Verfahren zum Aufweiten eines Bohrloches und Aufweitgerät

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Aufweitgerät zum Aufweiten eines Pilotbohrloches gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Gerät ist beispielsweise aus der EP-A-350 806 bekannt.

[0002] Aus der EP-A-272 905 ist ferner ein Gerät zum Aufweiten eines im Erdreich vorhandenen Pilotbohrloches bekannt, das an der Spitze seines kegelförmigen Aufweitkopfes an ein im Pilot-bohrloch verlegtes Rohrgestänge angeschlossen und von diesem durch das Pilotbohrloch gezogen werden kann. Dabei wird durch das Rohrgestänge Flüssigkeit unter hohem Druck dem Aufweitkopf zugeführt. Dieser besitzt eine Anzahl von Kanälen, welche mit der Innenbohrung des Rohrgestänges verbunden sind. An den radial auswärts weisenden Enden dieser Kanäle sind Düsen ausgebildet, welche einen feinen, unter hohem Druck stehenden Flüssigkeitsstrahl zum Zerschneiden des Erdreiches erzeugen. Durch den Zug am Rohrgestänge wird der kegelförmige Aufweitkopf bei gleichzeitiger Drehung des Rohrgestänges in das vom Flüssigkeitsstrahl zerteilte Erdreich gedrückt, so daß das Pilotbohrloch aufgeweitet wird. Dabei wird gleichzeitig mit dem Aufweiten das dem aufgeweiteten Bohrloch entsprechende Rohr mit eingezogen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Aufweitgerät der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit dem das Aufweiten der Pilotbohrung auch in dichtem Erdreich oder Erdreich mit Gesteinseinschlüssen erfolgen kann und das eine gute Kurvengängigkeit besitzt.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0005] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0006] Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Figur 1

eine schematische Schnittdarstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Aufweitgerät aufzuweitenden Pilotbohrloches,

Figur 2

eine der Figur 1 entsprechende Darstellung eines aufzuweitenden Pilotbohrloches, welches unmittelbar vor dem Aufweiten mit einem geeigneten Gestänge vorgebohrt wurde, wobei das Aufweitgerät an dieses Gestänge angeschlossen ist,

Figur 3

eine Innenschnittansicht eines Gehäuses gemäß einer ersten Variante,

Figur 4

eine Innenschnittansicht eines Gehäuses gemäß einer zweiten Variante,

Figur 5

eine Innenschnittansicht eines Gehäuses gemäß einer dritten Variante,

Figur 6

eine Außenansicht eines Gehäuses gemäß einer ersten Variante,

Figur 7

eine Außenansicht eines Gehäuses gemäß einer zweiten Variante,

Figur 8

eine Außenansicht eines Gehäuses gemäß einer dritten Variante,

Figur 9

eine schematische Schnittansicht eines Dämpfungselementes, das zwischen dem Aufweitgerät und einer Pilotbohrvorrichtung angeordnet werden kann, und

Figur 10

eine teilweise schematische Schnittansicht einer außerhalb des Aufweitkopfes angeordneten Schneideeinrichtung.

[0007] Bei einer 1. Variante eines Verfahrens zum Aufweiten eines Pilot-Bohrloches wird ein im Erdreich 7 zwischen zwei Baugruben B vorhandenes Pilot-Bohrloch 10 aufgeweitet, indem von einer Seite des Pilot-Bohrloches 10 ein Aufweitgeraet 1 in das Pilot-Bohrloch eingetrieben wird [Fig. 1].

[0008] Bei einer 2. Variante des Verfahrens wird in einem unmittelbar auf den Pilot-Bohrvorgang folgenden Arbeitsgang das aufgeweitete Bohrloch 9 hergestellt, indem an die Pilot-Bohreinrichtung fuer das Pilot-Bohrloch 10, beispielsweise ein Rohrgestaenge 21 mit einem Verdraengungs-Kopf, ein Aufweitgeraet 1 angeschlossen wird [Fig. 2]. Beim Zurueckziehen der Pilot-Bohreinrichtung aus dem Pilot-Bohrloch wird das Aufweitgeraet im Pilot-Bohrloch gefuehrt. Dabei kann auch ein statischer Zug auf das, vorzugsweise mit einem Daempfungeselement angeschlossene Aufweitgeraet von ca. 5 Tonnen aufgebracht werden. Durch seine schneidende und rammende Arbeitsweise weitet es das Pilot-Bohrloch auf. Dabei kann ein solches Pilot-Bohrloch 10 beispielsweise einen Durchmesser von 40 - 50 mm und das aufgeweitete Bohrloch einen Durchmesser von 160 200 mm aufweisen. Die Versorgung des Aufweitgeraetes mit Schneidfluessigkeit kann dabei ebenfalls von der Pilot-Bohreinrichtung uebernommen werden.

[0009] Beiden Verfahren gemeinsam ist, dass die Aufweitung des Pilot-Bohrloches 10 durch schlagende und schneidende, sowie das Erdreich 7 verdraengende Einwirkung auf dieses vorgenommen wird. Dabei wird zum Schneiden des Erdreichs unter Hochdruck stehende Schneidfluessigkeit verwendet. Bei diesen Verfahren kann ein Teil der zum Schneiden des Erdreichs zugefuehrten Schneidfluessigkeit zur Verminderung der Reibung zwischen Bohrlochwand und einzuziehendem Rohr verwendet werden.

[0010] Bei dieser schneidenden Einwirkung wird Schneidfluessigkeit in an sich bekannter Weise unter hohem Druck durch Duesen eines Schneidgeraetes in das zu durchbohrende bzw. aufzuweitende Erdreich gepresst, wodurch dieses zerteilt wird und so besser durchbohrt bzw. aufgeweitet werden kann.

[0011] Eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des vorstehend erläuterten Verfahrens ist ein Aufweitgeraet in Form einer Kurzramme 1 mit einer Schlageinrichtung 2 zu seiner selbstaendigen Vorwaertsbewegung. Das Aufweitgerät hat ein zylindrisches Gehaeuse 3 mit einem auf diesem sitzenden, vorderen Aufweitkopf 4 und einem im Inneren des Gehaeuses 3 stirnseitig aufprallenden Schlagkoerper 5 der Schlageinrichtung 2, wobei die einzelnen, zugehoerigen Baugruppen wie folgt ausgebildet sind. Der zylindrische Gehaeusemantels ist kuerzer als der 4-fache Gehaeusedurchmesser.

[0012] Die Schlageinrichtung 2 besitzt einen im als Zylinder ausgebildeten Gehaeuse 3 hin- und herbewegbaren, an seinem hinteren Ende hohlzylindrischen Schlagkolben 2.1 als Schlagkoerper, der mit Druckluft beaufschlagt ist und Steueroeffnungen 2.2 an seinem hinteren Ende aufweist. Seine Hin- und Her-Bewegung wird von einer teilweise in den Schlagkolben 2.1 ragenden Steuereinrichtung 6 mit Steuerkanten 6.1, welche mit den im Schlagkolben 2.1 angeordneten Steueroeffnungen 2.2 zusammwirken, dahingehend gesteuert, dass der Schlagkolben 2.1 in einer bestimmbaren Kadenz auf den vorderen Bereich 1.1 des Rammaufweitgeraetes 1 aufschlaegt und dadurch das Rammaufweitgeraet 1 im Erdreich 7 vorwaerts treibt Am hinteren Ende des Gehaeuses 3 ist eine Einrichtung 8 zum Anschliessen und Einziehen von Rohren in das aufgeweitete Bohrloch 9 angeordnet. Das Gehaeuse 3 ist mit einem Gehaeusedeckel 3.7 an seinem hinteren Ende verschlossen, wobei dieser Gehaeusedeckel 3.7 Abluftoeffnungen 3.8 aufweist und die Steuereinrichtung 6 sowie Leitungen des zweiten Speiseleitungsnetzes fuer die Druckluft traegt [Fig. 6].

[0013] Bei einer ersten Variante des inneren Aufbaues eines Gehaeuses sind in der Gehaeusewand Versorgungsleitungen als ein erstes Speiseleitungsnetz 11 fuer eine Schneidfluessigkeit, die einer Schneideinrichtung [13] zugefuehrt wird, vorgesehen, wobei dieses zum Anschluss an die Schneideinrichtung 13 einerseits und andererseits an eine Versorgungseinrichtung ausserhalb des Bohrloches, das auch die Druckluft fuer die Schlageinrichtung 2 liefert, eingerichtet ist. Ein zweites Speiseleitungsnetz 12 ist zum Anschluss an die Steuereinrichtung 6 einerseits und die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung andererseits vorgesehen. [Fig. 3].

[0014] Bei einer zweiten Variante des inneren Aufbaues eines Gehaeuses ist in Abwandlung der genannten ersten Variante ein erstes Speiseleitungsnetz 11 fuer eine Schneidfluessigkeit nicht im Gehaeuse selbst, sondern nur im Aufweitkopf fuer die im Aufweitkopf integrierte Schneideinrichtung 13 und eine Zuleitung zu einer oder mehreren Schmierduesen vorgesehen. Dieses erstes Speiseleitungsnetz 11 ist mit Mitteln zum Anschluss an ein dem Aufweitkopf 4 vorgeschaltetes Geraet, beispielsweise ein Pilot-Bohrgeraet oder eine Schneideinrichtung 13, versehen. Ein zweites Speiseleitungsnetz 12 ist zum Anschluss an die Steuereinrichtung 6 einerseits und die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes andererseits vorgesehen und im hinteren Teil des Aufweitgeraetes angeordnet [Fig. 4].

[0015] Bei einer dritten Variante des inneren Aufbaues eines Gehaeuses ist in Abwandlung der genannten zweiten Variante das im wesentlichen zylindrische Gehaeuse als ein Doppelrohr-Gehaeuse 3 ausgebildet, welches geeignet an den Aufweitkopf 4 angeschlossen, vorzugsweise angeschweisst, ist und an seinem hinteren Ende durch den Doppelrohraufbau eine Ringduese fuer die Schmierfluessigkeit enthaelt. Dabei sind die beiden Gehaeuserohre 3.1,3.2 an geeigneten Stellen mit Distanzstuecken 3.3 aneinander abgestuetzt [Fig. 5].

[0016] Bei einer ersten Variante der aeusseren Form eines Gehaeuses ist das Gehaeuse als ein zylindrisches Gehaeuse 3 ausgebildet [Fig. 6].

[0017] Bei einer zweiten Variante der aeusseren Form eines Gehaeuses ist das im wesentlichen zylindrische Gehaeuse als ein tailliertes Gehaeuse 3 ausgebildet, bei welchem an beiden Gehaeuseenden Fuehrungskraenze 3.4 angeordnet sind und zwischen diesen ein durchmesserkleinerer Abschnitt 3.5 zur Erleichterung der Kurvengaengigkeit vorgesehen ist [Fig. 7].

[0018] Bei einer dritten Variante der aeusseren Form eines Gehaeuses ist das im wesentlichen zylindrische Gehaeuse als ein abgesetztes Gehaeuse 3 ausgebildet, bei welchem am vorderen Gehaeuseende ein Fuehrungskraenz 3.4 angeordnet ist und anschliessend an diesen ein im Durchmesser kleinerer, abgesetzter Bereich 3.6 des Gehaeuses anschliesst, welcher zur Erleichterung der Kurvengaengigkeit vorgesehen ist [Fig. 8].

[0019] Der Aufweitkopf 4 ist zur Aufnahme eines Teils der Schlageinrichtung 2 als ein Hohlkopf 4.1 ausgebildet. Er ist mit dem Gehaeuse 3 der Schlageinrichtung 2 fest verbunden, vorzugsweise verschweisst, wobei die Verbindungsstelle bzw. die Schweissnaht hinter einer stirnseitig angeordneten Aufprallstelle 4.2 des Schlagkoerpers 5 liegt. Bei dieser Aufnahme eines Teiles der Schlageinrichtung 2 ragt der Schlagkolben 2.1 der Schlageinrichtung 2 temporaer oder permanant mit einem Teil seiner Laenge in den Hohlkopf [Fig. 4, 5].

[0020] Die Schneideinrichtung 13 ist in einer ersten Variante vor dem Aufweitkopf 4 angeordnet und mit diesem verbunden, vorzugsweise verschraubt. Diese Schneideinrichtung 13 weist zwischen einer vorderen und einer hinteren Anschlusseinrichtung 13.1 bzw. 13.2, vorzugsweise entsprechende Teile von Rohrverschraubungen 13.1.1, 13.2.1, insbesondere Ueberwurfmutter-Rohrverschraubungen 13.1.1, 13.2.1, sowie einen mittleren Schneidteil 13.3 auf, welcher im Bereich seiner Oberflaeche in geeignete Richtungen weisende Düsen 15.1 der Schneideinrichtung 13 zum Austritt von Schneidfluessigkeit unter hohem Druck hat, welche vorzugsweise im wesentlichen nach vorne, im wesentlichen nach hinten und im wesentlichen radial gerichtet sind und an den Enden von internen Leitungskanaelen 13.4 liegen, die mit einem zentralen Speisekanal 13.5 verbunden sind. Der zentrale Speisekanal 13.5 ist mittels der Rohrverschraubungen 13.1.1, 3.2.1 an externe Schneidfluessigkeitskreise, beispielsweise eines Pilot-Bohrgeraetes 14 oder des Aufweitgeraetes 1 angeschlossen. Dabei kann auch das Aufweitgeraet mittels der Schneideinrichtung 13 an das Pilot-Bohrgeraet 14 angeschlossen sein [Fig. 10].

[0021] In einer zweiten Variante kann die Schneideinrichtung 13 im Aufweitkopf 4 integriert angeordnet sein. In der Schneideinrichtung 13 sind die internen Leitungskanaele 13.4 zur Weiterleitung der Schneidfluessigkeit zu Mitteln zum Austritt von Schneidfluessigkeit unter hohem Druck im Aufweitkopf 4 vorgesehen, wobei diese Fluessigkeitsleitungen an entsprechende Leitungen eines Speiseleitungsnetzes des zylindrischen Gehaeuses 3 angeschlossen sind [Fig. 4, 5].

[0022] In beiden Faellen sind die Mittel der Schneideinrichtung 13 zum Austritt von Schneidfluessigkeit unter hohem Druck duesenfoermige Oeffnungen 15.1, welche als Dueseneinsatzstuecke 15.1.1 ausgebildet sind und am freien Ende der internen Leitungskanaele 13.4 der Schneideinrichtung 13 eingesetzt sind. Die Dueseneinsatzstuecke 15.1.1 sind vorzugsweise aus Industrieedelsteinen gefertigt. Dabei weist die Achsenrichtung wenigstens eines Teiles der duesenfoermigen Oeffnungen 15.1 wenigstens teilweise in Vortriebsrichtung des Bohrloches, d.h. mit einer Richtungskomponente nach vorne und einige der duesenfoermigen Oeffnungen 15.1 wenigstens teilweise entgegengesetzt zur Vortriebsrichtung des Bohrloches, d.h. mit einer Richtungskomponente nach hinten.

[0023] Am hinteren Ende des Aufweitgeraetes 1 ist wenigstens eine Schmierduese 16 zum Austritt von Schneidfluessigkeit an die Mantelseite des vom Aufweitgeraet 1 eingezogenen Rohres zur Schmierung von dessen Einzugsbewegung vorgesehen. Die Schmierfluessigkeit ist ein Teil der Schneidfluessigkeit und wird aus dem ersten Speiseleitungsnetz 11 durch eine die Schmierduese 16 mit dem ersten Speiseleitungsnetz verbindende Schmierleitung 17 zugefuehrt. Diese Schmierduese 16 kann auch als eine Ringduese ausgebildet sein und sich praktisch ueber den gesamten Umfang des hinteren Endes des Gehaeuses erstrecken [Fig. 5].

[0024] Es ist moeglich, das Aufweitgeraet mit einem Pilot-Bohrgeraet (nicht dargestellt) durch ein Daempfungselement 18 zu verbinden. Das Pilot-Bohrgeraet kann ein statisches Pilot-Bohrgeraet bekannter Bauart sein und aus einem Rohrgestaenge 21 sowie einerseits einem an dieses angeschlossenen Verdraegungskopf mit integrierten Hochdruckschneidduesen und andererseits einer angeschlossenen Versorgungs- und Druckeinrichtung [nicht dargestellt] zur Aufbringung des noetigen statischen Druckes zum Vorwaertstreiben des Pilot-Bohrgeraetes im Erdreich bestehen. Dabei ist das Aufweitgeraet 1 auch an die Schneidfluessigkeitsleitung des Pilot-Bohrgeraetes angeschlossen.

[0025] Das Daempfungselement 18 ist vorzugsweise ein hydraulisch wirkendes Daempfungsglied. Es ist erforderlich, wenn das Aufweitgeraet an ein auf dem Rueckzug befindliches Pilot-Bohrgeraet angeschlossen ist und besteht aus einem Zylinder 18.3, der an das Aufweitgeraet 1, beispielsweise mit einer Rohrverschraubung 19, anschliessbar ist und in seinem Innern einen Kolben 18.1 enthaelt, der, wie seine Kolbenstange 18.2, eine zentrale Bohrung 18.5 aufweist. Die Kolbenstange ist ebenfalls mittels einer Rohrverschraubung 19 an ein Pilot-Bohrgeraet anschliessbar. Zwischen Kolben 18.1 und Zylinder 18.3 ist eine Druckfeder 18.6 eingespannt. Ausserdem sind im Kolben 18.1 Verbindungsbohrungen 18.4 zur Verbindung der beiden Zylinderraeume 18.3.1, 18.3.2 vorgesehen, welche als Daempferbohrungen dienen, indem durch sie die im Zylinder 18.3 enthaltende Schneidfluessigkeit bei jedem Schlag des rammenden Aufweitgeraetes 1 vom einen Zylinderraum unter Daempfung des Schlages vom Aufweitgeraet in den anderen Zylinderraum gepresst wird. Bei einer solchen Ausbildung des Daempfungselementes 18 wird auf die Kolbenstange 18.2 ein stetiger Zug vom Pilot-Bohrgeraet ausgeuebt, welches sich in seiner Ruckzugsphase aus der Pilot-Bohrung 10 befindet. Ein solches Daempfungsglied wird benoetigt, damit die Schlaege der Kurzramme moeglichst nicht auf das Pilot-Bohrgeraet uebertragen werden und dieses vor Zerstoerung bewahrt wird [Fig. 9].

[0026] Mit den oben genannten Baugruppen oder modifizierten Ausfuehrungen derselben sind diverse Varianten von Aufweitgeraeten herstellbar, insbesondere die folgenden:

[0027] Bei einem Aufweitgeraet 1 erster Art [Fig. 3] ist ein Gehaeuse in einer ersten Variante des inneren Aufbaues vorgesehen, welches eine wie oben beschriebene Schlageinrichtung 2 enthaelt, die mit ihrem zweiten Leitungsnetz an die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes 1 angeschlossen ist. Die Kopfspitze des Aufweitgeraetes 1 ist an ein Schneideinrichtung 13 angeschlossen, dessen Versorgung mit Schneidfluessigkeit von der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes 1 durch das Gehaeuse erfolgt.

[0028] Bei einem Aufweitgeraet 1 zweiter Art [Fig. 4] ist ein Gehaeuse in einer zweiten Variante des inneren Aufbaues vorgesehen, welches eine wie oben beschriebene Schlageinrichtung 2 enthaelt, die mit ihrem zweiten Leitungsnetz an die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes angeschlossen ist. Das erste Leitungsnetz des Gehaueses ist via die Kopfspitze des Aufweitgeraetes 1 an ein Daempfungselement 18 und dieses an ein Pilot-Bohrgestaenge eines Pilot-Bohrgeraetes angeschlossen, von welchem auch die Versorgung mit Schneidfluessigkeit erfolgt.

[0029] Bei einem Aufweitgeraet 1 dritter Art [Fig. 5] ist ein Gehaeuse in einer dritten Variante des inneren Aufbaues vorgesehen, welches eine wie oben beschriebene Schlageinrichtung 2 enthaelt, die mit ihrem zweiten Leitungsnetz an die Druckluftleitungen der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes angeschlossen ist. Das erste Leitungsnetz des Gehaueses ist via die Kopfspitze des Aufweitgeraetes 1 an ein Daempfungselement 18 und dieses an ein Pilot-Bohrgestaenge eines Pilot-Bohrgeraetes angeschlossen, von welchem auch die Versorgung mit Schneidfluossigkeit erfolgt.

WIRKUNGSWEISE

[0030] Bei der ersten Variante des Verfahrens treibt sich das rammende und schneidende Aufweitgeraet in ein vorhandenes Pilot-Bohrloch 10 und weitet dadurch, unter Verdraengung des Erdreiches, zufolge seines groesseren Durchmessers gegenueber dem Pilot-Bohrloch, dieses auf.

[0031] Beim Verfahren nach der zweiten Variante hingegen treibt sich das rammende und mit einem Pilot-Bohrgeraet an seiner Spitze mittels eines Daempfungselement 18 verbundene Aufweitgeraet in ein Pilot-Bohrloch 10 zwischen zwei Baugruben ein. Dabei zieht das Pilot-Bohrgeraet welches aus dem Pilot-Bohrloch 10 zurueckgezogen wird, zusaetzlich mit einem Zug von ca. 5 Tonnen am Aufweitgeraet 1. Zufolge dessen groesseren Durchmessers gegenueber dem Pilot-Bohrloch 10 wird dieses aufgeweitet.

[0032] Da an das rammende Aufweitgeraet das einzuziehende Rohr angschlossen werden kann, wird dieses nicht nur ebenfalls im gleichen Arbeitsgang wie das Aufweiten eingezogen, sondern es kann zufolge der ruckartigen Bewegungen leichter, und somit auch ueber eine groessee Laenge, eingezogen werden als mit den bekannten Verfahren, insbesondeere mit den mit statischem Zug arbeitenden Aufweitverfahren. Diese Zusammenfassung zu einem Arbeitsgang auch ueber groessere Laengen als bisher erspart enorm viel Arbeitszeit und auch Geraetschaft sowie Bedienungspersonal. Dadurch kann ein Rohr wesentlich billiger eingezogen werden als bisher mit den bekannten Verfahren und bekannten Geraeten.

[0033] Durch die Kombination des Rammens und des Schneidens des Erdreiches wird die Vortriebsleistung wesentlich erhoeht und es kann auch noch in sehr harten und mit Gesteinseinschluessen durchsetzten Boeden, welche mit den bisher ueblichen statischen [stossenden und ziehenden] Methoden nicht mehr oder nur sehr schlecht und aufwendig bearbeitet werden konnten, gearbeitet werden. Damit wird nicht nur die Leistungsfaehigkeit und so die Wirtschafltichkeit, sondern auch die technische Anwendbarkeit wesentlich erweitert.

[0034] Das Aufweitgeraet in Form der Kurzramme kann zufolge seiner gegenueber normalen Rammbohrgeraeten kurzen Bauweise auch Kruemmungen des Pilot-Bohrloches problemlos folgen. Durch seine schlagende Arbeitsweise ist es auch im Stande, groessere Gesteinseinschluesse, welche benachbart zum Pilot-Bohrloch liegen, zu zertruemmern oder zur Seite zu schlagen. Insbesondere in den Ausfuehrungsformen mit dem taillierten oder abgesetzten Gehaeuse ist eine besonders gute Kurvengaengikeit auch fuer engere Radien gegeben.

[0035] Das schneidene und rammende Aufweitgeraet, in jeder der Varianten mit integrierter Schneideinrichtung, mit vorgesetzter Schneideinrichtung, mit der Versorgung nur von hinten, der Versorgung von hinten und von vorne, mit einer Ringduese als Schmierduese, mit einzelnen Schmierduesen usw., wird durch die Druckluft der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes wie eine nur in einer Richtung laufende Erdramme mit einer durch die Steuergeometrie der zur Schlageinrichtung gehoerenden Steuereinrichtung festlegbaren Kadenz betrieben.

[0036] Gleichzeitig mit der rammenden Bewegung wird eine Schneidfluessigkeit, von einem von der jeweiligen Verfahrensvariante abhaengigen Versorgungseinrichtung [der Versorgungseinrichtung fuer das Pilot-Bohrgeraet oder der Versorgungseinrichtung des Aufweitgeraetes selbst], dem Aufweitgeraet zugefuehrt und unter extrem hohem Druck aus den Schneidduesen der Schneideinrichtung in das Erdreich gepresst und dieses damit zerschnitten. Dadurch lassen sich auch Gesteinseinschluesse schneiden und nachfolgend durch die schlagende Bewegung des Rammens zertruemmern. Durch die Schmierung der Oberflaeche des einzuziehenden Rohres wird auch bei grossen Rohrlaengen die meiste Energie fuer den Vortrieb verwendet und nicht fuer das Einziehen des Rohres verbraucht. Daher koennen auch sehr lange Rohrleitungen wirtschaftlicher als bisher eingezogen werden. Dies erspart die Ruestarbeiten, indem weniger Baugruben fuer die einzelnen Abschnitte ausgehoben werden muessen, weil diese Abschnitte laenger sein koennen. Die bei rein statischem Zug oder Druck bestehende Gefahr, dass die auf das einzuziehende Rohr angreifenden grossen Mantelreibungskraefte zufolge des umgebenden Erdreiches nicht mehr ueberwunden werden koennen, ist damit eliminiert.

Ansprüche

1. Aufweitgerät zum Aufweiten eines Pilotbohrloches (10), umfassend ein zylindrisches Gehäuse (3), dessen Länge kürzer als der vierfache Gehäusedurchmesser ist, einen vorderen Aufweitkopf (4) mit einer Schneideeinrichtung (13), eine Schlageinrichtung (2) zum selbsttätigen Vorwärtsbewegen des Aufweitgerätes (1) im Erdreich mit einem im Inneren des Gehäuses (3) stirnseitig aufprallenden Schlagkörper (5) und eine Einrichtung (8) zum Anschließen eines in das aufgeweitete Bohrloch (9) einzuziehenden Rohres (R), wobei der Aufweitkopf (4) zur wenigstens temporären Aufnahme des Schlagkörpers (8) hohl ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideeinrichtung (13) zum Austritt von Schneideflüssigkeit hohen Druckes düsenförmige Öffnungen (15.1) hat, die im Bereich des Aufweitkopfes (4) am freien Ende von internen Leitungskanälen (13.4) ausgebildet sind, und drei verschiedene Achsrichtungen aufweisen wobei die Achsrichtung eines ersten Teiles der Düsen (15.1) im wesentlichen parallel zur Gehäuselängsrichtung, die Achsrichtung eines zweiten Teiles der Düsen (15.1) im wesentlichen senkrecht zur Gehäuselängsrichtung und die Achsrichtung eines dritten Teiles der Düsen (15.1) im wesentlichen senkrecht zur Wand des Aufweitkopfes (4) verläuft.

2. Aufweitgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideeinrichtung (13) vor dem Aufweitkopf (4) angeordnet und mit diesem verbunden ist.

3. Aufweitgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideeinrichtung (13) im Aufweitkopf (4) integriert ist.

4. Aufweitgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitkopf (4) mit dem Gehäuse (3) verschweißt ist, wobei die Schweißnaht hinter einer stirnseitigen Aufprallstelle (4.2) des Schlagkörpers (5) ausgebildet ist.

5. Aufweitgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitkopf (4) an seinem freien Ende Mittel zum Anschluß an weitere Geräte, insbesondere Hochdruckleitungen für die Schneideflüssigkeit aufweist.

6. Aufweitgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Aufweitgerätes (1) wenigstens eine Schmierdüse (16) zum Austritt von Schneideflüssigkeit zur Mantelseite des vom Aufweitgerät (1) eingezogenen Rohres (R) hin vorgesehen ist.

7. Aufweitgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen zylindrische Gehäuse (3) an beiden Gehäuseenden ausgebildete Führungskränze (3.4) und einen zwischen diesen liegenden durchmesserkleineren Abschnitt (3.5) zur Erleichterung der Kurvengängigkeit des Aufweitgerätes hat.

8. Aufweitgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Pilot-Bohrgerät (14) verbindbar ist, wobei zwischen beiden ein Dämpfungselement (18) angeordnet ist.

9. Aufweitgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Versorgungsleitungen für das Pilotbohrgerät (14) an das Aufweitgerät (1) anschließbar sind.

Claims

1. Expanding apparatus for expanding a pilot bore hole (10), comprising a cylindrical casing (3), whose length is shorter than four times the casing diameter, a front expanding head (4) with a cutting device (13), an impacting device (2) for the automatic forward movement of the expanding apparatus (1) in the soil with an impact body (5) frontally impacting in the interior of the casing (3) and a device (8) for connecting a pipe (R) to be drawn into the expanded bore hole (9), the expanding head (4) having a hollow construction for the at least temporary reception of the impact body (8), characterized in that the cutting device (13) has nozzle-like openings (15.1) for the discharge of high pressure cutting fluid and which are formed in the vicinity of the expanding head (4) at the free end of internal line channels (13.4) and have three different axial directions, the axial direction of a first part of the nozzles (15.1) being substantially parallel to the casing longitudinal direction, the axial direction of a second part of the nozzles (15.1) being substantially perpendicular to the casing longitudinal direction and the axial direction of a third part of the nozzles (15.1) being substantially perpendicular to the wall of the expanding head (4).

2. Expanding apparatus according to claim 1, characterized in that the cutting device (13) is positioned upstream of the expanding head (4) and is connected thereto.

3. Expanding apparatus according to claim 1, characterized in that the cutting device (13) is integrated into the expanding head (4).

4. Expanding apparatus according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the expanding head (4) is welded to the casing (3), the welding seam being positioned behind a frontal impact point (4.2) of the impact body (5).

5. Expanding apparatus according to one of the claims 1 to 4, characterized in that at its free end the expanding head (4) has means for the connection of further implements, particularly high pressure lines for the cutting fluid.

6. Expanding apparatus according to one of the claims 1 to 5, characterized in that at the rear end of the expanding apparatus (1) is provided at least one lubricating nozzle (16) for the discharge of cutting fluid towards the jacket side of the pipe (R) drawn in by the expanding apparatus (1).

7. Expanding apparatus according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the substantially cylindrical casing (3) has guide rings (3.4) constructed at both casing ends and a smaller diameter portion (3.5) located between them for facilitating the curved negotiating characteristic of the expanding apparatus.

8. Expanding apparatus according to one of the claims 1 to 7, characterized in that it is connectable with a pilot boring device (14), a damping element (18) being located between the two means.

9. Expanding apparatus according to claim 8, characterized in that supply lines for the pilot boring device (14) can be connected to the expanding apparatus (1).

Revendications

1. Appareil d'élargissement d'un trou foré pilote (10), comprenant un corps cylindrique (3) dont la longueur est inférieure à quatre fois le diamètre de celui-ci, une tête élargisseuse avant (4) pourvue d'un dispositif de coupe (13), un dispositif de percussion (2) pour l'avancement automatique de l'appareil d'élargissement (1) dans le sol, pourvu d'un corps de percussion (5) percutant frontalement à l'intérieur du corps (3), et un dispositif (8) pour le raccordement d'un tuyau (R) à introduire dans le trou foré élargi (9), la tête élargisseuse (4) étant creuse pour recevoir au moins temporairement le corps de percussion (8), caractérisé en ce que le dispositif de coupe (13) a pour la sortie de liquide de coupe à haute pression des ouvertures en forme de buse (15.1) qui sont faites dans la zone de la tête élargisseuse (4) à l'extrémité libre de conduits internes (13.4) et présentent trois directions d'axe différentes, la direction d'axe d'une première partie des buses (15.1) étant sensiblement parallèle à la direction longitudinale du corps, la direction d'axe d'une deuxième partie des buses (15.1) étant sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale du corps et la direction d'axe d'une troisième partie des buses (15.1) étant sensiblement perpendiculaire à la paroi de la tête élargisseuse (4).

2. Appareil d'élargissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (13) est placé devant la tête élargisseuse (4) et est joint à celle-ci.

3. Appareil d'élargissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (13) est intégré dans la tête élargisseuse (4).

4. Appareil d'élargissement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tête élargisseuse (4) est soudée au corps (3), le cordon de soudure étant fait derrière un endroit de percussion frontal (4.2) du corps de percussion (5).

5. Appareil d'élargissement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tête élargisseuse (4) présente à son extrémité libre des moyens de raccordement à d'autres appareils, en particulier des conduites à haute pression pour le liquide de coupe.

6. Appareil d'élargissement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'à l'extrémité arrière de l'appareil d'élargissement (1) est prévue au moins une buse de lubrification (16) pour la sortie de liquide de coupe vers le côté de la surface latérale extérieure du tuyau (R) introduit par l'appareil d'élargissement (1).

7. Appareil d'élargissement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps (3), sensiblement cylindrique, a des couronnes de guidage (3.4) faites à ses deux extrémités et une partie de plus petit diamètre (3.5) située entre ces couronnes et destinée à faciliter le mouvement en courbe de l'appareil d'élargissement.

8. Appareil d'élargissement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il peut être joint à un appareil de forage pilote (14), entre les deux étant placé un élément amortisseur (18).

9. Appareil d'élargissement selon la revendication 8, caractérisé en ce que des conduites d'alimentation de l'appareil de forage pilote (14) peuvent être raccordées à l'appareil d'élargissement (1).

Zeichnung