WO2011054020A2 - Verfahren zum bohren, insbesondere schlag- oder drehschlagbohren von löchern in boden oder gesteinsmaterial sowie vorrichtung hierfür - Google Patents

Verfahren zum bohren, insbesondere schlag- oder drehschlagbohren von löchern in boden oder gesteinsmaterial sowie vorrichtung hierfür Download PDF

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WO2011054020A2
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adapter
drill
drilling
cladding tube
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Karl BÖHM
Walter Karpellus
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Dywidag-Systems International Gmbh
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    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/0033—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts having a jacket or outer tube
    • 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
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    • E21B10/36—Percussion drill bits
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042—Threaded
    • E21B17/0426—Threaded with a threaded cylindrical portion, e.g. for percussion rods
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to methods for drilling, in particular impact or rotational impact drilling holes in soil or rock material, wherein a borehole is formed by a drill bit mounted on a drill string by a striking and / or rotating movement, a cladding tube adjoining the drill bit Pulling and / or hitting is introduced into the borehole and mined material is introduced via at least one passage opening formed between the drill bit and the cladding tube into the annular space formed between the outer circumference of the drill string and the inner circumference of the cladding tube and discharged from the borehole.
  • the invention relates to a device for drilling, in particular impact or rotary impact drilling holes in soil or rock material, wherein formed by a drill bit mounted on a drill bit by a beating and / or rotating movement a borehole, a subsequent to the drill bit sheath Pulling and / or beating can be introduced into the borehole and mined material can be introduced via at least one passage opening formed between the drill bit and the jacket tube into the annular space formed between the outer circumference of the drill rod and the inner circumference of the jacket tube and can be brought out of the borehole.
  • a percussion or rotary impact drilling is by means of a drill string mounted on a drill bit, wherein moreover a jacket or sheath into the well for an optionally required further lining, or to a breaking material
  • the impact energy is either applied directly to the drill bit via the drill string or through complicated devices such as slippers.
  • the present invention now aims to further develop a method and apparatus of the type mentioned in that adaptation to a variety of subsoil conditions is possible quickly and reliably and that any combinations of the elements used when drilling holes in soil or rock directly can be assembled and used on site in accordance with the requirements. Furthermore, it is an object of the invention to minimize the number of different prefabricated holes drilling apparatuses.
  • a method of the type mentioned is essentially characterized in that the impact energy of the drill string is applied via a cooperating with the drill bit and the drill string adapter to the drill bit and that the impact energy at least partially over a hitting shoulder of the adapter and at least partially is applied to the drill bit via a threaded connection between adapter and drill bit.
  • the method according to the invention is preferably performed so that the adapter is coupled to the drill bit by screwing over a coarse thread connection.
  • the adapter by coupling the adapter to the drill bit by screwing via a coarse screw connection, it is possible to ensure that screwing after completion of the drilling operation, and especially after the threaded connection of the adapter to the drill bit of the large load has been applied by introducing the impact energy, safely and reliably to solve and bring the Bohrgestfite together with the adapter from the borehole. Furthermore, this ensures that the adapter can be used multiple times, which brings not inconsiderable economic benefits.
  • the inventive method is preferably further developed such that the adapter with the drill string by screwing over a thread, in particular one opposite to the Thread connection between drill bit and adapter thread having less pitch, is coupled.
  • the inventive method is preferably further developed so that rinsing liquid is discharged through the tubular adapter and cooperating openings in the drill bit during drilling.
  • Replacement Blade (RULE 26) is performed that rinsing liquid is discharged through the tubular adapter and cooperating openings in the drill bit during drilling, it is possible on the one hand with a structurally simple device sufficient amounts of drilling fluid during drilling apply, both to the mining front and possibly immediately to an end region of a drill bit facing away from the bore hole interior or into an annular space between the drill bit and a cladding tube in order to prevent laying of the openings and passages with drill cuttings, and also to ensure that an excessive loss of drilling fluid during drilling can be avoided.
  • the invention is further developed in that rinsing liquid is intermittently applied via an adapter arranged in the intervention rinsing valve during engagement of the drill bit in the soil or rock material.
  • the inventive method is preferably developed to the effect that the impact energy in addition at least partially trained on the drill bit on the shoulder Cladding tube is applied.
  • part of the impact energy is additionally applied to the cladding tube via a striking shoulder formed on the drill bit, ensuring reliable and reliable pulling of the cladding tube into the interior of the borehole.
  • a device for drilling, in particular impact or rotary impact drilling of soil or rock material of the type mentioned above essentially characterized in that a cooperating with the drill pipe and the drill bit adapter is provided and that the
  • Adapter cooperates via a shoulder of the adapter and a threaded connection between the adapter and drill bit with the drill bit.
  • the drill bit and drill string can be arbitrarily selected to suit the requirements of forming a hole in the soil and rock material and combining the respective suitable elements.
  • the adapter By forming the adapter so that the adapter cooperates with the drill bit via a shoulder of the adapter and via a threaded connection between the adapter and the drill bit, it is ensured that, on the one hand, the drilling energy is reliably and reliably transmitted to the drill bit, and on the other hand, that the delicate for a knock or damage threaded connection between adapter and drill bit is claimed as little as possible.
  • Such a threaded connection can be designed, for example, as a coarse thread connection with two gears, with which both a secure and reliable hold of the adapter in the drill bit can be ensured and, on the other hand, an intentional release of the adapter from the drill bit can be achieved.
  • the device is designed so that the adapter with the drill string via another thread, which deviates from the threaded connection between the adapter and drill bit pitch of the thread, in particular a smaller pitch, is coupled, it is possible to withstand accidental release of the adapter from the drill pipe both during the drilling process as well as when unscrewing the adapter from the drill bit with certainty. Furthermore, it is ensured with such a design that at the end of the drilling process
  • RULE 26 At least the drill pipe and the adapter can be recovered undamaged, whereby a not insignificant cost savings can be achieved.
  • the device is designed so that the end face of the adapter facing the well bore is at least partially beveled, it succeeds, the adapter coupled to the drill string, especially if maintenance during training the borehole are required to safely insert together with the drill string in the drill bit and to screw with this, so that even for example in semi-finished holes adaptation work on the linkage can be made.
  • the invention is preferably further developed such that the tubular adapter is formed with a bore hole interior facing passage for rinsing liquid and that the passage opening cooperates with openings for dispensing rinsing liquid in the drill bit.
  • the device is designed so that an intervention-controlled flush valve is provided in the adapter.
  • an intervention-controlled flushing valve in the adapter, a controlled discharge of flushing liquid through the adapter and through the flushing openings formed in the drill bit is achieved, whereby on the one hand only those quantities of flushing liquid are discharged which are required for a proper removal of the cuttings and, on the other hand laying of the openings, in particular the flushing opening with cuttings is held back.
  • the intervention-controlled flush valve may be formed via a pressure switch formed in the previously described annular space or a pressure valve.
  • the device according to the invention is further developed in that the drill bit has at least one impact shoulder for interaction having the cladding tube, in particular for impact stress of the cladding tube.
  • the cladding tube is also subjected to impact stress during the impact stress of the drill bit in its front end region and thus can be introduced into the drilled hole without impacting from outside.
  • the cladding tube is hiebei drawn by the impact stress at its front end portion in the interior of the wellbore.
  • the cladding tube is formed so that it is formed thickened at its end facing the bore hole inside and that the thickening is formed at its end remote from the bore hole inside complementary to a whipping shoulder of the drill bit, is ensured by an interaction of the complementarily formed impact shoulder of the drill bit with the thickened portion of the cladding tube reliable impact or introduction of the cladding tube in the wellbore.
  • any cladding tube which appears suitable for the expected drilling operation for example an expandable cladding tube
  • Replacement Blade (RULE 26) a restoration of the free movement of the cladding tube in the borehole interior, for example, by an impact stress from the outside can be achieved.
  • the device is developed so that the end of the cladding tube facing the well inside is formed with a recess, in particular an asymmetrically formed recess, the drill bit can be dropped from the cladding tube, thereby a separation of the drill bit and cladding tube can be achieved and, for example, in the case of a split drill bit at least a portion of the drill bit after completion of the drilling process is recoverable together with the drill pipe and the adapter from the wellbore.
  • FIG. 1 shows a section through the device according to the invention for carrying out the method according to the invention for drilling holes
  • FIG. 2 is an external view, partly in perspective of the device of FIG. 1
  • FIG. 3 is a longitudinal section through a variant of the adapter of FIG. 1
  • Fig. 4 is a longitudinal section through a modified variant of the adapter according to the invention.
  • FIG. 5 shows a section through the end region facing the borehole interior of a variant of a cladding tube of the device according to the invention for drilling holes.
  • a generally designated 1 device for drilling or rotary drilling holes in soil or rock material has a schematically indicated with 2 drill bit, which is connected via an adapter 3 with a schematically indicated in Fig. 1 drill string 4 is.
  • the drill bit 2 is adjoined by a cladding tube 5, the end region 6 of which facing the drilled hole interior facing away from the borehole exterior
  • Area of the cladding tube 5 has increased thickness.
  • This end region 6 is beveled at its end region 7 facing away from the bore hole inside and formed complementarily in the shape of a striking shoulder 8 of the drill bit 2.
  • a striking shoulder 8 of the drill bit 2 During the drilling of holes is applied by this training on the hitting shoulder 8 on the chamfer 7 at least a portion of the impact energy, so that the cladding tube 5 is pulled along during the drilling progress in the wellbore 1.
  • the drill bit 2 is connected to the adapter 3 with a thread schematically indicated by 9, wherein over the borehole facing the end of the adapter 3 and the drill bit 2, an annular space 10 is formed, through which annular space 10 rinsing liquid, which by a hollow inside trained adapter 3 provided rinsing liquid channel 11 and provided in the drill bit 2 holes 12 for the passage of rinsing liquid to the interior of the wellbore is ausbringbar.
  • the applied via the drill pipe 4 on the adapter 3 drilling energy is applied in the embodiment of FIG. 1 on the one hand via a striking shoulder 13 on the drill bit 2, on the other hand partially on the thread 9.
  • Such a design ensures that the thread 9 is not during the drilling process is unduly stressed and in particular is not knocked out, so that after the end of the drilling process a safe and reliable separation of the adapter 3 is made possible by the drill bit 2.
  • the drill bit 2 shown in Fig. 1 is hiebei a conventional one-piece drill bit, which has a plurality of drill pins 14 and in addition to the openings, the dispensing of rinsing fluid 12 recesses 15, on which cuttings formed by between the cladding tube 5 and the drill bit 2 Recesses 16 can be introduced into the formed between the adapter 3 and the drill pipe 4 and the cladding tube 5 annulus 17 and can be discharged in the sequence on the outside of the borehole.
  • the drill bit 2 In order to hold back laying of the annular space 17 with cuttings, the drill bit 2 also has a backward flushing channel 27, through which the annular space 17 can be sufficiently rinsed.
  • the reference numerals of FIG. 1 are retained, wherein in the illustration of FIG. 2 it can be seen that the cladding tube 5 has at its end region 6 facing the borehole interior a reduced diameter compared to the region facing the borehole exterior Diameter reduction can be achieved in a simple manner by pressing the cladding tube 5 on a drill bit 2, so that before starting a drilling operation, any combination of drill bit 2, adapter 3, drill pipe 4 and cladding tube 5 can be compiled depending on the expected requirements, thereby an extremely simple and inexpensive variant of a device for drilling holes
  • the cladding tube 5 in this variant can be any cladding tube, as used during drilling holes in soil and rock material used, such as a frictionally introduced cladding tube, expandable cladding tube, drainage pipe or even a example certain mobility of the individual forming the cladding tube segments exhibiting cladding tube, which can follow to a certain extent deviations from the direction of the bore.
  • the drill bit 2 used in this context can be arbitrarily selected differently from the illustrations of FIG. 1 and FIG. 2, wherein in addition to a one-piece drill bit a multi-part drill bit, from which after completion of the drilling process, for example, only a part in the interior of the borehole remains, an asymmetrically shaped drill bit and a drill bit, which instead of drilling pins cutting, can be used.
  • Fig. 2 is also schematically at the top of the bore hole facing the edge 18 of the cladding tube 5 an asymmetrically formed recess 19 recognizable, which recess 19 has a vertical or steep side wall 26 and a second cheek 20 low pitch, with such a depression at -
  • recess 19 has a vertical or steep side wall 26 and a second cheek 20 low pitch, with such a depression at -
  • the ejection of the drill bit 2 after completion of the drilling process is possible.
  • a variant of the adapter 3 of Fig. 1 is shown, wherein the adapter, in turn, on the one hand a thread 9 at its end, which is to be coupled with a drill bit 2.
  • the thread 9 of the adapter 3 is hiebei designed as a coarse thread with two courses, on the one hand to ensure a secure and reliable connection of the adapter 3 with the drill bit 2 during the drilling process and on the other hand to be able to solve the adapter 3 of the drill bit 2 so after completion of the drilling process in that the connection between the drill bit 2 and the adapter is that connection of the entire apparatus 1 for drilling holes in soil or rock material which first comes loose under appropriate stress.
  • another thread 21 is provided in the interior of the hollow-shaped adapter 3 at its region facing the borehole for connection to a drill pipe 4, wherein the thread 21 in comparison with the thread 9 of a
  • Replacement Blade on the other hand has significantly more courses and on the other hand has a significantly low pitch to withstand accidental release of the connection of the adapter 3 with the drill string, especially after completion of the drilling process with certainty.
  • the hitting shoulder 13 of the adapter 3 is notched in deviation from the illustration of FIG. 1 formed in order to apply the impact energy even better on the drill bit 2, wherein in particular in a tapered design of the hitting shoulder 13 of the wear of Schlagschulter 13 is significantly reduced.
  • the end region 22 of the adapter 3 facing the borehole interior is provided with bevels 23 in order to facilitate insertion or threading of the adapter 3 into a drill bit 2, which is advantageous in particular during exchange of the drill string during the drilling process is.
  • the adapter 3 has a coarse thread 9 for the insertion of the adapter 3 in a drill bit 2, as well as another thread 21, which a comparison with the thread 9 significantly reduced slope and a significantly increased number of courses.
  • the striking shoulder 13 is chamfered and a chamfer 23 on the end face 22 of the adapter 3, which faces the borehole interior formed.
  • a pressure switch 24 is provided in the variant according to FIG.
  • the adapter 3 In connection with the adapter 3 it is noted that its outer dimensions, such as e.g. his thread 9 and 21 are formed such that are suitable for all common drill bits 2 and drill pipe 4, so that the adapter 3 is a universal element, by the use of any other commonly used auxiliary equipment, such as flip-flops, special connecting sleeves for connecting Drill bit and drill pipe and the like. Not required, resulting in a simplified, economical and universally applicable device for drilling holes in soil or rock material by using the adapter 3 according to the present invention.
  • any other commonly used auxiliary equipment such as flip-flops, special connecting sleeves for connecting Drill bit and drill pipe and the like.
  • FIG. 5 a section, in particular a longitudinal section, through the end region of a cladding tube 5 facing the borehole interior, is shown, wherein in turn the end region 6 of the cladding tube 5 facing the borehole interior is thickened.
  • a shoulder 7, for cooperation with a shoulder 8 of a drill bit 2 is formed in order to move the cladding tube 5 into the borehole interior.
  • the depression 19 is shown on the edge region 18 of the cladding tube 5 facing the bore hole inside, wherein the side cheek 20 of the recess 19 is designed such that it extends to the edge 18 with a slight incline.
  • the second side wall 26 of the recess 9 is hiebei normal to the edge
  • the cladding tube 5 is pressed onto the drill bit 2 that it is slidably mounted in the longitudinal direction of the drill bit 2, in addition, if necessary, from the Bohrlochoteren on the cladding. 5 a striking energy to be applied in addition to the pulling of the sheath tube 5 via the coupling between the hitting shoulder 8, the drill bit 2 and the
  • Such wrapping of the cladding tube 5 may be required in certain cases, such as when the passage gap 16 between the drill bit 2 and cladding tube is laid by cuttings or further entrainment of the cladding tube 5 with the drill bit 2 due to broken material, the space between the edge 18th of the cladding tube 5 and a corresponding region of the drill bit 2 projecting beyond the cladding tube 5 or flush with it.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge (4) gelagerte Bohrkrone (2) durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung Bohrloch gebildet wird, ein an die Bohrkrone (2) anschließendes Hüllrohr (5) durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch eingebracht wird und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen Bohrkrone (2) und Hüllrohr (5) ausgebildete Durchtrittsöffnung (11) in den zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges (4) und dem Innenumfang des Hüllrohres (5) ausgebildeten Ringraum eingebracht und aus dem Bohrloch ausgebracht wird, wird die Schlagenergie des Bohrgestänges (4) über einen mit der Bohrkrone (2) und dem Bohrgestänge (4) zusammenwirkenden Adapter (3) auf die Bohrkrone (2) aufgebracht und die Schlagenergie wird wenigstens teilweise über eine Schlagschulter (13) des Adapters (3) und wenigstens teilweise über eine Gewindeverbindung (9) zwischen Adapter (3) und Bohrkrone (2) auf die Bohrkrone (2) aufgebracht. Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben.

Description

VERFAHREN ZUM BOHREN, INSBESONDERE SCHLAGODER DREHSCHLAGBOHREN VON LÖCHERN IN BODEN ODER GESTEINSMATERIAL SOWIE VORRICHTUNG HIERFÜR
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch eingebracht wird und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen Bohrkrone und Hüllrohr ausgebildete Durchtrittsöffnung in den zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum eingebracht und aus dem Bohrloch ausgebracht wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch bildet, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch einbringbar ist und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen Bohrkrone und Hüllrohr ausgebildete Durchtrittsöffnung in den zwischen den Außenumfang des Bohr- gestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum einbringbar und aus dem Bohrloch ausbringbar ist.
Zum Herstellen von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial durch ein Schlag- oder Drehschlagbohren wird mittels einer an einem Bohrgestänge gelagerten Bohrkrone, wobei darüber hinaus ein Mantel- bzw. Hüllrohr in das Bohrloch für eine gegebenenfalls erforderliche weitere Auskleidung, bzw. um ein Hereinbrechen von Material mit Sicherheit zu verhindern, eingebracht wird, die Schlagenergie entweder direkt über das Bohrgestänge auf die Bohrkrone aufgebracht oder über komplizierte Vorrichtungen, wie beispielsweise Schlagschuhe.
In Abhängigkeit von dem abzubauenden Boden- bzw. Gesteinsmaterial und in Abhängigkeit davon, ob das ausgebildete Loch im Boden- oder Gesteinsmaterial nachfolgend zur Aufnahme eines Gebirgsankers, zur Ausbildung eines Rohrschirms oder auch zur Drainage des Boden- oder Gesteinsmaterials herangezogen werden soll, ebenso wie in Abhängigkeit von dem Boden- oder Gesteinsmaterial, insbesondere von dessen Härte, Schichtung, aber auch davon, ob dieses Boden oder Gesteinsmaterial Ein-
ERSATZBLATT (REGEL 26) Schlüsse, wie Bergwässer oder dgl. aufweist, hängt die Wahl der einzusetzenden Bohrkrone, des Bohrgestänges sowie des entweder mitgezogenen oder eingeschlagenen Hüllrohrs ab, wobei sehr häufig auf ein und derselben Baustelle die verschiedensten Elemente, wie Bohrkrone, Gestänge und insbesondere verschiedene Hüllrohre zum Einsatz gelangen müssen.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine Anpassung an unterschiedlichste Baugrundverhältnisse rasch und zuverlässig möglich wird und daß beliebige Kombinationen der zum Einsatz gelangenden Elemente beim Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial direkt vor Ort in Übereinstimmung mit den Anforderungen beliebig zusammengestellt und eingesetzt werden können. Weiters ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Anzahl von verschiedenen vorgefertigten Vorrichtungen zum Bohren von Löchern möglichst gering zu halten.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagenergie des Bohrgestänges über einen mit der Bohrkrone und dem Bohrgestänge zusammenwirkenden Adapter auf die Bohrkrone aufgebracht wird und daß die Schlagenergie wenigstens teilweise über eine Schlagschulter des Adapters und wenigstens teilweise über eine Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone auf die Bohrkrone aufgebracht wird. Indem die Schlagenergie des Bohrgestänges über einen mit der Bohrkrone und dem Bohrgestänge zusammenwirkenden Adapter auf die Bohrkrone aufgebracht wird, gelingt es in einfacher Weise, das erfindungsgemäße Verfahren so zu führen, daß je nach den vorlie- genden Abbau- bzw. Baugrundverhältnissen die jeweils geeignetsten Element zum Einsatz gebracht werden können. Indem weiterhin das erfindungsgemäße Verfahren so geführt wird, daß die Schlagenergie wenigstens teilweise über eine Schlagschulter des Adapters und wenigstens teilweise über eine Gewindeverbindung zwischen dem Adapter und der Bohrkrone auf die Bohrkrone aufgebracht wird, gelingt einerseits, eine sichere und zuverlässige Übertragung der Schlagenergie auf die Bohrkrone zu gewährleisten, und andererseits wird sichergestellt, daß die für die Verbindung der Bohrkrone mit dem Adapter vorgesehene Gewindeverbindung nicht während des Bohrvorgangs ausgeschlagen wird und somit gegebenenfalls nach Ende des Bohrvorgangs ein Lösen der Verbindung zwischen Bohrkrone und Adapter unmöglich gemacht wird.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Um sicherzustellen, daß insbesondere nach Beendigung des Bohrvorgangs der Adapter von der Bohrkrone ohne Beschädigung der Bauteile getrennt werden kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt so geführt, daß der Adapter mit der Bohrkrone durch Verschrauben über eine Steilgewindeverbindung gekoppelt wird. Indem der Adapter mit der Bohrkrone durch Verschrauben über eine Steilgewindeverbindung gekoppelt wird, gelingt es insbesondere sicherzustellen, daß eine Verschraubung nach Beendigung des Bohrvorgangs, und insbesondere nachdem die Gewindeverbindung des Adapters mit der Bohrkrone der großen Beanspruchung durch Einbringen der Schlagenergie beaufschlagt wurde, sicher und zuverlässig zu lösen und das Bohrge- stänge gemeinsam mit dem Adapter aus dem Bohrloch auszubringen. Weiterhin wird dadurch gewährleistet, daß der Adapter mehrfach eingesetzt werden kann, was nicht unbeträchtliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.
Darüber hinaus gelingt es mit einer derartigen Ausbildung während eines Bohrens von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial erforderlichenfalls das Bohrgestänge zur Gänze auszutauschen, beispielsweise aufgrund von übermäßigen Beanspruchungen bzw. Verschleiß oder Defekten an dem Gestänge oder wenn die Baugrundverhältnisse beispielsweise den Einsatz von stabileren Gestängen erfordern. Um sicherzustellen, daß während des Bohrens von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial nicht ein unbeabsichtigtes Lösen des Bohrgestänges von dem Adapter stattfindet, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt dahingehend weitergebildet, daß der Adapter mit dem Bohrgestänge durch Verschrauben über ein Gewinde, insbesondere ein eine gegenüber der Gewindeverbindung zwischen Bohrkrone und Adapter ge- ringere Steigung aufweisendes Gewindes, gekoppelt wird. Bei einer derartigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sichergestellt werden, daß insbesondere während des Bohrens das Bohrgestänge samt Adapter ohne unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zwischen dem Bohrgestänge und dem Adapter aus dem Bohrloch entfernt werden kann, um gegebenenfalls erforderliche Anpassungsarbeiten durchfüh- ren zu können.
Um sicherzustellen, daß beim Bohren von Löchern gebildetes Bohrklein abtransportiert wird und keinerlei Öffnungen der Bohrkrone verlegt werden, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt dahin weitergebildet, daß Spülflüssigkeit durch den rohrförmig ausgebildeten Adapter und damit zusammenwirkende Öffnungen in der Bohrkrone während des Bohrens ausgebracht wird. Indem das erfindungsgemäße Verfahren so
ERSATZBLATT (REGEL 26) geführt wird, daß Spülflüssigkeit durch den rohrförmig ausgebildeten Adapter und damit zusammenwirkende Öffnungen in der Bohrkrone während des Bohrens ausgebracht wird, gelingt es einerseits mit einer baulich einfachen Vorrichtung ausreichende Mengen an Spülflüssigkeit während des Bohrens auszubringen, und zwar sowohl an die Abbaufront als auch gegebenenfalls unmittelbar zu einem von dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich einer Bohrkrone oder in einen Ringraum zwischen Bohrkrone und einem Hüllrohr, um ein Verlegen der Öffnungen und Durchtritte mit Bohrklein hintanzuhalten, und auch sicherzustellen, daß ein übermäßiger Verlust an Spülflüssigkeit während des Bohrens vermieden werden kann.
Um insbesondere den Austrag einer übermäßigen Menge an Spülflüssigkeit während des Bohrvorgangs zu verhindern, ist die Erfindung dahingehend weitergebildet, daß Spülflüssigkeit über ein im Adapter angeordnetes eingriffsgesteuertes Spülventil intermittierend während eines Eingriffs der Bohrkrone in das Boden- oder Gesteinsmaterial ausgebracht wird. Durch das intermittierende Aufschalten eines eingriffsgesteuerten Spülventils während des Eingriffs der Bohrkrone in das Boden- und Gesteinsmaterial wird einerseits ein übermäßiger Flüssigkeitsaustrag bzw. eine übermäßige Flüssigkeitsmenge, welche durch die Spülöffnung der Bohrkrone in das Bohrloch eingebracht wird, mit Sicherheit vermieden und andererseits gleichzeitig sichergestellt, daß ausrei- chende Flüssigkeitsmengen für das Abtransportieren des Bohrkleins im Bohrlochinneren zur Verfügung gestellt werden.
Um gleichzeitig mit der Ausbildung eines Lochs in Boden- und Gesteinsmaterial ein Hüllrohr sicher und zuverlässig in das Innere des Bohrlochs mitzuführen, insbesondere mitzuziehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt dahingehend weitergebildet, daß die Schlagenergie zusätzlich wenigstens teilweise über eine an der Bohrkrone ausgebildete Schlagschulter auf das Hüllrohr aufgebracht wird. In dem während des Verfahrens zum Bohren von Löchern in Boden und Gesteinsmaterial ein Teil der Schlagenergie zusätzlich über eine an der Bohrkrone ausgebildete Schlagschulter auf das Hüllrohr aufgebracht wird, kann ein sicheres und zuverlässiges Mitziehen des Hüllrohrs in das Innere des Bohrlochs gewährleistet werden.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Boden oder Gesteinsmaterial der ein- gangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Bohrgestänge und der Bohrkrone zusammenwirkender Adapter vorgesehen ist und daß der
ERSATZBLATT (REGEL 26) Adapter über eine Schlagschulter des Adapters und über eine Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone mit der Bohrkrone zusammenwirkt. Indem ein mit dem Bohrgestänge und der Bohrkrone zusammenwirkender, universell einsetzbarer Adapter vorgesehen ist, können die Bohrkrone sowie das Bohrgestänge beliebig in Anpassung an die Anforderungen beim Ausbilden eines Lochs im Boden- und Gesteinsmaterial ausgewählt werden und die jeweiligen geeigneten Elemente miteinander kombiniert werden. Indem der Adapter so ausgebildet ist, daß der Adapter über eine Schlagschulter des Adapters und über eine Gewindeverbindung zwischen dem Adapter und der Bohrkrone mit der Bohrkrone zusammenwirkt, wird sichergestellt, daß einerseits die Bohrenergie sicher und zuverlässig auf die Bohrkrone übertragen wird, und andererseits sichergestellt, daß die für ein Ausschlagen bzw. ein Beschädigen empfindliche Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone so wenig wie möglich beansprucht wird. Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, der Adapter mit der Bohrkrone über eine Steilgewindeverbindung gekoppelt ist, wird eine derartige Verteilung der Kräfte erzielt, daß einerseits eine Beschädigung der Gewindeverbindung mit Sicherheit hintangehalten wird und andererseits sichergestellt wird, daß bei einem Lösen des Adapters und des Bohrgestänges aus der Bohrkrone die Verbindung zwischen Bohrkrone und Adapter leicht und zuverlässig und insbesondere vor dem Lösen von anderen, gegebenenfalls vorgesehenen Gewinden geöffnet wird.
Eine derartige Gewindeverbindung kann beispielsweise als eine Steilgewindeverbin- dung mit zwei Gängen ausgebildet sein, mit welcher sowohl ein sicherer und zuverlässiger Halt des Adapters in der Bohrkrone gewährleistet werden kann und andererseits ein beabsichtigtes Lösen des Adapters aus der Bohrkrone erreicht werden kann.
Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ent- spricht, die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß der Adapter mit dem Bohrgestänge über ein weiteres Gewinde, welches eine von der Gewindeverbindung zwischen Adapter und Bohrkrone abweichende Steigung des Gewindes, insbesondere eine geringere Steigung, aufweist, gekoppelt ist, gelingt es, ein unbeabsichtigtes Lösen des Adapters von dem Bohrgestänge sowohl während des Bohrvorgangs als auch beim Heraus- schrauben des Adapters aus der Bohrkrone mit Sicherheit hintanzuhalten. Des weiteren ist mit einer derartigen Ausbildung sichergestellt, daß am Ende des Bohrvorgangs
ERSATZBLATT (REGEL 26) zumindest das Bohrgestänge und der Adapter unbeschädigt rückgewonnen werden können, wodurch eine nicht unwesentliche Kosteneinsparung erzielbar ist.
Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ent- spricht, die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß die zum Bohrlochinneren gerichtete Endfläche des Adapters wenigstens teilweise abgeschrägt ausgebildet ist, gelingt es, den mit dem Bohrgestänge gekoppelten Adapter, insbesondere wenn Wartungsarbeiten während der Ausbildung des Bohrlochs erforderlich sind, gemeinsam mit dem Bohrgestänge sicher in die Bohrkrone einzusetzen und mit dieser zu verschrauben, so daß auch beispielsweise bei halbfertig ausgebildeten Löchern Adaptierungsarbeiten an dem Gestänge vorgenommen werden können.
Für ein zuverlässiges Einbringen von Spülflüssigkeit in das Innere des Bohrlochs ist die Erfindung bevorzugt dahingehend weitergebildet, daß der rohrförmige Adapter mit einer dem Bohrlochinneren zugewandten Durchtrittsöffnung für Spülflüssigkeit ausgebildet ist und daß die Durchtrittsöffnung mit Öffnungen zum Ausbringen von Spülflüssigkeit in der Bohrkrone zusammenwirkt. Mit einer derartigen Vorrichtung kann sichergestellt werden, daß durch den hohl ausgebildeten Adapter Spülflüssigkeit in die in der Bohrkrone ausgebildeten Spülöffnungen eingetragen wird und im Inneren des Bohr- lochs für den Bohrvorgang und gegebenenfalls in den Ringraum zwischen Bohrkrone und Hüllrohr zur Verfügung steht, so daß einerseits der Abtransport des Bohrkleines durch in der Bohrkrone in an sich bekannter Weise ausgebildete Öffnungen bzw. Ausnehmungen vorgenommen wird und andererseits ein Verlegen der Öffnungen sowohl für die Spülflüssigkeit als auch für den Abtransport von Bohrklein in der Bohrkrone bzw. gegebenenfalls dem Ringraum bzw. Ringspalt verhindert wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß im Adapter ein eingriffsgesteuertes Spülventil vorgesehen ist. Indem im Adapter ein eingriffsgesteuertes Spülventil vorgesehen ist, gelingt ein gesteuertes Ausbringen von Spülflüssigkeit durch den Adapter und durch die in der Bohrkrone ausgebildeten Spül- öffnungen, wodurch einerseits nur jene Mengen an Spülflüssigkeit ausgetragen werden, welche für einen ordnungsgemäßen Abtransport des Bohrkleins erforderlich sind und andererseits ein Verlegen der Öffnungen, insbesondere der Spülöffnung mit Bohrklein hintangehalten wird. Hiebei kann das eingriffsgesteuerte Spülventil über einen in dem zuvor geschilderten Ringraum ausgebildeten Druckschalter bzw. ein Druckventil gebildet sein.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Um die durch den Adapter eingebrachte Bohrenergie insbesondere auch für das Mitziehen eines Hüllrohrs nutzen zu können bzw. um die Schlagenergie auch auf ein Hüllrohr sicher und zuverlässig aufbringen zu können, ist die erfindungsgemäße Vorrich- tung dahingehend weitergebildet, daß die Bohrkrone wenigstens eine Schlagschulter zum Zusammenwirken mit dem Hüllrohr, insbesondere zur Schlagbeanspruchung des Hüllrohrs aufweist. Durch eine derartige Ausbildung wird gewährleistet, daß das Hüllrohr während der Schlagbeanspruchung der Bohrkrone in seinem vorderen Endbereich ebenfalls einer Schlagbeanspruchung unterworfen ist und somit ohne ein Einschlagen von außen in das Bohrloch eingebracht werden kann. Das Hüllrohr wird hiebei durch die Schlagbeanspruchung an seinem vorderen Endbereich in das Innere des Bohrlochs gezogen.
Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ent- spricht, das Hüllrohr so ausgebildet ist, daß es an seinem dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich verdickt ausgebildet ist und daß die Verdickung an ihren dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich komplementär zu einer Schlagschulter der Bohrkrone ausgebildet ist, wird durch ein Zusammenwirken der komplementär ausgebildeten Schlagschulter der Bohrkrone mit dem verdickten Bereich des Hüllrohrs ein zuverlässiges Einschlagen bzw. Einbringen des Hüllrohrs in das Bohrloch sichergestellt.
Bei einer derartigen Ausbildung kann beispielsweise vor Beginn eines Bohrvorgangs ein beliebiges Hüllrohr, welches für den zu erwartenden Bohrvorgang geeignet er- scheint, beispielsweise ein aufweitbares Hüllrohr an einem dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich einer Bohrkrone angeordnet werden und in der Folge durch Ver- pressen an der Bohrkrone festgelegt werden, insbesondere in einer derartigen Weise, daß das Hüllrohr entlang der Bohrkrone längsverschieblich unlösbar mit der Bohrkrone verbunden ist. Da die Verdickung des Hüllrohrs an seinem dem Bohrlochinneren abge- wandten Endbereich im Falle des Einschlagens der Bohrkrone in das Bohrloch, insbesondere während der Schlagbeanspruchung in Anlage an die Schlagschulter der Bohrkrone gelangt, ist ein zuverlässiges Mitziehen des Hüllrohrs in das Bohrloch gewährleistet. Im Falle, daß während des Bohrvorgangs, insbesondere in dem Bereich, in welchem das Hüllrohr entlang der Bohrkrone längsverschieblich angeordnet ist, durch hereingebrochenes Bohrklein eine Verschiebung des Hüllrohrs nicht mehr möglich ist,
ERSATZBLATT (REGEL 26) kann eine Wiederherstellung der freien Bewegung des Hüllrohrs im Bohrlochinneren, beispielsweise durch eine Schlagbeanspruchung von außen erzielt werden.
Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ent- spricht, die Vorrichtung so weitergebildet ist, daß der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich des Hüllrohres mit einer Vertiefung, insbesondere eine asymmetrisch ausgebildeten Vertiefung ausgebildet ist, kann die Bohrkrone von dem Hüllrohr abgeworfen werden, wodurch eine Trennung von Bohrkrone und Hüllrohr erzielt werden kann und beispielsweise im Falle einer geteilt ausgebildeten Bohrkrone wenigstens ein Teil der Bohrkrone nach Beendigung des Bohrvorgangs gemeinsam mit dem Bohrgestänge und dem Adapter aus dem Bohrloch rückgewinnbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bohren von Löchern,
Fig. 2 eine Außenansicht, teilweise in der Perspektive der Vorrichtung von Fig. 1 , Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Variante des Adapters von Fig. 1 ,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Variante des Adapters gemäß der Erfindung, und
Fig. 5 einen Schnitt durch den dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich einer Variante eines Hüllrohrs der erfindungemäßen Vorrichtung zum Bohren von Löchern.
In Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Bohren bzw. Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial eine schematisch mit 2 angedeutete Bohrkrone aufweist, welche über einen Adapter 3 mit einem in Fig. 1 schematisch angedeuteten Bohrgestänge 4 verbunden ist.
Des weiteren schließt an die Bohrkrone 2 ein Hüllrohr 5 an, dessen dem Bohrlochinne- ren zugewandter Endbereich 6 eine gegenüber dem zum Bohrlochäußeren gewandten
Bereich des Hüllrohrs 5 vergrößerte Dicke aufweist. Dieser Endbereich 6 ist an seinem dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich 7 abgeschrägt ausgebildet und komplementär in der Form zu einer Schlagschulter 8 der Bohrkrone 2 ausgebildet. Während des Bohrens von Löchern wird durch diese Ausbildung über die Schlagschulter 8 auf die Abschrägung 7 wenigstens ein Teil der Schlagenergie aufgebracht, so daß das Hüllrohr 5 während des Bohrfortschritts in das Bohrloch 1 mitgezogen wird.
ERSATZBLATT (REGEL 26) Die Bohrkrone 2 ist mit einem schematisch mit 9 angedeuteten Gewinde mit dem Adapter 3 verbunden, wobei über dem den Bohrloch zugewandten Ende des Adapters 3 und der Bohrkrone 2 ein Ringraum 10 ausgebildet ist, über welchen Ringraum 10 Spülflüssigkeit, welche durch einen im Inneren des hohl ausgebildeten Adapters 3 vorgesehenen Spülflüssigkeitskanal 11 und in der Bohrkrone 2 vorgesehene Löcher 12 für den Durchtritt von Spülflüssigkeit zum Inneren des Bohrlochs ausbringbar ist.
Die über das Bohrgestänge 4 auf den Adapter 3 aufgebrachte Bohrenergie wird bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 einerseits über eine Schlagschulter 13 auf die Bohrkrone 2 aufgebracht, andererseits teilweise über das Gewinde 9. Durch eine derartige Ausbildung wird sichergestellt, daß das Gewinde 9 nicht während des Bohrvorgangs übermäßig beansprucht wird und insbesondere nicht ausgeschlagen wird, so daß nach Ende des Bohrvorgangs eine sichere und zuverlässige Trennung des Adapters 3 von der Bohrkrone 2 ermöglicht ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Bohrkrone 2 ist hiebei eine herkömmliche einteilig ausgebildete Bohrkrone, welche eine Mehrzahl von Bohrstiften 14 aufweist und überdies neben den Öffnungen das Ausbringen von Spülflüssigkeit 12 Ausnehmungen 15 aufweist, über welche Bohrklein durch zwischen dem Hüllrohr 5 und der Bohrkrone 2 ausgebildete Ausnehmungen 16 in den zwischen dem Adapter 3 bzw. dem Bohrgestänge 4 und dem Hüllrohr 5 ausgebildeten Ringraum 17 eingebracht werden kann und in der Folge am Bohrlochäußeren ausgetragen werden kann. Um ein Verlegen des Ringraums 17 mit Bohrklein hintanzuhalten, weist die Bohrkrone 2 darüber hinaus einen nach rückwärts gerichteten Spülkanal 27 auf, durch welchen der Ringraum 17 ausreichend gespült werden kann.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 sind die Bezugszeichen von Fig. 1 beibehalten, wobei in der Darstellung von Fig. 2 ersichtlich ist, daß das Hüllrohr 5 an seinem dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich 6 einen gegenüber dem dem Bohrlochäußeren zugewandten Bereich verringerten Durchmesser aufweist, welche Durchmesserverringerung in einfacher Weise durch Aufpressen des Hüllrohrs 5 auf eine Bohrkrone 2 erzielt werden kann, so daß vor Beginn eines Bohrvorgangs eine beliebige Kombination aus Bohrkrone 2, Adapter 3, Bohrgestänge 4 und Hüllrohr 5 in Abhängigkeit von den zu erwartenden Erfordernissen zusammengestellt werden kann, wodurch eine extrem einfache und kostengünstige Variante einer Vorrichtung zum Bohren von Löchern
ERSATZBLATT (REGEL 26) in Boden- und Gesteinsmaterial erzielt werden kann. Es erübrigt sich festzuhalten, daß das Hüllrohr 5 bei dieser Variante jedes beliebige Hüllrohr sein kann, wie es während des Bohrens von Löchern in Boden- und Gesteinsmaterial zum Einsatz gelangt, wie z.B. ein reibschlüssig eingebrachtes Hüllrohr, aufweitbares Hüllrohr, Drainagerohr oder auch beispielsweise ein eine gewisse Beweglichkeit der einzelnen das Hüllrohr ausbildenden Segmente aufweisendes Hüllrohr, welches in einem bestimmten Ausmaß Abweichungen von der Richtung der Bohrung folgen kann.
Auch die in diesem Zusammenhang eingesetzte Bohrkrone 2 kann abweichend von den Darstellungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 beliebig ausgewählt werden, wobei neben einer einteilig ausgebildeten Bohrkrone eine mehrteilig ausgebildete Bohrkrone, von welcher nach Beendigung des Bohrvorgangs beispielsweise lediglich ein Teil im Inneren des Bohrlochs verbleibt, eine asymmetrisch ausgebildete Bohrkrone sowie eine Bohrkrone, welche statt Bohrstiften Schneiden aufweist, eingesetzt werden kann.
In Fig. 2 ist weiterhin schematisch am oberen dem Bohrlochinneren zugewandten Rand 18 des Hüllrohrs 5 eine asymmetrisch ausgebildete Vertiefung 19 erkenntlich, welche Vertiefung 19 eine senkrechte bzw. steil ausgebildete Seitenwange 26 und eine zweite Wange 20 geringer Steigung aufweist, wobei mit einer derartigen Vertiefung bei- spielsweise das Abwerfen der Bohrkrone 2 nach Beendigung des Bohrvorgangs ermöglicht ist.
In Fig. 3 ist eine Variante des Adapters 3 von Fig. 1 dargestellt, wobei der Adapter wiederum einerseits ein Gewinde 9 an seinem Endbereich, welcher mit einer Bohrkrone 2 zu koppeln ist, aufweist. Das Gewinde 9 des Adapters 3 ist hiebei als Steilgewinde mit zwei Gängen ausgebildet, um einerseits eine sichere und zuverlässige Verbindung des Adapters 3 mit der Bohrkrone 2 während des Bohrvorgangs sicherzustellen und andererseits nach Beendigung des Bohrvorgangs den Adapter 3 von der Bohrkrone 2 derart lösen zu können, daß die Verbindung zwischen der Bohrkrone 2 und dem Adapter jene Verbindung der gesamten Vorrichtung 1 zum Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial ist, die sich als erstes bei entsprechender Beanspruchung löst.
Neben dem wiederum schematisch angedeuteten Durchtrittskanal 11 für Spülflüssigkeit ist im Inneren des hohl ausgebildeten Adapters 3 an seinem zum Bohrloch äuße- ren zugewandten Bereich ein weiteres Gewinde 21 vorgesehen zur Verbindung mit einem Bohrgestänge 4, wobei das Gewinde 21 im Vergleich mit dem Gewinde 9 einer-
ERSATZBLATT (REGEL 26) seits bedeutend mehr Gänge aufweist und andererseits eine bedeutend geringe Steigung besitzt, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung des Adapters 3 mit dem Bohrgestänge, insbesondere nach Beendigung des Bohrvorgangs mit Sicherheit hintanzuhalten.
Bei der Variante von Fig. 3 ist die Schlagschulter 13 des Adapters 3 abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 1 abgeschrägt ausgebildet, um die Schlagenergie noch besser auf die Bohrkrone 2 aufbringen zu können, wobei insbesondere bei einer abgeschrägten Ausbildung der Schlagschulter 13 der Verschleiß der Schlagschulter 13 deutlich herabgesetzt ist.
Darüber hinaus ist in der Variante gemäß Fig. 3 der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich 22 des Adapters 3 mit Abschrägungen 23 versehen, um ein Einsetzen bzw. Einfädeln des Adapters 3 in eine Bohrkrone 2 zu erleichtern, was insbesondere bei Tausch des Bohrgestänges während des Bohrvorgangs vorteilhaft ist.
Auch bei der Darstellung von Fig. 4, welche im wesentlichen mit jener von Fig. 3 das Adapter 3 übereinstimmt, weist der Adapter 3 ein Steilgewinde 9 für das Einsetzen des Adapters 3 in eine Bohrkrone 2 auf, ebenso wie ein weiteres Gewinde 21 , welches eine gegenüber dem Gewinde 9 deutlich verringerte Steigung und eine deutlich erhöhte Anzahl von Gängen aufweist. Des weiteren ist ebenso wie in der Darstellung von Fig. 3 die Schlagschulter 13 abgeschrägt ausgebildet und eine Abschrägung 23 an der Endfläche 22 des Adapters 3, welche dem Bohrlochinneren zugewandt ist, ausgebildet. Abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 3 ist in der Variante gemäß Fig. 4 an der Endfläche 22 ein Druckschalter 24 vorgesehen, über welchen Druckschalter 24 ein intermittierend offenbares Ventil 25, welches schematisch in dem Durchtritt 11 zum Ausbringen von Spülflüssigkeit angedeutet ist, vorgesehen ist. Während des Bohrvorgangs wird bei jenem Schlagvorgang der Druckschalter 24 durch die Druckbeaufschla- gung betätigt, worauf das Ventil 25 geöffnet wird und Spülflüssigkeit entweder direkt durch in der Bohrkrone vorgesehene Öffnungen für Spülflüssigkeit 12 ausgebracht wird, oder über den zwischen der Bohrkrone 2 und dem Adapter 3 vorgesehenen Ringraum 10 und die Öffnung für Spülfluid 12 zum Bohrlochinneren ausgetragen ist. Mit einer derartigen Ausbildung wird sichergestellt, daß ein übermäßiger Verbrauch an Spülflüssigkeit während des Bohrvorgangs hintangehalten wird und gleichzeitig gewährleistet, daß die normalerweise überaus klein ausgebildeten Öffnungen für Spül-
ERSATZBLATT (REGEL 26) flüssigkeit in der Bohrkrone nicht während des Bohrvorgangs mit Bohrklein verlegt werden.
Im Zusammenhang mit dem Adapter 3 ist festgehalten, daß seine Außenabmessun- gen, wie z.B. seine Gewinde 9 und 21 derartig ausgebildet sind, daß für sämtliche gängigen Bohrkronen 2 bzw. Bohrgestänge 4 passend sind, so daß der Adapter 3 ein universell einsetzbares Element darstellt, durch dessen Einsatz überdies jegliche üblicherweise verwendeten Zusatzeinrichtungen, wie Schlagschuhe, spezielle Verbindungsmuffen zum Verbinden von Bohrkrone und Bohrgestänge und dgl. nicht erforderlich sind, wodurch sich durch Verwendung des Adapters 3 gemäß der vorliegenden Erfindung eine vereinfachte, wirtschaftlich günstige und universell einsetzbare Vorrichtung zum Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial ergibt.
In der Darstellung gemäß Fig. 5 ist ein Schnitt, insbesondere ein Längsschnitt durch den dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich eines Hüllrohrs 5 dargestellt, wobei wiederum der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich 6 des Hüllrohrs 5 verdickt ausgebildet ist. Am Übergang des verdickten Endbereichs 6 zu dem dem Bohrlochäußeren zugewandten Bereich des Hüllrohrs 5 ist wiederum eine Schulter 7, zum Zusammenwirken mit einer Schulter 8 einer Bohrkrone 2 ausgebildet, um das Hüllrohr 5 in das Bohrlochinnere einziehen zu können.
In der Darstellung gemäß Fig. 5 ist am dem Bohrlochinneren zugewandten Randbereich 18 des Hüllrohrs 5 die Vertiefung 19 dargestellt, wobei die Seitenwange 20 der Vertiefung 19 derart ausgebildet ist, daß sie mit einer geringen Steigung zum Rand 18 verläuft. Die zweite Seitenwange 26 der Vertiefung 9 ist hiebei normal auf den Rand
18 ausgebildet, mit welcher Variante es gelingt, nach Beendigung des Bohrvorgangs durch eine leichte Drehung des Hüllrohrs 5 eine Bohrkrone 2 abzuwerfen, um die Bohrkrone 2 entweder wenigstens teilweise rückzugewinnen oder den Bohrvorgang ohne ein mitgeführtes Hüllrohr 5 fortzusetzen.
Indem, wie dies der Darstellung gemäß Fig. 1 entnehmbar ist, das Hüllrohr 5 so auf die Bohrkrone 2 aufgepreßt ist, daß es in Längsrichtung der Bohrkrone 2 verschieblich gelagert ist, kann zusätzlich, falls dies erforderlich ist, von dem Bohrlochäußeren auf das Hüllrohr 5 eine Schlagenergie aufgebracht werden, um neben dem Einziehen des Hüll- rohrs 5 über die Kopplung zwischen der Schlagschulter 8, der Bohrkrone 2 und der
Schulter 7 des Hüllrohrs 5 auch ein Einschlagen des Hüllrohrs 5 zu ermöglichen. Ein
ERSATZBLATT (REGEL 26) derartiges Einschlagen des Hüllrohrs 5 kann in gewissen Fällen erforderlich sein, wie z.B. wenn der Durchtrittsspalt 16 zwischen Bohrkrone 2 und Hüllrohr durch Bohrklein verlegt ist oder ein weiteres Mitziehen des Hüllrohrs 5 mit der Bohrkrone 2 aufgrund von hereingebrochenem Material, welches den Raum zwischen dem Rand 18 des Hüll- rohrs 5 und einen entsprechenden das Hüllrohr 5 überragenden bzw. mit diesem bündig abschließenden Bereich der Bohrkrone 2 zu beseitigen.
ERSATZBLATT (REGEL 26)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch gebildet wird, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch eingebracht wird und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen der Bohrkrone und dem Hüllrohr ausgebildete Durchtrittsöffnung in den zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum eingebracht und aus dem Bohrloch ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagenergie des Bohrgestänges (4) über einen mit der Bohrkrone (2) und dem Bohrgestänge (4) zusammenwirkenden Adapter (3) auf die Bohrkrone (2) aufgebracht wird und daß die Schlagenergie wenigstens teilweise über eine Schlagschulter (13) des Adapters und wenigstens teilweise über eine Gewinde- Verbindung zwischen dem Adapter (3) und der Bohrkrone (2) auf die Bohrkrone (2) aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter mit der Bohrkrone (2) durch ein Verschrauben über eine Steilgewindeverbindung (9) gekoppelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) mit dem Bohrgestänge (4) durch ein Verschrauben über ein Gewinde (21 ), insbesondere ein eine gegenüber der Gewindeverbindung (9) zwischen Bohrkrone (2) und Adapter (3) geringere Steigung aufweisendes Gewinde, gekoppelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Spülflüssigkeit durch den rohrförmig ausgebildeten Adapter (3) und damit zusammenwirkende Öffnungen (12, 27) in der Bohrkrone (2) während des Bohrens ausgebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Spülflüssigkeit über ein im Adapter (3) angeordnetes eingriffsgesteuertes Spülventil (25) intermittierend während eines Eingriffs der Bohrkrone (2) in das Boden- oder Gesteinsmaterial ausge- bracht wird.
ERSATZBLATT (REGEL 26)
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagenergie zusätzlich wenigstens teilweise über eine an der Bohrkrone (2) ausgebildete Schlagschulter (8) auf das Hüllrohr (5) aufgebracht wird.
7. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone durch eine schlagende und/oder drehende Bewegung ein Bohrloch bildet, ein an die Bohrkrone anschließendes Hüllrohr durch Ziehen und/oder Schlagen in das Bohrloch einbringbar ist und abgebautes Material über wenigstens eine zwischen der Bohrkrone und dem Hüllrohr ausgebildete Durchtrittsöffnung in einem zwischen den Außenumfang des Bohrgestänges und dem Innenumfang des Hüllrohres ausgebildeten Ringraum einbringbar und aus dem Bohrloch ausbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Bohrgestänge (4) und der Bohrkrone (2) zusammenwirkender Adapter (3) vorgesehen ist und daß der Adapter (3) über eine Schlagschulter (13) des Adapters (3) und über eine Gewindeverbindung (9) zwischen dem Adapter (3) und der Bohrkrone (2) mit der Bohrkrone zusammenwirkt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) mit der Bohrkrone (2) über eine Steilgewindeverbindung(9) gekoppelt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (3) mit dem Bohrgestänge (4) über ein weiteres Gewinde (21), welches eine von der Gewindeverbindung (9) zwischen Adapter (3) und Bohrkrone (2) abweichende Steigung des Gewindes, insbesondere eine geringere Steigung, aufweist, gekoppelt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Bohrlochinneren gerichtete Endfläche (21 ) des Adapters (3) wenigstens teilweise abgeschrägt (23) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Adapter (3) mit einer dem Bohrlochinneren zugewandten Durchtrittsöff- nung (11) für Spülflüssigkeit ausgebildet ist und daß die Durchtrittsöffnung (11 ) mit Öffnungen (12, 27) zum Ausbringen von Spülflüssigkeit in der Bohrkrone (2) zusammenwirkt.
ERSATZBLATT (REGEL 26)
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß im Adapter (3) ein eingriffsgesteuertes Spülventil (24, 25) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (2) wenigstens eine Schlagschulter (8) zum Zusammenwirken mit dem Hüllrohr (5), insbesondere zur Schlagbeanspruchung des Hüllrohrs (4) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (5) an seinem dem Bohrlochinneren zugewandten Endbereich (6) verdickt ausgebildet ist und daß die Verdickung an ihrem dem Bohrlochinneren abgewandten Endbereich komplementär zu einer Schlagschulter (8) der Bohrkrone (2) ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Bohrlochinneren zugewandte Endbereich (18) des Hüllrohres (5) mit einer Vertiefung (19), insbesondere einer asymmetrisch ausgebildeten Vertiefung (20, 24) ausgebildet ist.
ERSATZBLATT (REGEL 26)
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