[0001] Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung, insbesondere zum richtungsgeführten
Horizontalbohren. Eine solche Bohrvorrichtung wird auch als Horizontalbohrvorrichtung
bezeichnet. Die Bohrvorrichtung hat eine Bohrrampe und mindestens ein Verankerungsmittel
zum Verankern der Bohrvorrichtung im Erdreich, wobei das Verankerungsmittel entlang
einer Verankerungsachse in das Erdreich einbringbar ist. Mit Hilfe bekannte Horizontalbohrvorrichtungen
wird ein an dem von der Antriebseinheit der Bohrvorrichtung entfernten Ende eines
Gestänges angeordneter Bohrkopf in das Erdreich eingebracht und in einer gewünschten
Tiefe und mit einem gewünschten Verlauf durch das Erdreich bewegt. Ein solches Horizontalbohrverfahren
wir auch als Horizontal Directional Drilling (HDD)-Verfahren bezeichnet.
[0002] Aus den Dokumenten
DE 101 15 233 A1 sowie
DE 10 2013 111 350 A1 sind Horizontalbohrvorrichtungen bekannt, bei denen ein aus mehreren Gestängeabschnitten
zusammengesetztes hohles Gestänge mit Hilfe der Horizontalbohrvorrichtung an einem
Startpunkt in das Erdreich eingebracht wird. Hierbei kann die Horizontalbohrvorrichtung
mit hohem Druck Spülflüssigkeit in das hohle Gestänge einbringen, die dann mit hohem
Druck am Bohrkopf austritt. Durch den hohen Druck der Spülflüssigkeit und durch Hartmetallzähne
des Bohrkopfs wird ein Bohrloch ins Erdreich eingebracht. Eine weitere Bohrvorrichtung
ist aus dem Dokument
DE 10 2017 113 247 A1 bekannt.
[0003] Um die Stabilität einer Horizontalbohrvorrichtung während eines Bohrvorgangs und
während eines Rohreinzugs zu erhöhen, werden Horizontalbohranlagen mit Verankerungssystemen
ausgestattet. Hierzu wird am vorderen, dem zu erzeugenden Bohrloch zugewandten Ende
der Bohrvorrichtung eine Bodenplatte montiert. Damit diese unabhängig von Anstellwinkeln
der Bohrrampe vollflächig am Boden aufliegt, sind solche Bodenplatten über eine Scharnieranordnung
schwenkbar mit der Bohrrampe verbunden. Am vorderen, dem zu erzeugenden Bohrloch zugewandten
Ende der Bodenplatte befinden sich mehrere Verankerungsmittel. Üblicherweise umfassen
diese Verankerungsmittel einen Schrauberdanker, der über einen Hydraulikmotor und
einen Hydraulikzylinder ins Erdreich geschraubt werden kann. Andere Verankerungsmittel
umfassen Verankerungsplatten oder Verankerungsstäbe, die ins Erdreich getrieben werden.
Bei bekannten Horizontalbohrvorrichtungen sind Verankerungsmittel an den vorderen
beiden Ecken einer Bodenplatte befestigt, d.h. an dem dem zu erzeugenden Bohrloch
zugewandten Bereich der Bodenplatte. Es sind auch Horizontalbohrvorrichtungen bekannt,
bei denen die Bodenplatte mit einem Rand versehen ist, so dass sie als eine Auffangwanne
für Spülflüssigkeit dient.
[0004] Nachteilig an den bekannten Lösungen ist, dass zwischen den Verankerungsmitteln und
dem Scharnier, mit dem die Bodenplatte an der Bohrrampe angelenkt ist, ein Abstand
von 0,5 m oder mehr besteht. Hierdurch ergibt sich ein Hebelarm, durch den insbesondere
bei hohen Bohr- oder Zugkräften der Horizontalbohrvorrichtung ein relativ großes Kippmoment,
durch das die Bodenplatte im vorderen Bereich zum Bohrloch hin oder im hinteren Bereich
zur Bohrrampe hin stark vom Erdreich abgehoben wird, wodurch die Stabilisierungsfunktion
der Bodenplatte zur Stabilisierung der Horizontalbohrvorrichtung nicht mehr im erforderlichen
Maß erfolgt.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bohrvorrichtung anzugeben, die bei Bohrvorgängen
eine hohe Standsicherheit erreicht.
[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Bohrvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0007] Dadurch, dass ein seitlich von der Bohrrampe abstehendes Verbindungselement vorgesehen
ist, mit dem das Verankerungsmittel zum Verankern der Bohrvorrichtung im Erdreich
verbunden ist, wird eine stabile Verankerung der Bohrrampe im Erdreich erreicht. Insbesondere
werden hierdurch Verbindungen der Verankerungsmittel über konstruktive Elemente mit
langem Hebel, wie angelenkte Bodenplatten, vermieden. Durch eine Reduzierung der Anzahl
der Gelenke zwischen Bohrrampe und Verankerungsmittel erfolgt eine stabilere Verankerung
der Bohrrampe im Erdreich. Weder kann sich die Verbindung zum Erdreich durch Spiel
in Gelenken der Gelenkkette lockern noch müssen mehrere Gelenke derart ausgebildet
werden, dass sie die durch die entsprechenden Hebelarme und die Verankerung der Verankerungsmittel
im Erdreich auftretenden Kräfte übertragen können müssen.
[0008] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung mindestens zwei seitlich von der
Bohrrampe abstehende Verbindungselemente und mindestens zwei Verankerungselemente
hat, die jeweils derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Verankerungselemente
um eine Längsachse des jeweiligen Verbindungselements verschwenkbar oder entlang der
jeweiligen Längsachse des Verbindungselements verschiebbar sind. Besonders vorteilhaft
ist es, wenn die Verankerungselemente unabhängig voneinander um eine Längsachse des
jeweiligen Verbindungselements verschwenkbar sind. Hierdurch wird eine sichere und
flexible Positionierung der Verankerungsmittel und eine einfache Verankerung der Bohrrampe
im Erdreich erreicht.
[0009] Ferner ist es vorteilhaft, wenn das oder die Verankerungsmittel schwenkbar um eine
Längsachse des jeweiligen Verbindungselements angeordnet ist bzw. sind. Das Verankerungsmittel
ist in mindestens einer Schwenkposition, vorzugsweise in mindestens drei Schwenkpositionen,
arretierbar. Hierdurch kann das Verankerungsmittel auch bei unterschiedlichen Winkelstellungen
der Bohrrampe mit einem gewünschten Winkel in das Erdreich eingebracht werden. Ferner
ist es hierdurch vorteilhaft möglich, dass der Eintrittswinkel des Verankerungsmittels
aus mehreren möglichen Eintrittswinkeln auswählbar ist.
[0010] Ferner ist es vorteilhaft, wenn das oder die Verankerungsmittel entlang der Längsachse
des jeweiligen Verbindungselements verschiebbar angeordnet ist bzw. sind. Hierbei
können die Verankerungsmittel in mindestens einem seitlichen Abstand zur Bohrrampe
arretierbar sein. Das oder die Verankerungsmittel sind entlang der Längsachse des
jeweiligen Verbindungselements vorzugsweise um eine Strecke im Bereich zwischen 10
cm und 30 cm verschiebbar angeordnet. Hierdurch können die Verankerungsmittel in eine
gewünschte seitliche Position gebracht werden, so dass die Verankerungsmittel bei
einer gewünschten einstellbaren seitlichen Position in das Erdreich eingebracht werden
können. Insbesondere kann die seitliche Position so gewählt werden, dass Bereichen
im Erdreich ausgewichen wird, in die das Verankerungsmittel nicht eingebracht werden
kann.
[0011] Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Längsachse des Verbindungselements orthogonal
zur Längsachse der Bohrrampe, insbesondere windschief orthogonal zur, vorzugsweise
unterhalb der Längsachse der Bohrrampe angeordnet ist. Hierbei kann die Längsachse
der Bohrrampe parallel oder entlang der Vortriebsrichtung eines durch die Vorrichtung
antreibbaren Bohrgestänges verlaufen. Hierdurch ist ein einfacher und stabiler konstruktiver
Aufbau zur Verbindung der Verankerungsmittel mit der Bohrrampe möglich.
[0012] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Verbindungselement eine zylinderförmige Mantelfläche
hat, die zumindest z.T. von einem Verbindungsbereich des Verankerungsmittels umschlossen
ist, wobei der Verbindungsbereich eine zur zylindrischen Mantelfläche des Verbindungselements
komplementäre Öffnung mit rundem Querschnitt hat. Hierdurch ist eine einfache und
sichere Verbindung zwischen Verbindungselement und Verankerungsmittel möglich, wobei
durch die zylinderförmige Mantelfläche sowie die Öffnung mit rundem Querschnitt eine
Dreh- bzw. Schwenkbewegung zwischen dem Verankerungsmittel und dem Verbindungsbereich
möglich ist. Hierdurch können verschiedene Eintrittswinkel eingestellt bzw. auch bei
unterschiedlichen Neigungen der Bohrrampe ein gewünschter Eintrittswinkel ins Erdreich
eingestellt werden. Insbesondere haben sich Eintrittswinkel im Bereich von 85° und
95° zwischen Erdoberfläche und Längsachse bzw. Bewegungsachse des Verankerungsmittels
als günstig erwiesen.
[0013] Auch ist es vorteilhaft, wenn die Längsachse des jeweiligen Verankerungsmittels und
die Längsachse des jeweiligen Verbindungselements orthogonal, insbesondere windschief
orthogonal, sind, wobei die Längsachse des Verankerungsmittels einen Abstand im Bereich
zwischen 0 cm und 30 cm, vorzugsweise im Bereich zwischen 5 cm und 20 cm zur Längsachse
des Verankerungsmittels hat. Hierdurch ist ein relativ kurzer Hebelarm vorhanden,
über den die Kraft vom Verankerungsmittel auf das Verbindungselement übertragen wird,
so dass das Drehmoment, das um die Längsachse des Verbindungselements wirkt, gegenüber
Anordnungen mit Verankerungsmitteln an der Bodenplatte erheblich verringert werden
kann. Hierdurch ergibt sich ein einfacherer Aufbau und eine stabilere Verankerung
der Bohrrampe im Erdreich.
[0014] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung eine Verankerungsanordnung mit
einer Antriebseinheit zum Antrieb des jeweiligen Verankerungsmittels entlang der Verankerungsachse
und/oder mit einer Antriebseinheit zum Drehen des Verankerungsmittels um die Verankerungsachse
hat. Hierdurch ist ein einfaches Einbringen der Verankerungsmittel ins Erdreich möglich.
Die Verankerungsmittel können ein schneckenförmiges oder bohrerartiges Verankerungselement
umfassen. Alternativ können auch Verankerungsstäbe als Verankerungselemente der Verankerungsmittel
dienen. Mit Hilfe solcher Verankerungsmittel ist eine sichere und wirksame Verankerung
der Bohrrampe im Erdreich möglich.
[0015] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung keine Bodenplatte zur Abstützung
der Bohrrampe umfasst oder wenn das oder die Verankerungsmittel nicht an der Bodenplatte
angeordnet ist bzw. sind. Hierdurch wird eine Gelenkkette zwischen Verankerungsmittel
und Bohrrampe vermieden, so dass der konstruktive Aufwand zum Vorsehen der Verankerungsmittel
geringer ist als bei bekannten Horizontalbohrvorrichtungen.
[0016] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verbindungselement und/oder die Verbindungselemente
starr mit der Bohrrampe verbunden ist bzw. sind. Vorzugsweise können das bzw. die
Verbindungselemente einstückig mit der Bohrrampe ausgebildet sein, insbesondere fest
mit der Bohrrampe verschraubt oder fest mit der Bohrrampe verschweißt sein. Hierdurch
ist ein einfacher und sehr stabiler Aufbau der Bohrvorrichtung möglich.
[0017] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung mindestens eine von einer Bodenplatte
unabhängige Spülflüssigkeitsauffangwanne zum Auffangen und vorzugsweise zum Ableiten
von im Bereich der Bohrrampe austretender Spülflüssigkeit umfasst. Hierdurch ist es
möglich, die Spülflüssigkeit, die bei einem Gestängewechsel beim Rückzug des Gestänges
oder beim Vorschub des Gestänges aus dem Inneren der Gestängeabschnitte austreten
kann, zumindest zum Teil aufzufangen und ggf. wiederzuverwenden. Hierdurch wird Spülflüssigkeit
gespart und Verunreinigungen der Bohrvorrichtung werden vermieden.
[0018] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung einen Vorschubantrieb, insbesondere
einen Antriebsschlitten, zum Vorschub eines aus mehreren Gestängeabschnitten zusammengesetzten,
mit einem Ende mit dem Vorschubantrieb koppelbaren Bohrgestänges hat. Die Gestängeabschnitte
sind vorzugsweise hohl ausgebildet, so dass Spülflüssigkeit von der Bohrvorrichtung
bzw. dem Vorschubantrieb bis zu einem Bohrwerkzeug, das mit dem anderen von der Bohrvorrichtung
entfernten Ende des Bohrgestänges verbunden ist, austreten kann, um Erdreich auszuspülen,
den Bohrkopf während des Bohrvorgangs zu kühlen und Abraum aus dem erzeugten Bohrloch
auszutragen.
[0019] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spülflüssigkeitsauffangwanne bei einer Verbindung
des einen Endes des Bohrgestänges mit dem Vorschubantrieb unterhalb einer Trennstelle
zwischen einem ersten und einem zweiten Gestängeabschnitt des Bohrgestänges angeordnet
ist. Sie kann insbesondere einen vertikalen Abstand im Bereich von 5 cm bis 30 cm,
insbesondere im Bereich zwischen 10 cm und 20 cm zum Bohrgestänge haben. Hierdurch
wird ein sicheres Auffangen eines Großteils der aus dem Gestänge bei einem Gestängewechsel
austretenden Spülflüssigkeit ermöglicht, wodurch Verunreinigungen vermieden und Spülflüssigkeit
wiederverwendet und somit eingespart werden kann. Durch das Auffangen der Spülflüssigkeit
wird auch ein unkontrollierter Austritt der Spülflüssigkeit im Bereich der Bohrvorrichtung
vermieden, der insbesondere die Standfestigkeit der Bohrvorrichtung und die Verankerung
der Bohrvorrichtung mit Hilfe der Verankerungsmittel im Erdreich beeinträchtigen könnte.
[0020] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spülflüssigkeitswanne fest mit der Bohrrampe
verbunden ist. Insbesondere kann die Spülflüssigkeitswanne in die Bohrrampe integriert
sein. Alternativ oder zusätzlich kann die oder eine weitere Spülflüssigkeitswanne
zwischen der Bohrrampe und einem Fahrgestell zum Verfahren der Bohrrampe angeordnet
sein.
[0021] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spülflüssigkeitsauffangwanne bzw. zumindest
eine der Spülflüssigkeitsauffangwannen eine Länge in Vorschubrichtung im Bereich zwischen
dem 0,5-fachen bis 1,5-fachen, insbesondere 0,5-fachen bis 0,75-fachen der Länge eines
Gestängeabschnitts und eine Breite quer zur Vorschubrichtung im Bereich von 20 cm
bis 50 cm hat.
[0022] Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung mindestens zwei Flüssigkeitsauffangwannen
zum Auffangen von Spülflüssigkeit hat, die in unterschiedlicher Höhe angeordnet sind,
wobei die in einer höheren Position angeordnete Flüssigkeitsauffangwanne einen Überlauf
hat, durch den aufgefangene Spülflüssigkeit in die zweite Spülflüssigkeitsauffangwanne
geleitet wird.
[0023] Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine oder jede der Spülflüssigkeitsauffangwannen
ein oder mehrere Ausläufe zum gezielten Austritt der aufgefangenen Spülflüssigkeit
hat oder zumindest eine der Spülflüssigkeitsauffangwannen eine Pumpe zum Fördern der
aufgefangenen Spülflüssigkeit aus der Spülflüssigkeitsauffangwanne heraus hat. Hierdurch
kann die Spülflüssigkeit einfach von der Bohrvorrichtung weg geleitet bzw. weg gefördert
werden, so dass Verunreinigungen im Bereich der Bohrrampe vermieden und zumindest
ein Teil der Spülflüssigkeit bei Bedarf wiederverwendet werden kann.
[0024] Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die
Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Figuren näher erläutert.
[0025] Es zeigen:
- Fig.1
- eine schematische Ansicht einer Horizontalbohrvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Fig.2
- einen Abschnitt der Bohrvorrichtung nach Fig.1 mit Verankerungsmitteln zum Verankern
der Bohrvorrichtung im Erdreich;
- Fig.3
- einen weiteren Abschnitt der Bohrvorrichtung nach Fig.1 mit senkrecht angeordneten
Verankerungsmitteln;
- Fig.4
- den Abschnitt der Bohrvorrichtung nach Fig.3 mit nach vorn geneigten Verankerungsmitteln;
- Fig.5
- eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Bohrvorrichtung nach Fig.1 von
vorn, bei der die Verankerungsmittel in einer inneren Position angeordnet sind;
- Fig.6
- eine Ansicht der Bohrvorrichtung von vorn, wobei die Verankerungsmittel jeweils in
der inneren Position angeordnet sind;
- Fig.7
- eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Bohrvorrichtung, bei der die
Verankerungsmittel in einer äußeren Position angeordnet sind;
- Fig.8
- eine Vorderansicht der Bohrvorrichtung, wobei die Verankerungsmittel jeweils in der
äußeren Position angeordnet sind;
- Fig.9
- einen Ausschnitt der Bohrvorrichtung schräg von oben mit einem Kanal zum Auffangen
und Weiterleiten von aus Gestängeabschnitten austretender Spülflüssigkeit;
- Fig.10
- den Abschnitt der Bohrvorrichtung nach Fig.9 schräg von unten;
- Fig.11
- einen Abschnitt einer Bohrvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Fig.12
- einen Abschnitt einer Bohrvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
- Fig.13
- einen Spülflüssigkeitsauffangbehälter zum Auffangen von Spülflüssigkeit.
[0026] Fig.1 zeigt eine schematische Ansicht einer Horizontalbohrvorrichtung 100 gemäß einer
ersten Ausführungsform. Diese Vorrichtung 100 dient sowohl zum Einbringen einer Pilotbohrung
in das Erdreich 90 als auch zum Aufweiten einer bereits im Erdreich 90 vorhandenen
Bohrung oder Öffnung. Eine solche Bohrvorrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument
10 115 233 A1 bekannt. Die Bohrvorrichtung 100 arbeitet nach einem Horizontal Directional Drilling
(HDD)-Verfahren, bei dem ein aus mehreren Gestängeabschnitten 16a zusammengesetztes
Gestänge mit Hilfe der Bohrvorrichtung 100 von einem Startpunkt bzw. einer Eintrittsstelle
mit einem an dem der Bohrvorrichtung 100 entfernten Ende des Gestänges angeordneten
Bohrwerkzeug (nicht dargestellt) in das Erdreich 90 eingebracht wird. Nach dem Herstellen
einer Pilotbohrung kann diese dann mit Hilfe eines Aufweitwerkzeugs aufgeweitet und
vorzugsweise gleichzeitig ein Rohr in die aufgeweitete Öffnung eingezogen werden.
Hierzu wird das Aufweitwerkzeug an dem von der Bohrvorrichtung 100 entfernten Ende
des Gestänges befestigt und das Gestänge wird mit Hilfe der Bohrvorrichtung 100 wieder
zurück zur ursprünglichen Eintrittsstelle bewegt. Dadurch wird die Pilotbohrung beim
Zurückziehen des Aufweitwerkzeugs aufgeweitet.
[0027] Die Bohrvorrichtung 100 umfasst ein Fahrgestell 12 sowie eine Bohrrampe 14. Oberhalb
der Bohrrampe 14 ist ein Gestängewechsler 16 angeordnet und mit der Bohrrampe 14 verbunden.
Der Gestängewechsler 16 enthält einen Gestängevorrat mit mehreren Gestängeabschnitten
16a, die zum Verlängern des Gestänges einzeln in einen Bereich unterhalb des Gestängewechslers
16 transportiert und dort von dem bohrvorrichtungsseitigen Ende des Gestänges sowie
mit einer Gestängeaufnahme einer Antriebseinheit der Bohrvorrichtung 100 verbunden
werden. Zum Verkürzen des Gestänges können einzelne Gestängeabschnitte 16a vom Gestänge
getrennt und dann zum Gestängemagazin des Gestängewechslers 16 zurücktransportiert
werden. Die Antriebseinheit der Bohrvorrichtung 100 dient zum Erzeugen einer Drehbewegung
des Gestänges und somit einer Drehbewegung des mit dem Gestänge verbundenen Bohrwerkzeugs.
Die Antriebseinheit ist vorzugsweise ein Hydraulikmotor, der auf einem Antriebsschlitten
zusammen mit der Gestängeaufnahme angeordnet ist. Der Antriebsschlitten kann mit Hilfe
einer weiteren Antriebseinheit, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere Hydraulikzylinder
umfasst, in Richtung des Pfeils B2 bewegt werden. Bei anderen Ausführungsformen können
auch andere Antriebseinheiten zum Bewegen des Antriebsschlittens vorgesehen sein.
[0028] Bei einer Bewegung des Antriebsschlittens der Bohrvorrichtung 100 wird dann auch
eine Verschiebebewegung eines mit der Gestängeaufnahme verbundenen Gestänges sowie
des Bohr- bzw. Aufweitwerkzeugs bewirkt. Die Bohrrampe 14 und das Fahrgestell 20 sind
über mehrere Hebel verbunden, wobei durch die Bohrrampe 14 mindestens eine Antriebseinheit,
die als Hydraulikzylinder ausgeführt sein kann, in verschiedene Positionen verfahren
werden kann, so dass unterschiedliche Anstellwinkel der Bohrrampe 14 relativ zum Erdreich
90 erzeugt werden können.
[0029] Der konstruktive Aufbau der Schwenkanordnung zwischen der Bohrrampe 14 und dem Fahrgestell
12 ist beispielhaft im Dokument
DE 10 2017 113 247 A1 beschrieben.
[0030] Zum Verankern der Bohrvorrichtung 100 mit dem Erdreich 90 sind zwei Verankerungsmittel
18, 20 am vorderen Ende der Bohrrampe 14 über seitlich von der Bohrrampe 14 abstehende
Verbindungselemente verbunden. Die Verbindungselemente sind durch jeweils ein Rohrende
eines quer zur Längsachse der Bohrrampe 14 angeordneten Rohrs 22 gebildet. Die Verankerungsmittel
18, 20 umfassen jeweils einen schraubenförmigen Bodenanker 26, 28, die jeweils mit
Hilfe einer Antriebseinheit 30, 32 gedreht und mit Hilfe von jeweils einer weiteren
Antriebseinheit 34, 36 in das Erdreich 90 hinein bewegt werden. Die Antriebseinheiten
30, 32 sind insbesondere als Hydraulikmotoren und die Antriebseinheiten 34, 36 vorzugsweise
als Hydraulikzylinder ausgebildet. Die Verankerungsmittel 18, 20 sind jeweils unabhängig
voneinander um eine durch die Mittelachse des Rohrs 22 gebildete Drehachse T1 schwenkbar
und auf dem Rohr 22 in Richtung der Längsachse T1 jeweils unabhängig voneinander verschiebbar
angeordnet. In festen Winkelpositionen sowie in festen seitlichen Verschiebepositionen
ist das jeweilige Verankerungsmittel 18, 20 dann mit Hilfe von Bolzen 60, 62 sowohl
in der seitlichen Position als auch in der Winkelposition arretierbar, so dass die
vor dem Einbringen der Bodenanker 26, 28 in das Erdreich 90 eingestellte Winkelposition
und seitliche Position beim Einbringen der Verankerungsmittel 18, 20 in das Erdreich
90 relativ zum Rohr 22 und somit relativ zur Bohrrampe 14 gleichbleibt. Die seitliche
Position sowie die Schwenkposition der Verankerungsmittel 18, 20 wird insbesondere
abhängig von dem Anstellwinkel der Bohrrampe 14 und insbesondere abhängig von der
Bodenbeschaffenheit des Erdreichs 90 im Bereich unterhalb der ins Erdreich 90 einzubringenden
Verankerungsmittel 18, 20 eingestellt.
[0031] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde gänzlich auf das Vorsehen von Bodenplatten
verzichtet, die bei herkömmlichen Bohrvorrichtungen eine stabile Auflage der Bohrrampe
14 auf dem Erdreich 90 ermöglichen sollen. Jedoch sind diese Bodenplatten schwenkbar
mit der Bohrrampe verbunden, so dass Verankerungsmittel 18, 20, die an der Bodenplatte
befestigt sind, ein relativ großes Drehmoment an der schwenkbaren Verbindung zwischen
Bohrrampe 14 und Bodenplatte wirkt, was in der Praxis zu einem instabilen Stand der
Bohrvorrichtung 100 während eines Bohrvorgangs führen kann.
[0032] Die Bohrrampe 14 umfasst weiterhin zwei Losbrechvorrichtungen 38, 39, mit deren Hilfe
in Verbindung mit der Antriebseinheit zum Drehen des Gestänges Gestängeabschnitte
16a voneinander getrennt sowie Gestängeabschnitte 16a von der Gestängeaufnahme getrennt
werden können.
[0033] Ferner ist ein Kühler 40 eines unter einer Motorhaube 41 angeordneten Hydraulikaggregats
dargestellt. Weiterhin ist ein Monitor 42 für ein Ortungssystem des mit dem Gestänge
verbundenen Bohrkopfs sowie eine Bedieneinheit 44 zum Bedienen der Bohrvorrichtung
100 gezeigt. Darüber hinaus ist eine kabelgebundene Fernbedieneinheit 46 über ein
Verbindungskabel 48 mit der Bohrvorrichtung 100 verbunden. Bei anderen Ausführungsformen
können auch kabellose Bedieneinheiten 46 zur Fernbedienung der Bohrvorrichtung 100
vorgesehen sein.
[0034] Die Bohrvorrichtung 100 hat ferner einer Spülflüssigkeitspumpe 50, die Spülflüssigkeit,
die beispielsweise in einem neben der Bohrvorrichtung 100 positionierten Vorratsbehälter
bereitgestellt wird, mit hohem Druck durch die hohlen Gestängeabschnitte 16a des Gestänges
bis zum Bohrwerkzeug bzw. Aufweiterkzeug hin, wo die Spülflüssigkeit mit hohem Druck
aus dafür vorgesehenen Düsen austritt. Ferner sind Teile 14a, 14b, 14c der Bohrrampe
14 als Spülflüssigkeitsauffangwanne ausgebildet, die dazu dient, insbesondere beim
Gestängewechsel, d.h. beim Entfernen eines Gestängeabschnitts 16a aus dem Gestänge
bzw. beim Hinzufügen eines Gestängeabschnitts 16a zum Gestänge, austretende Spülflüssigkeit
aufzufangen und gezielt abzuleiten, insbesondere in den Spülflüssigkeitsvorratsbehälter
zurückzuleiten. Zusätzlich oder alternativ können weitere mit der Bohrrampe 14 verbundene
oder von der Bohrrampe 14 unabhängig angeordnete Spülflüssigkeitsauffangbehälter vorgesehen
sein.
[0035] Fig.2 zeigt einen Abschnitt der Bohrvorrichtung 100 nach Fig.1 mit den Verankerungsmitteln
18, 20 zum Verankern der Bohrvorrichtung 100 im Erdreich 90. Gleiche Elemente haben
gleiche Bezugszeichen.
[0036] Fig.3 zeigt einen weiteren Abschnitt der Bohrvorrichtung 100 nach Fig.1. In den Fig.1
bis 3 sind die Längsachsen der Verankerungsmittel im Wesentlichen senkrecht, d.h.
orthogonal zur Oberfläche des Erdreichs 90 ausgerichtet. In Fig.2 und 3 sind weitere
Bedienelemente 52, 54 zum Betätigen der Losbrechvorrichtungen 38, 39 sichtbar. Im
Unterschied zur Bohrvorrichtung 100 nach Fig.1 sind in Fig.2 zwei weitere Spülflüssigkeitsauffangwannen
56, 58 vorgesehen, die fest mit der Bohrrampe 14 verbunden, jedoch als separate Auffangwannen
ausgebildet sind und somit nicht in die Bohrrampe14 selbst integriert sind.
[0037] Fig.4 zeigt den Abschnitt der Bohrvorrichtung 100 nach Fig.3 mit nach vorne geneigten
Verankerungsmitteln 18, 20. Durch diese Schrägstellung können die Verankerungsmittel
18, 20 schräg in das Erdreich 90 eingebracht werden, so dass die Längsachsen der Verankerungsmittel
18, 20 orthogonal zur Längsachse der Bohrrampe 14 sind. Bei geringeren Anstellwinkeln
der Bohrrampe 14 gegenüber dem Erdreich 90 würden die Verankerungsmittel 18, 20 jedoch
auch wieder senkrecht in das Erdreich 90 eingebracht werden können.
[0038] Fig.5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Bohrvorrichtung
100 nach Fig.1 von vorn. Die Verankerungsmittel 18, 20 sind in einer inneren Position
angeordnet und haben dadurch einen relativ geringen seitlichen Abstand zueinander.
Die Verbindung der Verankerungsmittel 18, 20 mit den durch das Rohr 22 gebildeten
Verbindungselementen erfolgt durch Hindurchstecken und Sicherung eines Bolzens 60,
62 durch Löcher 64 bis 74 in Verbindungsbereichen 76, 78 der Verankerungsmittel 18,
20 sowie in den Verbindungselementen des Rohrs 22. Die Verbindungsbereiche 76, 78
haben zylinderförmige Öffnungen, die derart ausgebildet und dimensioniert sind, dass
die Verbindungsbereiche 76, 78 bündig über die Rohrenden des Rohrs 22 geschoben werden
können. Durch die zylinderförmigen Rohrenden des Rohrs 22 und die Verbindungsbereiche
76, 78 können die Verankerungsmittel 18, 20 sowohl auf den Rohrenden des Rohrs 22
seitlich verschoben als auch um die Längsachse des Rohrs 22 verschwenkt werden. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes Verankerungsmittel 18, 20 in drei unterschiedlichen
Schwenkpositionen arretierbar. Darüber hinaus ist jedes Verankerungsmittel 18, 20
in zwei seitlichen Positionen mit Hilfe der Bolzen 60, 62 arretierbar. Bei anderen
Ausführungsformen können auch mehr oder weniger arretierbare Positionen, insbesondere
nur eine seitliche Position, vorgesehen sein.
[0039] Fig.6 zeigt eine Ansicht der Bohrvorrichtung 100 von vorn, wobei die Verankerungsmittel
jeweils in der inneren Position angeordnet sind. Fig.7 zeigt eine perspektivische
Darstellung eines Abschnitts der Bohrvorrichtung 100, wobei die Verankerungsmittel
18, 20 in der äußeren Position angeordnet und in der mittleren Schwenkposition arretiert
sind. Fig.8 zeigt eine Vorderansicht der Bohrvorrichtung 100 mit den jeweils in der
äußeren seitlichen Position angeordneten Verankerungsmitteln 18, 20. Fig.9 zeigt einen
Ausschnitt der Bohrvorrichtung 100 schräg von oben, in der der Innenraum der Spülflüssigkeitsauffangwanne
58 sichtbar ist. Die Spülflüssigkeitsauffangwanne 58 ist im Vergleich zu ihrer Länge
relativ schmal ausgebildet und wird deshalb auch als Spülflüssigkeitsauffangkanal
58 bezeichnet. Im vorderen unteren Teil des Spülflüssigkeitsauffangkanals 58 ist ein
Auslaufstutzen vorgesehen, der in den Figuren mit einem Blindstopfen verschlossen
ist. Bei anderen Ausführungsformen kann an diesem Stutzen ein Schlauch angeschlossen
sein, der die aufgefangene Spülflüssigkeit aus dem Spülflüssigkeitskanal 58 gezielt
ausleitet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Pumpe zum Abpumpen der Spülflüssigkeit
vorgesehen sein.
[0040] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Spülflüssigkeitsauffangkanal im Bereich
der Losbrechvorrichtungen 38, 39 angeordnet, d.h. unterhalb der Trennstelle von zwei
zu trennenden oder zwei zusammenzufügenden Gestängeabschnitten 16a. Bei anderen Ausführungsformen
kann eine zusätzliche Spülflüssigkeitsauffangwanne im vorderen Bereich des Gestängewechslers
16 unterhalb der Gestängeabschnitte 16a im Gestängevorrat vorgesehen sein, um noch
nach dem Ablegen von Gestängeabschnitten 16a austretende Spülflüssigkeit direkt am
Gestängevorrat aufzufangen und abzuleiten. Fig.10 zeigt den Abschnitt der Bohrvorrichtung
100 nach Fig.9 schräg von unten.
[0041] Fig.11 zeigt einen Abschnitt einer Bohrvorrichtung 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Elemente mit gleicher Funktion oder gleichem Aufbau haben dieselben Bezugszeichen.
Im Unterschied zur Bohrvorrichtung 100 ist bei der Bohrvorrichtung 200 eine Pumpe
80 vorgesehen, um die in der Auffangwanne 56 und vorzugsweise in den weiteren Auffangwannen
58 aufgefangene Spülflüssigkeit aus den Auffangwannen zu pumpen und über einen Schlauch
in eine Sammelgrube oder in einen Spülflüssigkeitsvorratsbehälter zu pumpen.
[0042] Fig.12 zeigt einen Abschnitt einer Bohrvorrichtung 300 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Gegenüber der Bohrvorrichtung 100 und 200 hat die Bohrvorrichtung 300 einen weiteren
Spülflüssigkeitsauffangbehälter 84, in den nach dem Trennen eines Gestängeabschnitts
16a vom Gestänge die in dem Gestängeabschnitt 16a vorhandene Spülflüssigkeit vom Gestängewechseler
16 entleert wird, bevor der Gestängeabschnitt 16a in den Gestängevorrat abgelegt wird.
Der Spülflüssigkeitsauffangbehälter 84 ist mit einem Schlauch 86 verbunden, über den
die Spülflüssigkeit aus dem Spülflüssigkeitsauffangbehälter 84 in den Spülflüssigkeitskanal
58 geleitet wird. Fig.13 zeigt eine mögliche Ausführungsform des Spülflüssigkeitsauffangbehälters
84 nach Fig.12. Der Spülflüssigkeitsauffangbehälter 84 hat einen zu einem Schlauchstutzen
84a hin trichterförmig ausgebildeten Bodenbereich 84b. Hierdurch erfolgt eine sichere
Ableitung der Spülflüssigkeit in den Schlauch 86.
[0043] Bei anderen Ausführungsformen können auch mehr oder weniger Spülflüssigkeitsauffangbehälter
vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
[0044]
- 12
- Fahrgestell
- 14
- Bohrrampe
- 14a, 14b, 14c
- Spülflüssigkeitsauffangbehälter
- 16a
- Gestängeabschnitt
- 16
- Gestängewechsler
- 18, 20
- Verankerungsmittel
- 22
- Rohr
- 26, 28
- Bodenanker
- 30, 32, 34, 36
- Antriebseinheit
- 38, 39
- Losbrechvorrichtung
- 40
- Kühler
- 42
- Monitor
- 44, 46
- Bedieneinheit
- 48
- Kabel
- 50
- Spülflüssigkeitspumpe
- 52, 54
- Bedienelemente
- 56, 58
- Spülflüssigkeitsauffangbehälter
- 60, 62
- Bolzen
- 64 bis 74
- Löcher
- 76, 78
- Verbindungsbereich
- 80
- Pumpe
- 82, 86
- Schlauch
- 84
- Spülflüssigkeitsauffangbehälter
- 84a
- Schlauchstutzen
- 84b
- Bodenbereich
- 86
- Schlauch
- 90
- Erdreich
- 100, 200, 300
- Bohrvorrichtung
1. Bohrvorrichtung, insbesondere zum richtungsgeführten Horizontalbohren,
mit einer Bohrrampe (14)
mit mindestens einem Verankerungsmittel (18, 20) zum Verankern der Bohrvorrichtung
(100, 200, 300) im Erdreich (90), wobei das Verankerungsmittel (18, 20) entlang einer
Verankerungsachse in das Erdreich (90) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein seitlich von der Bohrrampe (14) abstehendes Verbindungselement (22)
vorgesehen ist, und
dass das Verankerungsmittel (18, 20) mit dem Verbindungselement verbunden ist.
2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens zwei seitlich von der Bohrrampe (14) abstehende Verbindungselemente
(22) und mindestens zwei Verankerungselemente (18, 20) hat, die jeweils derart ausgebildet
und angeordnet sind, dass die Verankerungselemente (18, 20) vorzugsweise unabhängig
voneinander um eine Längsachse (T1) des jeweiligen Verbindungselements (22) verschwenkbar
und/oder entlang der jeweiligen Längsachse (T1) des Verbindungselements (22) verschiebbar
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Verankerungsmittel (18, 22) schwenkbar um eine Längsachse (T1) des jeweiligen
Verbindungselements (22) angeordnet ist, wobei das Verankerungsmittel (18, 20) in
mindestens einer Schwenkposition arretierbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Verankerungsmittel (18, 20) entlang der Längsachse (T1) des jeweiligen
Verbindungselements (22) vorzugsweise um eine Strecke im Bereich zwischen 10 cm und
30 cm verschiebbar angeordnet ist, wobei das Verankerungsmittel (18, 20) in mindestens
einem seitlichen Abstand (14) zur Bohrrampe arretierbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (T1) des Verbindungselements (22) orthogonal zur Längsachse (B2) der
Bohrrampe (14) oder windschief orthogonal zur, vorzugsweise unterhalb der Längsachse
(B2) der Bohrrampe (14) angeordnet, ist, wobei die Längsachse (B2) der Bohrrampe (14)
parallel oder entlang der Vortriebsrichtung eines durch die Vorrichtung (100, 200,
300) antreibbaren Bohrgestänges ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (22) eine zylinderförmige Mantelfläche hat, die zum Teil von
einem Verbindungsbereich (76, 78) des Verankerungsmittels (18, 20) umschlossen ist,
wobei der Verbindungsbereich (7, 78) eine zur zylinderförmigen Mantelfläche des Verbindungselements
(22) komplementäre Öffnung mit rundem Querschnitt hat.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des jeweiligen Verankerungsmittels (18, 20) und die Längsachse des
jeweiligen Verbindungselements (B1) orthogonal oder windschief orthogonal sind, wobei
die Längsachse des Verankerungsmittels (18, 20) einen Abstand im Bereich zwischen
0 cm und 30 cm, vorzugsweise im Bereich zwischen 5 cm und 20 cm, zur Längsachse des
Verankerungsmittels (18, 20) hat.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Verankerungsanordnung mit einer Antriebseinheit zum Antrieb
des jeweiligen Verankerungsmittels (18, 20) entlang der Verankerungsachse und/oder
mit einer Antriebseinheit zum Drehen des Verankerungsmittels (18, 20) um die Verankerungsachse
umfasst.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100, 200, 300) keine Bodenplatte zur Abstützung der Bohrrampe (14)
umfasst oder dass das oder die Verankerungsmittel (18, 20) nicht an der Bodenplatte
angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (22) und/oder dass die Verbindungselemente (22) starr mit
der Bohrrampe (14) verbunden, vorzugsweise einstückig mit der Bohrrampe (14) ausgebildet,
sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100, 200, 300) mindestens eine von einer Bodenplatte unabhängige
Spülflüssigkeitsauffangwanne (14a, 14b, 14c, 56, 58) zum Auffangen und vorzugsweise
zum Ableiten von im Bereich der Bohrrampe (14) austretender Spülflüssigkeit umfasst.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Vorschubantrieb, vorzugsweise einen Antriebsschlitten, zum
Vorschub eines aus mehreren Gestängeabschnitten (16a) zusammengesetzten, mit einem
Ende mit dem Vorschubantrieb koppelbaren Bohrgestänges hat, und dass die Spülflüssigkeitsauffangwanne
(14a, 14b, 14c, 56, 58) bei einer Verbindung des einen Endes des Bohrgestänges mit
dem Vorschubantrieb unterhalb einer Trennstelle zwischen einem ersten und einem zweiten
Gestängeabschnitt des Bohrgestänges angeordnet ist und vorzugsweise einen vertikalen
Abstand im Bereich von 5 cm bis 30 cm, insbesondere im Bereich zwischen 10 cm und
20 cm, zum Bohrgestänge hat.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülflüssigkeitswanne (14a, 14b, 14c, 56, 58) fest mit der Bohrrampe (14) verbunden,
vorzugsweise in diese integriert, ist oder unterhalb der Bohrrampe (14) vorzugsweise
zwischen Bohrrampe (14) und einem Fahrgestell (12) zum Verfahren der Bohrrampe (14)
angeordnet ist, wobei die Spülflüssigkeitsauffangwanne (14a, 14b, 14c, 56, 58) vorzugsweise
eine Länge in Vorschubrichtung (B2) im Bereich vom 1 bis 1,5-fachen der Länge eines
Gestängeabschnitts (16a) und eine Breite quer zur Vorschubrichtung (B1) im Bereich
von 20 cm bis 50 cm.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülflüssigkeitsauffangwanne (14a, 14b, 14c, 56, 58) ein oder mehrere Ausläufe
zum gezielten Austritt der aufgefangenen Spülflüssigkeit hat oder dass die Spülflüssigkeitsauffangwanne
(14a, 14b, 14c, 56, 58) eine Pumpe (80) zum Fördern der aufgefangenen Spülflüssigkeit
aus der Spülflüssigkeitsauffangwanne (14a, 14b, 14c, 56, 58) heraus hat.