GEBIRGSANKER MIT AUFWEITBAREN ELEMENTEN

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung in dem Loch, wobei durch Einbringen einer Bohrkrone ein Bohrloch gebildet wird, wobei nach Fertigstellung des Bohrloches in wenigstens einen sich im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrung erstreckenden Hohlraum wenigstens eines aufweitbaren Elements des Bohrgestänges bzw. wenigstens einen Hohlraum von wenigstens einem mit dem Bohrgestänge verbundenen, aufweitbaren Element zum wenigstens teilweisen Aufweiten des Außenumfangs des bzw. der mit dem Fluid beaufschlagten, aufweitbaren Elements(e) in Anlage an die Bohrlochwand ein Fluid unter Druck eingebracht wird. Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung, wobei durch Einbringen einer Bohrkrone ein Bohrloch ausgebildet ist, wobei das Bohrgestänge der Bohrvorrichtung von wenigstens einem aufweitbaren Element mit einem sich im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrung erstreckenden Hohlraum zum Einbringen eines Fluids unter Druck zum wenigstens teilweisen Aufweiten des Außenumfangs des aufweitbaren Elements ausgebildet ist und/oder das Bohrgestänge mit wenigstens einem aufweitbaren Element mit jeweils wenigstens einem sich im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrung erstreckenden Hohlraum zum Einbringen eines Fluids unter Druck zum Aufweiten des Außenumfangs verbunden ist.

[0002] Im Zusammenhang mit der Herstellung eines Loches bzw. Bohrloches in Boden- oder Gesteinsmaterial und einer nachträglichen Ausbildung bzw. Festlegung einer Verankerung bzw. einer Auskleidung in dem Bohrloch ist es beispielsweise aus der WO 98/21439 und der WO 98/58132 bekannt, während des Bohrvorgangs, beispielsweise einem Schlag- oder Drehschlagbohren, ein Hüllrohr in das Bohrloch einzubringen, worauf nach Fertigstellung der Bohrung gegebenenfalls ein Teil der Bohrkrone gemeinsam mit dem Bohrgestänge aus dem Bohrloch entfernt wird, während das Hüllrohr im Bohrloch verbleibt, so daß anschließend durch ein Verfüllen mit einer aushärtenden Masse ein Anker im Bohrloch ausgebildet wird. Gemäß der Ausbildung entsprechend der WO 98/58132 kann das Bohrgestänge an seinem Außenumfang mit zusätzlichen Rippen und Rillen ausgebildet sein, so daß bei einem Verbleib des Bohrgestänges im Bohrloch und einem nachträglichen Verfüllen eine entsprechend gute Ankerwirkung erzielt werden kann.

[0003] Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind beispielsweise der WO 91/06713 oder der DE-A 40 24 869 zu entnehmen, wobei auf eine Durchführung von speziellen Bohr- und Injektionsvorgängen abgezielt wird.

[0004] Alternativ ist es nach Herstellung eines Bohrloches bekannt, das Bohrwerkzeug mit dem Bohrgestänge aus dem Bohrloch zu entfernen, woran anschließend ein Anker bzw. eine Ankervorrichtung in das Bohrloch eingebracht wird, wobei beispielsweise auf die EP-A 0 079 875, EP-B 0 047 727, EP-B 0 207 030, EP-B 0 016 742, EP-A 0 077 762, WO 97/31177, EP-A 0 112 316, WO 91/06713, DE-A 40 24 869, WO 00/75489, DE-A 31 11 673 oder US-A 4 636 115 verwiesen wird. Bei diesem bekannten Stand der Technik werden nach Herstellung eines Bohrloches und nachträglichem Entfernen der Bohrvorrichtung in das Bohrloch aufweitbare Ankerelemente eingebracht, welche beim Einbringen in das Bohrloch auf einem gegenüber dem Bohrloch verringerten Durchmesser gehalten sind, worauf nach vollständigem Einführen in das Bohrloch aufweitbare und während des Einbringens gefaltete bzw. allgemein in ihrem Querschnitt verringerte Teilbereiche der Ankervorrichtung aufgeweitet werden. Bei diesem bekannten stand der Technik ist insbesondere nachteilig, daß die gefalteten Bereiche ein gleichmäßiges Aufweiten der Ankervorrichtung und somit eine zentrierte Positionierung der Ankervorrichtung insbesondere bei Vorsehen einer Mehrzahl von nebeneinander liegenden Ankerelementen nicht ohne weiteres ermöglichen. Nachteilig bei diesem bekannten Stand der Technik ist weiters die Tatsache, daß in einem ersten Verfahrensschritt das Bohrloch hergestellt werden muß, worauf nach Entfernen des Bohrwerkzeugs samt dem Bohrgestänge in einem weiteren Verfahrensschritt die Ankervorrichtung in das gegebenenfalls eine große Länge aufweisende Bohrloch eingebracht wird, wonach anschließend unter Aufweiten des Außendurchmessers der Ankervorrichtung eine Anlage an die Bohrlochwand gelingen soll. Es ist unmittelbar einsichtig, daß nicht nur für die zwei voneinander getrennten Arbeitsschritte ein entsprechend vergrößerter Zeitaufwand erforderlich ist, sondern daß gegebenenfalls ein nachträgliches Einbringen einer derartigen Ankervorrichtung mit großer Länge mit Schwierigkeiten verbunden ist. Weiters ist davon auszugehen, daß ein Entfernen der Bohrvorrichtung samt dem Bohrgestänge und ein nachträgliches Einbringen der Verankerungsvorrichtung lediglich in vergleichsweise festem Boden bzw. Gestein durchführbar ist, bei welchem sichergestellt sein muß, daß nicht beispielsweise während das Bohrvorgangs oder nach dem Entfernen des Bohrwerkzeugs und vor dem endgültigen Einbringen der Verankerungsvorrichtung Material in das Bohrloch hereinbricht, so daß das Bohrloch blockiert wäre, wodurch ein Einbringen der Ankervorrichtung nicht mehr möglich ist.

[0005] Darüber hinaus ist es beispielsweise bekannt, sogenannte Packer am Außenumfang eines Bohrgestänges einer Bohrvorrichtung anzuordnen, welche über einen kurzen Teilbereich nach Fertigstellung der Bohrung ein Aufweiten in Anlage an die Bohrlochwand ermöglichen und somit einem Herausziehen bzw. Entfernen des Bohrgestänges aus dem Bohrloch entgegenwirken. Eine zuverlässige Verankerungswirkung, insbesondere bei Vorsehen einer Mehrzahl von nebeneinander vorzusehenden Ankern, zur Stabilisierung von umliegendem Boden- oder Gesteinsmaterial läßt sich mit derartigen Packern jedoch nicht erzielen, so daß gegebenenfalls zusätzliche Mittel zur Verankerung, wie beispielsweise das Ausbringen von aushärtendem Material, vorzusehen wären.

[0006] Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik zielt die vorliegende Erfindung daher darauf ab, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei bei vereinfachter Konstruktion und insbesondere verringertem Zeitaufwand unmittelbar nach Fertigstellung eines Bohrloches eine Ausbildung einer Verankerung, insbesondere zur Stabilisierung des umliegenden Boden- oder Gesteinsmaterials, möglich wird.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang und/oder die Länge des herzustellenden Bohrloches eine Mehrzahl von voneinander getrennten, aufweitbaren Elementen mit Hohlräumen zum Aufweiten des Außenumfangs vorgesehen wird. Da nach Fertigstellung des Bohrloches wenigstens ein durch Einbringen eines Fluids aufweitbares Element in Anlage an die Bohrlochwand bringbar ist, wird sichergestellt, daß in einem einzigen Arbeitsgang unmittelbar nach Fertigstellung der Bohrung und insbesondere ohne Entfernung der Bohrvorrichtung aus dem Bohrloch eine Verankerung und Stabilisierung des umliegenden Boden- oder Gesteinsmaterials möglich wird, wobei das aufweitbare Element eine entsprechend große Länge aufweisen kann und somit eine zuverlässige Verankerung erzielbar ist. Es wird somit unmittelbar bei der Ausbildung des Bohrloches wenigstens ein aufweitbares Element gemeinsam mit dem Bohrgestänge eingebracht bzw. wird das Bohrgestänge von einem wenigstens teilweise aufweitbaren Element gebildet, so daß bei vereinfachter Konstruktion nach Fertigstellung des Bohrloches eine ordnungsgemäße Verankerung erzielbar ist. Dabei wird zur Erzielung der Verankerung zumindest der Außenumfang bzw. die Außenkontur des wenigstens einen aufweitbaren Elements wenigstens teilweise aufgeweitet bzw. vergrößert, um in Anlage an die Bohrlochwand zu gelangen. Durch erfindungsgemäßes Vorsehen einer Mehrzahl von aufweitbaren Elementen über den Umfang des herzustellenden Bohrloches und/oder über die Länge desselben läßt sich eine gleichmäßige Krafteinbringung sowohl über den Umfang als auch über die Länge des Bohrloches und somit eine entsprechend sichere Verankerung erzielen. Insbesondere bei Vorsehen einer Mehrzahl von aufweitbaren Elementen über den Umfang des Bohrloches wird es möglich, bei gleichzeitigem Aufweiten der aufweitbaren Elemente eine zentrierte Anordnung der Bohrvorrichtung im fertiggestellten Bohrloch aufrecht zu erhalten und die Krafteinbringung in umliegendes Boden- oder Gesteinsmaterial zu vergleichmäßigen.

[0008] Für eine ordnungsgemäße Festlegung der aufweitbaren Elemente aneinander bzw. an einem zentralen Bohrgestänge sowie zur Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Aufweitens der aufweitbaren Elemente ist darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, daß eine Mehrzahl von jeweils einen Hohlraum aufweisenden, aufweitbaren Elementen aneinander bzw. an einem zentralen Bohrgestänge festgelegt, insbesondere über jeweils einen Teil der Länge verschweißt, wird. Da die aufweitbaren Elemente insbesondere für den Fall, daß diese unmittelbar das Bohrgestänge ausbilden, entsprechend widerstandsfähig insbesondere aus einem metallischen Material ausgebildet sein müssen, ist verständlich, daß entsprechend große Kräfte zum Aufweiten der aufweitbaren Elemente eingebracht werden müssen, so daß eine ordnungsgemäße Festlegung der Elemente aneinander und/oder an dem Bohrgestänge vorzusehen ist.

[0009] Für eine Verlängerung der Bohrvorrichtung zur Ausbildung von Bohrlöchern großer Länge ist es bekannt, jeweils entsprechende Gestängeelemente miteinander zu verbinden, wobei im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt vorgeschlagen wird, daß das Bohrgestänge mit den aufweitbaren Elementen und/oder die das Bohrgestänge bildenden, aufweitbaren Elemente über Verbindungselemente verlängert werden, über welche das Fluid zum Aufweiten der Elemente geleitet wird, wobei durch derartige Verbindungselemente sichergestellt wird, daß das nach Fertigstellung der Bohrung in die aufweitbaren Elemente einzubringende Fluid sicher in die Mehrzahl von aufweitbaren Elementen einbringbar ist.

[0010] Wie oben angedeutet, sind insbesondere für den Fall, daß die aufweitbaren Elemente unmittelbar Teile des Bohrgestänges ausbilden, entsprechend widerstandsfähige, aufweitbare Elemente vorzusehen, wobei für ein ordnungsgemäßes Aufweiten der Elemente nach Fertigstellung der Bohrung in Anlage an das umliegende Boden- oder Gesteinsmaterial Fluid unter hohem Druck einzubringen ist, wobei gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, daß das Fluid unter einem Druck von wenigstens 100 bar, insbesondere wenigstens 150 bar, in das Innere bzw. die Hohlräume der aufweitbaren Elemente eingebracht wird.

[0011] Neben dem Einbringen eines Fluids unter Druck zum Aufweiten der Elemente nach Fertigstellung der Bohrung zur Ausbildung einer Verankerung ist es während eines Bohrvorgangs allgemein bekannt, ein Fluid zum Spülen und/oder Kühlen der Bohrkrone als auch gegebenenfalls zum Abtransport von abgebautem Material in den Bereich der Bohrkrone einzubringen, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, daß über das Bohrgestänge oder eine Leitung ein Fluid zum Kühlen und/oder Spülen der Bohrkrone während des Bohrvorgangs in den Bereich der Bohrkrone eingebracht wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht.

[0012] Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang und/oder die Länge des herzustellenden Bohrloches eine Mehrzahl von voneinander getrennten, aufweitbaren Elementen mit Hohlräumen zum Aufweiten des Außenumfangs vorgesehen ist. Wie oben bereits erwähnt, gelingt durch Vorsehen einer Mehrzahl von aufweitbaren Elementen nach Fertigstellung der Bohrung unter Einbringen eines Fluids unter Druck in die aufweitbaren Elemente eine sichere und zuverlässige Verankerung im Bohrloch, wobei auf ein nachträgliches Einbringen eines Ankers verzichtet werden kann. Bei Vorsehen von sich über einen entsprechend großen Teilbereich der Länge der Bohrung erstreckenden, aufweitbaren Elementen läßt sich darüber hinaus eine sichere Verankerung und Stabilisierung des umliegenden Boden- oder Gesteinsmaterials erzielen.

[0013] Zur Vergleichmäßigung der Verankerungswirkung als auch zur Sicherstellung einer Verankerung über eine große Länge ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß eine Mehrzahl von aufweitbaren Elementen zur Ausbildung des Bohrgestänges wenigstens teilweise über ihre Länge miteinander verbunden, insbesondere an aneinander anschließenden Randbereichen miteinander verschweißt, ist. Durch die Festlegung mehrerer aufweitbarer Elemente aneinander bzw. an einem Bohrgestänge wenigstens über einen Teilbereich der Länge gelingt ein zuverlässiges Einbringen der Bohrvorrichtung, wobei zum Einbringen der Bohrenergie entsprechend große Kräfte übertragen werden müssen, so daß eine zuverlässige Verbindung der einzelnen Elemente aneinander erforderlich ist.

[0014] Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß an einem mittigen Bohrgestänge eine Mehrzahl von aufweitbaren Elementen festgelegt, insbesondere über einen Teil der Länge verschweißt, ist, wodurch eine sichere Festlegung der aufweitbaren Elemente am Bohrgestänge während des Bohrvorgangs erzielbar ist. Darüber hinaus wird durch Vorsehen einer Mehrzahl von aufweitbaren Elementen während des nachträglichen Verankerns und Aufweitens sichergestellt, daß das Bohrgestänge in einer mittigen bzw. zentralen Lage verbleibt und somit eine zuverlässige Verankerungswirkung erzielbar ist.

[0015] Wie oben bereits angedeutet, ist es insbesondere bei Ausbildung von Bohrlöchern großer Länge bekannt, Gestängeteile der Bohrvorrichtung jeweils zu verlängern, wobei zum Einbringen des Fluids zum Aufweiten der aufweitbaren Elemente nach Fertigstellung der Bohrung gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt vorgeschlagen wird, daß das Bohrgestänge und die aufweitbaren Elemente oder die das Bohrgestänge bildenden, aufweitbaren Elemente über Verbindungselemente verlängerbar sind, welche Durchtritte zum Durchleiten des Fluids zum Aufweiten der aufweitbaren Elemente aufweisen.

[0016] Zur sicheren Festlegung der aufweitbaren Elemente an den Verbindungselementen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Verbindungselemente die daran anschließenden, aufweitbaren Elemente insbesondere durch Fortsätze teilweise übergreifen und mit den aufweitbaren Elementen verbunden, insbesondere verschweißt, sind. Derartige, die aufweitbaren Elemente teilweise übergreifende Bereiche bzw. Fortsätze der Verbindungselemente dienen hiebei für eine ordnungsgemäße Festlegung der aufweitbaren Elemente an dem Verbindungselement und/oder aneinander.

[0017] Wie oben bereits angedeutet, ist für eine Ausbildung einer gleichmäßigen bzw. mittigen Verankerung über den Umfang der herzustellenden Bohrung eine Mehrzahl von aufweitbaren Elementen vorgesehen, wobei in diesem Zusammenhang gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, daß in Umfangsrichtung wenigstens drei aufweitbare Elemente zur Ausbildung des Bohrgestänges vorgesehen sind bzw. mit einem mittigen Bohrgestänge verbunden sind. Bei Vorsehen von wenigstens drei aufweitbaren Elementen lassen sich nicht nur die zur Ausbildung der Bohrung auf die Bohrkrone zu übertragenden Kräfte ordnungsgemäß und zuverlässig einbringen, sondern es wird während des Aufweitvorgangs sichergestellt, daß eine entsprechend mittige Positionierung des Ankers und somit eine gleichmäßige Stabilisierung des umliegenden Boden- oder Gesteinsmaterials erzielbar ist.

[0018] Um selbst bei entsprechend widerstandsfähigen Materialien, welche die aufweitbaren Elemente ausbilden, eine zuverlässige Aufweitung und damit Anlage an die Bohrlochwand zu erzielen, ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die aufweitbaren Elemente in einem Querschnitt normal auf ihre Längsrichtung sichelförmig ausgebildet sind. Derartige sichelförmige Rohrelemente lassen sich mit einfachen Werkzeugen mit entsprechender Kontur und Festigkeit herstellen und ermöglichen in weiterer Folge eine einfache Festlegung aneinander bzw. an einem mittigen Bohrgestänge und stellen eine günstige Formgebung für das abschließende Aufweiten bei entsprechend geringer, durch das Fluid einzubringender Krafteinleitung sicher.

[0019] Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die aufweitbaren Elemente mit sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden bzw. radial nach außen vorragenden Teilbereichen miteinander verbunden bzw. an einem mittigen Bohrgestänge festgelegt sind, wobei gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform in diesem Zusammenhang vorgeschlagen wird, daß die aufweitbaren Elemente in einer normal auf die Längsrichtung des Bohrloches verlaufenden Ebene einen sternförmigen Umriß aufweisen bzw. definieren. Durch eine derartige Formgebung lassen sich die für die Ausbildung der Bohrung erforderlichen Kräfte zuverlässig einbringen, wobei durch den sternförmigen Umriß bereits während des Bohrvorgangs eine ordnungsgemäße Zentrierung im Bohrloch erzielbar ist, während durch das Aufweiten ebenfalls die zentrale bzw. mittige Lage aufrecht erhalten werden kann.

[0020] Zum Kühlen bzw. Spülen der Bohrkrone als auch gegebenenfalls zum Abtransport des abgebauten Materials wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß durch das Bohrgestänge oder eine Leitung während des Bohrvorgangs ein Fluid zum Kühlen und/oder Spülen der Bohrkrone in den Bereich der Bohrkrone einbringbar ist.

[0021] Für eine ordnungsgemäße Festlegung der Bohrkrone an dem das Bohrgestänge bildenden Element ist darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, daß die Bohrkrone durch Schweißen, Schrauben oder dgl. an dem Bohrgestänge bzw. den das Bohrgestänge bildenden, aufweitbaren Elementen festgelegt ist.

[0022] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, in vergrößertem Maßstab eines Verbindungselements zum Verlängern eines Bohrgestänges sowie der aufweitbaren Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 Schnittansichten der Ausführungsform gemäß Fig. 3, wobei Fig. 4a einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3 darstellt, Fig. 4b einen Schnitt ähnlich der Fig. 4a zeigt, wobei durch zusätzliche Umrißlinien eine teilweise Aufweitung der aufweitbaren Elemente in Abstand von der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3 gezeigt ist, und Fig. 4c einen Schnitt durch die aufweitbaren Elemente nach Beendigung des Aufweitvorgangs andeutet; und

Fig. 5 in einer zu Fig. 4a ähnlichen Darstellung unterschiedliche Ausführungsformen einer Anordnung von aufweitbaren Elementen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen zeigt.

[0023] In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 ist allgemein mit 1 eine Bohrvorrichtung bezeichnet, wobei eine schematisch mit 2 angedeutete Bohrkrone an einem aus mehreren Einzelteilen 3 und 4 bestehenden Bohrgestänge festgelegt wird, wobei die einzelnen Gestängeteile 3 und 4 über ein schematisch mit 5 angedeutetes Verbindungselement verbunden bzw. verlängert sind, wobei eine Ausbildung im Detail in Fig. 3 näher dargestellt ist.

[0024] Wie aus den nachfolgenden Darstellungen näher ersichtlich, sind die Gestängeteile 3 und 4 aus einer Mehrzahl von aufweitbaren Elementen gebildet bzw. ist eine Mehrzahl von aufweitbaren Elementen um ein mittiges Bohrgestänge vorgesehen, wobei eine nicht näher dargestellte Vorrichtung zum Einbringen einer Bohr- und Schlagenergie in die Bohrkrone 2 an einem mit 6 bezeichneten Ende angreift.

[0025] Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, erfolgt nach Fertigstellung des Bohrloches ein Aufweiten von aufweitbaren Elementen in die strichliert mit 3' bzw. 4' angedeutete Position über den Umfang als auch über die Länge der Bohrvorrichtung 1, so daß durch Aufweiten zumindest des Außenumfangs bzw. der Außenkontur insgesamt sowohl eine stabile Verankerung der Bohrvorrichtung 1 im nicht näher dargestellten Bohrloch als auch eine Stabilisierung von umliegendem Boden- oder Gesteinsmaterial erzielbar ist.

[0026] In Fig. 1 ist weiters angedeutet, daß sowohl im Bereich des Verbindungselements 5 als auch des Abschlußelements 6 sowie der Festlegung der Gestängeteile 3 und 4 an der Bohrkrone 2 jeweils über einen Teilbereich 7 eine Festlegung der in den nachfolgenden Figuren im Detail gezeigten, aufweitbaren Elemente bzw. allgemein Gestängeteile 3 und 4 aneinander als auch dem Verbindungselement 5, dem Abschlußelement 6 sowie der Bohrkrone 2 erfolgt, so daß in diesen Teilbereichen 7 eine sichere Festlegung vorgenommen werden kann, welche auch einem Aufweiten bei Einbringen eines Fluids unter hohem Druck, beispielsweise von wenigstens 100 bar, in das Innere der aufweitbaren Elemente widerstehen kann und sich insgesamt eine tonnen- bzw. kissenförmige Außenkontur 3' bzw. 4' nach dem Aufweiten zum Ausbilden der Verankerung erzielen läßt.

[0027] Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß an einem zentralen Bohrgestänge 8, welches mit der wiederum mit 2 bezeichneten Bohrkrone verbunden ist, im wesentlichen halbkreisförmige, aufweitbare Elemente 9 vorgesehen sind, wobei die aufweitbaren Elemente 9 mit dem Bohrgestänge über wiederum mit 7 bezeichnete Teilbereiche im Bereich des Anschlusses an die Bohrkrone 2 als auch an ein wiederum schematisch mit 5 angedeutetes Verbindungselement festgelegt, beispielsweise verschweißt, sind. In dem Verbindungselement 5 gemäß Fig. 2 ist mit 10 eine Eintrittsöffnung angedeutet, über welche, wie dies insbesondere bei der Darstellung gemäß Fig. 3 näher ersichtlich werden wird, ein Einbringen von Fluid unter Druck in das aufweitbare Element 9 möglich wird, so daß nach einer Fertigstellung der Bohrung wiederum ein Aufweiten der aufweitbaren Elemente 9 zur Ausbildung einer Verankerung erzielbar ist.

[0028] Wie bereits oben angedeutet, ist in Fig. 3 der Bereich eines Verbindungselements 5 im Detail dargestellt. Ein erstes Verbindungselement 11 ist an einer Mehrzahl von aufweitbaren Elementen 12 festgelegt bzw. insbesondere verschweißt, wobei Fortsätze 13 die aufweitbaren Elemente 12 wenigstens teilweise übergreifen, wie dies auch in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 4a deutlich ersichtlich ist. Das Verbindungselement 11 weist ein Innengewinde 14 auf, in welches ein zweites Verbindungselement 15 über ein entsprechendes Außengewinde 16 verschraubbar ist, wobei auch das zweite Verbindungselement 15 mit entsprechenden Fortsätzen 13 ausgebildet ist, um wiederum aufweitbare Elemente 12 wenigstens teilweise zu übergreifen.

[0029] Im Endbereich der aufweitbaren Elemente 12 sowie in den Verbindungselementen 11 bzw. 15 sind Durchtritte bzw. Durchtrittskanäle 17 ausgebildet, welche einerseits in die Hohlräume 18 der aufweitbaren Elemente 12 münden. Die Durchtrittskanäle münden darüber hinaus in einen Verbindungskanal bzw. -durchtritt 19, welcher in einem hülsen- bzw. muffenartigen Element 20 ausgebildet ist, wobei das Element 20 den Bereich der Verbindung der Verbindungselemente 11 und 15 umgibt bzw. umschließt.

[0030] Wie durch Pfeile 21 angedeutet, gelingt über die Durchtritte 17 und 19 ein Einbringen eines Fluids unter Druck in sämtliche Hohlräume 18 der aneinander anschließenden, aufweitbaren Elemente 12, so daß nach einer Fertigstellung der Bohrung durch das Einbringen des Fluids unter Druck, beispielsweise mit wenigstens 100 bzw. 150 bar, ein Aufweiten der aufweitbaren Elemente 12 erzielbar ist.

[0031] Wie aus den Darstellungen gemäß Fig. 4 ersichtlich, ist bei dieser Ausführungsform ein zentrales Bohrgestänge nicht vorgesehen, so daß das Bohrgestänge von drei jeweils sichelartigen, aufweitbaren Elementen 12 gebildet wird, wobei die aufweitbaren Elemente im Bereich der Verbindungselemente 11 bzw. 15 mit den übergreifenden Teilbereichen 13 verbunden, insbesondere verschweißt sind, wie dies mit 22 jeweils in Fig. 4a und 4b angedeutet ist. Darüber hinaus sind auch die aufweitbaren Elemente 12 über weitere Schweißstellen 23 miteinander wenigstens über einen Teilbereich ihrer Länge verbunden.

[0032] In Fig. 4 ist weiters angedeutet, daß in dem zwischen den Elementen 12 verbleibenden Freiraum eine zusätzliche Leitung 24 zum Einbringen eines Fluids in die Bohrkrone zum Kühlen bzw. Spülen derselben vorgesehen ist.

[0033] Bei der Darstellung gemäß Fig. 4b ist schematisch angedeutet, wie in Teilbereichen in Abstand von den Verbindungselementen 11 bzw. 15 und insbesondere in Abstand von den die aufweitbaren Elemente 12 teilweise übergreifenden Fortsätzen 13 ein Aufweiten nach einem Einbringen eines Fluids unter Druck in die mit 12' bzw. 12" bezeichnete Lage möglich wird.

[0034] Bei der Darstellung gemäß Fig. 4c ist ersichtlich, wie in einem Teilbereich in größerem Abstand von den Verbindungselementen 11 bzw. 15 nach dem Beendigen des Aufweitvorgangs die aufgeweiteten Elemente 12 an der Bohrlochwand 25 anliegen, wobei durch Vorsehen von drei aufweitbaren Elementen 12 über den Umfang des Bohrloches eine entsprechend zentrale bzw. mittige Positionierung erzielbar ist und somit auch eine entsprechend gleichmäßige Einbringung von Kräften in das umliegende Boden- oder Gesteinsmaterial 26 als auch eine gleichmäßige Stabilisierung desselben möglich wird.

[0035] Bei den schematischen Darstellungen gemäß Fig. 5 sind weitere abgewandelte Ausführungsformen gezeigt, wobei bei der Ausbildung gemäß Fig. 5a an einem zentralen bzw. mittigen Bohrgestänge 27 jeweils zwei aufweitbare Elemente 28 vorgesehen sind. Es finden wiederum im wesentlichen sichelförmige, aufweitbare Elemente 28 Verwendung, welche nach Fertigstellung der Bohrung durch Einbringen eines Fluids unter Druck ein Aufweiten und entsprechend zuverlässiges Anliegen an die wiederum mit 25 bezeichnete Bohrlochwand und somit eine zuverlässige Verankerung ermöglichen. Durch Vorsehen von zwei aufweitbaren Elementen 28 verteilt über den Umfang wird nach dem Aufweiten sichergestellt, daß das Bohrgestänge 27 seine zentrale bzw. mittige Positionierung beibehält, so daß insbesondere bei Vorsehen einer Mehrzahl von nebeneinander liegenden Bohrlöchern 25 eine entsprechend gleichmäßige Verankerung und Stabilisierung des umliegenden Boden- oder Gesteinsmaterials über entsprechende Flächen erzielbar werden.

[0036] Sowohl bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5a als auch bei den weiteren, in Fig. 5 schematisch angedeuteten Ausführungsformen ist wie bei den vorangehenden Ausführungsformen vorgesehen, daß aufweitbare Elemente miteinander bzw. an einem zentralen Bohrgestänge wenigstens über einen Teilbereich ihrer Länge verbunden, insbesondere verschweißt, sind und daß ein Aufweiten jeweils über einen Teilbereich der Länge in einer tonnen- bzw. kissenartigen Außenkontur resultiert, wie dies in Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Eine Verlängerung zur Erzielung großer Bohrlängen erfolgt wiederum über entsprechende Verbindungselemente, wie dies beispielsweise schematisch in Fig. 3 angedeutet ist.

[0037] Bei der Ausbildung gemäß Fig. 5b finden wiederum zwei aufweitbare Elemente 29 Verwendung, wobei jedoch im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 5a ein zentrales Bohrgestänge nicht vorgesehen ist, so daß die wenigstens über Teilbereiche miteinander verbundenen, aufweitbaren Elemente 29, wobei eine Schweißstelle jeweils mit 30 angedeutet ist, auch die Funktion des Bohrgestänges zum Einbringen der Bohr- oder Schlagenergie übernehmen.

[0038] Nach Fertigstellung der Bohrung erfolgt wiederum ein Einbringen von Fluid unter Druck in den wiederum mit 18 bezeichneten Hohlraum der aufweitbaren Elemente 29 zur Anlage an die Bohrlochwand 25 zur Erzielung einer Verankerung.

[0039] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5c findet wiederum ein zentrales Bohrgestänge 31 Verwendung, wobei über den Umfang verteilt drei aufweitbare Elemente 32 vorgesehen sind, welche ähnlich der Ausführungsform gemäß Fig. 4a mit nach außen vorragenden Fortsätzen ausgebildet sind, und somit wiederum einen im wesentlichen sternförmigen Außenquerschnitt ergeben. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, erfolgt durch die aufweitbaren Elemente eine Zentrierung des Bohrgestänges 31 bereits während des Bohrvorgangs durch Anlage an die Bohrlochwand 25, worauf nach Fertigstellung der Bohrung und Einbringen eines Fluids unter Druck in die Hohlräume 18 der aufweitbaren Elemente 32 die Zentrierung beibehalten wird und eine Anlage an die Bohrlochwand 25 erzielbar ist.

[0040] Ähnlich zu der Ausführungsform gemäß Fig. 5c sind bei der Ausbildung gemäß Fig. 5d an dem zentralen Bohrgestänge 31 symmetrisch vier aufweitbare Elemente 32 mit jeweils nach außen ragenden Endabschnitten angeordnet, wobei sowohl während des Bohrvorgangs eine Zentrierung an der Bohrlochwand 25 als auch nach dem Aufweiten eine entsprechend sichere und zentrierte Verankerung erzielbar ist.

[0041] Bei sämtlichen Ausführungsformen gemäß Fig. 5 kann im zentralen bzw. mittigen Bereich eine zusätzliche Leitung zum Einbringen eines Spül- bzw. Kühlfluids vorgesehen sein bzw. es kann das zentrale Bohrgestänge 27 bzw. 31 unmittelbar als Durchtrittsquerschnitt zum Einbringen eines Spül- bzw. Kühlfluids in den Bereich der Bohrkrone verwendet werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung in dem Loch, wobei durch Einbringen einer Bohrkrone (2) ein Bohrloch gebildet wird, wobei nach Fertigstellung des Bohrloches in wenigstens einen sich im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrung erstreckenden Hohlraum (18) wenigstens eines aufweitbaren Elements (3, 4, 12, 29) des Bohrgestänges bzw. wenigstens einen Hohlraum von wenigstens einem mit dem Bohrgestänge (8, 27, 31) verbundenen, aufweitbaren Element (9, 28, 32) zum wenigstens teilweisen Aufweiten des Außenumfangs des bzw. der mit dem Fluid beaufschlagten, aufweitbaren Elements(e) in Anlage an die Bohrlochwand ein Fluid unter Druck eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang und/oder die Länge des herzustellenden Bohrloches eine Mehrzahl von voneinander getrennten, aufweitbaren Elementen (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) mit Hohlräumen zum Aufweiten des Außenumfangs vorgesehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von jeweils einen Hohlraum aufweisenden, aufweitbaren Elementen (9, 28, 32) aneinander bzw. an einem zentralen Bohrgestänge (8, 27, 31) festgelegt, insbesondere über jeweils einen Teil der Länge verschweißt, wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrgestänge (8, 27, 31) mit den aufweitbaren Elementen (9, 28, 32) und/oder die das Bohrgestänge bildenden, aufweitbaren Elemente (12, 29) über Verbindungselemente (5, 11, 15) verlängert werden, über welche das Fluid zum Aufweiten der Elemente geleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid unter einem Druck von wenigstens 100 bar, insbesondere wenigstens 150 bar, in das Innere bzw. die Hohlräume der aufweitbaren Elemente (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) eingebracht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über das Bohrgestänge (8, 27, 31) oder eine Leitung (24) ein Fluid zum Kühlen und/oder Spülen der Bohrkrone (2) während des Bohrvorgangs in den Bereich der Bohrkrone eingebracht wird.

6. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung, wobei durch Einbringen einer Bohrkrone (2) ein Bohrloch ausgebildet ist, wobei das Bohrgestänge der Bohrvorrichtung von wenigstens einem aufweitbaren Element (3, 4, 12, 29) mit einem sich im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrung erstreckenden Hohlraum (18) zum Einbringen eines Fluids unter Druck zum wenigstens teilweisen Aufweiten des Außenumfangs des aufweitbaren Elements (3, 4, 12, 29) ausgebildet ist und/oder das Bohrgestänge (8, 27, 31) mit wenigstens einem aufweitbaren Element (9, 28, 32) mit jeweils wenigstens einem sich im wesentlichen in Längsrichtung der Bohrung erstreckenden Hohlraum (18) zum Einbringen eines Fluids unter Druck zum Aufweiten des Außenumfangs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang und/oder die Länge des herzustellenden Bohrloches eine Mehrzahl von voneinander getrennten, aufweitbaren Elementen (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) mit Hohlräumen zum Aufweiten des Außenumfangs vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von aufweitbaren Elementen (12, 29) zur Ausbildung des Bohrgestänges wenigstens teilweise über ihre Länge miteinander verbunden, insbesondere an aneinander anschließenden Randbereichen miteinander verschweißt, ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einem mittigen Bohrgestänge (8, 27, 31) eine Mehrzahl von aufweitbaren Elementen (9, 28, 32) festgelegt, insbesondere über einen Teil der Länge verschweißt, ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrgestänge (8, 27, 31) und die aufweitbaren Elemente (9, 28, 32) oder die das Bohrgestänge bildenden, aufweitbaren Elemente (12, 29) über Verbindungselemente (5, 11, 15) verlängerbar sind, welche Durchtritte (10, 17, 19) zum Durchleiten des Fluids zum Aufweiten der aufweitbaren Elemente (9, 12, 28, 29, 32) aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (11, 15) die daran anschließenden, aufweitbaren Elemente (12) insbesondere durch Fortsätze (13) teilweise übergreifen und mit den aufweitbaren Elementen verbunden, insbesondere verschweißt, sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung wenigstens drei aufweitbare Elemente (12, 32) zur Ausbildung des Bohrgestänges vorgesehen sind bzw. mit einem mittigen Bohrgestänge (31) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aufweitbaren Elemente (9, 12, 28, 29, 32) in einem Querschnitt normal auf ihre Längsrichtung sichelförmig ausgebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die aufweitbaren Elemente (12, 32) mit sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden bzw. radial nach außen vorragenden Teilbereichen miteinander verbunden bzw. an einem mittigen Bohrgestänge (31) festgelegt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die aufweitbaren Elemente (12, 32) in einer normal auf die Längsrichtung des Bohrloches (25) verlaufenden Ebene einen sternförmigen Umriß aufweisen bzw. definieren.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Bohrgestänge (8, 27, 31) oder eine Leitung (24) während des Bohrvorgangs ein Fluid zum Kühlen und/oder Spülen der Bohrkrone (2) in den Bereich der Bohrkrone einbringbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (2) durch Schweißen, Schrauben oder dgl. an dem Bohrgestänge (3, 8) bzw. den das Bohrgestänge bildenden, aufweitbaren Elementen (12) festgelegt ist.

Claims

1. A method for drilling, in particular impact drilling or rotary percussion drilling, a hole in soil or rock material and forming an anchorage in said hole, wherein a bore hole is formed by the introduction of a drill bit (2), wherein, upon completion of the bore hole, a fluid under pressure is introduced into at least one hollow space (18) extending substantially in the longitudinal direction of the bore, of at least one expandable element (3, 4, 12, 29) of the drill rod assembly, or into at least one hollow space of at least one expandable element (9, 28, 32) connected with the drill rod assembly (8, 27, 31), to at least partially widen the outer periphery of said expandable element(s) powered with the fluid, in abutment on the bore hole wall, characterized in that a plurality of mutually separated expandable elements (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) having hollow spaces are provided about the periphery and/or length of the bore hole to be produced, to widen said outer periphery.

2. A method according to claim 1, characterized in that a plurality of expandable elements (9, 28, 32) each having a hollow space are fixed, particularly welded each over a portion of their lengths, to one another or to a central drill rod assembly (8, 28, 31), respectively.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the drill rod assembly (8, 27, 31) comprising the expandable elements (9, 28, 32), and/or the expandable elements (12, 29) forming the drill rod assembly, are extended via connection elements (5, 11, 15) through which the fluid for expanding the expansion elements is conducted.

4. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the fluid is introduced into the interior or hollow spaces of the expandable elements (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) at a pressure of at least 100 bar and, in particular, at least 150 bar.

5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a fluid for cooling and/or flushing the drill bit (2) is introduced into the region of the drill bit (2) via the drill rod assembly (8, 27, 31) or a duct (24) during the drilling operation.

6. A device for drilling, in particular impact drilling or rotary percussion drilling, a hole in soil or rock material and forming an anchorage in said hole, wherein a bore hole is formed by the introduction of a drill bit (2), wherein the drill rod assembly of the drilling device is comprised of at least one expandable element (3, 4, 12, 29) having a hollow space (18) extending substantially in the longitudinal direction of the bore and provided for the introduction of a fluid under pressure to at least partially widen the outer periphery of said expandable element (3, 4, 12, 29), and/or the drill rod assembly (8, 27, 31) is connected with at least one expandable element (9, 28, 32) each including a hollow space (18) extending substantially in the longitudinal direction of the bore and provided for the introduction of a fluid under pressure to widen said outer periphery, characterized in that a plurality of mutually separated expandable elements (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) having hollow spaces are provided about the periphery and/or length of the bore hole to be produced, to widen said outer periphery.

7. A device according to claim 6, characterized in that a plurality of expandable elements (12, 29) for the formation of the drill rod assembly are connected with to one another at least over a portion of their lengths and, in particular, welded with one another in contiguous rim regions.

8. A device according to claim 6 or 7, characterized in that a plurality of expandable elements (9, 28, 32) are fixed, particularly welded over a length portion, to a central drill rod assembly (8, 27, 31).

9. A device according to any one of claims 6 to 8, characterized in that that the drill rod assembly (8, 27, 31) and the expandable elements (9, 28, 32), or the expandable elements (12, 29) forming the drill rod assembly, are extendable by connection elements (5, 11, 15) comprising passages (10, 17, 19) for conducting therethrough the fluid intended to widen the expandable elements (9, 12, 28, 29, 32).

10. A device according to claim 9, characterized in that the connection elements (11, 15) partially overlap the consecutively arranged expandable elements (12), particularly by projections (13), and are connected, particularly welded, with the expandable elements.

11. A device according to any one of claims 6 to 10, characterized in that, in the peripheral direction, at least three expandable elements (12, 32) are provided for the formation of the drill rod assembly or are connected with a central drill rod assembly (31), respectively.

12. A device according to any one of claims 6 to 11, characterized in that the expandable elements (9, 12, 28, 29, 32) are sickle-shaped in a cross section normal to their longitudinal direction.

13. A device according to any one of claims 6 to 12, characterized in that the expandable elements (12, 32) are connected with one another, or fixed to a central drill rod assembly; by partial regions extending substantially radially outwards or projecting radially outwards.

14. A device according to claim 13, characterized in that the expandable elements (12, 32) exhibit or define a star-shaped contour in a plane extending normal to the longitudinal direction of the bore hole (25).

15. A device according to any one of claims 6 to 14, characterized in that a fluid for cooling and/or flushing the drill bit (2) is capable of being introduced into the region of the drill bit through the drill rod assembly (8, 27, 31) or a duct (24) during the drilling operation.

16. A device according to any one of claims 6 to 15, characterized in that the drill bit (2) is fixed to the drill rod assembly (3, 8) or the expandable elements (12) forming the drill rod assembly, respectively, by welding, screwing or the like.

Revendications

1. Procédé pour le forage, en particulier le forage à percussion ou à roto-percussion, d'un trou dans de la terre ou de la roche et pour la réalisation d'un ancrage dans le trou, dans lequel un trou de forage est formé par introduction d'une couronne de forage (2), dans lequel après l'achèvement du trou de forage un fluide sous pression est introduit dans au moins un espace creux (18), s'étendant essentiellement dans la direction longitudinale du forage, d'au moins un élément expansible (3, 4, 12, 29) de la tige de forage, ou dans au moins un espace creux d'au moins un élément expansible (9, 28, 32), relié à la tige de forage (8, 27, 31) pour l'élargissement au moins partiel du pourtour extérieur du ou des éléments expansibles sollicités par le fluide au contact de la paroi du trou de forage, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments expansibles (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) séparés les uns des autres présentant des espaces creux sont prévus sur le pourtour et/ou la longueur du trou de forage à produire pour l'élargissement du pourtour extérieur.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments expansibles (9, 28, 32) présentant chacun un espace creux sont fixés les uns aux autres ou sur une tige de forage médiane (8, 27, 31), en particulier soudés chacun sur une partie de la longueur.

3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige de forage (8, 27, 31) comportant les éléments expansibles (9, 28, 32) et/ou les éléments expansibles (12, 29) formant la tige de forage sont prolongés par des éléments de liaison (5, 11, 15), à travers lesquels est conduit le fluide pour l'élargissement des éléments.

4. Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le fluide est introduit sous une pression d'au moins 100 bar, en particulier d'au moins 150 bar, dans l'intérieur ou dans les espaces creux des éléments expansibles (3, 4, 12, 9, 28, 32).

5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un fluide pour le refroidissement et/ou le lavage de la couronne de forage (2) est introduit à travers la tige de forage (8, 27, 31) ou une conduite (24) pendant l'opération de forage dans la zone de la couronne de forage.

6. Dispositif pour le forage, en particulier le forage à percussion ou à roto-percussion, d'un trou dans de la terre ou de la roche et pour la réalisation d'un ancrage, dans lequel un trou de forage est réalisé par introduction d'une couronne de forage (2), dans lequel la tige de forage du dispositif de forage est réalisée par au moins un élément expansible (3, 4, 12 ,29) présentant un espace creux (18) s'étendant essentiellement dans la direction longitudinale du forage pour l'introduction d'un fluide sous pression pour l'élargissement au moins partiel du pourtour extérieur de l'élément expansible (3, 4, 12, 29), et/ou la tige de forage (8, 27, 31) est reliée à au moins un élément expansible (9, 28, 32) présentant à chaque fois au moins un espace creux (18) s'étendant essentiellement dans la direction longitudinale du forage pour l'introduction d'un fluide sous pression pour l'élargissement du pourtour extérieur, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments expansibles (3, 4, 12, 29, 9, 28, 32) séparés les uns des autres présentant des espaces creux sont prévu sur le pourtour et/ou sur la longueur du trou de forage pour l'élargissement du pourtour extérieur du trou de forage à produire.

7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments expansibles (12, 29) sont reliés les uns aux autres au moins partiellement sur leur longueur, en particulier soudés sur des zones marginales se raccordant les unes aux autres, pour la réalisation de la tige de forage.

8. Dispositif suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments expansibles (9, 28, 32) sont fixés sur une tige de forage médiane (8, 27, 31), en particulier soudés sur une partie de la longueur.

9. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la tige de forage (8, 27, 31) et les éléments expansibles (9, 28, 32) ou les éléments expansibles (12, 29) formant la tige de forage sont prolongeables par des éléments d'assemblage (5, 11, 15), qui présentent des passages (10, 17, 19) pour la conduite du fluide pour l'élargissement des éléments expansibles (9, 12, 28, 29, 32).

10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments d'assemblage (11, 15) recouvrent en partie les éléments expansibles (12) s'y raccordant, en particulier par des prolongements (13), et sont reliés, en particulier soudés, aux éléments expansibles.

11. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'au moins trois éléments expansibles (12 , 32) dans la direction périphérique sont prévus pour la réalisation de la tige de forage ou sont reliés à une tige de forage médiane (31).

12. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que les éléments expansibles (9, 12, 28, 29, 32) sont réalisés en forme de croissant en section transversale normalement à leur direction longitudinale.

13. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que les éléments expansibles (12, 32) sont reliés les uns aux autres par des zones partielles s'étendant essentiellement radialement vers l'extérieur ou faisant saillie radialement vers l'extérieur ou sont fixés sur une tige de forage médiane (31).

14. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les éléments expansibles (12, 32) présentent ou définissent un contour en étoile dans un plan s'étendant normalement à la direction longitudinale du trou de forage (25).

15. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 14, caractérisé en ce qu'un fluide pour refroidir et/ou laver la couronne de forage (2) peut être introduite dans la zone de la couronne de forage à travers la tige de forage (8. 27, 31) ou une conduite (24) pendant l'opération de forage.

16. Dispositif suivant l'une des revendications 6 à 15, caractérisé en ce que la couronne de forage (2) est fixée par soudage, vissage ou analogue à la tige de forage (3, 8) ou aux éléments expansibles (12) formant la tige de forage.

Zeichnung