(19)
(11)EP 3 696 369 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
25.10.2023  Patentblatt  2023/43

(21)Anmeldenummer: 20157358.1

(22)Anmeldetag:  14.02.2020
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
E21B 17/00(2006.01)
E21B 47/09(2012.01)
E21B 17/03(2006.01)
E21B 7/04(2006.01)
E21B 3/02(2006.01)
(52)Gemeinsame Patentklassifikation (CPC) :
E21B 17/003; E21B 7/046; E21B 47/09; E21B 3/02; E21B 17/03

(54)

ERDBOHRVORRICHTUNG FÜR EIN KABELGEFÜHRTES BOHREN, VERFAHREN ZUM KABELGEFÜHRTEN ERDBOHREN UND VERWENDUNG BEIM KABELGEFÜHRTEN ERDBOHREN

EARTH BORING DEVICE FOR CABLE-GUIDED DRILLING, METHOD FOR CABLE-GUIDED EARTH BORING AND USE IN CABLE-GUIDED EARTH BORING

DISPOSITIF DE FORAGE DU SOL POUR UN FORAGE DIRIGÉ PAR CÂBLE, PROCÉDÉ DE FORAGE DU SOL DIRIGÉ PAR CÂBLE ET UTILISATION LORS DU FORAGE DU SOL DIRIGÉ PAR CÂBLE


(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30)Priorität: 15.02.2019 DE 102019001109

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
19.08.2020  Patentblatt  2020/34

(73)Patentinhaber: TRACTO-TECHNIK GmbH & Co. KG
57368 Lennestadt (DE)

(72)Erfinder:
  • Boike, Volker
    57368 Lennestadt (DE)
  • Hermes, Stefan
    57368 Lennestadt (DE)
  • Wurm, Dieter
    57399 Kirchhundem (DE)

(74)Vertreter: König Szynka Tilmann von Renesse Patentanwälte Partnerschaft mbB Düsseldorf 
Mönchenwerther Straße 11
40545 Düsseldorf
40545 Düsseldorf (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
EP-B1- 0 900 317
US-A1- 2002 104 661
US-A- 5 105 878
US-A1- 2005 167 121
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Erdbohrvorrichtung für ein kabelgeführtes Bohren mit einem Antrieb zum Verbinden und/oder Bewegen von Gestängeschüssen eines Bohrgestänges entlang einer Bohrgestängeachse und ein Verfahren zum kabelgeführten Erdbohren, bei dem ein Gestängeschuss, der Teil eines im Erdreich verbohrten Bohrgestänges ist und in dem ein Kabel vorhanden ist, mit einem weiteren Gestängeschuss verbunden wird.

    [0002] Um eine Erdbohrung genau steuern zu können, ist eine möglichst präzise Positionserfassung des Bohrkopfs im Erdreich notwendig. Hierzu stehen im Wesentlichen zwei unterschiedliche Verfahren zur Verfügung.

    [0003] Die Bestimmung der Position des Bohrkopfs kann durch einen Sender im Bohrkopf mittels eines elektromagnetischen Feldes durch das Erdreich erfolgen, hierzu wird ein als Walk-Over-Verfahren bekanntes Verfahren verwendet. Das Walk-Over-Verfahren ermöglicht ein zügiges Orten, und eine unkomplizierte Handhabung ist möglich. Oberhalb des Erdreichs wird mit einem Empfangsstärkemessgerät (Empfänger bzw. Receiver) der Bohrkopf lokalisiert, wobei das Maximum der Signalstärke des Sendersignals des Senders im Bohrkopf in Abhängigkeit von der Position des Empfangsstärkemessgeräts über dem Erdreich bestimmt wird. Dabei ist die Signalstärke abhängig von der Sendertiefe im Erdreich, wodurch auch eine Tiefenfeststellung möglich ist. Bei größer werdenden Bohrtiefen nimmt jedoch die Abweichungstoleranz zu.

    [0004] Für große Tiefen, eine höhere Genauigkeit in geringeren Tiefen und/oder unter abschirmenden oder völlig unzugänglichen Hindernissen wird das kabelgeführte Bohren für ein Orten des Bohrkopfs eingesetzt. Dazu wird jeder Abschnitt des Bohrgestänges, insbesondere jeder Gestängeschuss, mit einem innenliegenden Kabel versehen, welches mit den benachbarten Abschnitten des Bohrgestänges, insbesondere weiteren Gestängeschüssen, verbunden wird. Endseitig wird das Kabel nach jedem Hinzufügen eines Gestängeschusses nach außen geführt und mit einem Schleifring verbunden, an dem Daten einer Sonde am Bohrkopf bzw. einer am Bohrkopf benachbarten Position abgegriffen werden können. Die Daten können einer Bedienperson, insbesondere in einer Bedienkabine, angezeigt werden. Für einen Gestängewechsel ist es notwendig, dass das Kabel zum Einen mit dem Kabel des benachbarten - schon verbohrten Gestängeschuss, oder einem anderen Abschnitt des Bohrgestänges - verbunden wird, wobei die Verbindung manuell elektrisch isolierend geschützt wird und zum anderen muss das freie Ende des Kabels des neu hinzuzufügenden Gestängeschusses durch das Bohrgestänge nach außen geführt und mit dem Schleifring verbunden werden. Der bisher verwendete Vorgang und die bisher verwendeten Vorrichtungen sind zeit- und kostenintensiv.

    [0005] US 2005/0167121 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einbringen eines aus mehreren Rohrabschnitten bestehenden Rohres. Endseitig an dem Rohr ist zum Einbringen desselben ein Antrieb vorgesehen ("top drive"), an dem fest mit diesem verbunden ein Kabelmodul vorliegt.

    [0006] US 2002/0104661 A1, US 5,105,878 A und EP 0 900 317 B1 offenbaren ebenfalls, dass ein Kabel innerhalb des Bohrgestänges bzw. mit dem Antrieb verbunden ausgestaltet ist.

    [0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Erdbohrvorrichtung, ein Verfahren und eine Verwendung zu schaffen, mit der bzw. dem der Aufwand hinsichtlich Zeit und/oder Kosten verringert werden kann.

    [0008] Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.

    [0009] Kerngedanke der Erfindung ist es, einen Kabelvorrat mit einer Länge von mindestens der Länge zweier Gestängeschüsse vorzusehen, bei dem ein Ende des Kabelvorrats in einem möglichst ständigen Kontakt mit einer Kontaktvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren des Endes des Kabels vorhanden ist, um zumindest einen der elektrischen Kontakte bei einem Hinzufügen eines Gestängeschusses bzw. einem Gestängewechsel nicht immer wieder trennen und neu verbinden zu müssen. Die Erfinder haben mit der Vorstellung gebrochen, dass bei einem neu hinzuzufügenden Abschnitt des Bohrgestänges, d.h. insbesondere eines Gestängeschusses, ein Kabelabschnitt verwendet werden muss, der für jeden neu hinzuzufügenden Gestängeschuss sowohl zum Einen an einem Ende mit dem Ende des Kabels im schon verbohrten Bohrgestänge verbunden werden muss als auch zum Anderen an dem anderen Ende mit dem an der Erdbohrvorrichtung vorgesehenen Schleifkontakt zum Abnehmen der Signale des Kabels verbunden werden muss. Beim Hinzufügen eines Gestängeschusses bzw. bei einem Gestängewechsel wird der Antrieb von dem schon verbohrten Bohrgestänge gelöst und ein Bohrgestänge in die Bohrgestängeachse eingebracht und mit dem Antrieb verbunden. Der mit dem Antrieb verbundene Gestängeschuss wird dann mit dem schon im Erdreich verbohrten Bohrgestänge verbunden, so dass nach bisheriger Überlegung auch der neu hinzuzufügende Gestängeschuss mit seinen beiden Enden jeweils neu kontaktiert werden muss. Diese Überlegung wurde bisher auf das neu hinzuzufügende Kabel übertragen. Es ist das Verdienst der Erfinder, erkannt zu haben, dass mit dieser Vorstellung gebrochen wurde.

    [0010] Die Erfinder haben sich somit von der Vorstellung gelöst, dass das Kabel ebenso in das Bohrgestänge eingebracht werden muss, wie es die Verbindung des neu einzufügenden Gestängeschusses in das Bohrgestänge vorgibt.

    [0011] Obwohl nur eine Verbindung des Kabels des Kabelvorrats mit dem Kabel des schon verbohrten Bohrgestänges vorgenommen wird, besteht die ständige Möglichkeit, nach dem Durchführen nur dieser einen Verbindung, Signale zum Ende des Kabelvorrats entlang der Bohrgestängeachse bis zum anderen Ende des Kabels im vorderseitigen Bereich des Bohrgestänges zu senden bzw. von diesem zu empfangen.

    [0012] Die Erfindung schafft eine Erdbohrvorrichtung nach Anspruch 1. Die Erdbohrvorrichtung ist für ein kabelgeführte Bohren mit einem Antrieb zum Verbinden und/oder Bewegen von Gestängeschüssen eines Bohrgestänges entlang einer Bohrgestängeachse ausgestaltet. Es ist ein Kabelvorrat zur Aufnahme eines Kabels mit einer Länge von mindestens zwei Gestängeschüssen und eine Kontaktvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren eines Endes des Kabels des Kabelvorrats vorgesehen. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, bei einer Verlängerung des im Erdreich schon verbohrten Bohrgestänges um einen weiteren Gestängeschuss, in dem ein Kabel angeordnet werden muss, nur eine Verbindung mit dem schon im verbohrten Bohrgestänge befindlichen Kabel vorzusehen, um dieses mit dem Kabel des Kabelvorrats zu verbinden und elektrisch zu isolieren.

    [0013] Im Sinne der Beschreibung ist eine "Erdbohrvorrichtung" jedwede Vorrichtung, welche insbesondere ein Gestängeschüsse aufweisendes Bohrgestänge in einem bestehenden oder zu erstellenden Kanal im Erdreich bewegt, um eine Bohrung, insbesondere eine Horizontalbohrung (HD), zu erstellen, oder aufzuweiten oder Rohrleitungen oder andere lange Körper in das Erdreich einzuziehen. Bei der Erdbohrvorrichtung kann es sich insbesondere um eine HD-Vorrichtung handeln. Eine Erdbohrvorrichtung kann damit eine ein Bohrgestänge antreibende Vorrichtung sein, die erdreichverdrängend arbeitet, und das Bohrgestänge translatorisch und/oder rotatorisch in längsaxialer Richtung des Bohrgestänges in das Erdreich einbringt. Eine Bohrung kann durch Zug- oder Druckbeaufschlagung auf das Bohrgestänge in das Erdreich eingebracht werden. Der Begriff "Gestängeschuss" umfasst dabei im Sinne der Beschreibung nicht ausschließlich starre, einzelne miteinander mittelbar oder unmittelbar verbindbare Kraftübertragungselemente, die bei einer Erdbohrvorrichtung eingesetzt werden können.

    [0014] Der Begriff "HD" (horizontal drilling, Horizontalbohrung) im Sinne der vorliegenden Beschreibung umfasst insbesondere eine zumindest teilweise horizontal angeordnete Bohrung bzw. einen horizontal angeordneten Kanal oder Rohrleitung.

    [0015] Das Bohrgestänge kann an einem, insbesondere vorderseitigen Ende, einen Bohrkopf und eine gegebenenfalls vorhandene Bohrkopfspitze aufweisen. Das Bohrgestänge kann ein vorderseitiges Bohrwerkzeug aufweisen.

    [0016] Der Begriff "Antrieb" im Sinne der Beschreibung umfasst ein hin- und herbewegbares Antriebsmittel, welches insbesondere für eine Verbindung mit einem Ende eines neu zu verbohrenden Gestängeschusses ausgestaltet sein kann. Das Antriebsmittel kann mit einem Ende des Gestängeschusses verbunden werden, während das andere Ende des Gestängeschusses mit dem schon verbohrten Bohrgestänge verbunden werden kann. So kann eine Verlängerung des Bohrgestänges mittels eines Hinzufügen eines Gestängeschusses bzw. ein Gestängewechsel durchgeführt werden. Die Verbindung zwischen dem Antriebsmittel und dem Gestängeschuss kann kraftschlüssig und/oder formschlüssig sein. Das Antriebsmittel kann beispielsweise mittels eines Schlittens auf einer Bohrlafette hin und her bewegt werden, um auf das mit dem Antriebsmittel verbundene Bohrgestänge eine Zugkraft oder eine Druckkraft aufzuprägen.

    [0017] Der Begriff "Bohrgestängeachse" umfasst insbesondere die Achse, die durch die Längsachsen der einzelnen Gestängeschüsse des Bohrgestänges gebildet werden kann, wobei im Sinne der Beschreibung die Längsachsen der Gestängeschüsse betrachtet werden, die im näheren Bereich der Erdbohrvorrichtung im Bohrgestänge vorliegen. Insbesondere kann der Gestängeschuss betrachtet werden, der als letzter verbohrt wurde oder der Gestängeschuss, der als nächster mit dem Bohrgestänge verbohrt bzw. verbunden wird. Die Bohrgestängeachse ist hierbei insbesondere die Achse, mit der der Antrieb den neu zu verbohrenden Gestängeschuss aufnimmt und kann damit der Längsachse des neu zu verbohrenden Gestängeschusses entsprechen. Die Bohrgestängeachse kann mit der Längsachse des Antriebsmittels der Erdbohrvorrichtung im Wesentlichen zusammenfallen.

    [0018] Der Begriff "Kabel" im Sinne der Beschreibung umfasst einen mit einem Isolierstoff ummantelten ein- oder mehradrigen Verbund von Leitungen, welcher insbesondere einer Übertragung von Energie und/oder Information dient. Über ein Kabel können elektrische Signale übertragen werden. Sofern das Kabel mehrere Leitungen bzw. Adern aufweist, so ist eine parallele bzw. gleichzeitige Übertragung von mehreren Signalen möglich. Eine Verbindung von Kabeln kann durch ein Abisolieren eines Endes eines Kabels mit einem weiteren abisolierten Ende eines Kabels dadurch erfolgen, dass die Kabel miteinander verklemmt oder anderweitig mechanisch und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Zum Schutz der Verbindung kann die Verbindungsstelle, insbesondere mit einem Schrumpfschlauch, isoliert werden.

    [0019] Der Begriff "Kontaktvorrichtung" im Sinne der Beschreibung umfasst ein Kontaktelement, mit dem ein Ende des Kabels des Kabelvorrats in elektrisch leitendem Kontakt steht. Die Kontaktvorrichtung weist demnach ein elektrisch leitendes Kontaktelement auf. Das Kontaktelement kann in ständigem Kontakt mit einer Anzeige und/oder einer Daten prozessieren Einheit sein, die als Rechenwerk ausgestaltet sein kann, und einen Controller oder ähnliches aufweist. Die Signale können auf der Anzeige, insbesondere in einer Bedienerkabine, besonders bevorzugt nach Aufbereitung mittels des Controllers angezeigt werden.

    [0020] Sofern beschrieben wird, dass der Kabelvorrat eine Länge von mindestens zweimal der Länge eines Gestängeschusses aufweist, so ist hierunter eine bevorzugte Ausführungsform zu sehen, die sicherstellt, dass zunächst ein weiterer Gestängeschuss mit dem schon verbohrten Bohrgestänge verbunden und ein Kabel in dem neu hinzuzufügenden Gestängeschuss angeordnet werden kann. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Kabelvorrat ein Kabel mit einer Länge auf, welches mindestens der Länge von drei, vier oder mehr Gestängeschüssen entspricht. Der Kabelvorrat kann ein Kabel mit einer Länge von mindestens 50 m, bevorzugt mindestens 60 m, bevorzugt mindestens 70 m, bevorzugt mindestens 80 m, bevorzugt mindestens 90 m, bevorzugt mindestens 100 m aufweisen. Je nach Länge der durchzuführenden Bohrung sind auch Längen eines Kabels eines Kabelvorrats von mehr als 100 m möglich.

    [0021] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kabelvorrat eine Haspel auf, die an der Erdbohrvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird der Kabelvorrat in eine handhabbare, kompakte Form gebracht und vor einem Verwirren bzw. Verknoten des Kabels gesichert. Ferner ist es möglich, beim Aufhaspeln des Kabels auf die Haspel die Länge zu bestimmen und/oder beim Abwickeln des Kabels den verbrauchten Anteil des Kabels zu erfassen.

    [0022] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Haspel um die Bohrgestängeachse angeordnet. Hierdurch kann ein besonders einfacher Aufbau und eine besonders einfache Anordnung, bei der die Handhabung simpler ist, geschaffen werden.

    [0023] Im Sinne der Beschreibung ist der Begriff "um die Bohrgestängeachse angeordnet" derart zu verstehen, dass die Mittelachse der Haspel des Kabelvorrats konzentrisch zur Mittelachse des Anschlusses, welche mit der Bohrgestängeachse zusammenfällt, ausgerichtet ist. Die Drehachse der Haspel, d.h. die Mittelachse, fällt mit der Bohrgestängeachse zusammen. Eine einfache Ausgestaltung bei einer simplen Konstruktion ist möglich. Insbesondere kann der Kabelvorrat bzw. die Haspel außen angeordnet sein und die Bohrgestängeachse umgeben. Eine derartige Zuführung von außen kann bevorzugt sein und ermöglicht eine einfache Konstruktion mit einem geringen Aufwand bei Austausch oder Wiederbefüllen der Haspel mit einem Kabelvorrat, da der Zugriff von außen die Handhabung erleichtert. Es ist somit ein platzsparender Aufbau möglich. Wenige Bauteile werden benötigt, was die Konstruktion vereinfachen und die Kosten reduzieren kann. Die Masse der beim Zuführen des Kabels bewegten Teile/Elemente kann gering gehalten werden. Eine aufwendige hydraulische Drehdurchführung wird nicht unbedingt benötigt.

    [0024] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kabelzuführung mindestens einer Führungsrolle auf, die als Umlenkrolle ausgestaltet sein kann, vorhanden, die einer geordneten Zuführung des Kabels dient. Hierdurch wird eine Zuführung ermöglicht, bei der der Kabelvorrat unabhängig von der Bohrgestängeachse angeordnet sein kann und/oder bei der eine flexible Anordnung des Kabelvorrats möglich ist.

    [0025] Die Kabelzuführung weist eine Drehdurchführung für eine axiale Zuführung in die Bohrgestängeachse auf. Hierzu können mehrere Führungsrollen vorhanden sein, die das Kabel in die gewünschte Orientierung und/oder Lage umlenken. Während bei den bisherigen Erdbohrvorrichtung zum kabelgeführten Bohren ein Schleifkontakt direkt am Antrieb bzw. dem Antriebsmittel vorgesehen ist, kann der Kabelvorrat bzw. die Kabelzuführung auch außerhalb einer axialen Achse vorhanden sein, wobei insbesondere auf eine Öffnung am Antriebsmittel zum manuellen Hindurchführen eines Kabels verzichtet werden kann. Eine Flexibilität bei der Anordnung des Kabelvorrats und/oder der Position der Kontaktvorrichtung ist möglich.

    [0026] In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Dichtung an der Kabelzuführung zum Abdichten gegenüber Spülflüssigkeit, die dem Bohrgestänge zuführbar ist, vorgesehen. Insbesondere kann eine Dichtung verwendet werden, die im Wesentlichen ständig eine Zuführungsöffnung für das Kabel aus dem Kabelvorrat verschließt. Insbesondere kann es sich bei der Öffnung um eine in einer Drehdurchführung angeordnete Öffnung handeln, die koaxial zum neu zu verbohrenden Gestängeschuss, der mit dem Antriebsmittel verbunden ist, handeln. Es besteht die Möglichkeit, Handhabungsschritte weiter zu vereinfachen, in dem die Dichtung nicht immer wieder manuell ausgebildet werden muss. Dem Antriebsmittel kann Spülflüssigkeit - auch unter Druck - zugeführt werden, die nicht aus dem Antriebsmittel austritt.

    [0027] Es wird eine Drehdurchführung verwendet, die das Kabel axial in die Bohrgestängeachse ausrichtet. Insbesondere kann das Kabel durch die Drehdurchführung im Wesentlichen zentriert, insbesondere im Wesentlichen auf die Mittelachse des Bohrgestänges ausgerichtet, geführt werden. Die Drehdurchführung weist an einem Ende eine Öffnung für das vom Kabelvorrat kommende Kabel auf. Auf der anderen Seite weist die Drehdurchführung einen Anschluss, der mit einem Gestängeschuss des Bohrgestänges bzw. einem neuem Gestängeschuss, der mit dem schon verbohrten Bohrgestänge verbunden werden soll, auf. Der Anschluss kann insbesondere mit dem Bohrgestänge mitdrehen, wenn auf das Bohrgestänge eine Rotationsbewegung aufgeprägt wird. Der Anschluss kann mittelbar oder unmittelbar mit dem Bohrgestänge verbunden sein. Beispielsweise kann der Anschluss mit einem Antriebsmittel, insbesondere in Form einer Hohlwelle, die von einem Antrieb rotatorisch von außen bewegt werden kann, verbunden sein; und das Antriebsmittel kann auf der anderen Seite mit dem Bohrgestänge verbunden werden. Das Bohrgestänge kann insbesondere das Innengestänge eines Doppelrohrgestänges sein. Bei dem Bohrgestänge kann es sich um ein "einfaches" Gestänge, bei dem kein Innengestänge vorhanden ist, handeln. Der Anschluss an der Drehdurchführung kann insbesondere zum Ausbilden eines Formschlusses mit dem Bohrgestänge bzw. dem Antriebsmittel oder einem Adapter ausgebildet sein.

    [0028] Der Kabelvorrat ist endseitig an einer Drehdurchführung beabstandet zu dem mit einem Gestängeschuss, mittelbar oder unmittelbar, in Verbindung kommenden Anschluss angeordnet. Das Kabel des Kabelvorrats durchgreift die Drehdurchführung bzw. den Anschluss von hinten bzw. erstreckt sich durch die Drehdurchführung zumindest teilweise oder vollständig. Die Erfinder verfolgen einen bisher widersinnigen Ansatz, dass sich das Kabel vollständig durch eine Drehdurchführung erstrecken kann, obwohl auf das Kabel ständig zugegriffen werden kann. Dabei kann der Zugriff insbesondere auf einen Zugriff lediglich im Bereich des vom Bohrkopf beabstandeten Endes des neu hinzugefügten bzw. hinzuzufügenden Gestängeschusses reduziert werden. Beispielsweise kann sich das Kabel beginnend von dem Vorrat durch die Drehdurchführung und ein Antriebsmittel in Form einer Hohlwelle, die von einem Antrieb drehend angetrieben wird, erstrecken, ohne dass eine Trennung oder ein Auflösen der Verbindung in und durch die genannten Bereiche nötig ist.

    [0029] In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Zugmittel vorhanden, welches insbesondere in Form eines Hydraulikmotors ausgestaltet sein kann. Das Zugmittel kann in einer alternativen oder in einer zusätzlichen Ausführungsform als Hydraulik-Zylinder, Elektromotor, Elektrozylinder, druckluftbetriebener Motor oder Zylinder ausgestaltet sein. In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform kann das Zugmittel als Feder bzw. Federmittel ausgestaltet sein bzw. eine Feder bzw. ein Federmittel aufweisen, mittels der bzw. dem eine Federvorspannung auf das Kabel ausgeübt wird, um das Kabel auf Zugspannung zu halten. Das Zugmittel ist mit dem Kabelvorrat funktional verbunden und ausgestaltet, das Kabel auf Zugspannung zu halten. Hierdurch kann weitestgehend vermieden werden, dass das Kabel bei dem Verbinden der Gestängeschüsse gequetscht wird. Durch eine mögliche im Wesentlichen konzentrische Zuführung des Kabels kann das Kabel außerhalb des Bereichs gehalten werden, der für die mechanische Verbindung der Gestängeschüsse bzw. der Abschnitte des Bohrgestänges relevant ist. Eine konzentrische Zuführung des Kabels durch das Antriebsmittel mit einer Zugbelastung des Kabels des Kabelvorrats, insbesondere verbunden mit einer im Wesentlichen konzentrischen Anordnung des Kabels im schon verbohrten Bohrgestänge kann vorteilhaft verwendet werden, um das Kabel außerhalb der für die Verbindung der Gestängeschüsse vorgesehenen Elemente zu halten; Kabelbruch und/oder Kabelabriss kann vermieden werden.

    [0030] Die Erfindung schafft auch ein Verfahren nach Anspruch 7. Es wird ein Verfahren zum kabelgeführten Erdbohren beschrieben, wobei das Verfahren den Schritt aufweist, dass ein Gestängeschuss, der Teil eines im Erdreich verbohrten Bohrgestänges ist und in dem ein Kabel vorhanden ist, mit einem weiteren Gestängeschuss verbunden wird. Es wird ein Kabel mit einer Länge von mindestens zwei Gestängeschüssen bereitgestellt. Ferner wird ein ständiger elektrischer Kontakt eines Endes des Kabels mit einer Länge von mindestens zweimal der Länge eines Gestängeschusses während des Verbindens von Gestängeschüssen hergestellt. Damit wird beim Verbinden eines neuen Kabels für einen hinzuzufügenden Gestängeschuss bzw. bei einem Gestängewechsel das bisherige Kabel getrennt und nur eine Verbindung des Kabels des Kabelvorrats ist notwendig, um das Bohrgestänge weiter voranzutreiben.

    [0031] Es wird auch eine Verwendung beim kabelgeführten Erdbohren beschrieben, bei der Gestängeschüsse verwendet werden, in denen ein Kabel angeordnet ist, wobei Kabel benachbarter Gestängeschüsse miteinander verbunden werden. Ein Kabelvorrat zur Aufnahme eines Kabels mit einer Länge von mindestens zweimal der Länge eines Gestängeschusses und eine Kontaktvorrichtung zum ständigen elektrischen Kontaktieren eines Endes des Kabels des Kabelvorrats werden verwendet.

    [0032] Die Erfindung wurde anhand der drei Aspekte betreffend die Erdbohrvorrichtung, ein Verfahren und eine Verwendung beschrieben. Die Ausführungen zu den einzelnen Aspekten der Erfindung ergänzen sich hierbei zwangslos. Ausführungen für einen der Aspekte gelten für die anderen beiden Aspekte gleichermaßen.

    [0033] Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.

    [0034] Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

    [0035] In den Zeichnungen zeigt:
    Fig.1
    zeigt in isometrischer Darstellung von einer Seite einen Abschnitt im Bereich eines Antriebs einer Erdbohrvorrichtung mit einer Haspel und einer Kabelzuführung und
    Fig. 2
    die Darstellung der Fig. 1 von einer anderen Seite.


    [0036] Figuren 1 und 2 zeigen in isometrischer Darstellung von zwei Seiten einen Abschnitt im Bereich einer Drehdurchführung 1 für Bohrflüssigkeit einer Erdbohrvorrichtung. Die Drehdurchführung 1 weist einen sich mitdrehenden Anschluss 2 auf, welcher in Verbindung mit einem neu zu verbohrenden Gestängeschuss gebracht werden kann. Der Anschluss 2 kann mit einem hinteren Ende eines neu zu verbohrenden Gestängeschusses verbunden werden und den Gestängeschuss mit dem schon verbohrten Bohrgestänge verbinden. Der Anschluss 2 definiert eine Bohrgestängeachse L, die mittels einer gestrichelten Linie in der Figur 1 dargestellt ist.

    [0037] Ein für das kabelgeführte Bohren verwendetes Kabel 3 ist als Kabelvorrat 4 vorhanden. Am Kabelvorrat 4 ist eine Kontaktvorrichtung 5 vorgesehen, die einen elektrischen Kontakt aufweist, der mit einem Ende des Kabels 3 des Kabelvorrats 4 elektrisch verbunden ist. Die Kontaktvorrichtung 5 ist ferner mit einer elektrischen Verbindung verbunden, die eine Verbindung zu einer Anzeige oder einer ein Signal, das am Kabel 3 anliegt, prozessierenden Einheit ausbildet. Der Kabelvorrat 4 ist als Haspel 6 ausgestaltet, die ein Kabel 3 einer Länge von mindestens zwei Gestängeschüssen aufnehmen kann. Ein Ende des Kabels 3 des Kabelvorrats 4 ist über eine Kabelzuführung 7 in die Achse L des Anschlusses 2 geführt.

    [0038] Die Kabelzuführung 7 weist als Umlenkrollen ausgestaltete Führungsrollen 8 auf, mittels derer das Kabel 3 dem Anschluss 2 von hinten zugeführt werden kann. Die Haspel 6 ist dazu endseitig an der Drehdurchführung 1 bzw. dem Anschluss 2 angeordnet. Die Mittelachse der Haspel 6 ist konzentrisch zur Mittelachse des Anschlusses 2, welche mit der Bohrgestängeachse L zusammenfällt, ausgerichtet. Damit wird das Kabel 3 durch den Anschluss 2 geführt und kann am anderen Ende des Anschlusses 2 aus diesem herausragen, um mit einem Kabel eines schon verbohrten Bohrgestänges verbunden zu werden.

    [0039] Im Bereich der Führungsrolle 8, die das Kabel im Wesentlichen in längsaxialer Richtung des Anschlusses 2 ausrichtet, ist eine Dichtung 9 vorhanden, die eine Öffnung 10 verschließen kann. Dazu kann ein mit der Dichtung 9 in Verbindung stehender Zylinder 15 mit Druck beaufschlagt werden.

    [0040] Es ist ein Zugmittel 11 vorgesehen, mit dem der Kabelvorrat 4 mittels zweier in Eingriff stehender Zahnräder 12, 13 funktional verbunden ist. Das Zugmittel 11 ist derart funktional mit dem Kabelvorrat verbunden, dass es das Kabel 3 des Kabelvorrats 4 auf Zugspannung halten kann. Das Zugmittel 11 ist als Hydraulikmotor ausgestaltet.

    [0041] Zum Zuführen von Spülflüssigkeit, insbesondere Bentonit, ist eine Spülflüssigkeitszuführung 14 an der Drehdurchführung 1 vorgesehen.


    Ansprüche

    1. Erdbohrvorrichtung für ein kabelgeführtes Bohren mit einem Antrieb zum Verbinden und/oder Bewegen von Gestängeschüssen eines Bohrgestänges entlang einer Bohrgestängeachse (L) und einem Kabelvorrat (4) zur Aufnahme eines Kabels (3) mit einer Länge von mindestens zwei Gestängeschüssen und eine Kontaktvorrichtung (5) zum elektrischen Kontaktieren eines Endes des Kabels (3) des Kabelvorrats (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelzuführung (7) eine Drehdurchführung (1) aufweist, die das Kabel (3) axial in die Bohrgestängeachse ausrichtet und die an einem Ende eine Öffnung für das vom Kabelvorrat (4) kommende Kabel (3) aufweist und auf der anderen Seite einen Anschluss (2), der mit dem Gestängeschuss des Bohrgestänges bzw. einem neuen Gestängeschuss, der mit dem schon verbohrten Bohrgestänge verbunden werden soll, aufweist, wobei der Kabelvorrat (4) endseitig an der Drehdurchführung (1) beabstandet zu dem mit einem Gestängeschuss in Verbindung kommenden Anschluss (2) angeordnet ist, wodurch das Kabel (3) des Kabelvorrats (4) die Drehdurchführung (1) und den Anschluss (2) von hinten durchgreift.
     
    2. Erdbohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelvorrat (4) eine Haspel (6) aufweist.
     
    3. Erdbohrvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haspel (6) um die Bohrgestängeachse (L) angeordnet ist.
     
    4. Erdbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelzuführung (7) mindestens eine Führungsrolle (8) aufweist.
     
    5. Erdbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelzuführung (7) für eine axiale Zuführung in die Bohrgestängeachse (L) ausgestaltet ist.
     
    6. Erdbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugmittel (11), insbesondere in Form eines Hydraulikmotors, vorhanden ist, das mit dem Kabelvorrat (4) funktional verbunden und ausgestaltet ist, das Kabel (3) auf Zugspannung zu halten.
     
    7. Verfahren zum kabelgeführten Erdbohren, aufweisend den Schritt: Verbinden eines Gestängeschusses, der Teil eines im Erdreich verbohrten Bohrgestänges ist und in dem ein Kabel (3) vorhanden ist, mit einem weiteren Gestängeschuss, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Kabels (3) mit einer Länge von mindestens zwei Gestängeschüssen und Herstellen eines ständigen elektrischen Kontakts eines Endes des Kabels (3) mit einer Länge von mindestens zwei Gestängeschüssen während des Verbindens von Gestängeschüssen, wobei das Kabel (3) mittels einer eine Drehdurchführung (1) aufweisenden Kabelzuführung (7) zugeführt wird, die das Kabel (3) axial in die Bohrgestängeachse ausrichtet und die an einem Ende eine Öffnung für das vom Kabelvorrat (4) kommende Kabel (3) aufweist und auf der anderen Seite einen Anschluss (2), der mit dem Gestängeschuss des Bohrgestänges bzw. einem neuen Gestängeschuss, der mit dem schon verbohrten Bohrgestänge verbunden werden soll, aufweist, wobei der Kabelvorrat (4) endseitig an der Drehdurchführung (1) beabstandet zu dem mit einem Gestängeschuss in Verbindung kommenden Anschluss (2) angeordnet ist, wodurch das Kabel (3) des Kabelvorrats (4) die Drehdurchführung (1) und den Anschluss (2) von hinten durchgreift.
     


    Claims

    1. Ground drilling device for cable-guided drilling with a drive unit for connecting and/or moving pipe segments of a drill pipe along a drill pipe axis (L) and a cable magazine (4) for intake of a cable (3) with a length of at least two pipe segments and a contact device (5) for electrical contact with one end of the cable (3) of the cable magazine (4), characterised in that the cable feed (7) has a rotary union (1), which arranges the cable (3) axially on the drill pipe axis and which has at one end an opening for the cable (3) coming from the cable magazine (4) and on the other side has a connector (2), which is to connect with the pipe segment of the drill pipe or a new pipe segment, which is to connect with the already bored drill pipe, wherein the cable magazine (4) is arranged endways to the rotary union (1) spaced apart from the connector (2) which comes in contact with a pipe segment, wherein the cable (3) from the cable magazine (4) passes through the rotary union (1) and the connector (2) from the rear.
     
    2. Ground drilling device according to Claim 1, characterised in that the cable magazine (4) has a cable drum (6).
     
    3. Ground drilling device according to Claim 2, characterised in that the cable drum (6) is arranged around the drill pipe axis (L).
     
    4. Ground drilling device according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the cable feed (7) has at least one guide roller (8).
     
    5. Ground drilling device according to Claims 1 to 4, characterised in that the cable feed (7) is arranged to feed axially on the drill pipe axis (L).
     
    6. Ground drilling device according to Claims 1 to 5, characterised in that a pulling mechanism (11), in particular in the form of a hydraulic motor, is present, which is connected functionally to the cable magazine (4) and arranged to hold the cable (3) under tension.
     
    7. Method for cable-guided ground drilling, having the step: Connecting of a pipe segment, which is part of a drill pipe bored in the ground and in which a cable (3) is present, to a further pipe segment, comprising the steps: Provision of a cable (3) with a length of at least two pipe segments and production of a permanent electrical contact of one end of the cable (3) with a length of at least two pipe segments during the connection of pipe segments, wherein the cable (3) is fed by means of a cable feed (7) having a rotary union (1), which arranges the cable (3) axially on the drill pipe axis and which has at one end an opening for the cable (3) coming from the cable magazine (4) and on the other side has a connector (2), which is to connect with the pipe segment of the drill pipe or a new pipe segment, which is to connect with the already bored drill pipe, wherein the cable magazine (4) is arranged endways to the rotary union (1) spaced apart from the connector (2) in contact with a pipe segment (2), wherein the cable (3) from the cable magazine (4) passes the rotary union (1) and the connector (2) from the rear.
     


    Revendications

    1. Dispositif de forage du sol pour un forage dirigé par câble avec un entraînement pour relier et/ou déplacer des projectiles de tige d'une tige de forage le long d'un axe de tige de forage (L) et une réserve de câble (4) pour recevoir un câble (3) d'une longueur d'au moins deux projectiles de tige et un dispositif de contact (5) pour mettre en contact électrique une extrémité du câble (3) de la réserve de câble (4), caractérisé en ce que l'amenée de câble (7) comprend un passage rotatif (1) qui oriente le câble (3) axialement dans l'axe de la tige de forage et qui comporte à une extrémité une ouverture pour le câble (3) provenant de la réserve de câble (4) et à l'autre côté un raccord (2) qui est relié au projectile de tige de la tige de forage ou à un nouveau projectile de tige, qui doit être relié à la tige de forage déjà percée, la réserve de câble (4) étant disposée à l'extrémité du passage rotatif (1) à distance du raccord (2) qui vient en liaison avec un projectile de tige, de sorte que le câble (3) de la réserve de câble (4) traverse le passage rotatif (1) et le raccord (2) par l' arrière.
     
    2. Dispositif de forage du sol selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réserve de câbles (4) comporte un dévidoir (6).
     
    3. Dispositif de forage du sol selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dévidoir (6) est disposé autour de l'axe (L) de la tige de forage.
     
    4. Dispositif de forage du sol selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une amenée de câble (7) comporte au moins un rouleau de guidage (8).
     
    5. Dispositif de forage du sol selon la revendication 1 à 4, caractérisé en ce que l'amenée de câble (7) est conçue pour une amenée axiale dans l'axe de la tige de forage (L).
     
    6. Dispositif de forage du sol selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il existe un moyen de traction (11), notamment sous la forme d'un moteur hydraulique, qui est relié de manière fonctionnelle à la réserve de câble (4) et qui est conçu pour maintenir le câble (3) sous tension.
     
    7. Procédé de forage du sol dirigé par câble, comprenant l'étape consistant à : relier un projectile de tige, qui fait partie d'un projectile de tige foré dans le sol et dans lequel un câble (3) est présent, à un autre projectile de tige, comprenant les étapes consistant à : fournir un câble (3) ayant une longueur d'au moins deux projectiles de tige et établir un contact électrique permanent d'une extrémité du câble (3) comportant une longueur d'au moins deux projectiles de tige pendant la connexion des projectiles de tige, le câble (3) étant amené au moyen d'une amenée de câble (7) comportant un passage rotatif (1), qui oriente le câble (3) axialement dans l'axe de la tige de forage et qui comporte à une extrémité une ouverture pour le câble (3) provenant de la réserve de câble (4) et à l'autre côté un raccord (2) qui est relié au projectile de tige de la tige de forage ou à un nouveau projectile de tige, qui doit être relié à la tige de forage déjà percée, la réserve de câble (4) étant disposée à l'extrémité du passage rotatif (1) à distance du raccord (2) qui vient en liaison avec un projectile de tige, de sorte que le câble (3) de la réserve de câble (4) traverse le passage rotatif (1) et le raccord (2) par l'arrière.
     




    Zeichnung








    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente