SK13312003A3 - Spôsob a zariadenie na vŕtanie dier a na upevnenie ukotvenia vo vŕtanej diere - Google Patents

Description

Spôsob a zariadenie na vŕtanie dier a na upevnenie ukotvenia vo vŕtanej diere

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu vŕtania, predovšetkým nárazového alebo otočné nárazového vŕtania, dier v zemine alebo hornine, a upevnenia ukotvenia v diere, pričom sa vŕtacou korunkou, uloženou na vrtnom sútyčí, vytvára vŕtaná diera a súčasne sa zavádza obalová rúrka, obklopujúca s odstupom vrtné sútyčie. Vynález sa ďalej týka zariadenia na vŕtanie, predovšetkým nárazové alebo otočne nárazové vŕtanie, dier v zemine alebo hornine, a na zhotovenie ukotvenia, zahrnujúceho vŕtaciu korunku, uloženú na vrtnom sútyčí na vytváranie vŕtanej diery, a ďalej zahrnujúceho obalovú rúrku obklopujúcu s odstupom vrtné sútyčie a napojujúcu sa na vŕtaciu korunku.

Doterajší stav techniky

V súvislosti so zhotovovaním diery, poprípade vŕtanej diery v zemine alebo hornine a dodatočným upevňovaním ukotvenia, poprípade vyloženia vo vŕtanej diere, je napríklad zo spisu WO 98/21439 a WO 98/58132 známe počas procesu vŕtania, napríklad nárazového alebo otočné nárazového vŕtania, zavádzať do vŕtanej diery obalovú rúrku, potom sa po dokončení vŕtania poprípade časť vŕtacej korunky spoločne s vrtným sútyčím z vŕtanej diery vytiahne, zatiaľ čo obalová rúrka vo vŕtanej diere zostane, takže sa následne naplnením vytvrdzujúcou hmotou vytvorí vo vŕtanej diere ukotvenie. Podľa uskutočnenia uvedeného v spise WO/98132 môže byť vrtné sútyčie vytvorené na svojom vonkajšom objeme s doplnkovými rebrami a ryhami, takže pri zotrvaní vrtného sútyčia vo vŕtanej diere a dodatočnom naplnení môže byť dosiahnutý adekvátne dobrý účinok ukotvenia.

Alternatívne k tomu je známe po vytvorení vŕtanej diery vŕtací nástroj s vrtným sútyčím z vŕtanej diery vytiahnuť, potom sa následne do vŕtanej diery zavedie kotva, poprípade kotviace zariadenie, pričom sú napríklad zo spisov

ΕΡ-Β Ο 241 451, US-A 4,490,074, DE-AS 21 05 888, US-A 4,310,266, ΕΡ-Α Ο 875 663 a ďalších literárnych zdrojov známe príklady uskutočnení, u ktorých sa dodatočne zavediteľné, rúrkovité ukotvenie udržuje na priemere, zmenšenom oproti koncovému stavu, príslušnými prídržnými prvkami, potom sa po úplnom zavedení do vŕtanej diery a odstránení prídržných ústrojenstiev rúrka, nachádzajúca sa pod predpätím, ktorá má obvykle v podstate v pozdĺžnom smere prebiehajúcu štrbinu, rozšíri, a tým priľahne, poprípade sa pritlačí na stenu vŕtanej diery na dosiahnutie požadovaného účinku ukotvenia. Nevýhodou u tohto známeho stavu techniky je jednak skutočnosť, že vŕtaná diera musí byť zhotovená v prvom spôsobovom kroku, potom sa po odstránení vŕtacieho nástroja spolu s vrtným sútyčím v ďalšom spôsobovom kroku zavedie do vŕtanej diery, majúcej poprípade veľkú dĺžku, kotviace zariadenie, potom sa následne odstránením príslušného prídržného ústrojenstva dosiahne pri rozšírení na vonkajší priemer priľahnutie ku stene vŕtanej diery. Je bezprostredne jasné, že nie len pre dva od seba oddelené pracovné kroky je potrebný adekvátne väčší časový priestor, ale aj že poprípade dodatočné zavádzanie takéhoto kotviaceho zariadenia s väčšou dĺžkou je spojené s ťažkosťami. Ďalej je treba vychádzať z toho, že odstránenie vŕtacieho zariadenia aj s vrtným sútyčím a dodatočné zavedenie kotviaceho zariadenia je uskutočniteľné len v pomerne pevnej zemine, poprípade hornine, pričom musí byť zaistené, že do vŕtanej diery, napríklad počas procesu vŕtania alebo po odstránení vŕtacieho nástroja a pred konečným zavedením kotviaceho zariadenia, nevnikne žiadny materiál, takže by sa vŕtaná diera zablokovala, čím by už zavedenie kotviaceho zariadenia nebolo možné.

Úlohou vynálezu je navrhnúť spôsob a zariadenie vyššie uvedeného druhu, umožňujúce pri zjednodušenej konštrukcii počas procesu vŕtania aspoň provizórne zaistenie a bezprostredne po dohotovení vŕtanej diery spoľahlivé ukotvenie na vnútornej stene vŕtanej diery.

Podstata vynálezu

Túto úlohu rieši spôsob vŕtania, predovšetkým nárazového alebo otočné nárazového vŕtania, dier v zemine alebo hornine, a upevnenia ukotvenia v die3 re, pričom sa vriacou korunkou, uloženou na vrtnom sútyčí, vytvára vŕtaná diera a súčasne sa zavádza obalová rúrka obklopujúca s odstupom vrtné sútyčie, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že sa obalová rúrka, vytvorená s pozdĺžnou štrbinou, aspoň čiastočne zavedie počas vŕtania v podstate za priľahnutia k vŕtanej diere. Pretože obalová rúrka, vytvorená s pozdĺžnou štrbinou, priľahne počas zhotovovania diery aspoň čiastočne ku stene vŕtanej diery, umožní tak vytvoriť počas procesu vŕtania aspoň provizórne zaistenie, pričom pozdĺžna štrbina zaistí, že obalová rúrka je dostatočne elastická, poprípade poddajná, aby samotná pri aspoň čiastočnom priľahnutí ku stene vŕtanej diery odolávala nie nadmerne veľkému odporu voči zavádzaniu obalovej rúrky napríklad ťahovým alebo rázovým namáhaním. Okrem toho sa obalovou rúrkou, vybavenou pozdĺžnou štrbinou, zaistí, že bezprostredne po dokončení vŕtania je aspoň čiastočným priložením ku stene vŕtanej diery dosiahnuteľné príslušné ukotvenie, takže sa na vytvorenie takého ukotvenia dá oproti známym uskutočneniam dosiahnuť časová úspora, pričom po dokončení vŕtania sa vrtné sútyčie odstráni a oddelená kotva sa zavedie do vŕtanej diery. Okrem toho sa dá spôsob podľa vynálezu použiť nezávisle na type prevŕtavanej zeminy či horniny, pretože obalová rúrka sa do vŕtanej diery zavádza bezprostredne pri vytváraní vŕtanej diery, takže aj u uvoľnenej horniny, u ktorej by po odstránení vŕtacieho nástroja a pred zavedením ukotvenia mohlo dôjsť k zavaleniu, nie je treba sa v žiadnom prípade obávať ťažkostí, ako u dodatočne vytváraného ukotvenia, pretože obalová rúrka, zavádzaná pri vŕtaní, udržuje aj pri uvoľnenej hornine prierez vŕtanej diery priechodný. Po dokončení vŕtanej diery môže byť buď vŕtací nástroj aspoň čiastočne s vrtným sútyčím odstránený cez vnútrajšok obalovej rúrky, zotrvávajúcej vo vŕtanej diere, alebo môže na zvýšenie účinku ukotvenia zotrvať vo vŕtanej diere aj vrtné sútyčie spolu s vŕtacím nástrojom, takže kotviaci efekt vznikne nielen priľahnutím obalovej rúrky k vnútornej stene vŕtanej diery, ale aj tiež vŕtacím nástrojom, zotrvávajúcim vo vŕtanej diere, a tento kotviaci účinok môže zvýšiť vrtné sútyčie. Pri zavádzaní obalovej rúrky, ktorá má pozdĺžnu štrbinu a aspoň čiastočne prilieha ku stene vŕtanej diery je výhodné, že pri samom o sebe známom zavádzaní výplachového fluida do oblasti vŕtacej korunky a na vynášanie vyťaženého materiálu, vzniká aj v oblasti vonkajšieho obvodu obalovej rúrky adekvátne tekutá, poprípade cestovitá vrstva materiálu, ktorá pri zavádzaní obalovej rúrky poskytuje mazací, poprípade klzný efekt. Po dokončení vŕtania a prerušení ďalšieho prívodu výplachového fluida dôjde pri vytvrdení materiálu v oblasti vonkajšieho obvodu obalovej rúrky k adekvátnemu zvýšeniu trenia medzi vonkajším obvodom obalovej rúrky a vnútornou stenou vŕtanej diery, takže sa dosiahne dobrý účinok ukotvenia obalovej rúrky, priliehajúcej k vnútornej stene vŕtanej diery.

Na podporu kotviaceho efektu už pri zavádzaní obalovej rúrky, aspoň čiastočne priliehajúcej k vnútornej stene vŕtanej diery, sa podľa jedného výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby sa po dokončení vŕtanej diery a odstránení vrtného sútyčia zaviedol do vnútra obalovej rúrky a v nej rozšíril rozšíriteľný prvok. Zavedenie rozšíriteľného prvku umožní, aby sa obalová rúrka na čiastkových oblastiach, poprípade na vnútornej stene vŕtanej diery, spoľahlivo upevnila, takže sa zvýši kotviaci efekt.

Obzvlášť jednoduchým spôsobom sa dá rozšíriteľný prvok upevniť vo vnútri obalovej rúrky tým, že sa rozšíriteľný prvok rozšíri pomocou rázového namáhania podľa ďalšieho výhodného príkladu uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu. Takýto rozšíriteľný prvok poskytuje nielen spoľahlivé priľahnutie obalovej rúrky k vnútornej stene vŕtanej diery, ale spôsobí tiež zmenšenie svetlého prierezu obalovej rúrky, napríklad pri tlakovom namáhaní v pozdĺžnom smere okolo ležiacim materiálom alebo voči ťahovému namáhaniu v pozdĺžnom smere kotvy, tvorenej obalovou rúrkou, pretože umiestnením pozdĺžnej štrbiny by predovšetkým ťahové namáhania v pozdĺžnom smere obalovej rúrky, tvoriacej ukotvenie, mohli inak viesť ku zmenšeniu kotviaceho prierezu obalovej rúrky, čím by sa adekvátne znížil účinok ukotvenia.

V závislosti na okolitom materiáli a teda tiež na tvare obalovej rúrky sa na zavádzanie obalovej rúrky počas procesu vŕtania výhodne navrhuje, aby obalová rúrka bola do vŕtanej diery zavádzaná ťahovým namáhaním cez spojenie s vriacou korunkou a/alebo rázovým namáhaním. Podľa vynálezu môže byť teda obalová rúrka napríklad vhodným spôsobom spojená s vŕtacou korunkou a do vŕtanej diery zavádzaná počas procesu vŕtania len ťahovým namáhaním. Predovšetkým pri veľkom priereze materiálu a teda obalových rúrkach majúcich vysokú pevnosť, ktoré sa používajú na prípravu adekvátne odolného ukotvenia, môže však byť doplnkovo alebo alternatívne obalová rúrka zavádzaná do vŕta5 nej diery súčasne s procesom vŕtania pomocou rázového namáhania, aby na unášanie obalovej rúrky nemuseli na vŕtaciu korunku pôsobiť nadmerné sily.

Na riadne zavádzanie obalovej rúrky počas procesu vŕtania sa v tejto súvislosti podľa ďalšieho výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby sa po f r dokončení vŕtania uvoľnilo pozdĺž v podstate v pozdĺžnom smere prerezanej obalovej rúrky aspoň jedno spojenie, definované miestom požadovaného zlomu.

Zvlášť jednoduché uvoľnenie, poprípade oddelenie obalovej rúrky sa podľa vynálezu vykoná výhodne tým, že uvoľnenie, poprípade oddelenie miesta požadovaného zlomu sa vykoná nepatrným stiahnutím aspoň úderovej pätky a na nej uloženej obalovej rúrky a uvedením úderové pätky do činnosti. Po dokončení vŕtania sa teda môže nepatrným stiahnutím aspoň úderovej pätky a poprípade na nej uloženej prstencovej vŕtacej korunky, a nasledujúcim, ešte raz uskutočneným uvedením úderovej pätky do činnosti pri pevne uchytenej, poprípade aspoň čiastočne s trecím stykom vo vytvorenej vŕtanej diere uloženej obalovej rúrke, dosiahnuť rozšírením vnútorného priemeru obalovej rúrky, prerezanej v pozdĺžnom smere, úderovou pätkou napríklad vplyvom usporiadania voči sebe prispôsobených dosadacích plôch v oblasti predného konca obalovej rúrky rozdelenie, poprípade uvoľnenie miesta požadovaného zlomu pri rozšírení, poprípade rozopretí predného konca obalovej rúrky, takže je dosiahnuteľné dobré priľahnutie vonkajšieho priemeru rozšírenej obalovej rúrky ku stene dohotovenej vŕtanej diery.

Na ďalšie zvýšenie účinku ukotvenia, predovšetkým pri uvoľnenej hornine, poprípade za spolupôsobenia s kotviacou doskou, upevniteľnou na konci, vyčnievajúcom z vŕtanej diery, sa podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia navrhuje, aby sa po dokončení vŕtania vykonalo samé o sebe známe vyplnenie vnútra obalovej rúrky vytvrdzujúcou hmotou. Vytvrdzujúci materiál môže pritom predovšetkým v prednej oblasti ako aj pozdĺž pozdĺžnej štrbiny rozšíriteľnej obalovej rúrky vystupovať do okolitého materiálu, čím sa zlepší ukotvenie obalovej rúrky. Vplyvom preniknutia vytvrdzujúceho materiálu a dodatočného vystuženia s kotviacou doskou, umiestnenou na vonku ležiacom konci obalovej rúrky, sa dá okrem toho dosiahnuť fixovanie voľne navrstvenej zeminy, poprípade horniny.

Hore uvedené úlohy rieši tiež zariadenie na vŕtanie, predovšetkým nárazové alebo otočné nárazové vŕtanie, dier v zemine alebo hornine, a na zhotovenie ukotvenia, zahrnujúce vŕtaciu korunku, uloženú na vrtnom sútyčí na vytváranie vŕtanej diery, a ďalej zahrnujúce obalovú rúrku, obklopujúcu s odstupom vrtné sútyčie a napojujúcu sa na vŕtaciu korunku, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že obalová rúrka má v podstate v pozdĺžnom smere prebiehajúcu pozdĺžnu štrbinu. Usporiadaním obalovej rúrky, vytvorenej s pozdĺžnou štrbinou, sa zaistí, že obalová rúrka môže byť do vŕtanej diery a aspoň čiastočne s priložením k vnútornej stene vŕtanej diery zavádzaná pri procese vŕtania s adekvátne menším trecím odporom, potom po ukončení procesu vŕtania je vplyvom bezprostredného, aspoň čiastočného priľahnutia obalovej rúrky k vnútornej stene vŕtanej diery dosiahnuteľný príslušný kotviaci účinok.

Na podporu kotviaceho účinku sa podľa jedného výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby bol po dokončení vŕtanej diery a odstránení vrtného sútyčia zavediteľný do vnútra obalovej rúrky rozšíriteľný prvok, a ten je potom rozšíriteľný pri priľahnutí k vnútornej stene obalovej rúrky. Takýmto rozšíriteľným prvkom, ktorý je rozšíriteľný pri priľahnutí k vnútornej stene obalovej rúrky, sa dosiahne bezpečné ukotvenie obalovej rúrky vo vŕtanej diere, pričom takýto rozšíriteľný prvok pôsobí napríklad proti zmenšovaniu prierezu obalovej rúrky, predovšetkým pri ťahovom namáhaní na ukotvenie, tvorené obalovou rúrkou, a teda spoľahlivo zachováva požadovaný kotviaci účinok.

Na zvlášť výhodné upevnenie rozšíriteľného prvku vo vnútri obalovej rúrky sa podľa jedného zvlášť výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby bol rozšíriteľný prvok tvorený objímkou, ktorá je rozšíriteľná vniknutím predovšetkým kónického prvku rázovým namáhaním, pričom predovšetkým na umiestnenie množiny rozšíriteľných prvkov vo vnútri obalovej rúrky a na vhodné nastavenie ich polohy sa podľa ďalšieho výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby bola obalová rúrka vybavená za účelom nastavenia polohy rozšíriteľného prvku na svojej vnútornej stene vyvýšeninami alebo výstupkami.

Pre zvlášť jednoduché zavádzanie je výhodné, aby obalová rúrka mala pozdĺž svojej pozdĺžnej štrbiny, prebiehajúcej v podstate v pozdĺžnom smere obalovej rúrky, aspoň jedno miesto požadovaného zlomu. Vplyvom aspoň jedného miesta požadovaného zlomu pozdĺž pozdĺžnej štrbiny obalovej rúrky, umiestneného podľa vynálezu, sa dá jednoduchým spôsobom zavádzať obalová rúrka do vŕtanej diery počas procesu vŕtania, zatiaľ čo po dohotovení vŕtanej diery sa aspoň jedno miesto požadovaného zlomu uvoľní, poprípade rozdelí, aby obalová rúrka na dosiahnutie ukotvenia priľahlá k vnútornej stene vŕtanej diery.

Po dokončení vŕtania musí byť aspoň jedno miesto požadovaného zlomu pri zavedení príslušnej sily uvoľnené. Okrem toho však musí miesto požadovaného zlomu počas procesu vŕtania zaistiť dostatočnú pevnosť pozdĺžnej štrbiny, rozprestierajúcej sa po celej dĺžke obalovej rúrky. Na ten účel sa podľa ďalšieho výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby bolo aspoň jedno miesto požadovaného zlomu pozdĺž pozdĺžnej štrbiny obalovej rúrky vytvorené za účelom premostenia pozdĺžnej štrbiny zvarom. Príslušným nastavením polohy a vytvorením zvarov, ako aj poprípade počtom týchto zvarov, ako miest požadovaného zlomu, môžu byť pritom zohľadnené rôzne požiadavky, a to ako týkajúce sa odolnosti počas procesu vŕtania, tak aj na oddelenie, poprípade uvoľnenie požadovaného miesta zlomu po dokončení vŕtania.

Na riadne zavedenie obalovej rúrky počas procesu vŕtania sa ďalej navrhuje, aby obalová rúrka bola na konci, privrátenom k vŕtacej korunke, upevnená na úderovej pätke vŕtacej korunky, ako to zodpovedá jednému ďalšiemu výhodnému príkladu uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu. Okrem takéhoto zavádzania obalovej rúrky ťahovým namáhaním upevnením obalovej rúrky na vŕtacej korunke, poprípade na úderovej pätke, môže byť ďalej realizované uskutočnenie, podľa ktorého koniec obalovej rúrky, vyčnievajúci z vŕtanej diery, vykonáva rázové namáhanie, pričom toto je možné predovšetkým pre obalovú rúrku, ktorá má väčšiu pevnosť.

Na dosiahnutie príslušného kotviaceho účinku obalovej rúrky, rozšíriteľnej po dokončení vŕtania, sa podľa ďalšieho výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby obalová rúrka bola vytvorená z materiálu, nachádzajúceho sa pod predpätím, predovšetkým kovu.

Na vytvorenie kotvy, poprípade na zvýšenie kotviaceho účinku pri čiastočne uvoľnených vrstvách horniny sa okrem toho podľa vynálezu výhodne navrhuje, aby bola po dohotovení vŕtanej diery na obalovej rúrke na konci, vyčnievajúcom zo zeminy alebo horniny, upevniteľná kotviaca doska.

Na riadne odvádzanie vyťaženej horniny sa podľa ďalšieho výhodného príkladu uskutočnenia navrhuje, aby obalová rúrka mala v oblasti konca, napojujúceho sa na vŕtaciu korunku, priechodný otvor na zavádzanie vyťaženej zeminy alebo horniny do vnútra obalovej rúrky, takže vyťažený materiál môže byť z vrtu vynášaný vo voľnom priestore, predovšetkým prstencovom priestore, definovanom medzi vrtným sútyčím a obalovou rúrkou.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie opísaný a objasnený na príkladoch jeho uskutočnení podľa pripojených výkresov, ktoré znázorňujú na obr. 1 schematický bočný pohľad, čiastočne v reze, na prvý príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu, na obr. 2 schematický rez II-II z obr. 1 vo zväčšenom pohľade, na obr. 3 modifikovaný príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu, obdobný znázorneniu na obr. 1, na obr. 4 ďalší modifikovaný príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu, opäť obdobný znázorneniu na obr. 1, na obr. 5 rôzne stupne počas vykonávania spôsobu podľa vynálezu s použitím zariadenia podľa vynálezu, pričom obr. 5a znázorňuje postup zhotovovania vŕtanej diery spôsobom podľa vynálezu, obdobný znázorneniu na obr. 1, obr. 5b odstraňovanie vrtného sútyčia po dokončení vŕtanej diery, obr. 5c zavádzanie rozšíriteľného prvku do vnútra obalovej rúrky po dokončení vŕtanej diery a odstránení vrtného sútyčia, obr. 5d proces rozširovania rozšíriteľného prvku, a na obr. 6 schematický bočný pohľad na ďalší modifikovaný príklad uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu.

Príklady uskutočnení vynálezu

Na obr. 1 je znázornený vŕtací nástroj, napríklad vŕtacia korunka J_, ktorá je pri vložení spojovacieho dielu 2, ako aj schematicky naznačenej úderovej pätky 3, spojená s vrtným sútyčím 5 prebiehajúcim vo vnútri obalovej rúrky 4. Vŕtacia korunka X je ovládaná cez vrtné sútyčie 5 pomocou tu bližšie neznázorneného nárazového alebo otočné nárazového vŕtacieho zariadenia, umiestneného mimo spracovávanej zeminy, poprípade horniny s povrchom 6. Na obr. 1 je tiež schematicky znázornený vnútorný obrys vŕtanej diery 7 vytvorenej vŕtacím nástrojom alebo vriacou korunkou L

Ako je zrejmé z obr. 1, má obalová rúrka 4 v podstate v pozdĺžnom smere prebiehajúcu pozdĺžnu štrbinu 8_, ako je to tiež zreteľne zjavné zo znázornenia na obr. 2. Zo znázornenia na obr. 2 je ďalej zrejmé, že objímka 4 je zhotovená z predopnutého materiálu, predovšetkým kovu, pričom tento materiál má vo svojom plnými čiarami znázornenom uvoľnenom stave mimo vŕtanej diery väčší vonkajší obvod, než v stave vo vŕtanej diere, znázornenom prerušovanými tenkými čiarami, pričom je zjavná štrbina 8'. Obalová rúrka 4 sa teda zavádza do vŕtanej diery s predpätím, takže je zaistené, že obalová rúrka 4 aspoň čiastočne priľahne k vnútornej stene vŕtanej diery 7, aby sa tak umožnilo aspoň provizórne zaistenie už počas procesu vŕtania.

Z obr. 2 je ďalej zjavné, že vrtné sútyčie 5 je vybavené stredovým priechodným kanálom 9, cez ktorý sa do oblasti vŕtacej korunky J. zavádza výplachové fluidum, takže vyťažený materiál sa aspoň čiastočne vynáša v oblasti vonkajšieho obvodu obalovej rúrky 4 medzi obalovou rúrkou 4 a vnútornou stenou 7 vŕtanej diery, pričom sa dá privádzaním výplachového fluida dosiahnuť na hraničnej ploche medzi vonkajším obvodom obalovej rúrky 4 a vnútornou stenou vŕtanej diery 7 mazací, poprípade klzný efekt. Týmto mazacím, poprípade klzným efektom, sa počas procesu vŕtania adekvátne zníži trecí odpor medzi vonkajším obvodom obalovej rúrky 4 a vnútornou stenou vŕtanej diery 7, zatiaľ čo po dohotovení vŕtanej diery 7, a teda po prerušení prívodu výplachového prostriedku do oblasti vŕtacej korunky J_, sa vytvrdením dosiahne spojenie s trecím stykom medzi obalovou rúrkou 4 a vnútornou stenou vŕtanej diery 7.

V príklade uskutočnenia, znázornenom na obr. 1, prebieha zavádzanie obalovej rúrky 4, ktorá má v oblasti 4', napojujúcej sa na vŕtaciu korunku J_, kónický sa zužujúci vonkajší tvar, pomocou ťahového namáhania, ktoré sa na obalovú rúrku 4 zavádza cez úderovú pätku 3..

Na obr. 1 je ďalej znázornená priechodka 10, ktorá umožňuje upevnenie tu bližšie neznázorneného hnacieho zariadenia pre nárazové alebo otočné nárazové vŕtanie.

V modifikovanom príklade uskutočnenia, znázornenom na obr. 3, sa doplnkovo k ťahovému namáhaniu, zavádzanému úderovou pätkou 3, podrobuje obalová rúrka 4 v oblasti kotviacej hlavy 6 cez priechodku 10 rázovému namáhaniu, takže obalová rúrka 4 sa do vnútra vŕtanej diery 7 zavádza ako pri ťahovom, tak aj rázovom namáhaní.

Obalová rúrka 4 má opäť pozdĺžnu štrbinu 8 a v čiastkových oblastiach svojho vonkajšieho obvodu je vytvorená osadená, poprípade so zmenšeným prierezom, pričom tieto osadené čiastkové oblasti 11 sú tiež znázornené na obr.

3. Dá sa teda predovšetkým počas procesu vŕtania dosiahnuť len čiastočné priľahnutie obalovej rúrky 4, pričom to je napríklad zvlášť priaznivé na dosiahnutie riadneho vŕtacieho postupu pri očakávanom vysokom trecom odpore medzi vonkajším obvodom obalovej rúrky 4 a vnútornou stenou vŕtanej diery 7.

V ďalšom modifikovanom príklade uskutočnenia podľa obr. 4 je zrejmé, že obalová rúrka 4 sa zavádza do vnútra vŕtanej diery 7 priechodkou 10 len pomocou rázového namáhania na kotviacu hlavu 6, zatiaľ čo v tomto príklade uskutočnenia nedochádza k žiadnemu ťahovému unášaniu spojením obalovej rúrky 4 s vŕtacou korunkou L Takéto zavádzanie obalovej rúrky 4 pomocou rázového namáhania je zvlášť možné u adekvátne masívnejšej obalovej rúrky, poprípade u obalovej rúrky 4, ktorá má vyššiu pevnosť.

V jednotlivých spôsobových krokoch, znázornených na obr. 5, je na obr. 5a ukázané vytváranie, poprípade zhotovovanie vŕtanej diery 7, pričom sa napríklad obdobne, ako v príklade uskutočnenia podľa obr. 4, zavádza obalová rúrka 4 rázovým namáhaním na kotviacu hlavu 6, zatiaľ čo sa medzi obalovou rúrkou 4 a vŕtacou korunkou 1_ neuvažuje žiadne spojenie.

Na obr. 5 je vždy v oblasti konca, vyčnievajúceho zo zeminy alebo horniny 12. naznačená kotviaca doska 13.

Po dohotovení vŕtanej diery 7 sa vrtné sútyčie 5, tak ako je to znázornené na obr. 5b, v smere šípky 14 z vŕtanej diery 7 vytiahne, zatiaľ čo vŕtacia korunka 1_ vo vŕtanej diere zostane.

Po odstránení vrtného sútyčia 5 sa do vnútra obalovej rúrky 4 zavedie v smere šípky 16 rozšíriteľný prvok 15. Rozšíriteľný prvok 15 pozostáva z objímky 17, ktorá je vytvorená ako kónický sa zužujúca, a má aspoň čiastočne pozdĺžnu štrbinu 18, pričom je do vnútra objímky 17 zavediteľný kónický prvok 19.

Po zavedení, poprípade zasunutí rozšíriteľného dvojdielneho prvku 15 do vnútra obalovej rúrky 4, napríklad do oblasti zarážok, poprípade výstupkov 20 pre nastavenie polohy rozšíriteľného prvku, sa na kónický prvok 19 cez priechodku 10 vykonáva rázové namáhanie, takže u dvojdielneho rozšíriteľného prvku 15 sa na požadovanej pozícii vo vnútri obalovej rúrky 4 nastaví jeho poloha a potom sa fixuje na vnútornej stene obalovej rúrky 4.

Tento zavedený rozšíriteľný prvok 15 zaisťuje, že nenastane zmenšenie prierezu obalovej rúrky 4, napríklad tlakovým namáhaním vplyvom obklopujúceho materiálu, poprípade pri vykonávaní ťahového namáhania v smere vyťahovacieho, poprípade uvoľňovacieho pohybu ukotvenia, takže požadovaný účinok ukotvenia sa spoľahlivo zachová. Pri ťahovom namáhaní na kotvu, tvorenú obalovou rúrkou 4, sa pre prípad, že nie je rozšíriteľný prvok 15 umiestnený, f

umožní zmenšenie prierezu pozdĺžnou štrbinou 8 obalovej rúrky 4, pričom by sa pri takomto zmenšení prierezu účinok ukotvenia zhoršil.

Namiesto použitia výstupkov 20 na nastavenie polohy môže byť rozšíriteľný prvok 15 priložený tiež bezprostredne k vriacej korunke X, zotrvávajúcej vo vŕtanej diere 7 tak, ako je to naznačené na obr. 5d. Okrem toho môže byť realizované také usporiadanie, že sa zavedie do vnútra obalovej rúrky 4 množina roztiahnuteľných prvkov 15, aby sa na rôznych miestach dosiahla príslušná podpora účinku ukotvenia obalovej rúrky 4. Takéto viacnásobné rozšíriteľné prvky 15 môžu byť usporiadané pomocou príslušného tvaru predovšetkým kó12 nickej objímky 17 a prispôsobenia príslušným výstupkom 20 na nastavenie polohy.

Alternatívne alebo doplnkovo k zavádzaniu rozšíriteľných prvkov 15 môže byť realizované vybavenie, že sa po dohotovení vŕtanej diery 7 a poprípade po odstránení vrtného sútyčia 5. vyplní vnútrajšok obalovej rúrky 4 vytvrdzujúcou hmotou.

Na obr. 6 je v ďalšom modifikovanom príklade uskutočnenia znázornený vŕtací nástroj, poprípade vŕtacia korunka 1_, ktorý (ktorá) je pri vložení spojovacieho dielu 2, ako aj schematicky naznačenej úderovej pätky 3, spojený(ná) s vrtným sútyčím 5., prebiehajúcim vo vnútri obalovej rúrky 4, pričom vŕtacia korunka j_ je ovládaná vrtným sútyčím 5 pomocou tu bližšie neznázomeného nárazového alebo otočné nárazového zariadenia, umiestneného mimo spracovávanej zeminy, poprípade horniny s povrchom 6. Na obr. 6 je ďalej znázornený vnútorný obrys vŕtanej diery 7, vytvorenej vŕtacím nástrojom, poprípade vriacou korunkou 1_.

Ako je z obr. 6 zrejmé, obalová rúrka 4 je opäť vybavená pozdĺžnou štrbinou 8, prebiehajúcou v podstate v pozdĺžnom smere, pričom je pozdĺž pozdĺžneho rozmeru pozdĺžnej štrbiny 8. umiestnené aspoň jedno miesto 29 požadovaného zlomu, pričom toto miesto 29 požadovaného zlomu je napríklad tvorené zvarom. Obalová rúrka 4 je pritom pomocou vloženého prvku upevnená na úderovej pätke 3., poprípade je počas procesu vŕtania úderovou pätkou 3_ unášaná zo sebou, takže sa obalová rúrka 4, vytvorená s pozdĺžnou štrbinou 8, zavádza do vŕtanej diery 7 bezprostredne počas procesu vŕtania.

Na odvádzanie materiálu, vyťaženého vriacou korunkou 1_, je v prednej oblasti obalovej rúrky 4 umiestnený priechodný otvor 31, pričom priechodný otvor 31 sa vytvorí pri vytvorení zväčšeného svetlého priechodného prierezu pozdĺžnej štrbiny 8_. Cez tento priechodný otvor 31 sa dostáva materiál, vyťažený vŕtacím nástrojom 1, do voľného, poprípade prstencového priestoru, definovaného medzi obalovou rúrkou 4 a vrtným sútyčím 5., a na konci, odvrátenom od vŕtacej korunky i, sa vynáša. Ak je to požadované, môže byť napríklad sy13 metrický voči priechodnému otvoru 31 umiestnený v obalovej rúrke 4 na radiálne protiľahlej čiastkovej oblasti obvodu druhý priechodný otvor.

Po dokončení vŕtania dôjde uvoľnením, poprípade rozdelením zvaru, definujúceho miesto 29 požadovaného zlomu, k rozšíreniu obalovej rúrky 4, nachádzajúcej sa pod predpätím, pričom je dosiahnuteľný požadovaný účinok ukotvenia.

Po dokončení vŕtania sa obalová rúrka 4 a aspoň úderová pätka 3., ako aj na nej uložené časti vriacej korunky, poprípade prstencová vŕtacia korunka pri umiestnení s centrálnou vŕtacou korunkou a radiálne ju obklopujúcou prstencovou vriacou korunkou, stiahne nepatrne proti smeru 26 vŕtania, poprípade smeru razenia späť, potom sa po tomto stiahnutí uvedie opäť v smere 26 vŕtania úderová pätka 3 cez vrtné sútyčie 5 ešte raz do činnosti, čím sa miesto 26 požadovaného zlomu uvoľní.

Claims (17)

1. Spôsob vŕtania, predovšetkým nárazového alebo otočné nárazového vŕtania, dier (7) v zemine alebo hornine a upevnenia ukotvenia v diere (7), pričom sa vŕtacou korunkou (1), uloženou na vrtnom sútyčí (5), vytvára vŕtaná diera (7) a súčasne sa zavádza obalová rúrka (4), obklopujúca s odstupom vrtné sútyčie (5), vyznačujúci sa tým, že obalová rúrka (4), vytvorená s pozdĺžnou štrbinou (8), sa zavádza počas vŕtania aspoň čiastočne v podstate pri priľahnutí k vŕtanej diere (7).

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že po dokončení vŕtanej diery (7) a odstránení vrtného sútyčia (5) sa do vnútra obalovej rúrky (4) zavedie a v nej rozšíri rozšíriteľný prvok (15, 17, 19).

3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že rozšíriteľný prvok (15, 17, 19) sa rozšíri rázovým namáhaním.

4. Spôsob podľa nárokov 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že obalová rúrka (4) sa do vŕtanej diery (7) zavedie ťahovým namáhaním cez spojenie s vŕtacou korunkou (1) a/alebo rázovým namáhaním.

5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že po dokončení vŕtania (7) sa pozdĺž v podstate v pozdĺžnom smere prerezanej obalovej rúrky (4) uvoľní aspoň jedno spojenie, definované miestom (29) požadovaného zlomu.

6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že uvoľnenie, poprípade oddelenie miesta (29) požadovaného zlomu sa vykoná nepatrným stiahnutím aspoň úderovej pätky (3) a na nej uloženej obalovej rúrky (4) a uvedením úderovej pätky (3) do činnosti.

7. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že po dokončení vŕtania (7) sa samým o sebe známym spôsobom vykoná vyplnenie vnútra obalovej rúrky (4) vytvrdzujúcou hmotou.

8. Zariadenie na vŕtanie, predovšetkým nárazové alebo otočné nárazové vŕtaní, dier (7) v zemine alebo hornine a na zhotovenie ukotvenia, zahrnujúce vŕtaciu korunku (1), uloženú na vrtnom sútyčí (5) na vytváranie vŕtanej diery (7), a ďalej zahrnujúce obalovú rúrku (4), obklopujúcu s odstupom vrtné sútyčie (5) a napojujúcu sa na vŕtaciu korunku (1), vyznačujúce sa tým, že obalová rúrka (4) má v podstate v pozdĺžnom smere obalovej rúrky (4) prebiehajúcu pozdĺžnu štrbinu (8).

9. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že po dokončení vŕtanej diery (7) a odstránení vrtného sútyčia (5) je do vnútra obalovej rúrky (4) zavediteľný rozšíriteľný prvok (15, 17, 19), a ten je rozšíriteľný pri priľahnutí k vnútornej stene obalovej rúrky (4).

10. Zariadenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že rozšíriteľný prvok (15) je tvorený objímkou (17), ktorá je rozšíriteľná zavedením predovšetkým kónického prvku (19) rázovým namáhaním.

11. Zariadenie podľa nároku 9 alebo 10, vyznačujúce sa tým, že obalová rúrka (4) je na svojej vnútornej stene vybavená vyvýšeninami alebo výstupkami (20) na nastavenie polohy rozšíriteľného prvku (15, 17, 19).

12. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 8 až 11, vyznačujúce sa tým, že obalová rúrka (4) má pozdĺž svojej v podstate v pozdĺžnom smere obalovej rúrky (4) prebiehajúcej pozdĺžnej štrbiny (8) aspoň jedno miesto (29) požadovaného zlomu.

13. Zariadenie podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že aspoň jedno miesto (29) požadovaného zlomu je na premostenie pozdĺžnej štrbiny (8) vytvorené na pozdĺžnej štrbine (8) obalovej rúrky (4) zvarom.

14. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 8 až 13, vyznačujúce sa tým, že obalová rúrka (4) je na konci, privrátenom k vŕtacej korunke (1), upevnená na úderovej pätke (3) vŕtacej korunky (1).

15. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 8 až 14, vyznačujúce sa tým, že obalová rúrka (4) je vytvorená z predpätého materiálu, predovšetkým kovu.

16. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 8 až 15, vyznačujúce sa tým, že aspoň po dokončení vŕtanej diery (7) je na obalovej rúrke (4) na konci vyčnievajúcom zo zeminy alebo horniny, upevniteľná kotviaca doska (13).

17. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 8 až 16, vyznačujúce sa tým, že obalová rúrka (4) má v oblasti konca, napojujúceho sa na vŕtaciu korunku (1), aspoň jeden priechodný otvor na zavádzanie vyťaženej zeminy alebo horniny do vnútra obalovej rúrky (4).