Verfahren zum Aufweiten eines Bohrloches und Aufweitgerät

Abstract

 Es wird ein Verfahren zum Aufweiten eines geraden oder gekruemmten Pilot-Bohrloches und nachfolgendem Einziehen eines Rohres angegeben, bei dem das Pilot-Bohrloch (10] schlagend und schneidend, sowie das Erdreich verdraengend aufgeweitet wird. Dabei wird zum Schneiden des Erdreiches unter Hochdruck stehende Schneidfluessigkeit verwendet.
Ein Aufweitgeraet zur Durchfuehrung des Verfahrens weist ein zylindrisches Gehaeuse mit vorderem Aufweitkopf und einer Antriebseinrichtung zur Vorwaertsbewegung im Erdreich sowie eine Einrichtung zum Anschliessen und Einziehen von Rohren in das aufgeweitete Bohrloch auf. Die Antriebseinrichtung ist als eine Schlageinrichtung [2], welche einen im Inneren des Gehaeuses [3] stirnseitig aufprallenden Schlagkoerper [5] aufweist, ausgebildet und weist eine zylindrische Gehaeuselaenge auf, welche kuerzer ist als der 4-fache Gehaeusedurchmesser. Der Aufweitkopf [4] zur Aufnahme eines Teils der Schlageinrichtung ist als ein Hohlkopf [4.1] ausgebildet und mit einer Schneideinrichtung [13] verbindbar, welche Mittel [15] zum Austritt von Schneidfluessigkeit mit hohem Druck, vorzugsweise Schneidduesen, aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs I und ein Aufweitgeraet, vorzugsweise zur Durchfuehrung des Verfahrens, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

STAND DER TECHNIK

[0002] Bei einer bekannten Vorrichtung [US 46 74 479 - FLOWMOLE] zum Aufweiten eines im Erdreich vorhandenen Pilot-Bohrloches wird ein kegelfoermiger Aufweitkopf mit seiner Spitze an ein im Pilot-Bohrloch verlegtes Rohrgestaenge angeschlossen und von diesem durch das Pilot-Bohrloch gezogen. Dabei wird durch das Rohrgestaenge Fluessigkeit unter hohem Druck dem Aufweitkopf zugefuehrt. Dieser besitzt eine Anzahl im wesentlichen in Bewegungsrichtung und quer zu dieser verlaufenden Kanaelen, welche mit der Innenbohrung des Rohrgestaenges verbunden sind. An den aussen liegenden Enden dieser Kanele sind Duesen angeordnet, welche einen feinen, unter hohem Druck stehenden Fluessigkeitsstrahl erzeugen, welcher das Erdreich zerschneidet. Durch den Zug am Rohrgestaenge wird der kegelfoermige Aufweitkopf unter stetigem Zug und durch Rotation des Rohrgestaenges rotierend in das vom Fluessigkeitsstrahl zerteilte Erdreich gedrueckt und so das Pilot-Bohrloch aufgeweitet. Der Aufweitvorgang setzt sich also aus einer rotierenden Bewegung und stetiges, axiales Eindruecken des Aufweitkopfes in das das Pilot-Bohrloch umgebende Erdreich zusammen. Dabei wird gleichzeitig mit dem Aufweiten das dem aufgeweiteten Bohrloch entsprechende Rohr miteingezogen.

NACHTEILE

[0003] Dabei ist nachteilig, dass bei festerem Erdreich oder bei mit Gesteinseinschluessen durchsetztem Erdreich das Pilot-Bohrloch zwar noch erstellt werden kann, da die Pilot-Bohreinrichtung einen Gesteinseinschluesse noch seitlich umgehen konnte, beim Aufweiten jedoch diese Gesteinseinschluesse entweder im festen Erdreich verschoben oder aber Teile von ihnen abgetrennt werden muessten. Dies ist mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art nicht moeglich. Auch in dicht gelagertem Erdreich ohne Gesteinseinschluesse ist ein Aufweiten des Pilot-Bohrloches im Erdreich nur durch Spuelen bzw. Schneiden und Anwendung einer statischen Zug. bzw. Druckkraft haeufig nicht moeglich, da der Durchmesser der Aufweitbohrung ca. 3 - 4 mal so gross ist wie der Durchmesser der Pilot-Bohrung. Dabei wird die Querschnittsflaeche der Pilot-Bohrung um das 9 bis 16 Fache auf den Querschnitt der Aufweitbohrung und somit auch die Mantelflaeche entsprechend vergroessert. Ausserdem besteht bei rein statischem Zug oder Druck die Gefahr, dass die aufdas einzuziehende Rohr angreifenden grossen Mantelreibungskraefte zufolge des umgebenden Erdreiches nicht mehr ueberwunden werden koennen.

ZIEL DER ERFINDUNG

[0004] Daher ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Aufweiten von Bohrloechern auch in festem oder mit Gesteinseinschluesse durchsetztem Erdreich und ein Aufweitgeraet zu schaffen, bei welchem diese Nachteile nicht auftreten.

ERFINDUNG

[0005] Dieses Ziel laesst sich erreichen, wenn erfindungsgemaess die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 fuer das Verfahren und die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 7 fuer die Vorrichtung verwirklicht werden. Darueberhinaus koennen beim Verfahren die Merkmale der Ansprueche 2 bis 6 und fuer die Vorrichtung die Merkmale 8 bis 19 ausgefuehrt werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfidnung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausfuehrungsbeispielen anhand der Zeichnung. In dieser zeigt

Fig.1 die Darstellung der Situation eines aufzuweitenden Pilot-Bohrloches,

Fig.2 die Darstellung der Situation eines aufzuweitenden Pilot-Bohrloches, welches unmittelbar vor dem Aufweiten mit einem geeigneten Gestaenge vorgebohrt wurde und das Aufweitgeraet an dieses Gestaenge angeschlossen ist,

Fig.3 innere Form eines Gehaeuses in einer 1. Variante,

Fig.4 innere Form eines Gehaeuses in einer 2. Variante,

Fig.5 innere Form eines Gehaeuses in einer 3. Variante,

Fig.6 aeussere Form eines Gehaeuses in einer 1. Variante [zylindrisch],

Fig.7 aeussere Form eines Gehaeuses in einer 2. Variante [tailliert],

Fig.8 aeussere Form eines Gehaeuses in einer 3. Variante [abgesetzt],

Fig.9 ein Daempfungselement,

Fig.10 Schneideinrichtung in externer Anordnung.

VERFAHREN

[0006] Bei einer 1. Variante des Verfahrens wird ein im Erdreich 7 zwischen zwei Baugruben B vorhandenes Pilot-Bohrloch 10 aufgeweitet, indem von einer Seite des Pilot-Bohrloches 10 ein Aufweitgeraet 1 in das Pilot-Bohrloch eingetrieben wird [Fig. 1].

[0007] Bei einer 2. Variante des Verfahrens wird das Pilot-Bohrloch 10 in einem unmittelbar auf den Pilot-Bohrvorgang folgenden Arbeitsgang das aufgeweitete Bohrloch 9 hergestellt, indem an die Pilot-Bohreinrichtung fuer das Pilot-Bohrloch 10, beispielsweise ein Rohrgestaenge 21 mit einem Verdraengungs-Kopf, ein Aufweitgeraet 1 angeschlossen wird [Fig. 2]. Beim Zurueckziehen der Pilot-Bohreinrichtung aus dem Pilot-Bohrloch wird das Aufweitgeraet im Pilot-Bohrloch gefuehrt. Dabei kann auch ein statischer Zug auf das, vorzugsweise mit einem Daempfungeselement angeschlossene Aufweitgeraet von ca. 5 Tonnen aufgebrachtwerden. Durch seine schneidende und rammende Arbeitsweise weitet es das Pilot-Bohrloch auf. Dabei kann ein solches Pilot-Bohrloch 10 beispielsweise einen Durchmesser von 40 - 50 mm und das aufgeweitete Bohrloch einen Durchmesser von 160 - 200 mm aufweisen. Die Versorgung des Aufweitgeraetes mit der Schneidfluessigkeit kann dabei ebenfalls von der Pilot-Bohreinrichtung uebernommen werden.

[0008] Beiden Verfahren gemeinsam ist, dass die Aufweitung des Pilot-Bohrloches 10 durch schlagende und schneidende, sowie das Erdreich 7 verdraengende Einwirkung auf dieses vorgenommen wird. Dabei wird zum Schneiden des Erdreichs unter Hochdruck stehende Schneidfluessigkeit verwendet. Bei diesen Verfahren kann ein Teil der zum Schneiden des Erdreichs zugefuehrten Schneidfluessigkeit zur Verminderung der Reibung zwischen Bohrlochwand und einzuziehendem Rohr verwendet werden.

[0009] Bei dieser schneidenden Einwirkung wird Schneidfluessigkeit in an sich bekannter Weise unter hohem Druck durch Duesen eines Schneidgeraetes in das zu durchbohrende bzw. aufzuweitende Erdreich gepresst, wodurch dieses zerteilt wird und so besser durchbohrt bzw. aufgeweitet werden kann.

VORRICHTUNG

[0010] Eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 kann vorzugsweise ein Rammaufweitgeraet, in Form einer Kurzramme 1, mit einer Schlageinrichtung 2 zu dessen selbstaendiger Vorwaertsbewegung sein, welche ein zylindrisches Gehaeuse 3 mit einem auf diesem sitzenden, vorderen Aufweitkopf 4 und einem im Inneren des Gehaeuses 3 stirnseitig aufprallenden Schlagkoerper 5 einer Schlageinrichtung 2 aufweist, wobei die einzelnen, zugehoerigen Baugruppen sind wie folgt ausgebildet. Die Schlageinrichtung 2 weist eine zylindrischen Gehaeuselaenge des Gehaeusemantels auf, welche kuerzer ist als der 4-fache Gehaeusedurchmesser.

[0011] Diese Schlageinrichtung 2 besitzt einen im als Zylinder ausgebildeten Gehaeuse 3 hin- und herbewegbaren, an seinem hinteren Ende hohlzylindrischen Schlagkolben 2.1 als Schlagkoerper, der mit Druckluft beaufschlagt ist und Steueroeffnungen 2.2 an seinem hinteren Ende aufweist. Seine Hin- und Her-Bewegung wird von einer teilweise in den Schlagkolben 2.1 ragenden Steuereinrichtung 6 mit Steuerkanten 6.1, welche mit den im Schlagkolben 2.1 angeordneten Steueroeffnungen 2.2 zusammwirken, dahingehend gesteuert, dass der Schlagkolben 2.1 in einer bestimmbaren Kadenz auf den vorderen Bereich 1.1 des Rammaufweitgeraetes 1 aufschlaegt und dadurch das Rammaufweitgeraet 1 im Erdreich 7 vorwaerts laeuft. Am hinteren Ende des Gehaeuses 3 ist eine Einrichtung 8 zum Anschliessen und Einziehen von Rohren in das aufgeweitete Bohrloch 9 angeordnet. Das Gehaeuse 3 ist mit einem Gehaeusedeckel 3.7 an seinem hinteren Ende verschlossen, wobei dieser Gehaeusedeckel 3.7 Abluftoeffnungen 3.8 aufweist und die Steuereinrichtung 6 sowie Leitungen des zweiten Speiseleitungsnetzes fuer die Druckluft traegt [Fig. 6].

[0012] Bei einer ersten Variante des inneren Aufbaues eines Gehaeuses sind in der Gehaeusewand Versorgungsleitungen als ein erstes Speiseleitungsnetz 11 fuer eine Schneidfluessigkeit, die einer Schneideinrichtung [13] zugefuehrt wird, vorgesehen, wobei dieses zum Anschluss an die Schneideinrichtung 13 einerseits und andererseits an eine Versorgungseinrichtung ausserhalb des Bohrloches, das auch die Druckluft fuer die Schlageinrichtung 2 liefert, eingerichtet ist. Ein zweites Speiseleitungsnetz 12 ist zum Anschluss an die Steuereinrichtung 6 einerseits und die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung andererseits vorgesehen. [Fig. 3].

[0013] Bei einer zweiten Variante des inneren Aufbaues eines Gehaeuses ist in Abwandlung der genannten ersten Variante ein erstes Speiseleitungsnetz 11 fuer eine Schneidfluessigkeit nicht im Gehaeuse selbst, sondern nur im Aufweitkopf fuer die im Aufweitkopf integrierte Schneideinrichtung 13 und eine Zuleitung zu einer oder mehreren Schmierduesen vorgesehen. Dieses erstes Speiseleitungsnetz 11 ist mit Mitteln zum Anschluss an ein dem Aufweitkopf 4 vorgeschaltetes Geraet, beispielsweise einem Pilot-Bohrgeraet oder einem Schneideinrichtung 13, an dieses angeschlossen. Ein zweites Speiseleitungsnetz 12 ist zum Anschluss an die Steuereinrichtung 6 einerseits und die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes andererseits vorgesehen und im hinteren Teil des Aufweitgeraetes angeordnet [Fig. 4].

[0014] Bei einer dritten Variante des inneren Aufbaues eines Gehaeuses ist in Abwandlung der genannten zweiten Variante das im wesentliche zylindrische Gehaeuse als ein DoppelrohrGehaeuse 3 ausgebildet, welches geeignet an den Aufweitkopf 4 angeschlossen, vorzugsweise angeschweisst, ist und an seinem hinteren Ende durch den Doppelrohraufbau eine Ringduese fuer die Schmierfluessigkeit enthaelt. Dabei sind die beiden Gehaeuserohre 3.1,3.2 an geeigneten Stellen mit Distanzstuecken 3.3 aneinander abgestuetzt [Fig. 5].

[0015] Bei einer ersten Variante der aeusseren Form eines Gehaeuses ist das Gehaeuse als ein zylindrisches Gehaeuse 3 ausgebildet [Fig. 6].

[0016] Bei einer zweiten Variante der aeusseren Form eines Gehaeuses ist das im wesentlichen zylindrische Gehaeuse als ein tailliertes Gehaeuse 3 ausgebildet, bei welchem an beiden Gehaeuseenden Fuehrungskraenze 3.4 angeordnet sind und zwischen diesen ein taillierter Abschnitt 3.5 zur Erleichterung der Kurvengaengigkeit vorgesehen ist [Fig. 7].

[0017] Bei einer dritten Variante der aeusseren Form eines Gehaeuses ist das im wesentlichen zylindrische Gehaeuse als ein abgesetztes Gehaeuse 3 ausgebildet, bei welchem am vorderen Gehaeuseende ein Fuehrungskraenz 3.4 angeordnet ist und anschliessend an diesen ein im Durchmesser kleinerer, abgesetzter Bereich 3.6 des Gehaeuses anschliesst, welcher zur Erleichterung der Kurvengaengigkeit vorgesehen ist [Fig. 8].

[0018] Der Aufweitkopf 4 ist zur Aufnahme eines Teils der Schlageinrichtung 2 als ein Hohlkopf 4.1 ausgebildet. Er ist mit dem Gehaeuse 3 der Schlageinrichtung 2 fest verbunden, vorzugsweise verschweisst, wobei die Verbindungsstelle bzw. die Schweissnaht hinter einer stirnseitig angeordneten Aufprallstelle 4.2 des Schlagkoerpers 5 liegt. Bei dieser Aufnahme eines Teiles der Schlageinrichtung 2 ragt der Schlagkolben 2.1 der Schlageinrichtung 2 temporaer oder permanant mit einem Teil seiner Laenge in den Hohlkopf [Fig. 4, 5].

[0019] Die Schneideinrichtung 13 ist in einer ersten Variante vor dem Aufweitkopf 4 angeordnet und mit diesem verbunden, vorzugsweise verschraubt. Diese Schneideinrichtung 13 weist zwischen einer vorderen und einer hinteren Anschlusseinrichtung 13.1 bzw. 13.2, vorzugsweise entsprechende Teile von Rohrverschraubungen 13.1.1, 13.2.1, insbesondere Ueberwurfmutter-Rohrverschraubungen 13.1.1, 13.2.1, einen mittleren Schneidteil 13.3 auf, welcher im Bereich seiner Oberflaeche in geeignete Richtungen weisende Mittel 15 der Schneideinrichtung 13 zum Austritt von Schneidfluessigkeit unter hohem Druck, welche vorzugsweise im wesentlichen nach vorne, im wesentlichen nach hinten und im wesentlichen radial gerichtet sind und an den Enden von internen Leitungskanaelen 13.4, die mit einem zentralen Speisekanal 13.5 verbunden sind, besitzt. Der zentrale Speisekanal 13.5 ist mittels der Rohrverschraubungen 13.1.1, 3.2.1 an externe Schneidfluessigkeitskreise, beispielsweise eines Pilot-Bohrgeraetes 14 oder des Aufweitgeraetes 1 angeschlossen. Dabei kann auch das Autweitgeraet mittels der Schneideinrichtung 13 an das Pilot-Bohrgeraet 14 angeschlossen sein [Fig. 10].

[0020] In einer zweiten Variante kann die Schneideinrichtung 13 im Aufweitkopf 4 integriert angeordnet sein. In der Schneideinrichtung 13 sind die internen Leitungskanaele 13.4 zur Weiterleitung der Schneidfluessigkeit zu Mitteln zum Austritt von Schneidfluessigkeit unter hohem Druck im Aufweitkopf 4, vorgesehen, wobei diese Fluessigkeitsleitungen an entsprechende Leitungen eines Speiseleitungsnetzes des zylindrischen Gehaeuses 3 angeschlossen sind [Fig. 4, 5].

[0021] In beiden Faellen sind die Mittel 15 der Schneideinrichtung 13 zum Austritt von Schneidfluessigkeit unter hohem Druck duesenfoermige Oeffnungen 15.1, welche als Dueseneinsatzstuecke 15.1.1 ausgebildet sind und am freien Ende der internen Leitungskanaele 13.4 der Schneideinrichtung 13 eingesetzt sind. Die Dueseneinsatzstuecke 15.1.1 sind vorzugsweise aus Industrieedelsteinen gefertigt. Dabei weist die Achsenrichtung wenigstens eines Teiles der duesenfoermigen Oeffnungen 15.1 wenigstens teilweise in Vortriebsrichtung des Bohrloches, d.h. mit einer Richtungskomponente nach vorne. Es ist aber auch moeglich, die Achsenrichtung einige der duesenfoermigen Oeffnungen 15.1 wenigstens teilweise entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung des Bohrloches, d.h. mit einer Richtungskomponente nach hinten, weisen zu lassen.

[0022] Am hinteren Ende des Autweitgeraetes 1 ist wenigstens eine Schmierduese 16 zum Austritt von Schneidfluessigkeit an die Mantelseite des vom Aufweitgeraet 1 eingezogenen Rohres zur Schmierung von dessen Einzugsbewegung vorgesehen. Die Schmierfluessigkeit ist ein Teil der Schneidfluessigkeit und wird aus dem ersten Speiseleitungsnetz 11 durch eine die Schmierduese 16 mit dem ersten Speiseleitungsnetz verbindende Schmierleitung 17 zugefuehrt. Diese Schmierduese [1 kann auch als eine Ringduese ausgebildet sein und sich praktisch ueber den gesamten Umfang des hinteren Endes des Gehaeuses erstrecken [Fig. 5].

[0023] Es ist moeglich, das Aufweitgeraet mit einem Pilot-Bohrgeraet 14 durch ein Daempfungselement 18 zu verbinden. Das Pilot-Bohrgeraet kann ein statisches Pilot-Bohrgeraet 14 bekannter Bauart sein und aus einem Rohrgestaenge 21, sowie einerseits einem an dieses angeschlossenen Verdraegungskopf 20 mit integrierten Hochdruckschneidduesen und andererseits einer angeschlossenen Versorgungs- und Druckeinrichtung [nicht dargesetellt] zur Aufbringung des noetigen statischen Druckes zum Vorwaertstreiben des Pilot-Bohrgeraetes 14 im Erdreich bestehen. Dabei ist das Aufweitgeraet 1 auch an die Schneidfluessigkeitsleitung des Pilot-Bohrgeraetes 14 angeschlossen.

[0024] Das Daempfungselement 18 ist vorzugsweise ein hydraulisch wirkendes Daempfungsglied. Es ist erforderlich, wenn das Aufweitgeraet an ein auf dem Rueckzug befindliches Pilot-Bohrgeraet angeschlossen ist und besteht aus einem Zylinder 18.3, der an das Aufweitgeraet 1, beispielsweise mit einer Rohrverschraubung 19, anschliessbar ist und in seinem Innern einen Kolben 18.1 enthaelt, der, wie seine Kolbenstange 18.2, eine zentrale Bohrung 18.5 aufweist. Die Kolbenstange ist ebenfalls mittels einer Rohrverschraubung 19 an ein Pilot-Bohrgeraet 14 anschliessbar. Zwischen Kolben 18.1 und Zylinder 18.3 ist eine Druckfeder 18.6 eingespannt. Ausserdem sind im Kolben 18.1 Verbindungsbohrungen 18.4 zur Verbindung der beiden Zylinderraeume 18.3.1, 18.3.2 vorgesehen, welche als Daempferbohrungen dienen, indem durch sie die im Zylinder 18.3 enthaltende Schneidfluessigkeit bei jedem Schlag des rammenden Autweitgeraetes 1 vom einen Zylinderraum unter Daempfung des Schlages vom Aufweitgeraet in den anderen Zylinderraum gepresst wird. Bei einer solchen Ausbildung des Daempfungselementes 18 wird auf die Kolbenstange 18.2 ein stetiger Zug vom Pilot-Bohrgeraet 14 ausgeuebt, welches sich in seiner Ruckzugsphase aus der Pilot-Bohrung 10 befindet. Ein solches Daempfungsglied wird benoetigt, damit die Schlaege der Kurzramme moeglichst nicht auf das Pilot-Bohrgeraet 14 uebertragen werden und dieses vor Zerstoerung bewahrt wird [Fig. 9].

[0025] Mit den oben genannten Baugruppen oder modifizierten Ausfuehrungen derselben sind diverse Varianten von Aufweitgeraeten herstellbar, insbesondere die folgenden:

[0026] Bei einem Aufweitgeraet 1 erster Art [Fig. 3] ist ein Gehaeuse in einer ersten Variante des inneren Aufbaues vorgesehen, welches eine wie oben beschriebene Schlageinrichtung 2 enthaelt, die mit ihrem zweiten Leitungsnetz an die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes 1 angeschlossen ist. Die Kopfspitze des Aufweitgeraetes 1 ist an ein Schneideinrichtung 13 angeschlossen, dessen Versorgung mit Schneidfluessigkeit von der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes 1 durch das Gehaeuse erfolgt.

[0027] Bei einem Aufweitgeraet 1 zweiter Art [Fig. 4] ist ein Gehaeuse in einer zweiten Variante des inneren Aufbaues vorgesehen, welches eine wie oben beschriebene Schlageinrichtung 2 enthaelt, die mit ihrem zweiten Leitungsnetz an die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes angeschlossen ist. Das erste Leitungsnetz des Gehaueses ist via die Kopfspitze des Aufweitgeraetes 1 an ein Daempfungselement 18 und dieses an ein Pilot-Bohrgestaenge eines Pilot-Bohrgeraetes 14 angeschlossen, von welchem auch die Versorgung mit Schneidfluessigkeit erfolgt.

[0028] Bei einem Autweitgeraet 1 dritter Art [Fig. 5] ist ein Gehaeuse in einer dritten Variante des inneren Aufbaues vorgesehen, welches eine wie oben beschriebene Schlageinrichtung 2 enthaelt, die mit ihrem zweiten Leitungsnetz an die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Autweitgeraetes angeschlossen ist. Das erste Leitungsnetz des Gehaueses ist via die Kopfspitze des Aufweitgeraetes 1 an ein Daempfungselement 18 und dieses an ein Pilot-Bohrgestaenge eines Pilot-Bohrgeraetes 14 angeschlossen, von welchem auch die Versorgung mit Schneidfluessigkeit erfolgt.

WIRKUNGSWEISE

[0029] Bei der ersten Variante des Verfahrens treibt sich das rammende und schneidende Aufweitgeraet in ein vorhandenes Pilot-Bohrloch 10 und weitet dadurch, unter Verdraengung des Erdreiches, zufolge seines groesseren Durchmessers gegenueber dem Pilot-Bohrloch, dieses auf.

[0030] Beim Verfahren nach der zweiten Variante hingegen treibt sich das rammende und mit einem Pilot-Bohrgeraet 14 an seiner Spitze mittels eines Daempfungselement 18 verbundene Aufweitgeraet in ein Pilot-Bohrloch 10 zwischen zwei Baugruben ein. Dabei zieht das Pilot-Bohrgeraet 14, welches aus dem Pilot-Bohrloch 10 zurueckgezogen wird, zusaetzlich mit einem Zug von ca. 5 Tonnen am Aufweitgeraet 1. Zufolge seines groesseren Durchmessers gegenueber dem Pilot-Bohrloch 10 wird dieses aufgeweitet.

[0031] Da an das rammende Aufweitgeraet das einzuziehende Rohr angschlossen werden kann, wird dieses nicht nur ebenfalls im gleichen Arbeitsgang wie das Aufweiten eingezogen, sondern es kann zufolge der ruckartigen Bewegungen leichter, und somit auch ueber eine groessee Laenge, eingezogen werden als mit den bekannten Verfahren, insbesondeere mit den mit statischem Zug arbeitenden Aufweitverfahren. Diese Zusammenfassung zu einem Arbeitsgang auch ueber groessere Lanegen als bisher erspart enorm viel Arbeitszeit und auch Geraetschaft sowie Bedienungspersonal. Dadurch kann ein Rohr wesentlich billiger eingezogen werden als bisher mit den bekannten Verfahren und bekannten Geraeten.

[0032] Durch die Kombination des Rammens und des Schneidens des Erdreiches wird die Vortriebsleistung wesentlich erhoeht und es kann auch noch in sehr harten und mit Gesteinseinschluessen durchsetzten Boeden, welche mit den bisher ueblichen statischen [stossenden und ziehenden] Methoden nicht mehr oder nur sehr schlecht und aufwendig bearbeitet werden konnten, gearbeitet werden. Damit wird nicht nur die Leistungsfaehigkeit und so die Wirtschafltichkeit, sondern auch die technische Anwendbarkeit wesentlich erweitert.

[0033] Das Aufweitgeraet in Form der Kurzramme kann zufolge seiner gegenueber normalen Rammbohrgeraeten kurzen Bauweise auch Kruemmungen des Pilot-Bohrloches problemlos folgen. Durch seine schlagende Arbeitsweise ist es auch im Stande, groessere Gesteinseinschluesse, welche benachbart zum Pilot-Bohrloch liegen, zu zertruemmern oder zur Seite zu schlagen. Insbesondere in den Ausfuehrungsformen mit dem taillierten oder abgesetzten Gehaeuse ist eine besonders gute Kurvengaengikeit auch fuer engere Radien gegeben.

[0034] Das schneidene und rammende Aufweitgeraet, in jeder der Varianten mit integrieter Schneideinrichtung, mit vorgesetzter Schneideinrichtung, mit der Versorgung nur von hinten, der Versorgung von hinten und von vorne, mit einer Ringduese als Schmierduese, mit einzelnen Schnierduesen usw., wird durch die Druckluft der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes wie eine nur in einer Richtung laufende Erdramme mit einer durch die Steuergeometrie der zur Schlageinrichtung gehoerenden Steuereinrichtung festlegbaren Kadenz betrieben.

[0035] Gleichzeitig mit der rammenden Bewegung wird eine Schneidfluessigkeit, von einem von der jeweiligen Verfahrensvariante abhaengigen Versorgungseinrichtung [der Versorgungseinrichtung fuer das Pilot-Bohrgeraet oder der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes selbst], dem Aufweitgeraet zugefuehrt und unter extrem hohem Druck aus den Schneidduesen der Schneideinrichtung in das Erdreich gepresst und dieses damit zerschnitten. Dadurch lassen sich auch Gesteinseinschluesse schneiden und nachfolgend durch die schlagende Bewegung des Rammens zertruemmern. Durch die Schmierung der Oberflaeche des einzuziehenden Rohres wird auch bei grossen Rohrlaengen die meiste Energie fuer den Vortrieb verwendet und nicht fuer das Einziehen des Rohres verbraucht. Daher koennen auch sehr lange Rohrleitungen wirtschaftlicher als bisher eingezogen werden. Dies erspart die Ruestarbeiten, indem weniger Baugruben fuer die einzelnen Abschnitte ausgehoben werden muessen, weil diese Abschnitte laenger sein koennen. Die bei rein statischem Zug oder Druck bestehende Gefahr, dass die auf das einzuziehende Rohr angreifenden grossen Mantelreibungskraefte zufolge des umgebenden Erdreiches nicht mehr ueberwunden werden koennen, ist damit eliminiert.

Ansprüche

1. Verfahren zum Aufweiten eines geraden oder gekruemmten Pilot-Bohrloches und nachfolgendem Einziehen eines Rohres mit einem Aufweitgeraet, dadurch gekennzeichnet, dass das Pilot-Bohrloch [10] schlagend und schneidend, sowie das Erdreich verdraengend aufgeweitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusaetzlich ein Zug auf das Autweitgeraet [1] ausgeubt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schneiden des Erdreiches unter Hochdruck stehende Schneidfluessigkeit verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprueche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Schneiden des Erdreiches unter Hochdruck stehende Schneidfluessigkeit mittelbar oder unmittelbar vor dem momentanen Aufweitbereich ausgetragen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprueche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Schneiden des Erdreiches unter Hochdruck stehende Schneidfluessigkeit mittelbar oder unmittelbar vor dem momentanen Aufweitbereich und in diesem ausgetragen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprueche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der zum Schneiden des Erdreichs zugefuehrten Schneidfluessigkeit zur Verminderung der Reibung zwischen Bohrlochwand und einzuziehendem Rohr verwendet wird.

7. Aufweitgeraet zur Durchfuehrung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einem zylindrischen Gehaeuse mit vorderem Aufweitkopf und einer Antriebseinrichtung zur Vorwaertsbewegung im Erdreich sowie einer Einrichtung zum Anschliessen und Einziehen von Rohren in das aufgeweitete Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine Schlageinrichtung [2] zur selbstaendigen Vorwaertsbewegung des Aufweitgeraetes ist, welche einen im Inneren des Gehaeuses [3] stirnseitig aufprallenden Schlagkoerper [5] aufweist, wobei die Schlageinrichtung [2] ein im wesentlichen zylindrisches Gehaeuse mit einer zylindrischen Gehaeuselaenge aufweist, welche kuerzer ist als der 4-fache Gehaeusedurchmesser, dass der Aufweitkopf [4] zur wenigstens temporaeren Aufnahme eines Teils der Schlageinrichtung als ein Hohlkopf [4.1] ausgebildet ist und dass eine Schneideinrichtung [13] vorgesehen ist, welche Mittel [15] zum Austritt von Schneidfluessigkeit mit hohem Druck aufweist und im Bereich des Aufweitkopfes [4] angeordnet ist.

8. Aufweitgeraet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel [15] der Schneideinrichtung [13] zum Austritt von Schneidfluessigkeit mit hohem Druck als wenigstens eine duesenfoermige Oeffnung [15.1] am freien Ende von internen Leitungskanaelen [13.4] ausgebildet sind.

9. Aufweitgeraet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung [13] vor dem Aufweitkopf [4] angeordnet und mit diesem verbunden ist.

10. Aufweitgeraet nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung [13] im Aufweitkopf [4] integriert angeordnet ist.

11. Aufweitgeraet nach Anspruch 8 oder 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsenrichtung jeder duesenfoermigen Oeffnung [15.1] wenigstens teilweise in Vortriebsrichtung des Bohrloches weist.

12. Aufweitgeraet nach Anspruch 8 oder 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsenrichtung jeder duesenfoermigen Oeffnung [15.1] wenigstens teilweise entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung des Bohrloches weist.

13. Aufweitgeraet nach Anspruch 8 oder 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet dass die Achsenrichtungen der duesenfoermigen Oeffnung (15.1) teilweise annaehernd entgegengesetzt zur und teilweise annaehernd in Vortriebsrichtung des Bohrloches sowie teilweise radial zum Bohrloch weisen.

14. Aufweitgeraet nach Anspruch 8 oder 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitkopf [4] mit dem Gehaeuse [3] der Schlageinrichtung [2] verschweisst ist, wobei die Schweissnaht hinter einer stirnseitigen Aufprallstelle [4.2] des Schlagkoerpers [5] angeordnet ist.

15. Aufweitgeraet nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufweitkopf [4] an seinem freien Ende Mittel zum Anschluss an weitere Geraete, insbesondere Hochdruckleitungen fuer die Schneidfluessigkeit, aufweist.

16. Aufweitgeraet nach Anspruch 7 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass am hinteren Ende des Aufweitgeraetes [1] wenigstens eine Schmierduese [16] zum Austritt von Schneidfluessigkeit an die Mantelseite des vom Aufweitgeraet [1] eingezogenen Rohres zur Schmierung der Einzugsbewegung vorgesehen ist.

17. Aufweitgeraet nach Anspruch 7 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass das im wesentlichen zylindrische Gehaeuse ein tailliertes Gehaeuse [3], mit an beiden Gehaeuseenden angeordneten Fuehrungskraenzen [3.4] und einem dazwischen liegenden taillierten Abschnitt [3.5] zur Erleichterung der Kurvengaengigkeit ist.

18. Aufweitgeraet nach Anspruch 7 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Aufweitgeraet ein Pilot-Bohrgeraet [14] verbunden ist, wobei zwischen beiden ein Daempfungselement [18] angeordnet ist.

19. Aufweitgeraet nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Versorgungsleitungen fuer das Pilot-Bohrgeraet [14] an das Aufweitgeraet [1] anschliessbar sind.

Zeichnung