WO2020207616A1 - Method and device for drilling holes in ground material or rock material - Google Patents

Method and device for drilling holes in ground material or rock material Download PDF

Info

Publication number
WO2020207616A1
WO2020207616A1 PCT/EP2020/000079 EP2020000079W WO2020207616A1 WO 2020207616 A1 WO2020207616 A1 WO 2020207616A1 EP 2020000079 W EP2020000079 W EP 2020000079W WO 2020207616 A1 WO2020207616 A1 WO 2020207616A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drill bit
flushing fluid
borehole
drill
drilling
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/000079
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
René EGGER
Dieter Alexander SIERING
Original Assignee
Egger Rene
Siering Dieter Alexander
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Egger Rene, Siering Dieter Alexander filed Critical Egger Rene
Publication of WO2020207616A1 publication Critical patent/WO2020207616A1/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/16—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using gaseous fluids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E21B10/38—Percussion drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/36—Percussion drill bits
    • E21B10/40—Percussion drill bits with leading portion
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06—Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14—Fluid operated hammers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
    • E21B7/208—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes using down-hole drives

Definitions

  • the present invention relates to a method for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material, a borehole being formed by a drill bit mounted on a drill string and wherein a gaseous flushing fluid, in particular air, in Areas on the outer circumference of a mining surface of the drill bit is introduced into the area in front of the drill bit and is brought out of the borehole together with the excavated material via at least one essentially central passage opening of the drill bit.
  • a gaseous flushing fluid in particular air
  • the present invention also relates to a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material, a drill bit mounted on a drill rod forming a borehole and a flushing fluid being introduced into the area in front of the drill bit during the drilling process and can be brought out of the borehole together with the excavated material, the drill bit having at least one outlet opening for a gaseous flushing fluid, in particular air, in the area of the outer circumference of its excavation surface and at least one essentially central passage opening at the
  • Drill bit is provided for discharging the flushing fluid together with the excavated material.
  • a method as well as a device of the type mentioned at the beginning with an introduction of a flushing fluid on an outer area of a mining surface of a drill bit and a removal of the flushing fluid together with the excavated material are, for example, from DE 28 54 461 A1 or EP 0 692 in drilling devices designed as hammer drills 062 B1 known.
  • the drive medium in particular compressed air, is also used as a flushing fluid to act on the hammer drill via complex valve and line constructions.
  • a modified method and a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material can be found in AT-B 390 303, for example.
  • a hollow drill rod is used in order to enable a flushing agent to be fed into a substantially central region of the drill bit or the excavation surface thereof for flushing and cooling the same. Furthermore, in this known embodiment, it is provided that the excavated material on the outer circumference of the drill string to the outside or from the borehole ge promotes or is brought out.
  • a rinsing agent is again introduced into the area of the excavation area of the drill bit and this rinsing agent is applied together with the excavated material, in particular in an annular space between the drill rod and a casing or casing tube adjoining the drill bit, is, for example, WO A1 2005/031107 can be found.
  • water or a similar rinsing liquid is usually used both for rinsing and for cooling the drill bit or, in particular, the excavation surface thereof, whereby in particular taking into account a usually small free space on the outer surface of the drill bit and between a drill rod and a casing tube
  • the free space available gives rise to problems in the application of the excavated material.
  • a flushing liquid especially in loose soil or rock material, it is not ensured that such a flushing liquid does not lead to leaching or the formation of large cavities in the borehole, which for example subsequently have to be filled by introducing large quantities of backfill material, such as concrete .
  • the present invention is therefore aimed at developing a method and a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material of the type mentioned at the outset in such a way that the disadvantages of the above-mentioned known embodiments are avoided or at least largely can be reduced.
  • the invention aims in particular to provide such a method and such a device with which it can be ensured that all of the excavated material is reliably discharged from the hole or bore made and, if necessary or necessary, an exact one Determination and / or separation of the applied material is made possible.
  • a method of the type mentioned at the beginning is essentially characterized in that the flushing fluid is introduced in front of the excavation surface via at least one outlet opening of an annular drill bit surrounding a central or central pilot drill bit and the flushing fluid with the excavated material is carried out via the at least one through opening formed in the pilot bit is brought out.
  • a gaseous flushing fluid in particular air
  • a gaseous flushing fluid in particular air
  • This targeted discharge of the flushing fluid only into the space immediately in front of the drill bit formed by the pilot drill bit and the ring drill bit is supported according to the invention in that the flushed fluid is discharged from the borehole together with the excavated material via the at least one essentially central passage opening of the pilot drill bit, so that it is ensured that after the flushing fluid has been introduced essentially on the outer circumference of the excavation surface of the drill bit, this flushing fluid is immediately returned to the flushing fluid, in particular air, by a subsequent removal of the same together with the degraded material via the at least one central passage opening central area of the drill bit is generated. In this way, it is particularly reliably ensured that the excavated material, which is located essentially in front of the excavation surface of the drill bit, is discharged or discharged together with the flushing fluid introduced immediately after its degradation.
  • the flushing fluid be introduced into the area of the excavation surface of the drill bit via an outer annular space of a drill rod designed as a double-walled tube and that the flushing fluid is discharged from the borehole together with the excavated material via an internal cavity of the double-walled drill pipe.
  • the flushing fluid can thus be reliably introduced into areas or outlet openings on the outer circumference of the excavation surface of the drill bit and the flushing fluid introduced can be reliably transferred together with the excavated material central or inner cavity of the double-walled drill rod are brought out.
  • the rinsing fluid is also used as a working fluid for acting on a hammer unit of a down-the-hole hammer.
  • an extremely efficient drilling method can also be made available by using a down-the-hole hammer to act on the drill bit formed by the pilot drill bit and the ring drill bit surrounding it.
  • the material discharged from the borehole with the flushing fluid, degraded material is collected especially after separation from the flushing fluid.
  • the volume and / or weight of the mined material is or are determined after it has been extracted from the borehole.
  • this can be checked reliably and in a simple manner Whether, with knowledge of the known volume of the hole produced or the hole produced, the collected material corresponds to the dimensions of the hole, so that in particular it can be checked whether, for example in brittle or loose material, voids have not arisen during the drilling process, which can lead directly to strength problems or subsidence in the area of the hole produced and / or possibly require the use of increased amounts of solidifying material, such as concrete. Furthermore, through the collection of the degraded material provided according to the invention, in particular after separation from the flushing fluid, it can be ensured that any contaminated material can be reliably disposed of separately.
  • the drill bit is subjected to a percussive and / or rotating impact to form the borehole.
  • the drill bit is guided essentially sealingly on the borehole wall in an area adjoining the excavation surface, which ensures reliable discharge of all the excavated material through the at least one essentially central passage opening of the drill bit.
  • a device of the above-mentioned type is also essentially characterized in that the drill bit is formed by a central or central pilot drill bit and an annular drill bit surrounding the pilot drill bit and that the at least one outlet opening for the introduction of the flushing fluid is in front the mining surface is formed in the ring drill bit and the at least one passage opening for discharging the flushing fluid with the excavated material is formed in the pilot drill bit.
  • this not only enables reliable flushing or cooling of the pilot Drill bit and the ring drill bit formed as well as their mining surface, but it is also ensured that by a directional deflection of the flushing fluid from the areas of the outer circumference of the mining surface of the drill bit and in particular the ring drill bit in the direction of the at least one essentially central passage opening of the pilot drill bit the entire excavated material can also be discharged from the hole or bore produced together with the flushing fluid.
  • the drill bit has a plurality of outlet openings for the flushing fluid in the ring drill bit that are essentially evenly distributed over the circumference.
  • the flushing fluid in particular air, is evenly distributed over the circumference or outer circumference of the drill bit, so that the entire excavation area of the drill bit is reliably swept over by the flushing fluid and also over the entire excavation area the excavated material together with the flushing fluid via the at least one central or central passage opening can be brought out.
  • the drill rod is formed by a double-walled tube, with the flush fluid via an outer annular space of the drill rod into the area of the excavation area Drill bit can be introduced and the flushing fluid can be brought out of the borehole together with the removed material via an internal cavity of the double-walled drill string, as corresponds to a further preferred embodiment of the device according to the invention.
  • the drill bit is coupled at its end facing away from the excavation surface with a hammer unit of a down-the-hole hammer, which can be acted upon by the flushing fluid.
  • the flushing fluid is also used at the same time to improve the mining performance while increasing the drilling speed using a down-the-hole hammer to act on the drill bit formed by the ring drill bit and pilot drill bit.
  • a device for collecting the excavated material discharged from the borehole is connected to the tubular element of the drill string defining the inner cavity.
  • a device is provided for determining the volume and / or weight of the excavated material after it has been extracted from the borehole.
  • a tubular element of the drill rod defining the interior cavity is guided outside the borehole through a flushing head for supplying the flushing fluid and / or a rotary drive for rotating the drill head via the drill rod.
  • Fig. 1 is a schematic view, partly in section, of a device according to the invention for performing the method according to the invention for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, a hole in a soil or rock material;
  • FIG. 2 shows, in an enlarged representation, details of the drill bit and an adjoining area of the device according to the invention, again partially in section for carrying out the method according to the invention; and FIGS. 3 to 6 show sectional views along the lines III-III, IV-IV, V-V and VI-VI of FIG. 2 through the region of the drill bit of the device according to the invention in different sectional planes.
  • a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, a hole or borehole 2 in a soil or rock material designated by 3 is shown schematically and partially in section.
  • the device 1 comprises a drill bit mounted on a drill rod schematically denoted by 4, generally denoted by 5, which consists of a central pilot drill bit 6 and an annular drill bit 7 surrounding this pilot drill bit 6, as shown in the following Representations in detail will become more apparent.
  • the drill bit 5 is driven via the drill rod 4 by a rotary drive, indicated schematically by 8 and arranged outside the hole 2, to a rotary movement rotating around the longitudinal axis essentially defined by the drill rod 4.
  • a hammer unit 10 cooperating with the end facing away from a working surface 9 of the drill bit 5 is additionally acted upon by a striking movement based on the principle of a down-the-hole hammer.
  • the drill rod 4 is, as will become clearer from the following figures, in particular formed by a double-walled tube, with a flushing fluid, in particular air, via an external cavity 11 of the same, according to the arrows 12 in the direction of the drill bit 5 or the excavation surface 9 of the same is directed.
  • the flushing fluid or the air emerges in the area of the outer circumference of the drill bit 5, as will be more clearly evident in particular from FIGS. 2 to 6, into the space in front of the mining surface 9 of the drill bit 5 from the ring drill bit 6 and, as is done through it the arrows 13 in Fig.
  • This flushing fluid which is diverted according to the arrows 13, is discharged from the hole 2 together with the excavated material 15 according to the arrows 16 through an inner or central cavity 17 in the interior of the double-walled drill rod 4.
  • the tubular element 18 of the double-walled drill rod 4 defining the inner cavity 17 is passed not only through the rotary drive 8, but also through a flushing head 19, indicated schematically with 19, also arranged outside the hole 2.
  • This rinsing head 19 serves in particular to introduce or supply the rinsing fluid, in particular the air, accordingly the arrow 20 in the external hollow or annular space 11 of the double-walled drill rod 4.
  • the degraded material 15 is collected in a collecting device 23 collected.
  • this collecting device 23 either the volume of the excavated material 15 can be determined and / or the weight of the excavated material 15 can additionally be determined by a weighing device 24. In this way, the dimensions of the hole 2 produced can be reliably compared with the amount of the excavated material 15 discharged from the hole 2. Furthermore, due to the separate collection of the degraded material 15 in the device 23, this degraded material 15 can also be removed or disposed of separately, as is increasingly required for contaminated material, for example.
  • the flushing fluid introduced via the outer tube 11 can also act on the hammer unit 10 of the down-the-hole hammer, so that the drill bit 5 as a whole via the drill drive 8 of a rotating as well as via the hammer unit 10 is subjected to an impact.
  • a casing or casing tube 25 adjoins the end 12 of the drill bit facing away from the mining surface 9 is provided on the drill bit 5 and is introduced into the hole 2 together with it.
  • both the double-walled drill rod 4 and the casing or jacket tube 25 are connected, for example, via plug connections corresponding seals to achieve correspondingly large borehole depths.
  • FIG. 2 in a sectional illustration similar to the illustration according to FIG. 1, the area of the drill bit 5 and the interacting elements of the device 1 for making a hole 2 in the soil or rock material 3 are shown, wherein the illustration of the drill bit 5 with the central passage openings 14 is shown rotated by 90 ° compared to the illustration of FIG.
  • arrows 12 show the introduction of the flushing fluid, in particular air, both to the hammer unit 10 and subsequently into the area on the outer circumference of the excavation surface 9 of the drill bit 5 in the ring drill bit 6.
  • the air supplied via the outer annular space 11 of the double-walled drill rod 4 is guided as flushing fluid in several passage channels designated by 26 to outlet openings 27, which are located on the outer circumference of the mining surface 9 of the drill bit 5 are provided, these outlet openings 27 opening into the ring drill bit 7.
  • FIG. 2 essentially pin-like mining elements formed by hard material inserts 28, for example, are also indicated on the mining surface 9 of the drill bit.
  • corresponding cutting edges or the like can also be provided on the dismantling surface 9 of the drill bit 5 to support or accelerate the drilling process.
  • the region 29 of the ring drill bit 7 adjoining the excavation surface 9 lies essentially sealingly against the inside of the hole 2 in the soil or rock material 3, so that it is ensured that the excavated material 15 via the passage openings 14 and the adjoining inner cavity 17 of the double-walled drill rod 4 according to the arrow 16 in common sam with the flushing fluid.
  • a vertical or inclined orientation of the hole 2 to be produced in the soil or rock material 3 can be provided in the figures.

Abstract

In a method and a device (1) for drilling holes, in particular by means of percussive or rotary percussive drilling, in ground material or rock material (3), wherein a bore crown (5) mounted on a drilling rod (4) forms a borehole (2) and wherein, during the drilling process, a flushing fluid can be introduced into the region ahead of the bore crown (5) and can be discharged from the borehole (2) together with the excavated material (15), according to the invention the bore crown (5) is formed from a central pilot bore crown (6) and a ring bore crown (7) surrounding the pilot bore crown (6), at least one outlet opening (27) for introducing the flushing fluid ahead of the drilling surface (9) is formed in the ring bore crown (7) and at least one passage opening (14) for discharging the flushing fluid together with the excavated material is formed in the pilot bore crown (6), making it possible to reliably and safely discharge the entire excavated material (15) from the borehole (2).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bohren von Löchern in Boden- oder Method and device for drilling holes in ground or
Gesteinsmaterial Rock material
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch gebildet wird und wobei während des Bohrvorgangs ein gasförmiges Spülfluid, insbesondere Luft, in Bereichen am Außenumfang einer Abbaufläche der Bohrkrone in den Bereich vor der Bohrkrone eingebracht wird und gemeinsam mit abgebautem Material über wenigstens eine im Wesentlichen zentrale Durchtrittsöffnung der Bohrkrone aus dem Bohrloch ausgebracht wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial, wobei eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch ausbildet und während des Bohrvorgangs ein Spülfluid in den Bereich vor der Bohrkrone einbringbar und gemeinsam mit abgebautem Material aus dem Bohrloch ausbringbar ist, wobei die Bohrkrone im Bereich des Außenumfangs ihrer Abbaufläche wenigstens eine Austrittsöffnung für ein gasförmiges Spülfluid, insbesondere Luft, aufweist und wenigstens eine im Wesentlichen zentrale Durchtrittsöffnung an derThe present invention relates to a method for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material, a borehole being formed by a drill bit mounted on a drill string and wherein a gaseous flushing fluid, in particular air, in Areas on the outer circumference of a mining surface of the drill bit is introduced into the area in front of the drill bit and is brought out of the borehole together with the excavated material via at least one essentially central passage opening of the drill bit. The present invention also relates to a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material, a drill bit mounted on a drill rod forming a borehole and a flushing fluid being introduced into the area in front of the drill bit during the drilling process and can be brought out of the borehole together with the excavated material, the drill bit having at least one outlet opening for a gaseous flushing fluid, in particular air, in the area of the outer circumference of its excavation surface and at least one essentially central passage opening at the
Bohrkrone für ein Ausbringen des Spülfluids gemeinsam mit abgebautem Material vorgesehen ist. Drill bit is provided for discharging the flushing fluid together with the excavated material.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Einbringung eines Spülfluids an einem Außenbereich einer Abbaufläche einer Bohrkrone und einem Abtransport des Spülfluids gemeinsam mit abgebautem Material sind bei als Bohrhammer ausgebildeten Bohrvorrichtungen beispiels weise aus der DE 28 54 461 A1 oder der EP 0 692 062 B1 bekannt. Hiebei wird das Antriebsmedium, insbesondere Druckluft, für die Beaufschlagung des Bohrhammers über aufwendige Ventil- und Leitungskonstruktionen auch als Spülfluid eingesetzt. Ein abgewandeltes Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bohren, insbeson dere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteins material sind beispielsweise der AT-B 390 303 zu entnehmen. Bei diesem bekannten Verfahren sowie dieser bekannten Vorrichtung wird ein hohles Bohrgestänge verwendet, um eine Zufuhr eines Spülmittels in einen im Wesentlichen mittigen Bereich der Bohrkrone bzw. der Abbaufläche derselben zum Spülen und Kühlen derselben zu ermöglichen. Weiters ist bei dieser bekannten Ausführungsform vorgesehen, dass das abgebaute Material am Außenumfang des Bohrgestänges nach außen bzw. aus dem Bohrloch ge fördert oder ausgebracht wird. Eine ähnliche Ausführungsform, wobei wiederum in den Bereich der Abbaufläche der Bohrkrone ein Spülmittel eingebracht wird und dieses Spülmittel gemeinsam mit abgebautem Material insbesondere in einem Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und einem an die Bohrkrone anschließenden Mantel- bzw. Hüllrohr ausgebracht wird, ist beispielsweise der WO A1 2005/031107 zu entnehmen. A method as well as a device of the type mentioned at the beginning with an introduction of a flushing fluid on an outer area of a mining surface of a drill bit and a removal of the flushing fluid together with the excavated material are, for example, from DE 28 54 461 A1 or EP 0 692 in drilling devices designed as hammer drills 062 B1 known. The drive medium, in particular compressed air, is also used as a flushing fluid to act on the hammer drill via complex valve and line constructions. A modified method and a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material can be found in AT-B 390 303, for example. In this known method and in this known device, a hollow drill rod is used in order to enable a flushing agent to be fed into a substantially central region of the drill bit or the excavation surface thereof for flushing and cooling the same. Furthermore, in this known embodiment, it is provided that the excavated material on the outer circumference of the drill string to the outside or from the borehole ge promotes or is brought out. A similar embodiment, in which a rinsing agent is again introduced into the area of the excavation area of the drill bit and this rinsing agent is applied together with the excavated material, in particular in an annular space between the drill rod and a casing or casing tube adjoining the drill bit, is, for example, WO A1 2005/031107 can be found.
Bei diesen bekannten Ausführungsformen wird üblicherweise Wasser oder eine ähnliche Spülflüssigkeit sowohl zum Spülen als auch zum Kühlen der Bohrkrone bzw. insbesondere der Abbaufläche derselben verwendet, wobei sich insbesondere unter Berücksichtigung eines üblicherweise geringen Freiraums an der Außenfläche der Bohrkrone sowie eines zwischen einem Bohrgestänge und einem Hüllrohr zur Verfügung stehenden Freiraums Probleme bei der Ausbringung des abgebauten Materials ergeben. Weiters ist bei Einsatz einer Spülflüssigkeit insbesondere in lockerem Boden- oder Gesteinsmaterial nicht sichergestellt, dass eine derartige Spülflüssigkeit nicht zu Auswaschungen oder zur Ausbildung großer Hohlräume im Bohrloch führt, welche beispielsweise nachfolgend durch eine Einbringung von großen Mengen von Verfüllmaterial, wie beispielsweise Beton gefüllt werden müssen. In these known embodiments, water or a similar rinsing liquid is usually used both for rinsing and for cooling the drill bit or, in particular, the excavation surface thereof, whereby in particular taking into account a usually small free space on the outer surface of the drill bit and between a drill rod and a casing tube The free space available gives rise to problems in the application of the excavated material. Furthermore, when using a flushing liquid, especially in loose soil or rock material, it is not ensured that such a flushing liquid does not lead to leaching or the formation of large cavities in the borehole, which for example subsequently have to be filled by introducing large quantities of backfill material, such as concrete .
Weiters werden bei der Herstellung von Löchern bzw. Bohrungen in Boden oder Gesteinsmaterial zunehmend insbesondere regulatorische Anforderungen gestellt, wonach bei einer derartigen Herstellung von Löchern bzw. Bohrungen das abgebaute Material, insbesondere falls es sich um kontaminiertes Material handeln sollte, zu sammeln und getrennt zu entsorgen ist. Zusätzlich sind zunehmend Anforderungen im Hinblick darauf zu erfüllen, dass die Menge des abgebauten Materials feststellbar bzw. nachweisbar sein muss. Furthermore, in the production of holes or bores in soil or rock material, regulatory requirements are increasingly being imposed, according to which, in such a production of holes or bores, the excavated material, in particular if it is contaminated material should be collected and disposed of separately. In addition, there are increasing requirements to be met with regard to the fact that the amount of material degraded must be ascertainable or verifiable.
Es ist beispielsweise einsichtig, dass mit den bekannten Ausführungsformen, bei welchen eine zuverlässige Ausbringung des abgebauten Materials gemeinsam mit dem Spülfluid bzw. einer Spülflüssigkeit nicht bzw. nicht genau nachvollzogen werden konnte, auch eine Bildung unerwünschter Hohlräume durch ein Eindringen von Spülflüssigkeit in umgebendes Boden- oder Gesteins material nicht nachgewiesen bzw. sinnvoll ermittelt werden kann. It is evident, for example, that with the known embodiments, in which a reliable discharge of the degraded material together with the flushing fluid or a flushing liquid could not or not precisely be traced, the formation of undesired cavities due to the penetration of flushing liquid into the surrounding soil or rock material cannot be detected or sensibly determined.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial der eingangs genannten Art dahin gehend weiterzubilden, dass die Nachteile der oben erwähnten bekannten Ausführungsformen vermieden bzw. zumindest weitestgehend reduziert werden können. Die Erfindung zielt insbesondere darauf ab, ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welchen sichergestellt werden kann, dass das gesamte abgebaute Material zuverlässig aus dem hergestellten Loch bzw. der hergestellten Bohrung ausgebracht wird und gegebenenfalls bzw. erforderlichenfalls auch eine exakte Feststellung und/oder Trennung des ausgebrachten Materials ermöglicht wird. The present invention is therefore aimed at developing a method and a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes in soil or rock material of the type mentioned at the outset in such a way that the disadvantages of the above-mentioned known embodiments are avoided or at least largely can be reduced. The invention aims in particular to provide such a method and such a device with which it can be ensured that all of the excavated material is reliably discharged from the hole or bore made and, if necessary or necessary, an exact one Determination and / or separation of the applied material is made possible.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung des Spülfluids vor die Abbaufläche über wenigstens eine Austrittsöffnung einer eine zentrale bzw. mittige Pilotbohrkrone umgebenden Ringbohrkrone vorgenommen wird und das Spülfluid mit dem abgebauten Material über die wenigstens eine in der Pilotbohrkrone ausgebildete Durchtrittsöffnung ausgebracht wird. Dadurch, dass erfindungsgemäß ein gasförmiges Spülfluid, insbesondere Luft, in Be reichen am Außenumfang einer Abbaufläche der Bohrkrone über die wenig stens eine Austrittsöffnung der Ringbohrkrone vor die Bohrkrone eingebracht wird, wird sichergestellt, dass im Wesentlichen lediglich der tatsächlich vor der Bohrkrone liegende Raum mit dem Spülfluid, insbesondere der Luft beaufschlagt wird, so dass ein Entweichen des Spülfluids in Bereiche seitlich außerhalb der Bohrkrone insbesondere bei einer Ausbringung aus dem Bohrloch weitestgehend vermieden werden kann. Diese gezielte Ausbringung des Spülfluids lediglich in den Raum unmittelbar vor der von der Pilotbohrkrone und der Ringbohrkrone gebildeten Bohrkrone wird erfindungsgemäß dadurch unterstützt, dass das ausgebrachte Spülfluid gemeinsam mit dem abgebauten Material über die wenigstens eine im Wesentlichen zentrale Durchtrittsöffnung der Pilotbohrkrone aus dem Bohrloch ausgebracht wird, so dass sichergestellt wird, dass nach einem Einbringen des Spülfluids im Wesentlichen am Außenumfang der Abbaufläche der Bohrkrone dieses Spülfluid unmittelbar durch eine nachfolgende Entfernung desselben gemeinsam mit dem abge bauten Material über die wenigstens eine zentrale Durchtrittsöffnung ein rücklaufender Druck des Spülfluids, insbesondere Luft, in diesem zentralen Bereich der Bohrkrone erzeugt wird. Es wird derart insbesondere zuverlässig sichergestellt, dass das abgebaute Material, welches sich im Wesentlichen vor der Abbaufläche der Bohrkrone befindet, unmittelbar nach dessen Abbau gemeinsam mit dem eingebrachten Spülfluid ausgebracht bzw. ausgetragen wird. To solve these problems, a method of the type mentioned at the beginning is essentially characterized in that the flushing fluid is introduced in front of the excavation surface via at least one outlet opening of an annular drill bit surrounding a central or central pilot drill bit and the flushing fluid with the excavated material is carried out via the at least one through opening formed in the pilot bit is brought out. The fact that, according to the invention, a gaseous flushing fluid, in particular air, is introduced in front of the drill bit in Be on the outer circumference of a mining surface of the drill bit via the at least one outlet opening of the ring drill bit, ensures that essentially only the actually before the The space lying on the drill bit is acted upon by the flushing fluid, in particular the air, so that an escape of the flushing fluid in areas laterally outside the drill bit can be largely avoided, in particular when it is discharged from the borehole. This targeted discharge of the flushing fluid only into the space immediately in front of the drill bit formed by the pilot drill bit and the ring drill bit is supported according to the invention in that the flushed fluid is discharged from the borehole together with the excavated material via the at least one essentially central passage opening of the pilot drill bit, so that it is ensured that after the flushing fluid has been introduced essentially on the outer circumference of the excavation surface of the drill bit, this flushing fluid is immediately returned to the flushing fluid, in particular air, by a subsequent removal of the same together with the degraded material via the at least one central passage opening central area of the drill bit is generated. In this way, it is particularly reliably ensured that the excavated material, which is located essentially in front of the excavation surface of the drill bit, is discharged or discharged together with the flushing fluid introduced immediately after its degradation.
Zur Bereitstellung definierter Strömungsverhältnisse des Spülfluids, insbeson dere der Luft, insbesondere im Bereich unmittelbar vor der Abbaufläche der Bohrkrone wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Spülfluid über einen äußeren Ringraum eines als doppelwandiges Rohr ausgebildeten Bohrgestänges in den Bereich der Abbaufläche der Bohrkrone eingebracht wird und dass das Spülfluid gemeinsam mit dem abgebauten Material über einen innenliegenden Hohlraum des doppelwandigen Bohrgestänges aus dem Bohrloch ausgebracht wird. Durch die Ausbildung des Bohrgestänges als doppelwandiges Rohr kann somit das Spülfluid in zuverlässiger Weise in Bereiche bzw. Austrittsöffnungen am Außenumfang der Abbaufläche der Bohrkrone eingebracht werden und es kann das eingebrachte Spülfluid gemeinsam mit dem abgebauten Material zuverlässig über den zentralen bzw. innenliegenden Hohlraum des doppelwandigen Bohrgestänges ausgebracht werden. To provide defined flow conditions of the flushing fluid, in particular the air, in particular in the area directly in front of the excavation surface of the drill bit, it is proposed according to a preferred embodiment that the flushing fluid be introduced into the area of the excavation surface of the drill bit via an outer annular space of a drill rod designed as a double-walled tube and that the flushing fluid is discharged from the borehole together with the excavated material via an internal cavity of the double-walled drill pipe. By designing the drill rod as a double-walled tube, the flushing fluid can thus be reliably introduced into areas or outlet openings on the outer circumference of the excavation surface of the drill bit and the flushing fluid introduced can be reliably transferred together with the excavated material central or inner cavity of the double-walled drill rod are brought out.
Neben der Erzielung eines reinen Spül- bzw. Kühleffekts der Bohrkrone durch das Spülfluid wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Spülfluid darüber hinaus als Arbeitsfluid für eine Beaufschlagung einer Hammereinheit eines Imlochhammers eingesetzt wird. Derart lässt sich gemeinsam mit einer zuverlässigen Ausbringung des abgebauten Materials auch ein äußerst effizientes Bohrverfahren durch Einsatz eines Imlochhammers zur Beaufschlagung der von der Pilotbohrkrone und der diese umgebenden Ringbohrkrone gebildeten Bohrkrone zur Verfügung stellen. In addition to achieving a pure rinsing or cooling effect of the drill bit by means of the rinsing fluid, it is proposed according to a further preferred embodiment that the rinsing fluid is also used as a working fluid for acting on a hammer unit of a down-the-hole hammer. In this way, together with reliable extraction of the excavated material, an extremely efficient drilling method can also be made available by using a down-the-hole hammer to act on the drill bit formed by the pilot drill bit and the ring drill bit surrounding it.
Insbesondere zur Abstützung des hergestellten Lochs bzw. der hergestellten Bohrung beispielsweise bei brüchigem Boden- oder Gesteinsmaterial sowie zur Sicherstellung einer Abdichtung im Bereich der Innenwand des hergestellten Lochs, um ähnlich wie bei den eingangs erwähnten bekannten Ausführungs formen einen im Wesentlichen nicht kontrollierbaren Durchtritt von abgebautem Material zu vermeiden, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass gemeinsam mit der Bohrkrone ein mit der Bohrkrone an einem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende gekoppeltes Hüll- bzw. Mantelrohr in das Bohrloch eingebracht wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht. In particular to support the hole produced or the hole produced, for example in the case of brittle soil or rock material, and to ensure a seal in the area of the inner wall of the hole produced, in order, similar to the known embodiment mentioned above, to form an essentially uncontrollable passage of degraded material To avoid this, it is also proposed that, together with the drill bit, a casing pipe coupled to the drill bit at an end facing away from the working surface of the drill bit is introduced into the borehole, as corresponds to a further preferred embodiment of the method according to the invention.
Wie bereits eingangs erwähnt, wird bei einer Herstellung von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial zunehmend gefordert, dass das abgebaute Material gesichert bzw. getrennt wird, wofür gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen wird, dass das mit dem Spülfluid aus dem Bohrloch ausgebrachte, abgebaute Material insbesondere nach einer Trennung von dem Spülfluid gesammelt wird. In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungs form vorgeschlagen, dass das Volumen und/oder Gewicht des abgebauten Ma terials nach dem Ausbringen aus dem Bohrloch bestimmt wird bzw. werden. Derart kann erfindungsgemäß zuverlässig und in einfacher Weise überprüft werden, ob in Kenntnis des bekannten Volumens des hergestellten Lochs bzw. der hergestellten Bohrung das gesammelte abgebaute Material den Dimensionen des Lochs entspricht, so dass insbesondere überprüft werden kann, ob nicht, beispielsweise in brüchigem oder losem Material, Hohlräume während des Bohrvorgangs entstanden sind, welche unmittelbar zu Festigkeits problemen oder Setzungen im Bereich des hergestellten Lochs führen können und/oder gegebenenfalls den Einsatz erhöhter Mengen an Verfestigungs material, wie beispielsweise Beton bedingen können. Weiters kann durch die erfindungsgemäß vorgesehene Sammlung des abgebauten Materials, insbe sondere nach einer Trennung von dem Spülfluid, sichergestellt werden, dass gegebenenfalls kontaminiertes Material zuverlässig getrennt entsorgt werden kann. As already mentioned at the beginning, when making holes in the ground or rock material, there is an increasing demand that the excavated material be secured or separated, for which purpose, according to a further preferred embodiment of the method according to the invention, it is proposed that the material discharged from the borehole with the flushing fluid, degraded material is collected especially after separation from the flushing fluid. In this context, it is proposed according to a further preferred embodiment that the volume and / or weight of the mined material is or are determined after it has been extracted from the borehole. According to the invention, this can be checked reliably and in a simple manner Whether, with knowledge of the known volume of the hole produced or the hole produced, the collected material corresponds to the dimensions of the hole, so that in particular it can be checked whether, for example in brittle or loose material, voids have not arisen during the drilling process, which can lead directly to strength problems or subsidence in the area of the hole produced and / or possibly require the use of increased amounts of solidifying material, such as concrete. Furthermore, through the collection of the degraded material provided according to the invention, in particular after separation from the flushing fluid, it can be ensured that any contaminated material can be reliably disposed of separately.
Zur Erzielung eines entsprechend raschen Bohrfortschritts wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Bohrkrone zur Ausbildung des Bohrlochs einer schlagenden und/oder drehenden Beauf schlagung unterworfen wird. In order to achieve a correspondingly rapid drilling progress, it is proposed according to a further preferred embodiment that the drill bit is subjected to a percussive and / or rotating impact to form the borehole.
Weiters ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass die Bohrkrone in einem an die Abbaufläche anschließenden Bereich im Wesentlichen dichtend an der Bohrlochwand geführt wird, wodurch eine zuverlässige Ausbringung des gesamten abgebauten Materials durch die wenigstens eine im Wesentlichen zentrale Durchtrittsöffnung der Bohrkrone sichergestellt wird. Furthermore, it is preferably provided according to the invention that the drill bit is guided essentially sealingly on the borehole wall in an area adjoining the excavation surface, which ensures reliable discharge of all the excavated material through the at least one essentially central passage opening of the drill bit.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung der oben genannten Art im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone von einer zentralen bzw. mittigen Pilotbohrkrone und einer die Pilotbohrkrone umgebenden Ringbohrkrone gebildet ist und dass die wenigstens eine Austrittsöffnung für das Einbringen des Spülfluids vor die Abbaufläche in der Ringbohrkrone ausgebildet ist und die wenigstens eine Durchtrittsöffnung für ein Ausbringen des Spülfluids mit dem abgebauten Material in der Pilotbohrkrone ausgebildet ist. Wie oben bereits erwähnt, gelingt derart nicht nur eine zuverlässige Spülung bzw. Kühlung der von der Pilot- bohrkrone und der Ringbohrkrone gebildeten Bohrkrone sowie von deren Abbaufläche, sondern es wird darüber hinaus sichergestellt, dass durch eine gerichtete Umlenkung des Spülfluids von den Bereichen des Außenumfangs der Abbaufläche der Bohrkrone und insbesondere der Ringbohrkrone in Richtung zu der wenigstens einen im Wesentlichen zentralen Durchtrittsöffnung der Pilotbohrkrone auch das gesamte abgebaute Material gemeinsam mit dem Spülfluid aus dem hergestellten Loch bzw. der hergestellten Bohrung ausgebracht werden kann. To solve the above-mentioned objects, a device of the above-mentioned type is also essentially characterized in that the drill bit is formed by a central or central pilot drill bit and an annular drill bit surrounding the pilot drill bit and that the at least one outlet opening for the introduction of the flushing fluid is in front the mining surface is formed in the ring drill bit and the at least one passage opening for discharging the flushing fluid with the excavated material is formed in the pilot drill bit. As already mentioned above, this not only enables reliable flushing or cooling of the pilot Drill bit and the ring drill bit formed as well as their mining surface, but it is also ensured that by a directional deflection of the flushing fluid from the areas of the outer circumference of the mining surface of the drill bit and in particular the ring drill bit in the direction of the at least one essentially central passage opening of the pilot drill bit the entire excavated material can also be discharged from the hole or bore produced together with the flushing fluid.
Für eine gleichmäßige Beaufschlagung des Raums vor der Abbaufläche der Bohrkrone ist insbesondere bei großflächigen Bohrkronen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Bohrkrone an ihrer Abbaufläche eine Mehrzahl von im Wesentlichen gleichmäßig über den Umfang verteilten Austrittsöffnungen für das Spülfluid in der Ringbohrkrone aufweist. Derart erfolgt eine über den Umfang bzw. Außenumfang der Bohrkrone gleichmäßige Verteilung des Spülfluids, insbesondere von Luft, so dass zuverlässig die gesamte Abbaufläche der Bohrkrone von dem Spülfluid überstrichen wird und auch über die gesamte Abbaufläche das abgebaute Material gemeinsam mit dem Spülfluid über die wenigstens eine mittige bzw. zentrale Durchtrittsöffnung ausgebracht werden kann. For a uniform loading of the space in front of the excavation surface of the drill bit, particularly in the case of large-area drill bits, according to a preferred embodiment, the drill bit has a plurality of outlet openings for the flushing fluid in the ring drill bit that are essentially evenly distributed over the circumference. In this way, the flushing fluid, in particular air, is evenly distributed over the circumference or outer circumference of the drill bit, so that the entire excavation area of the drill bit is reliably swept over by the flushing fluid and also over the entire excavation area the excavated material together with the flushing fluid via the at least one central or central passage opening can be brought out.
Für eine konstruktiv besonders einfache und zuverlässige Zufuhr des Spülfluids sowie die nachfolgende Ausbringung desselben gemeinsam mit dem abgebauten Material wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass das Bohrgestänge von einem doppelwandigen Rohr gebildet ist, wobei das Spülfluid über ein äußeren Ringraum des Bohrgestänges in den Bereich der Abbaufläche der Bohrkrone einbringbar ist und das Spülfluid gemeinsam mit dem abge bauten Material über einen innenliegenden Hohlraum des doppelwandigen Bohrgestänges aus dem Bohrloch ausbringbar ist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht. For a structurally particularly simple and reliable supply of the flushing fluid as well as the subsequent discharge of the same together with the excavated material, it is also proposed that the drill rod is formed by a double-walled tube, with the flush fluid via an outer annular space of the drill rod into the area of the excavation area Drill bit can be introduced and the flushing fluid can be brought out of the borehole together with the removed material via an internal cavity of the double-walled drill string, as corresponds to a further preferred embodiment of the device according to the invention.
Neben einem Einsatz des Spülfluids zur Spülung bzw. Kühlung der Bohrkrone als auch zum Abtransport des abgebauten Materials wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Bohrkrone an ihrem von der Abbaufläche abgewandten Ende mit einer Hammereinheit eines Imlochhammers gekoppelt ist, welche durch das Spülfluid beaufschlagbar ist. Derart wird das Spülfluid gleichzeitig auch zur Verbesserung der Abbauleistung unter Erhöhung der Bohrgeschwindigkeit unter Einsatz eines Imlochhammers für die Beaufschlagung der von der Ringbohrkrone und Pilotbohrkrone gebildeten Bohrkrone eingesetzt. In addition to using the flushing fluid for flushing or cooling the drill bit as well as for transporting away the excavated material, according to a further In a preferred embodiment, it is proposed that the drill bit is coupled at its end facing away from the excavation surface with a hammer unit of a down-the-hole hammer, which can be acted upon by the flushing fluid. In this way, the flushing fluid is also used at the same time to improve the mining performance while increasing the drilling speed using a down-the-hole hammer to act on the drill bit formed by the ring drill bit and pilot drill bit.
Insbesondere zur Sicherung des Lochs bzw. der Bohrung in brüchigem Bodenoder Gesteinsmaterial und/oder zur Verhinderung eines Austritts von abgebautem Material aus dem hergestellten Loch am Außenumfang des Bohrgestänges wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass gemeinsam mit der Bohrkrone ein mit der Bohrkrone an einem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende gekoppeltes Hüll- bzw. Mantelrohr einbringbar ist. In particular to secure the hole or the bore in fragile soil or rock material and / or to prevent the escape of degraded material from the hole produced on the outer circumference of the drill rod, it is proposed according to a further preferred embodiment that, together with the drill bit, a joint with the drill bit on one from the end facing away from the excavation surface of the drill bit, coupled casing or jacket pipe can be introduced.
Wie bereits oben mehrfach erwähnt, wird zunehmend gefordert, dass das bei der Herstellung eines Lochs bzw. einer Bohrung in Boden- oder Gesteins material abgebaute Material gesammelt und/oder überprüft wird, wobei in diesem Zusammenhang gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, dass außerhalb des Bohrlochs an das den innenliegenden Hohlraum definierende Rohrelement des Bohrgestänges eine Vorrichtung zum Sammeln des aus dem Bohrloch ausgebrachten abgebauten Materials, insbesondere nach einem Passieren einer Vorrichtung zur Trennung von dem Spülfluid, anschließt. In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass eine Vorrichtung zur Bestimmung des Volumens und/oder Gewichts des abgebauten Materials nach dem Ausbringen aus dem Bohrloch vorgesehen ist. Nach einer Trennung des abgebauten Materials insbesondere von dem Spülfluid sowie einer Bestimmung von Volumen und/oder Gewicht des abgebauten Materials kann somit, wie dies oben bereits erwähnt wurde, zuverlässig beurteilt werden, dass bzw. ob das abgebaute Material mit den Abmessungen des hergestellten Lochs in Einklang steht und es kann erforderlichenfalls insbesondere ein kontaminiertes Material getrennt entsorgt werden. As already mentioned several times above, there is an increasing demand that the material excavated during the production of a hole or a bore in soil or rock material is collected and / or checked, in which connection it is proposed according to a further preferred embodiment that outside of the borehole, a device for collecting the excavated material discharged from the borehole, in particular after passing through a device for separating the flushing fluid, is connected to the tubular element of the drill string defining the inner cavity. In this context, it is proposed according to a further preferred embodiment that a device is provided for determining the volume and / or weight of the excavated material after it has been extracted from the borehole. After separating the degraded material, in particular from the flushing fluid, and determining the volume and / or weight of the degraded material, as already mentioned above, it can thus be reliably assessed that or whether the degraded material corresponds to the dimensions of the hole produced in Unison and if necessary a contaminated material can be disposed of separately.
Gemäß einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform ist darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass ein den innenliegenden Hohlraum definierendes Rohrelement des Bohrgestänges außerhalb des Bohrlochs durch einen Spülkopf für eine Zufuhr des Spülfluids und/oder einen Drehantrieb für eine drehende Beaufschlagung des Bohrkopfs über das Bohrgestänge geführt ist. According to a structurally particularly simple embodiment, it is also preferably provided that a tubular element of the drill rod defining the interior cavity is guided outside the borehole through a flushing head for supplying the flushing fluid and / or a rotary drive for rotating the drill head via the drill rod.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen: The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown schematically in the accompanying drawing. In this show:
Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungs gemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Lochs in einem Boden- oder Gesteinsmaterial; Fig. 1 is a schematic view, partly in section, of a device according to the invention for performing the method according to the invention for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, a hole in a soil or rock material;
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung Details der Bohrkrone sowie eines daran anschließenden Bereichs der erfindungsgemäßen Vorrichtung wiederum teil weise im Schnitt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und Fig. 3 bis Fig. 6 Schnittansichten entlang der Linien lll-lll, IV-IV, V-V bzw. Vl-Vl der Fig. 2 durch den Bereich der Bohrkrone der erfindungsgemäßen Vorrichtung in unterschiedlichen Schnittebenen. 2 shows, in an enlarged representation, details of the drill bit and an adjoining area of the device according to the invention, again partially in section for carrying out the method according to the invention; and FIGS. 3 to 6 show sectional views along the lines III-III, IV-IV, V-V and VI-VI of FIG. 2 through the region of the drill bit of the device according to the invention in different sectional planes.
In Fig. 1 ist schematisch mit 1 eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Lochs bzw. Bohrlochs 2 in einem mit 3 bezeichneten Boden- oder Gesteinsmaterial schematisch und teilweise im Schnitt gezeigt. In Fig. 1, a device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, a hole or borehole 2 in a soil or rock material designated by 3 is shown schematically and partially in section.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine an einem schematisch mit 4 bezeichneten Bohrgestänge gelagerte, allgemein mit 5 bezeichnete Bohrkrone, welche aus einer mittigen bzw. zentralen Pilotbohrkrone 6 sowie einer diese Pilotbohrkrone 6 umgebenden Ringbohrkrone 7 besteht, wie dies aus den nachfolgenden Darstellungen im Detail deutlicher ersichtlich werden wird. Die Bohrkrone 5 wird über das Bohrgestänge 4 durch einen schematisch mit 8 angedeuteten und außerhalb des Lochs 2 angeordneten Drehantrieb zu einer um die im Wesentlichen durch das Bohrgestänge 4 definierte Längsachse rotierenden Drehbewegung angetrieben. Darüber hinaus wird bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine mit dem von einer Abbaufläche 9 der Bohrkrone 5 abgewandten Ende zusammenwirkende Hammereinheit 10 zusätzlich zu einer schlagenden Bewegung nach dem Prinzip eines Imlochhammers beaufschlagt. The device 1 comprises a drill bit mounted on a drill rod schematically denoted by 4, generally denoted by 5, which consists of a central pilot drill bit 6 and an annular drill bit 7 surrounding this pilot drill bit 6, as shown in the following Representations in detail will become more apparent. The drill bit 5 is driven via the drill rod 4 by a rotary drive, indicated schematically by 8 and arranged outside the hole 2, to a rotary movement rotating around the longitudinal axis essentially defined by the drill rod 4. In addition, in the embodiment shown in FIG. 1, a hammer unit 10 cooperating with the end facing away from a working surface 9 of the drill bit 5 is additionally acted upon by a striking movement based on the principle of a down-the-hole hammer.
Das Bohrgestänge 4 ist, wie dies aus den nachfolgenden Figuren deutlicher ersichtlich werden wird, insbesondere von einem doppelwandigen Rohr gebildet, wobei über einen außenliegenden Hohlraum 11 desselben ein Spülfluid, insbesondere Luft, entsprechend den Pfeilen 12 in Richtung zu der Bohrkrone 5 bzw. der Abbaufläche 9 derselben geleitet wird. Das Spülfluid bzw. die Luft tritt im Bereich des Außenumfangs der Bohrkrone 5, wie dies insbesondere aus Fig. 2 bis 6 deutlicher ersichtlich werden wird, in den Raum vor der Abbaufläche 9 der Bohrkrone 5 aus der Ringbohrkrone 6 aus und wird, wie dies durch die Pfeile 13 in Fig. 1 angedeutet ist, in dem Raum vor der Abbaufläche 9 in Richtung zu im Wesentlichen zentralen Durchtrittsöffnungen 14 der Bohrkrone 5 bzw. der Pilotbohrkrone 6 gemeinsam mit abgebautem Material 15 umgelenkt, wobei zur Verdeutlichung in Fig. 1 die Bohrkrone 5 vom Bohrlochtiefsten geringfügig zurückgezogen dargestellt ist. The drill rod 4 is, as will become clearer from the following figures, in particular formed by a double-walled tube, with a flushing fluid, in particular air, via an external cavity 11 of the same, according to the arrows 12 in the direction of the drill bit 5 or the excavation surface 9 of the same is directed. The flushing fluid or the air emerges in the area of the outer circumference of the drill bit 5, as will be more clearly evident in particular from FIGS. 2 to 6, into the space in front of the mining surface 9 of the drill bit 5 from the ring drill bit 6 and, as is done through it the arrows 13 in Fig. 1 is indicated, in the space in front of the excavation surface 9 in the direction of essentially central through-openings 14 of the drill bit 5 or the pilot drill bit 6 together with the excavated material 15, with the drill bit 5 is shown slightly withdrawn from the bottom of the borehole.
Dieses gemäß den Pfeilen 13 umgelenkte Spülfluid wird gemeinsam mit dem abgebauten Material 15 entsprechend den Pfeilen 16 durch einen innenliegenden bzw. mittigen Hohlraum 17 im Inneren des doppelwandigen Bohrgestänges 4 aus dem Loch 2 ausgebracht. Das den innenliegenden Hohlraum 17 definierende Rohrelement 18 des doppelwandigen Bohrgestänges 4 wird nicht nur durch den Drehantrieb 8, sondern auch durch einen schema tisch mit 19 angedeuteten, ebenfalls außerhalb des Lochs 2 angeordneten Spülkopf 19 hindurchgeführt. Dieser Spülkopf 19 dient insbesondere zur Einbringung bzw. Zufuhr des Spülfluids, insbesondere der Luft, entsprechend dem Pfeil 20 in außenliegenden Hohl- bzw. Ringraum 11 des doppelwandigen Bohrgestänges 4. This flushing fluid, which is diverted according to the arrows 13, is discharged from the hole 2 together with the excavated material 15 according to the arrows 16 through an inner or central cavity 17 in the interior of the double-walled drill rod 4. The tubular element 18 of the double-walled drill rod 4 defining the inner cavity 17 is passed not only through the rotary drive 8, but also through a flushing head 19, indicated schematically with 19, also arranged outside the hole 2. This rinsing head 19 serves in particular to introduce or supply the rinsing fluid, in particular the air, accordingly the arrow 20 in the external hollow or annular space 11 of the double-walled drill rod 4.
Wie dies ebenfalls in Fig. 1 angedeutet ist, wird nach einem Passieren einer Vorrichtung 21 zur Abtrennung des Spülfluids bzw. der Luft entsprechend dem Pfeil 22 aus dem entsprechend den Pfeilen 16 ausgebrachten Gemisch aus Spülfluid und abgebautem Material das abgebaute Material 15 in einer Sammelvorrichtung 23 gesammelt. In dieser Sammelvorrichtung 23 kann entweder das Volumen des abgebauten Materials 15 ermittelt werden und/oder es kann zusätzlich durch eine Wägevorrichtung 24 auch das Gewicht des abgebauten Materials 15 ermittelt werden. Derart können die Abmessungen des hergestellten Lochs 2 zuverlässig mit der Menge des aus dem Loch 2 ausgetragenen abgebauten Materials 15 abgeglichen werden. Weiters kann durch die getrennte Sammlung des abgebauten Materials 15 in der Vorrichtung 23 dieses abgebaute Material 15 auch getrennt entfernt bzw. entsorgt werden, wie dies beispielsweise für kontaminiertes Material vermehrt gefordert wird. As is also indicated in FIG. 1, after passing through a device 21 for separating the flushing fluid or the air according to arrow 22 from the mixture of flushing fluid and degraded material discharged according to arrows 16, the degraded material 15 is collected in a collecting device 23 collected. In this collecting device 23, either the volume of the excavated material 15 can be determined and / or the weight of the excavated material 15 can additionally be determined by a weighing device 24. In this way, the dimensions of the hole 2 produced can be reliably compared with the amount of the excavated material 15 discharged from the hole 2. Furthermore, due to the separate collection of the degraded material 15 in the device 23, this degraded material 15 can also be removed or disposed of separately, as is increasingly required for contaminated material, for example.
Zur Unterstützung des Bohrvorgangs sowie zur Beschleunigung des Bohrfortschritts kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass das über das Außenrohr 11 eingebrachte Spülfluid auch auf die Hammereinheit 10 des Imlochhammers wirkt, so dass die Bohrkrone 5 insgesamt über den Bohrantrieb 8 einer drehenden als auch über die Hammereinheit 10 einer schlagenden Beaufschlagung unterworfen wird. To support the drilling process and to accelerate the drilling progress, provision can also be made for the flushing fluid introduced via the outer tube 11 to also act on the hammer unit 10 of the down-the-hole hammer, so that the drill bit 5 as a whole via the drill drive 8 of a rotating as well as via the hammer unit 10 is subjected to an impact.
Weiters ist in Fig. 1 angedeutet, dass insbesondere zur Herstellung einer Abdichtung und/oder zur Sicherung eines Lochs 2 in einem gegebenenfalls brüchigen Boden- oder Gesteinsmaterial 3 anschließend an das von der Abbaufläche 9 abgewandte Ende 12 der Bohrkrone ein Mantel- bzw. Hüllrohr 25 an die Bohrkrone 5 vorgesehen ist und gemeinsam mit dieser in das Loch 2 eingebracht wird. Furthermore, it is indicated in FIG. 1 that, in particular for producing a seal and / or for securing a hole 2 in a possibly brittle soil or rock material 3, a casing or casing tube 25 adjoins the end 12 of the drill bit facing away from the mining surface 9 is provided on the drill bit 5 and is introduced into the hole 2 together with it.
In bekannter Weise werden sowohl das doppelwandige Bohrgestänge 4 als auch das Hüll- bzw. Mantelrohr 25 beispielsweise über Steckverbindungen mit entsprechenden Dichtungen zur Erzielung entsprechend großer Bohrlochtiefen verlängert. In a known manner, both the double-walled drill rod 4 and the casing or jacket tube 25 are connected, for example, via plug connections corresponding seals to achieve correspondingly large borehole depths.
Durch die Einbringung des Spülfluids, insbesondere von Luft, im Bereich des Außenumfangs der Abbaufläche 9 der Bohrkrone 5 sowie eine Ausbringung des Spülfluids gemeinsam mit dem abgebauten Material 15 über die wenigstens eine Durchtrittsöffnung 14 in der Pilotbohrkrone 6 in einen inneren bzw. mittigen Hohlraum 17 des doppelwandigen Bohrgestänges 4 wird für die Ausbringung des Spülfluids sowie des abgebauten Materials 15 insgesamt ein Saugeffekt erzielt, welcher ermöglicht, dass derart das abgebaute Material 15 auch über große Längen eines hergestellten Lochs 2 aus dem Inneren desselben ausgebracht werden kann. By introducing the flushing fluid, in particular air, in the area of the outer circumference of the excavation surface 9 of the drill bit 5 and by applying the flushing fluid together with the excavated material 15 via the at least one passage opening 14 in the pilot drill bit 6 into an inner or central cavity 17 of the double-walled drill rod 4, a suction effect is achieved overall for the discharge of the flushing fluid and the excavated material 15, which enables the excavated material 15 to be brought out of the interior of the same over great lengths of a hole 2 produced.
In der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 2 ist wiederum in einer Schnitt darstellung ähnlich zu dar Darstellung gemäß Fig. 1 der Bereich der Bohrkrone 5 sowie der damit zusammenwirkenden Elemente der Vorrichtung 1 zur Her stellung eines Lochs 2 im Boden- oder Gesteinsmaterial 3 gezeigt, wobei die Darstellung der Bohrkrone 5 mit den mittigen Durchtrittsöffnungen 14 gegen über der Darstellung von Fig. 1 um 90° gedreht gezeigt ist. In the enlarged illustration according to FIG. 2, in a sectional illustration similar to the illustration according to FIG. 1, the area of the drill bit 5 and the interacting elements of the device 1 for making a hole 2 in the soil or rock material 3 are shown, wherein the illustration of the drill bit 5 with the central passage openings 14 is shown rotated by 90 ° compared to the illustration of FIG.
Hierbei ist wiederum durch Pfeile 12 die Einbringung des Spülfluids, insbesondere von Luft, sowohl zu der Hammereinheit 10 als auch in weiterer Folge in den Bereich am Außenumfang der Abbaufläche 9 der Bohrkrone 5 in der Ringbohrkrone 6 gezeigt. Aus den Schnittdarstellungen, insbesondere gemäß Fig. 4 bis 6 ist ersichtlich, dass die über den äußeren Ringraum 11 des doppelwandigen Bohrgestänges 4 zugeführte Luft als Spülfluid in mehreren mit 26 bezeichneten Durchtrittskanälen zu Austrittsöffnungen 27 geführt wird, welche am Außenumfang der Abbaufläche 9 der Bohrkrone 5 vorgesehen sind, wobei diese Austrittsöffnungen 27 in der Ringbohrkrone 7 münden. Here again, arrows 12 show the introduction of the flushing fluid, in particular air, both to the hammer unit 10 and subsequently into the area on the outer circumference of the excavation surface 9 of the drill bit 5 in the ring drill bit 6. From the sectional views, in particular according to FIGS. 4 to 6, it can be seen that the air supplied via the outer annular space 11 of the double-walled drill rod 4 is guided as flushing fluid in several passage channels designated by 26 to outlet openings 27, which are located on the outer circumference of the mining surface 9 of the drill bit 5 are provided, these outlet openings 27 opening into the ring drill bit 7.
Weiters ist auch aus den Schnittdarstellungen gemäß Fig. 3 bis 6 ersichtlich, dass die Rückführung bzw. Ausbringung des eingebrachten Spülfluids mit dem abgebauten Material 15 über den innenliegenden bzw. mittigen Hohlraum 17 des doppelwandigen Bohrgestänges 4 entsprechend dem Pfeil 16 über zwei im Wesentlichen mittige bzw. zentrale Durchtrittsöffnungen 14 an der Stirnfläche bzw. Abbaufläche 9 der Pilotbohrkrone 6 der Bohrkrone 5 erfolgt, welche in weiterer Folge in den innenliegenden Hohlraum 17 münden. Furthermore, it can also be seen from the sectional representations according to FIGS. 3 to 6 that the return or discharge of the flushing fluid introduced with the degraded material 15 via the inner or central cavity 17 of the double-walled drill rod 4 takes place according to the arrow 16 via two essentially central or central passage openings 14 on the end face or excavation surface 9 of the pilot drill bit 6 of the drill bit 5, which subsequently open into the inner cavity 17.
In Fig. 2 sind darüber hinaus an der Abbaufläche 9 der Bohrkrone beispiels weise von Hartmaterialeinsätzen 28 gebildete, im Wesentlichen stiftartige Abbauelemente angedeutet. In FIG. 2, essentially pin-like mining elements formed by hard material inserts 28, for example, are also indicated on the mining surface 9 of the drill bit.
Anstelle derartiger stiftartiger Abbauelemente 28 können auch entsprechende Schneiden oder dgl. an der Abbaufläche 9 der Bohrkrone 5 zur Unterstützung bzw. Beschleunigung des Bohrvorgangs vorgesehen sein. Instead of such pin-like dismantling elements 28, corresponding cutting edges or the like can also be provided on the dismantling surface 9 of the drill bit 5 to support or accelerate the drilling process.
Weiters ist insbesondere aus Fig. 2 deutlich ersichtlich, dass der an die Abbaufläche 9 anschließende Bereich 29 der Ringbohrkrone 7 im Wesentlichen dichtend an der Innenseite des Lochs 2 im Boden- bzw. Gesteinsmaterial 3 anliegt, so dass sichergestellt wird, dass das abgebaute Material 15 über die Durchtrittsöffnungen 14 sowie den anschließenden innenliegenden Hohlraum 17 des doppelwandigen Bohrgestänges 4 entsprechend dem Pfeil 16 gemein sam mit dem Spülfluid ausgebracht wird. Furthermore, it can be clearly seen in particular from FIG. 2 that the region 29 of the ring drill bit 7 adjoining the excavation surface 9 lies essentially sealingly against the inside of the hole 2 in the soil or rock material 3, so that it is ensured that the excavated material 15 via the passage openings 14 and the adjoining inner cavity 17 of the double-walled drill rod 4 according to the arrow 16 in common sam with the flushing fluid.
Darüber hinaus kann neben der in den Figuren dargestellten im Wesentlichen horizontalen Anordnung des herzustellenden Lochs 2, welches insbesondere zur Vereinfachung der Darstellung derart orientiert wurde, auch eine vertikale oder schräge Orientierung des herzustellenden Lochs 2 in dem Boden- oder Gesteinsmaterial 3 vorgesehen sein. Furthermore, in addition to the essentially horizontal arrangement of the hole 2 to be produced, which has been oriented in particular to simplify the illustration, a vertical or inclined orientation of the hole 2 to be produced in the soil or rock material 3 can be provided in the figures.
Weiters kann anstelle der im Ausführungsbeispiel gezeigten drehenden sowie schlagenden Beanspruchung durch den Drehantrieb 8 sowie die durch das Spülfluid zusätzlich beaufschlagte Hammereinheit 10 lediglich eine drehende Beaufschlagung der Bohrkrone 5 über den Drehantrieb 8 des Bohrgestänges 4 vorgesehen sein. Furthermore, instead of the rotating and impacting stress shown in the exemplary embodiment by the rotary drive 8 and the hammer unit 10 additionally acted upon by the flushing fluid, only a rotary act of acting on the drill bit 5 via the rotary drive 8 of the drill rod 4 can be provided.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern (2) in Boden- oder Gesteinsmaterial (3), wobei durch eine an einem Bohrgestänge (4) gelagerte Bohrkrone (5) ein Bohrloch (2) gebildet wird und wobei während des Bohrvorgangs ein gasförmiges Spülfluid, insbesondere Luft, in Bereichen am Außenumfang einer Abbaufläche (9) der Bohrkrone (5) in den Bereich vor der Bohrkrone (5) eingebracht wird und gemeinsam mit abge bautem Material (15) über wenigstens eine im Wesentlichen zentrale Durch trittsöffnung (14) der Bohrkrone (5) aus dem Bohrloch (2) ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung des Spülfluids vor die Abbaufläche (9) über wenigstens eine Austrittsöffnung (27) einer eine zentrale bzw. mittige Pilotbohrkrone (6) umgebenden Ringbohrkrone (7) vorgenommen wird und das Spülfluid mit dem abgebauten Material über die wenigstens eine in der Pilotbohrkrone (6) ausgebildete Durchtrittsöffnung (14) ausgebracht wird. 1. A method for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, holes (2) in soil or rock material (3), with a drill bit (5) mounted on a drill rod (4) forming a borehole (2) and during During the drilling process, a gaseous flushing fluid, in particular air, is introduced into areas on the outer circumference of a mining surface (9) of the drill bit (5) in the area in front of the drill bit (5) and together with the material (15) that has been built up via at least one essentially central passage outlet opening (14) of the drill bit (5) is brought out of the borehole (2), characterized in that the flushing fluid is introduced in front of the excavation surface (9) via at least one outlet opening (27) surrounding a central or central pilot drill bit (6) Ring drill bit (7) is made and the flushing fluid with the excavated material is discharged through the at least one passage opening (14) formed in the pilot drill bit (6).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid über einen äußeren Ringraum (11) eines als doppelwandiges Rohr ausgebildeten Bohrgestänges (4) in den Bereich der Abbaufläche (9) der Bohrkrone (5) eingebracht wird und dass das Spülfluid gemeinsam mit dem abgebauten Material (15) über einen innenliegenden Hohlraum (17) des doppelwandigen Bohrgestänges (4) aus dem Bohrloch (2) ausgebracht wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the flushing fluid is introduced into the area of the excavation surface (9) of the drill bit (5) via an outer annular space (11) of a drill rod (4) designed as a double-walled tube and that the flushing fluid is introduced together with the excavated material (15) is brought out of the borehole (2) via an internal cavity (17) of the double-walled drill rod (4).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid darüber hinaus als Arbeitsfluid für eine Beaufschlagung einer Hammereinheit (10) eines Imlochhammers eingesetzt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the flushing fluid is also used as a working fluid for applying a hammer unit (10) of a down-the-hole hammer.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsam mit der Bohrkrone (5) ein mit der Bohrkrone (5) an einem von der Abbaufläche (9) der Bohrkrone (5) abgewandten Ende gekoppeltes Hüll- bzw. Mantelrohr (25) in das Bohrloch (2) eingebracht wird. 4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that together with the drill bit (5) with the drill bit (5) at an end remote from the mining surface (9) of the drill bit (5) coupled casing or jacket tube (25) is introduced into the borehole (2).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Spülfluid aus dem Bohrloch (2) ausgebrachte, abgebaute Material (15) insbesondere nach einer Trennung von dem Spülfluid gesammelt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the degraded material (15) discharged from the borehole (2) with the flushing fluid is collected in particular after separation from the flushing fluid.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen und/oder Gewicht des abgebauten Materials (15) nach dem Ausbringen aus dem Bohrloch (2) bestimmt wird bzw. werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the volume and / or weight of the excavated material (15) is or are determined after it has been extracted from the borehole (2).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (5) zur Ausbildung des Bohrlochs (2) einer schlagenden und/oder drehenden Beaufschlagung unterworfen wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the drill bit (5) to form the borehole (2) is subjected to a percussive and / or rotating loading.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (5) in einem an die Abbaufläche (9) anschließenden Bereich (29) im Wesentlichen dichtend an der Bohrlochwand geführt wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the drill bit (5) is guided in a region (29) adjoining the excavation surface (9) in a substantially sealing manner on the borehole wall.
9. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, von Löchern (2) in Boden- oder Gesteinsmaterial (3), wobei eine an einem Bohr gestänge (4) gelagerte Bohrkrone (5) ein Bohrloch (2) ausbildet und während des Bohrvorgangs ein Spülfluid in den Bereich vor der Bohrkrone (5) ein- bringbar und gemeinsam mit abgebautem Material aus dem Bohrloch (2) ausbringbar ist, wobei die Bohrkrone (5) im Bereich des Außenumfangs ihrer Abbaufläche (9) wenigstens eine Austrittsöffnung (27) für ein gasförmiges Spülfluid, insbesondere Luft, aufweist und wenigstens eine im Wesentlichen zentrale Durchtrittsöffnung (14) an der Bohrkrone (5) für ein Ausbringen des Spülfluids gemeinsam mit abgebautem Material (15) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (5) von einer zentralen bzw. mittigen Pilotbohrkrone (6) und einer die Pilotbohrkrone (6) umgebenden Ringbohrkrone (7) gebildet ist und dass die wenigstens eine Austrittsöffnung (27) für das Einbringen des Spülfluids vor die Abbaufläche (9) in der Ringbohrkrone (7) ausgebildet ist und die wenigstens eine Durchtrittsöffnung (14) für ein Ausbringen des Spülfluids mit dem abgebauten Material in der Pilotbohrkrone (6) ausgebildet ist. 9. Device for drilling, in particular percussion or rotary percussion drilling, of holes (2) in soil or rock material (3), a drill bit (5) mounted on a drill rod (4) forming a borehole (2) and during the drilling process a flushing fluid can be introduced into the area in front of the drill bit (5) and discharged from the borehole (2) together with the excavated material, the drill bit (5) in the area of the outer circumference of its excavation surface (9) for at least one outlet opening (27) a gaseous flushing fluid, in particular air, and at least one essentially central passage opening (14) is provided on the drill bit (5) for discharging the flushing fluid together with the degraded material (15), characterized in that the drill bit (5) is provided by a central or central pilot drill bit (6) and an annular drill bit (7) surrounding the pilot drill bit (6) and that the at least one outlet opening (27) for introducing the flushing fluid in front of the Mining surface (9) is formed in the ring drill bit (7) and the at least one passage opening (14) for discharging the flushing fluid with the excavated material is formed in the pilot drill bit (6).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (5) an ihrer Abbaufläche (9) eine Mehrzahl von im Wesentlichen gleichmäßig über den Umfang verteilten Austrittsöffnungen (27) für das Spülfluid in der Ringbohrkrone (7) aufweist. 10. The device according to claim 9, characterized in that the drill bit (5) on its working surface (9) has a plurality of outlet openings (27) for the flushing fluid in the ring drill bit (7), which are substantially uniformly distributed over the circumference.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrgestänge (4) von einem doppelwandigen Rohr gebildet ist, wobei das Spülfluid über einen äußeren Ringraum (11) des Bohrgestänges (4) in den Bereich der Abbaufläche (9) der Bohrkrone (5) einbringbar ist und das Spülfluid gemeinsam mit dem abgebauten Material (15) über einen innenliegenden Hohlraum (17) des doppelwandigen Bohrgestänges (4) aus dem Bohrloch (2) ausbringbar ist. 11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the drill pipe (4) is formed by a double-walled tube, the flushing fluid via an outer annular space (11) of the drill pipe (4) in the area of the mining surface (9) of the drill bit (5) can be introduced and the flushing fluid can be discharged from the borehole (2) together with the excavated material (15) via an internal cavity (17) of the double-walled drill rod (4).
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone (5) an ihrem von der Abbaufläche (9) abgewandten Ende mit einer Hammereinheit (10) eines Imlochhammers gekoppelt ist, welche durch das Spülfluid beaufschlagbar ist. 12. The device according to claim 9, 10 or 11, characterized in that the drill bit (5) is coupled at its end facing away from the excavation surface (9) with a hammer unit (10) of a down-the-hole hammer, which can be acted upon by the flushing fluid.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsam mit der Bohrkrone (5) ein mit der Bohrkrone (5) an einem von der Abbaufläche (9) der Bohrkrone (5) abgewandten Ende gekoppeltes Hüll- bzw. Mantelrohr (25) einbringbar ist. 13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that together with the drill bit (5) a casing or jacket tube coupled to the drill bit (5) at an end facing away from the mining surface (9) of the drill bit (5) (25) can be brought in.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Bohrlochs (2) an das den innenliegenden Hohlraum (17) definierende Rohrelement (18) des Bohrgestänges (4) eine Vorrichtung (23) zum Sammeln des aus dem Bohrloch (2) ausgebrachten abgebauten Materials (15), insbesondere nach einem Passieren einer Vorrichtung (21) zur Trennung von dem Spülfluid, anschließt. 14. Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that outside the borehole (2) to the inner cavity (17) defining the tubular element (18) of the drill rod (4) a device (23) for collecting the from the borehole (2) discharged degraded material (15), in particular after passing through a device (21) for separation from the flushing fluid.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (23, 24) zur Bestimmung des Volumens und/oder Gewichts des abgebauten Materials (15) nach dem Ausbringen aus dem Bohrloch (2) vorgesehen ist. 15. Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that a device (23, 24) for determining the volume and / or Weight of the excavated material (15) is provided after the extraction from the borehole (2).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein den innenliegenden Hohlraum (17) definierendes Rohrelement (18) des Bohrgestänges (4) außerhalb des Bohrlochs (2) durch einen Spülkopf (19) für eine Zufuhr des Spülfluids und/oder einen Drehantrieb (8) für eine drehende Beaufschlagung des Bohrkopfs über das Bohrgestänge (4) geführt ist. 16. Device according to one of claims 9 to 15, characterized in that a tubular element (18) of the drill rod (4) outside the borehole (2) defining the inner cavity (17) through a flushing head (19) for a supply of the flushing fluid and / or a rotary drive (8) for a rotating application of the drill head via the drill rod (4) is guided.
PCT/EP2020/000079 2019-04-11 2020-03-31 Method and device for drilling holes in ground material or rock material WO2020207616A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA131/2019A AT522402B1 (en) 2019-04-11 2019-04-11 Method and device for drilling holes in soil or rock material
ATA131/2019 2019-04-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020207616A1 true WO2020207616A1 (en) 2020-10-15

Family

ID=70295079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/000079 WO2020207616A1 (en) 2019-04-11 2020-03-31 Method and device for drilling holes in ground material or rock material

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT522402B1 (en)
WO (1) WO2020207616A1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1016657B (en) * 1956-10-24 1957-10-03 Wolfgang Herbold Dr Ing Deep drilling device with a water jet pump for conveying the cuttings through the drill rods
DE2854461A1 (en) 1978-12-16 1980-06-19 Hydroc Gmbh RING DRILLING HAMMER
AT390303B (en) 1985-03-27 1990-04-25 Klemm Bohrtech DRILLING DEVICE
EP0692062B1 (en) 1993-04-08 1999-06-16 Sandvik Aktiebolag Down-hole hammer drill having reverse circulation and drill bit for the hammer drill
WO2005031107A1 (en) 2003-10-01 2005-04-07 Techmo Entwicklungs- Und Vertriebs Gmbh Method and device for boring holes in soil or rock
DE60207059T2 (en) * 2001-04-04 2006-07-27 Oy Atlas Copco Rotex Ab DRILLING AND DRILLING DEVICE
KR20060106115A (en) * 2005-04-06 2006-10-12 노승관 Large-caliber excavator for excavating ground and method thereof
EP1731708A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-13 Geomechanik Wasser- und Umwelttechnik GmbH Sledgehammer drilling apparatus and method
WO2007062490A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Sds Digger Tools Pty Ltd Fluid flow control means for a reverse circulation down hole hammer
WO2009066907A2 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Core Geotechnics Co., Ltd. Drill body with air-hammer for inducing reverse circulation effectively and drilling method using the same
WO2010071563A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Sandvik Intellectual Property Ab Drilling tool for percussive rock drilling as well as an expendable kit, a ring drill bit and a casing shoe therefor

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1016657B (en) * 1956-10-24 1957-10-03 Wolfgang Herbold Dr Ing Deep drilling device with a water jet pump for conveying the cuttings through the drill rods
DE2854461A1 (en) 1978-12-16 1980-06-19 Hydroc Gmbh RING DRILLING HAMMER
AT390303B (en) 1985-03-27 1990-04-25 Klemm Bohrtech DRILLING DEVICE
EP0692062B1 (en) 1993-04-08 1999-06-16 Sandvik Aktiebolag Down-hole hammer drill having reverse circulation and drill bit for the hammer drill
DE60207059T2 (en) * 2001-04-04 2006-07-27 Oy Atlas Copco Rotex Ab DRILLING AND DRILLING DEVICE
WO2005031107A1 (en) 2003-10-01 2005-04-07 Techmo Entwicklungs- Und Vertriebs Gmbh Method and device for boring holes in soil or rock
KR20060106115A (en) * 2005-04-06 2006-10-12 노승관 Large-caliber excavator for excavating ground and method thereof
EP1731708A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-13 Geomechanik Wasser- und Umwelttechnik GmbH Sledgehammer drilling apparatus and method
WO2007062490A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Sds Digger Tools Pty Ltd Fluid flow control means for a reverse circulation down hole hammer
WO2009066907A2 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Core Geotechnics Co., Ltd. Drill body with air-hammer for inducing reverse circulation effectively and drilling method using the same
WO2010071563A1 (en) * 2008-12-18 2010-06-24 Sandvik Intellectual Property Ab Drilling tool for percussive rock drilling as well as an expendable kit, a ring drill bit and a casing shoe therefor

Also Published As

Publication number Publication date
AT522402B1 (en) 2022-12-15
AT522402A1 (en) 2020-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0397870B1 (en) Method of casing the production seam in a well
DE2928445C2 (en) Drilling tool with a ring-shaped cutting edge
EP1731708B1 (en) Sledgehammer drilling apparatus and method
DE102008005452B4 (en) Process for consolidating soil sections and device for carrying out the process
DE1533644C3 (en) Method and device for almost horizontal drilling through dams made of layers of earth or rock
DE2924393A1 (en) Overlay borehole drilling rig - has independent rotary drives for inner and outer tubes on feed assembly
AT392517B (en) METHOD AND DEVICE FOR SECURING NON OR. Moderately stable, non-cohesive to slightly cohesive geological formations
DE2425293B2 (en) METHOD AND DEVICE FOR BREAKING A HARD COMPACT MATERIAL, IN PARTICULAR A ROCK
EP0371463A2 (en) Method for installing an anchor and injection drill anchoring for performing the method
DE102007002399B4 (en) Method and device for producing a cased continuous bore
EP1818499B1 (en) Apparatus for simultaneously drilling and casing boreholes
DE2422489C2 (en) Earth drill and method for inserting piles or the like.
EP2246482B1 (en) Method and device for producing a localised low friction foundation element
AT522402B1 (en) Method and device for drilling holes in soil or rock material
DE2505668A1 (en) DEVICE ON DRILLING EQUIPMENT
DE2924392C2 (en) Drilling device for overlay drilling
DE2758385C3 (en) Impact drilling device for large holes
EP3827156B1 (en) Borehole sealing device
DE851488C (en) Method and device for the extraction and extraction of minerals
DE3703534C2 (en)
EP1448866B1 (en) Method and device for boring holes
EP1600602B1 (en) Hydraulic drilling apparatus and method
AT408472B (en) Simultaneous drilling and lining of holes - using drill bit on drilling rod using striking or rotary motion and forming lining with sleeve tube pulled into hole by drill bit
DE10005941C2 (en) Down hole hammer screw with concreting pipe
DE19608815C1 (en) Device for producing sealing floor in ground, used in construction

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20719936

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20719936

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1