la morsa orientabile, su questa è opportunamente previsto almeno un comando lineare, in particolare un cilindro idraulico. Furthermore, according to the invention it is provided that at least the second locking device has an adjustable locking vice to rotate the drilling rod around its axis of the drilling rod. In order to rotate the swiveling vice, at least one linear control, in particular a hydraulic cylinder, is suitably provided on it.

Secondo un’ulteriore forma di realizzazione preferita dell’invenzione è previsto che il primo dispositivo di bloccaggio e/o il secondo dispositivo di bloccaggio presentino ganasce di bloccaggio con un contorno a forma di arco in sezione, in particolare a forma dì arco di cerchio, per l’installazione all’asta di perforazione. Secondo questa forma di realizzazione, le ganasce possono essere realizzate in giusta misura, cioè aderenti, al diametro dell’asta di perforazione sulla quale far presa. In questo modo possono essere ridotte punte di forza locale ed evitate deformazioni indesiderate dell’asta dì perforazione all’applicazione della forza di bloccaggio. L’utilizzo di un contorno arcuato può risultare particolarmente vantaggioso quando entrambi i dispositivi di bloccaggio vengono utilizzati per l’estrazione assiale dell’asta di perforazione, poiché in questo caso, in particolare durante un processo di estrazione per gradi, l’asta di perforazione viene spesso bloccata non solo nella sua regione di estremità normalmente più stabile, ma anche nel suo tratto centrale che di norma ha pareti più sottili. In linea di massima, tuttavia, le ganasce di bloccaggio possono essere formate ad esempio anche a forma di prisma nella regione di appoggio all’asta di perforazione. According to a further preferred embodiment of the invention, provision is made for the first locking device and / or the second locking device to have locking jaws with an arc-shaped contour in section, in particular in the form of an arc of a circle, for installation on the drill rod. According to this embodiment, the jaws can be made in the right size, that is, adhering to the diameter of the drilling rod on which to grip. In this way, local force peaks can be reduced and unwanted deformations of the drill rod can be avoided upon application of the locking force. The use of an arcuate contour can be particularly advantageous when both locking devices are used for axial extraction of the drill rod, since in this case, particularly during a step extraction process, the drill rod it is often blocked not only in its normally more stable end region, but also in its central section which usually has thinner walls. In principle, however, the locking jaws can also be formed, for example, in the shape of a prism in the region of support to the drilling rod.

Preferibilmente è previsto un elemento di comando che, per l’azionamento automatico di entrambi i dispositivi di bloccaggio e del dispositivo di azionamento almeno durante l’estrazione dell’asta di perforazione da un foro trivellato, è in collegamento attivo con entrambi i dispositivi di bloccaggio e con il dispositivo di azionamento. In particolare l'elemento di comando può essere realizzato per azionare alternativamente i due dispositivi di bloccaggio per l’estrazione dell’asta di perforazione. Preferibilmente l'elemento di comando è realizzato per l’attuazione del metodo secondo l’invenzione. Preferably, a control element is provided which, for the automatic actuation of both locking devices and the actuating device at least during the extraction of the drill rod from a bored hole, is in active connection with both locking devices and with the drive device. In particular, the control element can be made to alternately operate the two locking devices for the extraction of the drilling rod. Preferably the control element is made for the implementation of the method according to the invention.

Nel metodo secondo l'invenzione per l’esecuzione di un foro trivellato nel terreno, l’asta dì perforazione viene posta in rotazione attorno ad un asse di asta di perforazione per mezzo de! comando di asta di perforazione ed inserita ne! terreno in direzione di perforazione e l'asta di perforazione viene in seguito estratta dal terreno contro la direzione di perforazione. In questo caso è previsto che l’asta dì perforazione, durante l’estrazione, venga bloccata per mezzo del secondo dispositivo di bloccaggio mobile, che si trova in una posizione di partenza, il secondo dispositivo di bloccaggio, durante la contemporanea rotazione dell’asta di perforazione attorno all’asse di asta di perforazione venga allontanato dal primo dispositivo di bloccaggio, l’asta di perforazione venga in seguito bloccata con il primo dispositivo di bloccaggio e venga liberato il secondo dispositivo di bloccaggio, il secondo dispositivo di bloccaggio venga riportato nella posizione di partenza ed il processo ripetuto almeno una volta durante l’estrazione In the method according to the invention for the execution of a bored hole in the ground, the drill rod is rotated around an axis of the drill rod by means of the drill rod control and inserted ne! soil in the drilling direction and the drill rod is then pulled out of the soil against the drilling direction. In this case it is provided that the drilling rod, during extraction, is blocked by means of the second mobile locking device, which is in a starting position, the second locking device, during the simultaneous rotation of the rod. around the drill rod axis is moved away from the first locking device, the drill rod is then locked with the first locking device and the second locking device is released, the second locking device is returned to the starting position and the process repeated at least once during the extraction

Il metodo secondo l’invenzione può essere eseguito in particolare con il dispositivo secondo l'invenzione, per mezzo del quale è possibile ottenere i vantaggi descritti in merito. The method according to the invention can be performed in particular with the device according to the invention, by means of which it is possible to obtain the advantages described in this regard.

Un concetto fondamentale del metodo secondo l’invenzione sta nell’estrarre un’asta di perforazione, in particolare un’asta esterna, azionando alternativamente entrambi i dispositivi di bloccaggio. Per lo spostamento assiale, l’asta di perforazione viene afferrata con il secondo dispositivo di bloccaggio e spostata assialmente azionando il dispositivo di comando mentre il primo dispositivo di bloccaggio è aperto. In seguito l’asta di perforazione viene fissata con il primo dispositivo di bloccaggio, il secondo dispositivo di bloccaggio viene liberato e riportato assialmente nella posizione di partenza. Per l'ulteriore estrazione, l’asta di perforazione viene nuovamente bloccata con il secondo dispositivo di bloccaggio, il primo dispositivo di bloccaggio viene liberato ed il processo descritto viene ripetuto. Per ridurre le forze assiali che si verificano all’estrazione dell’asta di perforazione, secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione è previsto di ruotare l’asta di perforazione attorno all’asse di asta di perforazione per mezzo del secondo dispositivo di bloccaggio contemporaneamente all’estrazione assiale. Esperimenti hanno dimostrato che in questo modo si ottiene una considerevole riduzione delle forze assiali da applicare. Preferibilmente l'asta di perforazione viene ruotata durante tutto il movimento assiale del secondo dispositivo di bloccaggio in allontanamento dal primo dispositivo di bloccaggio, preferibilmente in modo continuo. Secondo l’invenzione il secondo dispositivo di bloccaggio al ritorno assiale nella posizione di partenza, viene riportato nella posizione di partenza anche per quanto riguarda la rotazione. A fundamental concept of the method according to the invention is to extract a drilling rod, in particular an external rod, by alternately activating both locking devices. For axial displacement, the drill rod is gripped with the second locking device and moved axially by operating the control device while the first locking device is open. Then the drill rod is fixed with the first locking device, the second locking device is released and axially returned to the starting position. For further extraction, the drill rod is locked again with the second locking device, the first locking device is released and the described process is repeated. In order to reduce the axial forces that occur upon extraction of the drill rod, according to a further aspect of the invention it is provided to rotate the drill rod about the axis of the drill rod by means of the second locking device simultaneously with the axial extraction. Experiments have shown that in this way a considerable reduction of the axial forces to be applied is obtained. Preferably, the drill rod is rotated throughout the axial movement of the second locking device away from the first locking device, preferably continuously. According to the invention, the second locking device at the axial return to the starting position is returned to the starting position also with regard to rotation.

Secondo [invenzione può inoltre essere previsto che l’asta di perforazione presenti almeno un collegamento a vite e che l’asta di perforazione, durante l’allontanamento del secondo dispositivo di bloccaggio dal primo dispositivo di bloccaggio venga ruotata contro una direzione di avvitamento del collegamento a vite. In questo modo è possibile allentare il collegamento a vite già durante il processo di estrazione dell'asta di perforazione, per cui un successivo smontaggio dell’asta di perforazione con liberazione completa dell’avvitamento può essere eseguito più rapidamente. According to the invention, it can also be provided that the drill rod has at least one screw connection and that the drill rod is rotated against a screwing direction of the connection when the second locking device is moved away from the first locking device. screw. In this way it is possible to loosen the screw connection already during the extraction process of the drill rod, so that a subsequent disassembly of the drill rod with complete release of the screw can be performed more quickly.

L’invenzione viene qui di seguito spiegata in maggior dettaglio sulla base di esempi di realizzazione preferiti, che sono illustrati schematicamente nelle figure, in cui: The invention is explained below in greater detail on the basis of preferred embodiments, which are schematically illustrated in the figures, in which:

la Figura 1 mostra una vista laterale di un apparecchio di perforazione secondo l'invenzione; Figure 1 shows a side view of a drilling apparatus according to the invention;

la Figura 2 mostra una vista di dettaglio dell’apparecchio di perforazione della Figura 1 nella regione del piede dell'antenna in una prima posizione di lavoro dei dispositivi di bloccaggio; Figure 2 shows a detail view of the drilling equipment of Figure 1 in the region of the foot of the antenna in a first working position of the locking devices;

la Figura 3 mostra una vista di dettaglio dell’apparecchio di perforazione della Figura 1 nella regione del piede dell'antenna in una seconda posizione di lavoro dei dispositivi di bloccaggio; Figure 3 shows a detail view of the drilling equipment of Figure 1 in the region of the foot of the antenna in a second working position of the locking devices;

le Figure 4 e 5 mostrano viste in pianta sul secondo dispositivo di bloccaggio, più distante dal piede del palo, dell’apparecchio di perforazione della Figura 1 in diverse posizioni di lavoro; e Figures 4 and 5 show plan views of the second locking device, further away from the foot of the pole, of the drilling equipment of Figure 1 in different working positions; And

la Figura 6 mostra un diagramma di flusso che illustra le fasi del processo all’estrazione dell’asta di perforazione in un metodo di perforazione secondo l’invenzione. Figure 6 shows a flow chart that illustrates the steps in the process of extracting the drill rod in a drilling method according to the invention.

Un esempio di realizzazione di un apparecchio di perforazione secondo l'invenzione è rappresentato nelle Figure da 1 a 5. Come si può dedurre in particolare dalla Figura 1, l'apparecchio di perforazione presenta un telaio 1 realizzato come carro cingolato, sul quale è installata un'antenna 2 in modo girevole e mobile. Sull’antenna 2 è previsto un comando di asta di perforazione 8 per comandare in rotazione un’asta di perforazione 6 che corre lungo l’antenna 2. Questo comando di asta di perforazione 8 è mobile unitamente all’asta di perforazione accoppiata 6 lungo l’antenna 2 in direzione di perforazione B e di ritorno. L’asta di perforazione 6 è formata come asta doppia con un’asta interna 71 ed un’asta esterna 73. Il comando di asta di perforazione 8 è di conseguenza formato come testa di rotazione doppia. An example of embodiment of a drilling apparatus according to the invention is represented in Figures 1 to 5. As can be deduced in particular from Figure 1, the drilling apparatus has a frame 1 made as a tracked undercarriage, on which it is installed an antenna 2 in a rotatable and movable manner. A drill rod control 8 is provided on the antenna 2 to rotate a drill rod 6 which runs along the antenna 2. This drill rod control 8 is movable together with the coupled drill rod 6 along the antenna 2 in the direction of perforation B and back. The drilling rod 6 is formed as a double rod with an internal rod 71 and an external rod 73. The drilling rod control 8 is consequently formed as a double rotation head.

Come si può rilevare in particolare dalla Figura 2, al piede dell’antenna 2 in prolungamento di questa antenna 2 è previsto un elemento di sostegno 41 per sostenere l’antenna 2 al terreno. Su questo elemento di sostegno 41 è installato un primo dispositivo di bloccaggio 10 per l’asta di perforazione 6. Questo dispositivo di bloccaggio 10 presenta due cilindri di bloccaggio 11, illustrati solo schematicamente, che si sviluppano trasversalmente alla direzione di perforazione B, per bloccare l’asta di perforazione 6. Lungo l’antenna 2, sfalsato dal primo dispositivo di bloccaggio 10 verso la testa del antenna 2, sull’antenna 2 è montato un secondo dispositivo di bloccaggio coassiale 20 per l'asta di perforazione 6. As can be seen in particular from Figure 2, at the foot of the antenna 2 in extension of this antenna 2 there is a support element 41 to support the antenna 2 to the ground. A first locking device 10 for the drilling rod 6 is installed on this support element 41. This locking device 10 has two locking cylinders 11, shown only schematically, which extend transversely to the drilling direction B, to lock the drilling rod 6. Along the antenna 2, offset from the first locking device 10 towards the head of the antenna 2, a second coaxial locking device 20 for the drilling rod 6 is mounted on the antenna 2.

Mentre il primo dispositivo di bloccaggio 10 è saldamente fissato all'antenna 2 in direzione di perforazione B, il secondo dispositivo di bloccaggio 20 è previsto mobile assialmente. Come si può riconoscere in particolare nelle Figure 2 e 4, a questo scopo il secondo dispositivo di bloccaggio 20 è montato sull’antenna 2 tramite un carrello 34. Il carrello 34 si impegna attorno a due rotaie di guida 35, che corrono lungo l’antenna 2 sul lato anteriore dell’antenna 2 rivolto verso il secondo dispositivo di bloccaggio 20 e l'asta di perforazione 6. While the first locking device 10 is firmly fixed to the antenna 2 in the direction of perforation B, the second locking device 20 is provided axially movable. As can be seen in particular in Figures 2 and 4, for this purpose the second locking device 20 is mounted on the antenna 2 by means of a carriage 34. The carriage 34 engages around two guide rails 35, which run along the antenna 2 on the front of antenna 2 facing the second locking device 20 and the drill rod 6.

Sul lato del carrello 34 rivolto verso l’asta di perforazione 6, su detto carrello è montato un supporto 37 che si sviluppa trasversalmente all’antenna 2 ed all’asse dell’asta di perforazione. Ad entrambe le estremità del supporto 37 è in ogni caso articolato un cilindro idraulico 31, 31’ lateralmente al secondo dispositivo di bloccaggio 20. On the side of the carriage 34 facing the drill rod 6, a support 37 is mounted on said carriage which extends transversely to the antenna 2 and to the axis of the drill rod. At both ends of the support 37 there is in any case articulated a hydraulic cylinder 31, 31 'laterally to the second locking device 20.

Come si può rilevare in particolare dalla Figura 2, i cilindri idraulici 31, 31’ si sviluppano, a partire dal supporto 37 del secondo dispositivo di bloccaggio 20, in parallelo all’asse longitudinale dell’asta di perforazione 6 e dell’antenna 2 in direzione di perforazione B e sono articolati all’elemento di sostegno 41 al di sotto del primo dispositivo di bloccaggio 10, vale a dire sul lato rivolto in allontanamento dalla testa del palo. Azionando i cilindri idraulici 31, 31’, il secondo dispositivo di bloccaggio 20 può essere spostato rispetto all’antenna 2. As can be seen in particular from Figure 2, the hydraulic cylinders 31, 31 'extend, starting from the support 37 of the second locking device 20, in parallel to the longitudinal axis of the drilling rod 6 and of the antenna 2 in direction of perforation B and are articulated to the support element 41 below the first locking device 10, i.e. on the side facing away from the pile head. By operating the hydraulic cylinders 31, 31 ', the second locking device 20 can be moved with respect to the antenna 2.

Sul lato del supporto 37 rivolto in allontanamento dall’asta dì perforazione 6, su di esso è prevista, su entrambi i lati dell’antenna 2, in ogni caso una piastra di supporto 21, sulla quale è disposto un cilindro idraulico orientabile 22 che si sviluppa trasversalmente alla direzione di perforazione B. Questi cilindri orientabili 22 reggono alle loro estremità opposte una morsa di bloccaggio 29, tramite la quale l’asta di perforazione 6 può essere guidata assialmente. Alla morsa di bloccaggio 29 sono previsti due cilindri di bloccaggio 27 che si sviluppano trasversalmente alla direzione di perforazione B, per mezzo dei quali le ganasce di bloccaggio 61 possono essere avvicinate all’asta di perforazione 6. Le ganasce di bloccaggio 61 presentano in ogni caso un contorno arcuato 62, che corrisponde alla circonferenza esterna dell’asta di perforazione 6. On the side of the support 37 facing away from the drilling rod 6, there is provided on it, on both sides of the antenna 2, in any case a support plate 21, on which a swiveling hydraulic cylinder 22 is arranged which is it develops transversely to the drilling direction B. These orientable cylinders 22 hold a locking vice 29 at their opposite ends, by means of which the drilling rod 6 can be axially guided. Two locking cylinders 27 are provided in the clamping vice 29 which extend transversely to the drilling direction B, by means of which the clamping jaws 61 can be approached to the drilling rod 6. The clamping jaws 61 have in any case an arcuate contour 62, which corresponds to the outer circumference of the drill rod 6.

I dispositivi di bloccaggio 10, 20 possono da un lato servire per sbloccare ed avvitare collegamenti a vite fra segmenti adiacenti dell’asta di perforazione. Possono però essere utilizzati anche per estrarre dal terreno l’asta di perforazione 6 contro la direzione di perforazione B. In particolare, per mezzo dei dispositivi di bloccaggio 10, 20, può essere estratta l’asta esterna 73, dopo che l’asta interna 71 è stata estratta spostando assialmente il comando dell’asta di perforazione 8. The locking devices 10, 20 can on the one hand serve to unlock and screw screw connections between adjacent segments of the drill rod. However, they can also be used to extract the drill rod 6 from the ground against the direction of drilling B. In particular, by means of the locking devices 10, 20, the outer rod 73 can be extracted after the inner rod 71 was extracted by axially moving the control of the drill rod 8.

La Figura 6 presenta un diagramma di flusso, che illustra le singole fasi all’estrazione di un’asta di perforazione per mezzo del dispositivo di bloccaggio 10, 20. Figure 6 presents a flow chart, which illustrates the individual steps in the extraction of a drill rod by means of the locking device 10, 20.

All’inizio del processo di estrazione illustrato nella Figura 6, il primo dispositivo di bloccaggio inferiore 10 è bloccato e fissa l’asta esterna 73, Ora vengono estesi i cilindri di bloccaggio 27 del secondo dispositivo di bloccaggio superiore 20 e l’asta esterna 73 viene bloccata. Non appena nel cilindro di bloccaggio 27 viene raggiunta una determinata pressione stabilita in precedenza e/o viene raggiunta una posizione finale fissata in precedenza, i cilindri di bloccaggio 11 dei primo dispositivo di bloccaggio inferiore 10, che è previsto fisso all’antenna 2, vengono liberati. La conclusione del processo di sbloccaggio può essere rilevata per mezzo dì un segnale di tempo e/o di percorso. At the beginning of the extraction process illustrated in Figure 6, the first lower locking device 10 is locked and fixes the outer rod 73, The locking cylinders 27 of the second upper locking device 20 and the outer rod 73 are now extended is blocked. As soon as a certain previously established pressure is reached in the locking cylinder 27 and / or a previously fixed final position is reached, the locking cylinders 11 of the first lower locking device 10, which is provided fixed to the antenna 2, are Set Yourself Free. The termination of the unlocking process can be detected by means of a time and / or distance signal.

In seguito i cilindri idraulici 31, 31’ vengono estesi. In questo caso l’asta esterna 73 bloccata dal secondo dispositivo di bloccaggio 20 viene estratta assialmente contro la direzione di perforazione B per un tratto dal foro trivellato ed in particolare spinta sopra l’asta interna 71. Una gabbia di armatura 80 prevista nell’asta esterna 73 rimane in questo caso nei foro trivellato. Questo processo è rappresentato nelle Figure 2 e 3, in cui i cilindri idraulici 31, 31’ nella Figura 2 si trovano in una posizione di partenza rientrata e nella Figura 3 sono estesi. Contemporaneamente all'estensione dei cilindri idraulici 31, 31’ per lo spostamento assiale del secondo dispositivo di bloccaggio 20, i cilindri orientabili 22 del secondo dispositivo di bloccaggio 20 vengono azionati in senso opposto ed in questo caso la morsa di bloccaggio 29 viene ruotata unitamente all’asta esterna bloccata 73 attorno all’asse dell'asta di perforazione. Questo processo è illustrato nelle Figure 4 e 5, in cui la Figura 4 mostra il secondo dispositivo di bloccaggio 20 all’inizio del movimento dì rotazione del secondo dispositivo di bloccaggio 20 e la Figura 5 alla fine di questo movimento. Subsequently the hydraulic cylinders 31, 31 'are extended. In this case, the external rod 73 blocked by the second locking device 20 is extracted axially against the drilling direction B for a distance from the bored hole and in particular pushed over the internal rod 71. A reinforcement cage 80 provided in the rod 73 remains in this case in the bored hole. This process is represented in Figures 2 and 3, in which the hydraulic cylinders 31, 31 'in Figure 2 are in a retracted starting position and in Figure 3 they are extended. Simultaneously with the extension of the hydraulic cylinders 31, 31 'for the axial displacement of the second locking device 20, the orientable cylinders 22 of the second locking device 20 are operated in the opposite direction and in this case the locking vice 29 is rotated together with the outer rod 73 locked around the axis of the drill rod. This process is illustrated in Figures 4 and 5, in which Figure 4 shows the second locking device 20 at the beginning of the rotation movement of the second locking device 20 and Figure 5 at the end of this movement.

L’asta esterna bloccata 73 dell’asta di perforazione 6 descrive in questo modo un movimento a spirale, che è costituito dal movimento dì trazione assiale da parte dei cilindri idraulici 31, 31’ e dal movimento di rotazione tramite i cilindri orientabili 22, che può essere definito anche come movimento di sbloccaggio. La fine di questo movimento a spirale può essere di nuovo rilevata da un segnale di pressione, di percorso e/o di posizione. Preferibilmente il movimento di rotazione dell’asta di perforazione 6 avviene contro una direzione dì avvitamento degli accoppiamenti a vite dell’asta di perforazione 6. The blocked outer rod 73 of the drilling rod 6 thus describes a spiral movement, which is constituted by the axial traction movement by the hydraulic cylinders 31, 31 'and by the rotation movement by means of the orientable cylinders 22, which it can also be defined as a release movement. The end of this spiral movement can again be detected by a pressure, path and / or position signal. Preferably the rotation movement of the drilling rod 6 occurs against a screwing direction of the screw couplings of the drilling rod 6.

Non appena il movimento a spirale è terminato, l’asta esterna 73 viene nuovamente bloccata per mezzo del primo dispositivo di bloccaggio inferiore 10 dall’azionamento del cilindro di bloccaggio 11. In seguito vengono liberati i cilindri di bloccaggio 27 del secondo dispositivo di bloccaggio 20, As soon as the spiral movement is finished, the outer rod 73 is locked again by means of the first lower locking device 10 from the actuation of the locking cylinder 11. The locking cylinders 27 of the second locking device 20 are then released. ,

Ora la morsa di bloccaggio 29, che può anche essere definita dispositivo di sbloccaggio, viene ruotata di ritorno nella posizione di partenza in direzione opposta ed il secondo dispositivo di bloccaggio 20 viene riportato anche assialmente nella posizione di partenza rientrando i cilindri idraulici 31, 31’. Now the locking vice 29, which can also be defined as the release device, is rotated back to the starting position in the opposite direction and the second locking device 20 is also axially returned to the starting position by retracting the hydraulic cylinders 31, 31 ' .

Il processo viene ora ripetuto per l’ulteriore estrazione. In particolare, secondo l’invenzione, il processo di estrazione può essere controllato da un comando di svolgimento in modo che senza intervento di un operatore viene estratta da! foro di perforazione una lunghezza desiderata di asta fino a che l’operatore arresta nuovamente il processo. A questo scopo può essere ad esempio previsto un controllo a programma registrato. The process is now repeated for further extraction. In particular, according to the invention, the extraction process can be controlled by an unwinding command so that without the intervention of an operator it is extracted from! drilling hole a desired length of rod until the operator stops the process again. For this purpose, for example, a recorded program control can be provided.

Claims

CLAIMS 1. Perforation apparatus with - an antenna (2) - a drill rod control (8), which is mounted on the antenna (2) and through which a drill rod (6) is movable along the antenna (2) in a drilling direction (B) , - a first locking device (10) for the drill rod (6), which is installed in a region of the foot of the antenna (2), - a second locking device (20) for the drilling rod (6), which is arranged on the antenna (2) against the drilling direction (b) offset with respect to the first locking device (10) and movable, and - a control device with at least one hydraulic cylinder (31) for moving the second locking device (20) along the antenna (2), characterized by the fact - that the hydraulic cylinder (31) of the control device at one end is arranged on the second locking device (20) and at its second end is supported in the foot region of the antenna (2).

2. Perforating apparatus according to claim 1, characterized in the fact - that on the side of the foot, the antenna (2) is provided with a support element (41) to support the antenna (2) to the ground, and - that the hydraulic cylinder (31) rests on the support element (41),

3. Drilling equipment according to one of claims 1 or 2, characterized in that on both sides of the second locking device (20) there is in any case provided a hydraulic cylinder (31, 31 ').

4. Perforating apparatus according to claim 3, characterized in the fact that the second locking device (20) has a support (37) which extends transversely to the direction of drilling (B), on which the hydraulic cylinder (31, 31 ') is arranged.

5. Perforating apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in the fact that the second end of the hydraulic cylinder (31) in the drilling direction (B) rests on the side of the first locking device (10) facing away from the second locking device (20).

6. Perforating apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in the fact that the second locking device (20) has an adjustable locking vice (29) to rotate the drill rod (6) around its axis of the drill rod.

7. Drilling apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in the fact that the first locking device (10) and / or the second locking device (20) have locking jaws (61) with an arc-shaped contour (62) in section, in particular in the form of an arc of a circle, for installation of the drill rod (6).

Drilling apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in the fact that a control is provided, which for the automatic actuation of both locking devices (10, 20) and of the actuation device at least during the extraction of the drill rod (6) from the borehole is in active connection with both the locking devices (10, 20) and with the operating device.

Method for making a bored hole in the ground with a drilling rig according to one of claims 1 to 8, wherein - the drill rod (6) is rotated by means of the drill rod drive (8) around a drill rod axis and inserted into the ground in the direction of drilling (B) and - the drill rod (6) is then pulled out of the ground against the drilling direction (B), in which - the drilling rod (6) during extraction is blocked by means of the second mobile locking device (20) which is in a starting position, - the second locking device (20) is moved away from the first locking device (10) by simultaneously rotating the drill rod (6) around the axis of the drill rod, - the drill rod (6) is then locked with the first locking device (10) and the second locking device (20) is released, - the second locking device (20) is returned to the starting position, and - the process is repeated at least once during the extraction.

10, Method according to claim 9, characterized by the fact that the drill rod (6) has at least one screw connection, and that the drill rod (6) is rotated against a screwing direction of the screw connection.