BOHRVORRICHTUNG UND BOHRVERFAHREN ZUM ERSTELLEN EINER BOHRUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung und ein Bohrverfahren, bei dem mittels einer Bohrvorrichtung die Bohrung eingebracht wird, die Bohrvorrichtung mittels einer Spanneinrichtung (22, 26) an einem Stützrohr oder in der Bohrung festgespannt wird, durch drehendes Antreiben eines Bohrwerkzeuges der Bohrvorrichtung Bodenmaterial abgetragen wird und eine zum Bohren benötigte Energie über eine Anschlusseinrichtung (48) über eine externe Energieversorgung (46) zugeführt wird. Gemäß der Erfindung ist die Spanneinrichtung mit einer Notenergieeinheit (50) an einem Trägerrahmen der Bohrvorrichtung verbunden, wobei die Notenergieeinheit durch eine Auslöseeinheit zum Lösen der Spanneinrichtung aktiviert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung mit einem Bohrantrieb, einem Bohrwerkzeug, welches durch den Bohrantrieb rotierend antreibbar ist, einem Trägerrahmen, an oder in dem der Bohrantrieb und das Bohrwerkzeug gelagert sind, wobei der Trägerrahmen ausgebildet ist, an oder in einem Stützrohr oder in der Bohrung angeordnet zu werden, mindestens einer Spanneinrichtung, welche zum lösbaren Festspannen des Trägerrahmens an dem Stützrohr oder in der Bohrung ausgebildet ist, einer Aufhängeeinrichtung an der Oberseite des Trägerrahmens zum Aufhängen der Bohrvorrichtung und mindestens einer Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer externen Energieversorgung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bohrverfahren zum Erstellen einer Bohrung, bei dem mittels einer Bohrvorrichtung in einen Grund, insbesondere einen Gewässergrund, die Bohrung eingebracht wird, die Bohrvorrichtung mittels mindestens einer Spanneinrichtung an einem Stützrohr oder in der Bohrung festgespannt wird, durch drehendes Antreiben eines Bohrwerkzeuges der Bohrvorrichtung Bodenmaterial abgetragen wird und eine zum Bohren benötigte Energie über eine Anschlusseinrichtung über eine externe Energieversorgung zugeführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

[0003] Derartige Bohrvorrichtungen umfassen sogenannte Innenloch-Bohrvorrichtungen. Diese weisen einen Trägerrahmen auf, an welchem der Bohrantrieb angeordnet ist. Der Trägerrahmen wird zur Abstützung des Drehmomentes an der Wand der Bohrung oder einem vorher in den Grund eingebrachten Stützrohr lösbar festgespannt.

[0004] Die Energieversorgung für den Bohrantrieb erfolgt üblicherweise mittels Hydraulikleitungen, welche von einem entfernten Grundgerät Hydraulikenergie zuführen. Ein gattungsgemäßer Stand der Technik geht beispielsweise aus der EP 0 349 610 B1 hervor.

[0005] Derartige Bohrvorrichtungen werden häufig auch für Unterwasserbohrungen eingesetzt, bei welchen das Grundgerät auf einem Wasserfahrzeug, insbesondere einem Schiff, angeordnet ist. Zunächst wird ein Stütz- oder Gründungsrohr in den Gewässergrund eingebracht. Innerhalb des zuvor eingebrachten Stützrohres kann mit der Bohrvorrichtung die gewünschte Bohrung erstellt werden. Durch ein schrittweises Festspannen, Bohren, Lösen und erneutes Festspannen können relativ große Tiefen mit derartigen Bohrvorrichtungen erzielt werden.

[0006] Weiterhin ist aus der EP 1 154 078 B1 eine sogenannte Flydrill-Bohrvorrichtung bekannt, bei welcher ein Trägerrahmen mit dem Bohrantrieb an der Oberseite eines zuvor eingebrachten Stützrohres festgespannt wird. Auch bei diesen bekannten Bohrvorrichtungen erfolgt die Energiezuführung extern mittels Energieleitungen, insbesondere über Hydraulikschläuche.

[0007] Bei diesen Bohrvorrichtungen mit einer externen Energiezuführung über Hydraulikschläuche besteht die Gefahr, dass unter bestimmten Betriebsbedingungen, etwa beim Einsatz in rauer See, die Energieversorgungsleitungen kurzfristig gekappt werden müssen. Auch besteht bei Bohrvorrichtungen grundsätzlich die Gefahr eines Hydraulikschlauchbruches, wobei die Bohrvorrichtung von einer externen Energieversorgung unerwartet abgetrennt wird. In derartigen Fällen ist es häufig aufwändig, eine am oder im Bohrloch festgespannte Bohrvorrichtung wieder zu bergen.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung und ein Bohrverfahren anzugeben, bei welchen auch bei einem unerwarteten Ausfall der Energiezuführung ein zuverlässiges Rückholen der Bohrvorrichtung ermöglicht ist.

[0009] Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Bohrvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Bohrverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0010] Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerrahmen eine Notenergieeinheit vorgesehen ist, dass die Notenergieeinheit mit der Spanneinrichtung zum Lösen der Einspannung verbunden ist und dass eine Auslöseeinheit vorgesehen ist, durch welche die Notenergieeinheit zum Lösen der Spanneinrichtung aktivierbar ist.

[0011] Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die Bohrvorrichtung mit einer autarken Energieeinheit zu versehen, durch welche ausreichend Energie zur Verfügung gestellt wird, um bei einem plötzlichen oder unerwarteten Abtrennen der Bohrvorrichtung von der externen Energieversorgung ausreichend Energie bereitzustellen, um eine Einspannung der Bohrvorrichtung am Stützrohr oder im Bohrloch zuverlässig zu lösen. Dabei ist zum Lösen eine Auslöseeinheit vorgesehen, die die Spanneinrichtung gezielt löst. Die Auslöseeinheit kann grundsätzlich so ausgelegt sein, dass sie unter bestimmten Bedingungen selbsttätig auslöst. Vorzugsweise ist die Auslöseeinheit jedoch so ausgebildet, dass diese von einem Maschinenbediener gezielt aktiviert wird.

[0012] Mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung ist so jederzeit ein sicheres und einfaches Lösen einer eingespannten Bohrvorrichtung möglich, selbst wenn diese sich in einer relativ großen Bohrtiefe befindet und unerwartet von der externen Energieversorgung abgetrennt ist.

[0013] Grundsätzlich kann die Spanneinrichtung in beliebiger Weise ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung, dass die mindestens eine Spannvorrichtung mindestens einen Spannzylinder aufweist. Vorzugsweise ist der Spannzylinder hydraulisch betrieben. Der Spannzylinder weist dabei einen Fail-Safe-Mode auf, bei welchem der Spannzylinder in der Spannposition verbleibt, wenn die externe Hydraulikversorgung abgetrennt wird.

[0014] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Spanneinrichtung elektrisch betätigbar ist und dass die Notenergieeinheit eine elektrische Batterie umfasst. Dabei kann die Spanneinrichtung insgesamt einen elektrischen Antrieb zum Verspannen aufweisen. Die Spanneinrichtung kann aber auch einen hydraulischen Zylinder aufweisen, der durch eine elektrische Betätigung von Entlüftungsventilen betätigt wird, um eine Spannkraft zu lösen.

[0015] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Notenergieeinheit ein Hydraulikfluidreservoir umfasst, welches über eine Hydraulikleitung mit dem Spannzylinder der Spanneinrichtung verbunden ist. Insbesondere können die Spannzylinder als doppelwirkende Spannzylinder ausgebildet sein. Durch die Notenergieeinheit wird eine am Trägerrahmen vorgesehenes autarkes Hydraulikfluidreservoir betätigt, durch welches die Spannzylinder von einer Spannposition in eine Löseposition rückgestellt werden können.

[0016] Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht eine vorteilhafte Variante darin, dass durch die Auslöseeinheit die Notenergieeinheit aktivierbar ist, wenn die Bohrvorrichtung bei unterbrochener externer Energieversorgung über die Aufhängeeinrichtung von dem Stützrohr oder dem Bohrloch zurückgezogen wird. Hierdurch können besonders zuverlässig Beschädigungen an der Bohrvorrichtung vermieden werden. Wird über die Aufhängeeinrichtung, insbesondere ein Hubseil, eine Rückholkraft nach oben auf die Bohrvorrichtung aufgebracht, kann dies zu Beschädigungen der Bohrvorrichtung führen, wenn die Bohrvorrichtung noch festgespannt ist. Nach der Erfindung wird bei einem Aufbringen einer bestimmten Zugkraft bei fest gespannter Bohrvorrichtung automatisch die Auslöseeinheit betätigt und eine Einspannung gelöst, so dass die Bohrvorrichtung freigegeben wird.

[0017] Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann dies insbesondere dadurch erzielt werden, dass die Auslöseeinheit im Bereich der Aufhängeeinrichtung angeordnet ist. Die Auslöseeinheit kann dabei elektrisch, elektronisch oder vorzugsweise mechanisch oder durch eine entsprechende Hydraulikschaltung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Hydraulikfluidreservoir im Bereich der Aufhängeeinrichtung ausgebildet. Ein Aufhängeelement an der Bohrvorrichtung kann dabei verschiebbar gelagert sein, wobei der Auslöseeinheit durch eine anliegende Zugkraft und eine dadurch bewirkte Verschiebung betätigt wird.

[0018] Alternativ oder ergänzend kann es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Auslöseeinheit einen Empfänger zum Empfangen eines Auslösesignals aufweist, welches von einem Sender ausgesendet wird. Der Sender ist dabei insbesondere als ein drahtloser Funksender ausgebildet, welcher von einem Maschinenbediener betätigt werden kann. So kann durch den Maschinenbediener gezielt ein Lösen der festgespannten Bohrvorrichtung bewirkt werden.

[0019] Nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Notenergieeinheit einen Hydraulikzylinder aufweist, in welchem ein Verdrängerkolben verschiebbar gelagert ist, und dass der verschiebbare Verdrängerkolben mit der Aufhängeeinrichtung in Verbindung steht, wobei bei einem Aufbringen einer Zugkraft an der Aufhängeeinrichtung durch den Verdrängerkolben Hydraulikfluid in dem Hydraulikzylinder unter Druck gesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform stellt der Hydraulikzylinder mit dem Hydraulikfluid das Hydraulikreservoir zum Betätigen der Spanneinrichtung dar. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform vorteilhaft, dass das Hydraulikfluid im Hydraulikzylinder erst durch Verschieben des Verdrängerkolbens aufgrund der an der Aufhängeeinrichtung angreifenden Zugkraft unter Druck gesetzt wird. Dies stellt besonders gut sicher, dass stets ausreichend Energie zur Verfügung steht. Dabei wird die Druckenergie erst zu dem Zeitpunkt aufgebaut, zu welchem diese benötigt wird. Dies vermeidet eine Dauerbelastung und vermindert einen Dichtungsaufwand.

[0020] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Aufhängeeinrichtung unmittelbar an dem Verdrängerkolben angeordnet ist. Insbesondere befindet sich der Aufhängepunkt der Bohrvorrichtung an einer Verlängerung einer Kolbenstange des Verdrängerkolbens. Damit wird bei jedem Anheben der Bohrvorrichtung die Auslöseeinrichtung unter Druck und damit in einen betriebsbereiten Zustand versetzt. Vorzugsweise kann die Auslöseeinrichtung auch unmittelbar betätigt werden, so dass bei jedem Anheben der Bohrvorrichtung ein Lösen der Spanneinrichtung zuverlässig sichergestellt ist.

[0021] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass an der Oberseite des Tragrahmens ein Kniehebel schwenkbar angelenkt ist, dass die Aufhängeeinrichtung an einem ersten Hebelarm des Kniehebels angeschlossen ist und dass ein zweiter Hebelarm des Kniehebels mit einem Betätigungsstempel zum Verschieben des Verdrängerkolbens in Wirkverbindung steht. Bei dieser Anordnung besteht ein vergrößerter Anordnungsspielraum für den Hydraulikzylinder. Zudem kann durch die Kniehebelanordnung eine Krafterhöhung der Aufhängekraft bewirkt werden, so dass insgesamt in dem Hydraulikzylinder ein erhöhter Druck aufgebaut wird.

[0022] Hinsichtlich des Bohrverfahrens ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrvorrichtung eingesetzt wird, wie sie zuvor beschrieben wurde, und dass die Spanneinrichtung mit einer Notenergieeinheit an einem Trägerrahmen der Bohrvorrichtung verbunden ist, wobei die Notenergieeinheit durch eine Auslöseeinheit zum Lösen der Spanneinrichtung aktiviert wird.

[0023] Mit dem Bohrverfahren kann eine zuverlässige Bergung einer festgespannten Bohrvorrichtung erreicht werden, selbst wenn eine externe Energieversorgung unterbrochen ist. Mit dem Bohrverfahren können im Übrigen die zuvor beschriebenen Vorteile erreicht werden, wie sie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung beschrieben sind.

[0024] Eine bevorzugte Verfahrensvariante besteht nach der Erfindung darin, dass ein Aktivieren der Notenergieeinheit erfolgt, wenn die externe Energieversorgung unterbrochen ist und/oder die Bohrvorrichtung aus dem Stützrohr gezogen wird. Hierdurch wird stets ein zuverlässiges Lösen einer festgespannten Bohrvorrichtung von einem Stützrohr sichergestellt, so dass Beschädigungen der Bohrvorrichtung, des Stützrohres oder der Zugeinrichtung vermieden werden.

[0025] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter beschrieben, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung;

Fig. 2

eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit einer zugehörigen Bohranlage;

Fig. 3

eine Seitenansicht einer Aufhängeeinrichtung einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung;

Fig. 4

eine perspektivische Ansicht der Aufhängeeinrichtung von Fig. 3 bei entlasteter Aufhängung;

Fig. 5

eine Seitenansicht der Aufhängeinrichtung der Figuren 3 und 4 bei belasteter Aufhängung;

Fig. 6

eine perspektivische Ansicht der Aufhängeinrichtung im belasteten Zustand gemäß Fig. 5;

Fig. 7

eine Seitenansicht einer weiteren Aufhängeeinrichtung einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung;

Fig. 8

eine weitere Seitenansicht der Aufhängeeinrichtung von Fig. 7 bei entlasteter Aufhängung;

Fig. 9

eine perspektivische Ansicht der Aufhängeeinrichtung der Figuren 7 und 8 in einem entlasteten Zustand;

Fig. 10

eine Seitenansicht der Aufhängeeinrichtung der Figuren 7 bis 9 mit belasteter Aufhängung;

Fig. 11

eine weitere Seitenansicht der Aufhängeeinrichtung von Fig. 10;

Fig. 12

eine perspektivische Ansicht der Aufhängeeinrichtung im belasteten Zustand gemäß den Figuren 10 und 11; und

Fig. 13

eine teilweise und schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung mit einer funkgesteuerten Auslöseeinheit.

[0026] Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung 10 einen aus Platten und Vertikalstreben aufgebauten Trägerrahmen 12 auf, an dem ein nur verdeckt dargestellter Bohrantrieb 14 angeordnet ist. Der Bohrantrieb 14 dient zum drehenden Antreiben eines Bohrstranges 15, an dessen unteren Ende ein Bohrwerkzeug 20 mit Abtragszähnen zum Abtragen von Bodenmaterial angeordnet ist.

[0027] Die dargestellte Bohrvorrichtung 10 ist als eine Im-Loch-Bohreinheit ausgebildet, welche sich mittels einer radial wirkenden ersten Spanneinrichtung 22 und einer weiteren radial wirkenden zweiten Spanneinrichtung 26 an einer Innenwand eines zuvor in den Boden eingebrachten Stützrohres oder unmittelbar an einer Bohrlochwandung abstützt. Die erste Spanneinrichtung 22 weist dabei gleichmäßig um den Umfang verteilte erste Spannbacken 24 auf, welche mittels nicht dargestellten Spannzylindern radial aus- und einfahrbar sind. In einer ähnlichen Weise sind zweite Spannbacken 28 an der zweiten Spanneinrichtung 26 über nicht dargestellte radial wirkende Spannzylinder ein- und ausfahrbar. In der radial ausgefahrenen Position der Spannbacken 24, 28 wird die jeweilige Spanneinrichtung 22, 26 gegenüber dem Stützrohr oder der Bohrungswand festgespannt.

[0028] Die erste Spanneinrichtung 22 ist dabei fest an dem Trägerrahmen 12 angeordnet. Die ringförmige zweite Spanneinrichtung 26 ist mittels axial wirkender Stellzylinder 30 gegenüber dem Trägerrahmen 12 und der ersten Spanneinrichtung 22 axial verfahrbar gelagert. Eine Energieversorgung des Bohrantriebes 14 sowie der Spanneinrichtungen 22, 26 und der axialen Stellzylinder 30 erfolgt von extern über Energieversorgungsleitungen 46, welche an einer Oberseite des Trägerrahmens 12 an einer Anschlusseinrichtung 48 lösbar angeschlossen sind. Die Energieversorgungsleitungen 46 sind insbesondere als Hydraulikleitungen und/oder Elektroleitungen ausgelegt.

[0029] Zum Erstellen eines Bohrlochs wird die Bohrvorrichtung 10 mittels einer Bohranlage 100, welche in Fig. 2 schematisch dargestellt ist und grundsätzlich Teil der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung 10 sein kann, in einen Boden abgeteuft. In dem Boden kann zuvor ein nicht dargestelltes Stützrohr durch Bohren, Rammen oder Vibrationsbohren eingebracht sein.

[0030] Die Bohrvorrichtung 10 wird innerhalb des Stützrohres zunächst mit der ersten Spanneinrichtung 22 durch radiales Ausfahren der ersten Spannbacken 24 festgespannt. Durch drehendes Antreiben des Bohrwerkzeuges 20 wird Bodenmaterial abgetragen, welches über eine nicht näher dargestellte Suspensionsleitung als zerkleinertes Bodenmaterial zusammen mit einer Bohrflüssigkeit aus dem erstellten Bohrloch abgepumpt wird. Dabei senkt sich das Bohrwerkzeug 20 mit dem Bohrstrang 15 allmählich nach unten ab. Dieser Axialbewegung folgt die zweite Spanneinrichtung 26, welche axial verstellbar gegenüber dem festgespannten Trägerrahmen 12 gelagert ist. Ein nach-unten-Fahren kann zusätzlich durch Ausfahren der axialen Stellzylinder 30 unterstützt werden. Nach Durchführen dieses ersten Bohrschrittes werden die zweiten Spannbacken 28 der zweiten Spanneinrichtung 26 radial ausgefahren und diese gegenüber dem Stützrohr verspannt. Sodann können die ersten Spannbacken 24 der ersten Spanneinrichtung 22 gelöst und der Trägerrahmen 12 kann durch Einfahren der axialen Stellzylinder 30 nach unten nachgeführt werden. Anschließend können die ersten Spannbacken 24 durch die nicht dargestellten Spannzylinder wieder radial nach außen verfahren und so der Trägerrahmen 12 mittels der ersten Spanneinrichtung 22 wieder verspannt und in seiner Lage fixiert werden.

[0031] Die zweiten Spannbacken 28 der zweiten Spanneinrichtung 26 können wieder gelöst werden, so dass ein weiterer Bohrschritt entsprechend einer Hublänge erfolgen kann.

[0032] Die in Fig. 2 gezeigte Bohranlage 100 weist eine Bohrplattform 102 auf, auf welcher ein Bohrmast 104 sowie Energieversorgungsaggregate 106 angeordnet sind. Die Energieversorgungsaggregate 106 können insbesondere einen Dieselmotor aufweisen, welcher eine Hydraulikpumpe zur Versorgung der Bohrvorrichtung 10 mit Hydraulikenergie antreibt. Die Hydraulikenergie wird über die Energieversorgungsleitungen 46 der Bohrvorrichtung 10 zugeführt, welche jedoch in Fig. 2 nicht näher dargestellt sind.

[0033] Die Bohrvorrichtung 10 ist über ein Aufhängeseil 108 vertikal verstellbar an dem Bohrmast 104 aufgehängt. Das Aufhängeseil 108 sowie die Energieversorgungsleitungen 46 sind über Winden zu- und rückstellbar.

[0034] Mit der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung 10 können Bohrtiefen von bis zu 100 m und darüber hinaus erreicht werden. Dabei besteht grundsätzlich die Gefahr, etwa bei einem Betrieb auf hoher See oder bei einem unerwarteten Schlauchbruch, dass die Bohrvorrichtung 10 in dem Bohrloch von der externen Energieversorgung abgeschnitten wird. Dies kann auch dann eintreten, wenn unter bestimmten Bedingungen ein Trennen der Energieversorgungsleitungen 46 von der Anschlusseinrichtung 48 erforderlich ist.

[0035] Um in einem solchen Fall ein sicheres Rückholen der in der Bohrung festgespannten Bohrvorrichtung 10 durch das Aufhängeseil 108 zu ermöglichen, ist die Bohrvorrichtung 10 gemäß der Erfindung mit einer speziellen Notenergieeinheit 50 versehen, welche in Fig. 1 angedeutet und nachfolgend näher beschrieben wird.

[0036] Bei einer ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 bis 6 ist eine Aufhängeeinrichtung 40 für das Aufhängeseil 108 vorgesehen, welche mit dem nur teilweise dargestellten Trägerrahmen 12 der Bohrvorrichtung 10 über einen Kniehebel 41 verbunden ist. Der Kniehebel 41 weist einen ersten Hebelarm 42 und einen rechtwinklig dazu angeordneten zweiten Hebelarm 43 auf. Im Eckbereich des Kniehebels 41 ist dieser über ein Schwenkgelenk 44 an einer oberen Platte des Trägerrahmens 12 um eine horizontale Achse schwenkbar angelenkt. Der erste Hebelarm 42 ist gelenkig an einem unteren Ende der Aufhängeeinrichtung 40 angebracht. Der zweite Hebelarm 43 steht mit einem Betätigungsstempel 55 einer Notenergieeinheit 50 in Verbindung. Dabei stellt der Betätigungsstempel 55 eine axiale Verlängerung eines Verdrängerkolbens 54 dar, welcher in einem Hydraulikzylinder 53 verschiebbar gelagert ist. Der Hydraulikzylinder 53 bildet ein Hydraulikfluidreservoir 52 der Notenergieeinheit 50. Das Hydraulikfluidreservoir 52 ist über nicht dargestellte Leitungen mit den Spannzylindern der beiden Spanneinrichtungen 22, 26 verbunden.

[0037] In den Figuren 3 und 4 ist eine unbelastete Anordnung dargestellt, bei welcher keine Zugkraft an dem Aufhängeseil 108 und damit der Aufhängeeinrichtung 40 anliegt. Soll die Bohrvorrichtung 10 aus dem Bohrloch gezogen werden, wird auf das Aufhängeseil 108 eine Zugkraft aufgebracht, so dass sich die Aufhängeeinrichtung 40 nach oben in eine Schwerkraftlinie der Bohrvorrichtung 10 bewegt, wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist. Durch diese Aufwärtsbewegung der Aufhängeeinrichtung 40 wird der Kniehebel 41 verschwenkt, wobei der zweite Hebelarm 43 den Betätigungsstempel 55 nach unten drückt, wobei der Verdrängerkolben 54 in dem Hydraulikzylinder 53 nach unten gedrückt wird.

[0038] In dem Hydraulikzylinder 53 und dem Hydraulikfluidreservoir 52 befindliches Hydraulikfluid wird durch diese Bewegung des Verdrängerkolbens 54 unter Druck gesetzt. Das so druckbeaufschlagte Hydraulikfluid kann die Spannbacken 24, 28 der beiden Spanneinrichtungen 22, 26 durch entsprechendes Betätigen der zugehörigen Spannzylinder so aktivieren, dass die Spannbacken 24, 28 rückgestellt und die Spanneinrichtungen 22, 26 zuverlässig gelöst werden. Dieses Lösen wird somit durch die Notenergieeinheit 50 erreicht, selbst wenn die externe Energieversorgung unterbrochen ist. In dieser gelösten Position kann nunmehr die Bohrvorrichtung 10 über die Aufhängeeinrichtung 40 zuverlässig zu der Bohranlage 100 rückgeholt werden. Der Mechanismus mit dem Kniehebel 41 stellt somit eine automatische Auslöseeinheit 58 zum Lösen der Spanneinrichtungen 22, 26 dar.

[0039] In den Figuren 7 bis 12 ist eine abgewandelte Anordnung einer Notenergieeinheit 50 dargestellt, bei welcher die Auslöseeinheit 58 zum Lösen der Spanneinrichtungen 22, 26 ebenfalls mechanisch ausgebildet ist. Dabei weist die Notenergieeinheit 50 an der Oberseite einer Platte des Trägerrahmens 12 einen Hydraulikzylinder 53 auf, welcher gleichzeitig ein Hydraulikfluidreservoir 52 der Notenergieeinheit 50 bildet. Innerhalb des Hydraulikzylinders 53 ist ein Verdrängerkolben 54 beweglich gelagert, welcher sich nach außen zu einem Betätigungsstempel 55 verlängert. Der Hydraulikzylinder 53 ist mittig an der kreisscheibenförmigen Platte des Trägerrahmens 12 angeordnet.

[0040] Am oberen Ende des Betätigungsstempels 55 ist die Aufhängeeinrichtung 40 für das Betätigungsseil 108 angelenkt. In einem unbelasteten Zustand befindet sich der Betätigungsstempel 55 und der damit verbundene Verdrängerkolben 54 innerhalb des Hydraulikzylinders 53, wie in den Figuren 7 bis 9 dargestellt ist.

[0041] Bei Aufbringen einer Zugkraft auf die Aufhängeeinrichtung 40, wie diese zum Beispiel beim Rückholen der Bohrvorrichtung 10 aus einem Bohrloch erforderlich ist, wird der Betätigungsstempel 55 und der damit verbundene Verdrängerkolben 54 gegenüber dem Hydraulikzylinder 53 nach oben bewegt. Hierdurch wird in einer oberen Kammer des Hydraulikzylinders 53 Hydraulikfluid unter Druck gesetzt. Dieses Hydraulikfluid kann über nicht dargestellte Hydraulikleitungen, wie zuvor beschrieben, die Spannzylinder der Spanneinrichtungen 22, 26 betätigen, um die Spannbacken 24, 28 rückzustellen und die Bohrvorrichtung 10 zu lösen.

[0042] Gemäß Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei die Notenergieeinheit 50 eine Batterie 56 am Trägerrahmen 12 aufweist. Die Batterie 56 ist über eine nicht dargestellte Steuerung mit einem Empfänger 62 an einem oberen Ende des Trägerrahmens 12 verbunden. Der Empfänger 62 stellt einen Teil der Auslöseeinheit 58 dar, wobei ein Steuersignal zum Lösen der Spanneinrichtungen 22, 26 über einen von der Bohrvorrichtung 10 entfernten Sender 60 übertragen wird. Der Sender 60 kann sich insbesondere an der Bohranlage 100 befinden.

[0043] Bei Empfang eines Auslösesignals, welches vom Sender 60 ausgesendet wird, aktiviert die Auslöseeinheit 58 die Batterie 56, so dass die Spannbacken 24, 28 der beiden Spanneinrichtungen 22, 26 elektrisch aus einer Spannposition rückgestellt werden.

[0044] Anstelle der dargestellten Batterie 56 kann auch ein anderer Energiespeicher, etwa ein Druckbehälter mit einem Hydraulikfluid vorgesehen sein, welcher beim Empfang eines Auslösesignals von der Auslöseeinheit 58 betätigt wird, um die Spannbacken 24, 28 hydraulisch rückzustellen.

Ansprüche

1. Bohrvorrichtung zum Erstellen einer Bohrung mit

- einem Bohrantrieb (14),

- einem Bohrwerkzeug (20), welches durch den Bohrantrieb (14) rotierend antreibbar ist,

- einem Trägerrahmen (12), an oder in dem der Bohrantrieb (14) und das Bohrwerkzeug (20) gelagert sind, wobei der Trägerrahmen (12) ausgebildet ist, an oder in einem Stützrohr oder in der Bohrung angeordnet zu werden,

- mindestens einer Spanneinrichtung (22, 26), welche zum lösbaren Festspannen des Trägerrahmens (12) an dem Stützrohr oder in der Bohrung ausgebildet ist,

- einer Aufhängeeinrichtung (40) an der Oberseite des Trägerrahmens (12) zum Aufhängen der Bohrvorrichtung (10) und

- mindestens einer Anschlusseinrichtung (48) zum Anschließen einer externen Energieversorgung,

dadurch gekennzeichnet,

- dass an dem Trägerrahmen (12) eine Notenergieeinheit (50) vorgesehen ist,

- dass die Notenergieeinheit (50) mit der Spanneinrichtung (22, 26) zum Lösen der Einspannung verbunden ist und

- dass eine Auslöseeinheit (58) vorgesehen ist, durch welche die Notenergieeinheit (50) zum Lösen der Spanneinrichtung (22, 26) aktivierbar ist.

2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Spanneinrichtung (22, 26) mindestens einen Spannzylinder aufweist.

3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spanneinrichtung (22, 26) über einen Antrieb elektrisch betätigbar ist und
dass die Notenergieeinheit (50) eine elektrische Batterie (56) umfasst.

4. Bohrvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Notenergieeinheit (50) ein Hydraulikfluidreservoir (52) umfasst, welches über eine Hydraulikleitung mit dem Spannzylinder der Spanneinrichtung (22, 26) verbunden ist.

5. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Auslöseeinheit (58) die Notenergieeinheit (50) aktivierbar ist, wenn die Bohrvorrichtung (10) bei unterbrochener externer Energieversorgung über die Aufhängeeinrichtung (40) von dem Stützrohr oder dem Bohrloch zurückgezogen wird.

6. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auslöseeinheit (58) im Bereich der Aufhängeeinrichtung (40) angeordnet ist.

7. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auslösereinheit (58) einen Empfänger (62) zum Empfangen eines Auslösesignals aufweist, welches von einem Sender (60) ausgesendet wird.

8. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Notenergieeinheit (50) einen Hydraulikzylinder (53) aufweist, in welchem ein Verdrängerkolben (54) verschiebbar gelagert ist, und
dass der verschiebbare Verdrängerkolben (54) mit der Aufhängeeinrichtung (40) in Verbindung steht, wobei bei einem Aufbringen einer Zugkraft an der Aufhängeeinrichtung (40) durch den Verdrängerkolben (54) Hydraulikfluid in dem Hydraulikzylinder (53) unter Druck gesetzt ist.

9. Bohrvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufhängeeinrichtung (40) unmittelbar an dem Verdrängerkolben (54) angeordnet ist.

10. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Oberseite des Tragrahmens (12) ein Kniehebel (41) schwenkbar angelenkt ist,
dass die Aufhängeeinrichtung (40) an einem ersten Hebelarm (42) des Kniehebels (42) angeschlossen ist und
dass ein zweiter Hebelarm (43) des Kniehebels (42) mit einem Betätigungsstempel (55) zum Verschieben des Verdrängerkolbens (54) in Wirkverbindung steht.

11. Bohrverfahren zum Erstellen einer Bohrung, bei dem

- mittels einer Bohrvorrichtung (10) in einen Grund, insbesondere einen Gewässergrund, die Bohrung eingebracht wird,

- die Bohrvorrichtung (10) mittels mindestens einer Spanneinrichtung (22, 26) an einem Stützrohr oder in der Bohrung festgespannt wird,

- durch drehendes Antreiben eines Bohrwerkzeugs (20) der Bohrvorrichtung (10) Bodenmaterial abgetragen wird und

- eine zum Bohren benötigte Energie über eine Anschlusseinrichtung (48) über eine externe Energieversorgung zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet,

- dass eine Bohrvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingesetzt wird und

- dass die Spanneinrichtung (22, 26) mit einer Notenergieeinheit (50) an einem Trägerrahmen (12) der Bohrvorrichtung (10) verbunden ist, wobei die Notenergieeinheit (50) durch eine Auslöseeinheit (58) zum Lösen der Spanneinrichtung (22, 26) aktiviert wird.

12. Bohrverfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Aktivieren der Notenergieeinheit (50) erfolgt, wenn die externe Energieversorgung unterbrochen ist und/oder die Bohrvorrichtung (10) aus dem Stützrohr gezogen wird.

Zeichnung