EP0417291A1 - Vorrichtung zum bohren von löchern im boden - Google Patents

Vorrichtung zum bohren von löchern im boden Download PDF

Info

Publication number
EP0417291A1
EP0417291A1 EP89913079A EP89913079A EP0417291A1 EP 0417291 A1 EP0417291 A1 EP 0417291A1 EP 89913079 A EP89913079 A EP 89913079A EP 89913079 A EP89913079 A EP 89913079A EP 0417291 A1 EP0417291 A1 EP 0417291A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sections
housing
cash
drill
delivery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89913079A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Petr Vladimirovich Dobroselsky
Igor Vladimirovich Nikolaev
Sergei Igorevich Dementiev
Boris Grigorievich Goldshtein
Alexandr Ivanovich Roldugin
Vladimir Alexandrovich Bezlepkin
Alexandr Matveevich Bolnykh
Gennady Trofimovich Basenik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MOSKOVSKOE NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO MEKHANIZIROVANNOMU STROITELNOMU INSTRUMENTU I OTDELOCHNYM MASHINAM
Original Assignee
MOSKOVSKOE NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO MEKHANIZIROVANNOMU STROITELNOMU INSTRUMENTU I OTDELOCHNYM MASHINAM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SU884495580A external-priority patent/SU1701840A1/ru
Priority claimed from SU884495581A external-priority patent/SU1701841A1/ru
Application filed by MOSKOVSKOE NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO MEKHANIZIROVANNOMU STROITELNOMU INSTRUMENTU I OTDELOCHNYM MASHINAM filed Critical MOSKOVSKOE NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO MEKHANIZIROVANNOMU STROITELNOMU INSTRUMENTU I OTDELOCHNYM MASHINAM
Publication of EP0417291A1 publication Critical patent/EP0417291A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
    • E21B7/30—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring without earth removal

Definitions

  • the invention relates to devices for digging in the ground, and it relates to devices for digging boreholes in the ground.
  • a device for drilling boreholes in the ground is known (AD Kostylev, VA Grigoraschenko, VA Kozlov et al. "Compressed air drift during construction work", 1987, publisher “Nauka”, Siberian branch, Novosibirsk, p. 5, Fig. 1), the a Housing, on which a cash-on-delivery drill is attached in the conical seat, contains a mechanism for the movement of the device in the floor and a traction means for pulling the device out of the floor.
  • An apparatus for drilling boreholes in the ground is known (SU, A, 214413) which contains a housing to which a cash-in-progress drill, including one, is attached, axially movable relative to the housing towards the part of the housing which acts on the ground Mechanism for moving the device in the ground and a traction device attached to the housing for pulling the device out of the borehole.
  • the night Pick drill consists of individual sections that are arranged in a ring on the outside of the housing.
  • the outer surface of the housing has a stop which limits the movement of the cash drill in the direction away from the part of the housing acting on the floor.
  • the housing comes out of the borehole through the action of the traction means.
  • the sections of the cash-on-delivery drill pressed against the housing by the earth remain in place until the outer surface of the housing interacts with the inner surface of the sections of the post-drill.
  • the sections of the cash-on-delivery drill are immovable in the radial direction, they transmit the compressive forces emanating from the soil to the housing, as a result of which great frictional forces arise between the cash-on-delivery drill and the housing, which lead to the forces applied to the traction means having to be increased and that Device performance decreases.
  • the housing comes out of the borehole at the same time as the delivery drill, which means that the force applied to the traction device must be even greater.
  • the invention has for its object to provide a device for drilling holes in the ground with such a construction of the cash drill, in which a reduction in the friction between the cash drill and the housing is achieved when aiming the device from the borehole, whereby the to Traction force attacking can be reduced.
  • a device for drilling boreholes in the ground which moves a housing axially on the coaxial relative to the housing Lich towards the part of the housing which acts on the soil, a cash-on-delivery drill is attached, which consists of individual sections which are arranged in a ring on the outside of the housing and with one attached to the outer surface of the housing and the movement of the cash-on-delivery drill in the direction of interact with the main stop which acts on the ground and which acts on the ground, contains a mechanism for moving the device in the ground and a traction means for pulling the device out of the borehole, according to the invention has a secondary stop which is attached to the housing in the immediate vicinity of the main stop and can interact with its outer surface with the inner surface of the sections of the delivery drill, the outer surface of the auxiliary stop being tapered towards the part of the housing which acts on the soil and the sections of the delivery drill can be moved radially are attached.
  • Such a construction of the device makes it possible to reduce the frictional forces between the delivery drill and the housing when the device is pulled out of the borehole, since when the housing is moved axially relative to the sections of the delivery drill, the latter radially change under the action of the compressive forces emanating from the ground Moving direction within the limits of the elastic deformation of the soil. The less this deformation, the lower the pressure forces of the earth acting on the auxiliary stop via the sections of the cash-in-progress drill, which leads to a reduction in the frictional forces between the cash-in-advance drill and the secondary stop attached to the housing.
  • each section of the cash-in-the-counter mimic the shape of the outer surface of the secondary blow.
  • At least two adjacent sections of the cash-on-delivery drill have an additional connection in the form of an elastic element attached between these sections.
  • the cash-on-delivery drill has an attachment attached to the housing with a recess in which the ends of the sections of the cash-on-delivery drill are accommodated, which interact with the surface of the recess.
  • the presence of the essay prevents the earth from penetrating between the sections and the side stop, which improves the reliability of the device and also ensures the self-adjustment of the cash-on-delivery drill in the unfolded or folded position under the influence of the soil, thereby facilitating the operation of the device and increasing its performance.
  • Figure 1 shows schematically an inventive device for drilling holes in the ground when penetrating into the ground, partly in section.
  • Figure 2 shows the same device when pulled out of the floor, partly in section.
  • FIG. 3 shows a section III - III in FIG. 1, on an enlarged scale
  • Fig. 4 shows the construction group A of Fig. 1 on an enlarged scale
  • FIG. 5 shows a variant of the interconnected sections of the cash-on-delivery drill, view from the right;
  • Fig. 7 shows a variant of the cash on delivery drill with an attachment on an enlarged scale, partly in section.
  • the device according to the invention for drilling boreholes in the ground contains a housing 1 (FIGS. 1, 2) which has a part 2 which acts on the ground, a cash-on-delivery drill 3, a main stop 4 which is attached to the outer surface of the housing 1 and the boundary serves the movement of the cash-on-delivery drill 3 in the direction away from the part 2 of the housing 1, an auxiliary stop 5, which is attached to the housing in the immediate vicinity of the main stop 4, has a mechanism 6 for moving the device in the ground and a traction device.
  • the mechanism 6 for moving the device in the ground in this exemplary embodiment contains a percussion piston 7 and an air distribution device 8, both of which are accommodated in the housing 1.
  • the transfer of energy for the movement of the percussion piston 7 is done in any known manner, for. B., with the help of an energy source through a feed hose 9 which is rigidly attached to the housing 1.
  • Any known traction means can be used as the traction means, e.g. a steel cable 10 rigidly attached to the housing 1.
  • the cash-on-delivery drill 3 consists of individual sections 11 (FIGS. 2, 3) which are arranged in a ring on the outside of the housing 1 and successively with one another and with the main stop 4 with the aid of a flexible binding, e.g. a rope 12 are connected.
  • the secondary stop 5 (FIG. 1) represents a whole with the main stop 4 in the given exemplary embodiment of the device, but these elements can also be carried out separately.
  • the secondary stop 5 is attached in such a way that its outer surface 13 can interact with the inner surface of the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3.
  • the outer surface 13 (FIG. 4) of the secondary stop 5 is beveled in the direction of the part 2 (FIG. 1) of the housing 1 which acts on the soil, the inner surface of each section 11 of the delivery drill mimicking the shape of this surface 13 of the secondary stop 5.
  • the interaction of the secondary scarf 5 with the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 takes place on the beveled surface, which causes a radial movement of the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 and on the part of the elastically deformed earth empire on the sections 11 acting on the housing 1 pressure force is smaller. In this way, the frictional forces between the delivery drill 3 and the housing 1 are reduced when the device is pulled out of the borehole.
  • the cash on delivery drill 3 consists of four sections 11 (FIG. 3). Such a number of sections ensures a uniform contact of the delivery drill 3 with the borehole walls.
  • the number of sections 11 is determined taking into account the structural dimensions of the device, but it is advisable to use at least three sections 11, since when only two sections 11 are used, the cash-in-delivery drill 3 does not ensure uniform contact with the borehole walls when it is being expanded and collapsed becomes.
  • the cash-on-delivery drill consists of six sections 11. Such a number of the sections 11 reduces the rigidity of the cash-on-delivery drill in the transverse direction, as a result of which unimpeded axial and radial movement of the sections 11 relative to the secondary stop 5 and unimpeded collapse (compression) of the cash-on-delivery drill 3 are possible becomes.
  • an arcuate groove 16 is made, in which the axis 15 of the joint 14 is attached, which connects this section 11 with the adjacent one.
  • the adjacent sections 11 have the possibility of limited movement relative to each other on an arc that lies in a plane perpendicular to the axis of the device.
  • the other sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 can also be connected to one another.
  • Such a connection of the sections 11 brings about a reduction in the rigidity of the connection of the sections 11 in the transverse direction and a reduction in the frictional forces between the housing 1 and the delivery drill 3.
  • At least two adjacent sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 have an additional connection in the form of an elastic element attached between these sections 11.
  • a spring 17 (FIG. 6) can be used as the elastic element, for example, which is fitted in the groove 16 (FIG. 5) between the sections 11.
  • Such an additional connection can also have the other adjacent sections 11 of the cash-on-delivery drill 3.
  • This connection of the sections 11 increases the speed of their radial movement in the direction of the axis of the device and reduces the duration of action of the compressive force exerted by the soil on the sections 11 on the housing 1, which increases the performance of the device when operating in moist, cohesive soils .
  • the cash-on-delivery drill 3 has an attachment 18 which is rigidly attached to the housing 1.
  • the attachment 18 has a recess 19 in which the ends of the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 are accommodated.
  • the attachment 18 on the delivery drill 3 prevents soil from penetrating between the sections 11 of the delivery drill 3 and the secondary stop 5.
  • the placement of the ends of the sections 11 of the delivery drill 3 in the recess prevents the sections 11 from being lost in the borehole.
  • the depth of the recess is determined taking into account a limited movement of the cash-in-delivery drill 3 in the recess, as a result of which the device is made compact and is consequently simple in operation.
  • the attachment ensures a self-adjustment of the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 under the influence of the resistance of the soil, which acts on the cash-on-delivery drill 3 when the device penetrates, into the deployed position.
  • the attachment under the action of the forces of elastic deformation of the soil acting on the delivery drill 3, ensures a self-adjustment of the sections 11 of the delivery drill 3 into the collapsed position.
  • the drilling device works as follows.
  • the device is brought into position in a known starting device (not shown in the drawing), in which the sections 11 (FIG. 1) of the cash-on-delivery drill 3 are fixed on the housing 1. Under the action of the energy acting on it, the percussion piston 7 moves in the housing 1 and strikes the part 2 of the housing acting on the soil. When the device penetrates the ground, the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 are affected by the resistance forces of the soil, and the sections 11 of the delivery-on drill 3 move in the radial and axial directions. These movements run until the cash on delivery drill 3 touches the main stop 4. When the housing 1 penetrates further into the floor, the cash-in-delivery drill 3 moves together with the housing 1, the floor being compressed and an enlarged blind hole being created.
  • the device is pulled out of the ground as follows.
  • the length of the outer surface 13 of the secondary stop 5 is determined by the sum of the length of the section 11 of the cash-on-delivery drill 3 and the size of the relative axial movement 1.
  • the sections 1 of the cash-on-delivery drill are pulled out of the borehole with the aid of the cable 12 rigidly attached to the main stop 4.
  • the device for drilling boreholes in the ground which is made according to the exemplary embodiment in which the sections 11 of the cash-in-delivery drill 3 are connected to one another as shown in FIGS. 5, 6, functions in the same way as the previously described device, wherein the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 are fixed by the joints 14 when the device is inserted into the starting device.
  • the arcuate groove 16 and the spring 17 between the adjacent sections 11 when the device is pulled out of the floor a forced compression (collapse) of the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3, which is necessary when using the device in moist, cohesive soils, which is independent radial movement of the sections 11 of the cash-on-delivery drill 3 can be stopped.
  • the device produced according to the exemplary embodiment shown in FIG. 7 functions in the same way as the previously described. In the presence of an attachment, the housing 1 is pulled out simultaneously with the delivery drill 3. In this way, the performance of the device increases.
  • the use of the device according to the invention makes it possible to reduce the tensile force applied to the traction means, which is required to pull the device out of the Soil necessary, which increases the performance of the device.
  • the invention can be used in the drilling of holes in the ground for the trenchless laying of underground supply lines under streets and runways at airfields and in the construction of drainage without damaging the cover on the site of factories, shafts and other businesses.
  • the invention can also be used for the production of site piles, for deep compaction of the soil and also for carrying out similar work in various branches of the economy.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Anlegen von Verhauen im Boden. Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse (1), auf dem axial beweglich ein Nachnahmebohrer (3) aufgestellt ist, der aus einzelnen Sektionen (11) besteht, die ringförmig an der Außenseite des Gehäuses (1) und beweglich in radialer Richtung angeordnet sind. Die Außenfläche des Gehäuses (1) hat einen Hauptanschlag (4) und einen Nebenanschlag (5), der in unmittelbarer Nähe vom Hauptanschlag 4 angebracht ist und mit seiner Außenfläche (13) mit der Innenfläche der Sektionen (11) des Nachnahmebohrers (3) in Wechselwirkung steht. Die Außenfläche (13) des Nebenanschlags (5) ist abgeschrägt in Richtung zu dem auf das Erdreich einwirkenden Teil (2) des Gehäuses (1) hin. <IMAGE>

Description

    Gebiet der Technik
  • Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Anlegen von Verhauen im Boden und zwar betrifft sie Vorrichtungen zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden.
    • Zugrundeliegender Stand der Technik
  • Es ist eine Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden bekannt (A.D. Kostylev , V.A. Grigoraschenko, V.A. Kozlov u.a. "Preßluftdurchtreiber bei Bauarbeiten", 1987, Verlag "Nauka", Sibirische Filiale, Novosibirsk, S. 5, Abb. 1), die ein Gehäuse, an dem im Kegelsitz ein Nachnahmebohrer angebracht ist, einen Mechanismus für die Fortbewegung der Vorrichtung im Boden und ein Zugmittel zum Herausziehen der Vorrichtung aus dem Boden enthält.
  • Das Herausziehen des Gehäuses dieser Vorrichtung aus dem Bohrloch erfordert jedoch den Aufwand erheblicher Kräfte, die an das Zugmittel angelegt werden, da zwischen dem Nachnahmebohrer und dem Gehäuse infolge des Kegelsitzes große Reibungskräfte auftreten. Außerdem kann es passieren, daß der Nachnahmebohrer beim Herausziehen der Vorrichtung aus dem Bohrloch im Bohrloch verbleibt, wenn die Reibungskräfte zwischen der Außenfläche des Nachnahmebohrers und den Bohrlochwänden größer sind als die Reibungskräfte zwischen dem Nachnahmebohrer und dem Gehäuse.
  • Es ist eine Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden bekannt (SU, A, 214413), die ein Gehäuse enthält, an dem relativ zum Gehäuse axial beweglich in Richtung zu dem auf den Boden einwirkenden Teil des Gehäuses hin ein Nachnahmebohrer angebracht ist, einschließlich eines Mechanismus zum Fortbewegen der Vorrichtung im Boden und eines am Gehäuse befestigten Zugmittels zum Herausziehen der Vorrichtung aus dem Bohrloch. Der Nach nahmebohrer besteht aus einzelnen Sektionen, die ringförmig an der Außenseite des Gehäuses angeordnet sind. Die Außenfläche des Gehäuses hat einen Anschlag, der die Bewegung des Nachnahmebohrers in Richtung von dem auf den Boden einwirkenden Teil des Gehäuses weg begrenzt.
  • Beim Herausziehen der Vorrichtung aus dem Bohrloch kommt das Gehäuse durch die Wirkung des Zugmittels aus dem Bohrloch heraus. Dabei bleiben die vom Erdreich an das Gehäuse angedrückten Sektionen des Nachnahmebohrers solange an Ort und Stelle, bis die Außenfläche des Gehäuses mit der Innenfläche der Sektionen des Nachbohrers in Wechselwirkung steht. Da aber die Sektionen des Nachnahmebohrers in radialer Richtung unbeweglich sind, übertragen sie die vom Erdreich ausgehenden Druckkräfte auf das Gehäuse, wodurch große Reibungskräfte zwischen dem Nachnahmebohrer und dem Gehäuse entstehen, die dazu führen, daß die an das Zugmittel angelegten Kräfte vergrössert werden müssen und die Leistung der Vorrichtung sinkt.
  • Wenn die Reibungskräfte zwischen dem Gehäuse und dem Nachnahmebohrer größer sind als die Reibungskräfte zwischen dem Nachnahmebohrer und der Bohrlochwand, kommt das Gehäuse gleichzeitig mit dem Nachnahmebohrer aus dem Bohrloch heraus, wodurch die an das Zugmittel angelegte Kraft noch größer sein muß.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden mit solch einer Konstruktion des Nachnahmebohrers zu schaffen, bei der eine Verringerung der Reibung zwischen dem Nachnahmebohrer und dem Gehäuse beim Herauszielen der Vorrichtung aus dem Bohrloch erzielt wird, wodurch die an das Zugmittel angreifende Kraft verringert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden, die ein Gehäuse, an dem koaxial relativ zum Gehäuse axial beweg lich in Richtung zu dem auf das Erdreich einwirkenden Teil des Gehäuses hin ein Nachnahmebohrer angebracht ist, der aus einzelenen Sektionen besteht, die ringförmig an der Außenseite des Gehäuses angeordnet sind und mit einem an der Außenfläche des Gehäuses angebrachten und die Bewegung des Nachnahmebohrers in Richtung von dem auf das Erdreich einwirkenden Teil des Gehäuses weg begrenzenden Hauptanschlag in Wechselwirkung stehen, einen Mechanismus zur Fortbewegung der Vorrichtung im Boden und ein Zugmittel zum Herausziehen der Vorrichtung aus dem Bohrloch enthält, erfindungsgemäß einen Nebenanschlag hat, der in unmittelbarer Nähe vom Hauptanschlag am Gehäuse angebracht ist und mit seiner Außenfläche mit der Innenfläche der Sektionen des Nachnahmebohrers in Wechselwirkung treten kann, wobei die Außenfläche des Nebenanschlags in Richtung zu, dem auf das Erdreich einwirkenden Teil des Gehäuses hin abgeschrägt ist und die Sektionen des Nachnahmebohrers radial beweglich angebracht sind.
  • Solch eine Konstruktion der Vorrichtung ermöglicht es, die Reibungskräfte zwischen dem Nachnahmebohrer und dem Gehäuse beim Herausziehen der Vorrichtung aus dem Bohrloch zu verringern, da bei axialer Bewegung des Gehäuses relativ zu den Sektionen des Nachnahmebohrers die letzteren unter Einwirkung der vom Erdreich ausgehenden Druckkräfte sich in radialer Richtung bewegen in den Grenzen der elastischen Deformation des Erdreichs. Je geringer diese Deformation ist, um so geringer sind die über die Sektionen des Nachnahmebohrers auf dem Nebenanschlag einwirkenden Druckkräfte des Erdreichs, was zu einer Verringerung der Reibungskräfte zwischen dem Nachnahmebohrer und dem am Gehäuse angebrachten Nebenanschlag führt.
  • Es ist zweckmäßig, daß die Innenfläche jeder Sektion des Nachnahmebohrers die Form der Außenfläche des Nebenschlags nachahmt.
  • Solch eine Ausführung der Innenfläche jeder Sektion erhöht die Zuverlässigkeit ihrer Wechselwirkung mit der abgeschrägten Außenfläche des Nebenanschlags, da in diesem Fall die zwischen ihnen entstehenden Pressungen geringer werden.
  • Es ist zweckmäßig, die Sektionen des Nachnahmebohrers miteinander durch Gelenke zu verbinden.
  • Solch eine Verbindung der Sektionen gewährleistet ein einfaches Aufsetzen des Nachnahmebohrers auf das Gehäuse ohne Anwendung irgenswelcher, die Sektionen des Nachnahmebohrers haltender (fixierender) Einrichtungen.
  • Es ist zweckmäßig, wenigstens zwei Sektionen des Nachnahmebohrers miteinander so zu verbinden, daß sie sich relativ zueinander begrenzt auf einem Bogen bewegen können, der in einer rechtwinklig zur Achse der Vorrichtung verlaufenden Ebene liegt.
  • Solch eine Verbindung der Sektionen des Nachnahmebohrers verringert seine Starrheit in Querrichtung, wodurch die Reibungskräfte zwischen dem Nachnahmebohrer und dem Gehäuse geringer werden.
  • Es ist zweckmäßig, daß wenigstens zwei benachbarte Sektionen des Nachnahmebohrers eine zusätzliche Verbindung in Form eines zwischen diesen Sektionen angebrachten elastischen Elements haben.
  • Das Vorhandensein eines elastischen Elements zwischen den benachbarten Sektionen des Nachnahmebohrers gewährleistet ein zuverlässiges und schn lles Zusammenlegen des Nachnahmebohrers in Querrichtung beim Einsatz in bindigen, feuchten Böden.
  • Es ist zweckmäßig, daß der Nachnahmebohrer einen an Gehäuse befestigten Aufsatz mit einer Aussparung hat, in der die Enden der Sektionen des Nachnahmebohrers untergebracht sind, die mit der Oberfläche der Aussparung in Wechselwirkung stehen.
  • Das Vorhandensein des Aufsatzes verhindert das Eindringen der Erde zwischen die Sektionen und den Neben anschlag, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert und außerdem die Selbsteinstellung des Nachnahmebohrers in entfalteter oder zusammengelegter Stellung unter Einwirkung des Erdreichs gewährleistet und dadurch der Betrieb der Vorrichtung erleichtert und ihre Leistung erhöht wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden wird die Erfindung durch eine ausführliche Beschreibung eines konkreten Auführungsbeispiels und Zeichnungen erläutert, und zwar zeigt:
  • Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden beim Eindringen in den Boden, teilweise im Schnitt;
  • Fig. 2 die gleiche Vorrichtung beim Herausziehen aus dem Boden, teilweise im Schnitt;
  • Fig. 3 einen Schnitt III - III in Fig. 1, im vergrösserten Maßstab;
  • Fig. 4 die Konstruktionsgruppe A von Fig. 1 im vergrößerten Maßstab;
  • Fig. 5 eine Ausführungsvariante der miteinander verbundenen Sektionen des Nachnahmebohrers, Ansicht von rechts;
  • Fig. 6 einen-Schnitt entlang dem Bogen VI - VI in Fig. 5 im vergrößerten Maßstab;
  • Fig. 7 eine Ausführungsvariante des Nachnahmebohrers mit einem Aufsatz im vergrößerten Maßstab, teilweise im Schnitt.
    • Bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1, 2), das einen auf das Erdreich einwirkenden Teil 2, einen Nachnahmebohrer 3, einen Hauptanschlag 4, der an der Außenfläche des Gehäuses 1 angebracht ist und der Begrenzung der Bewegung des Nachnahmebohrers 3 in Richtung von dem Teil 2 des Gehäuses 1 weg dient, einen Nebenanschlag 5, der am Gehäuse in unmittelbarer Nähe vom Hauptanschlag 4 befestigt ist, einen Mechanismus 6 für die Fortbewegung der Vorrichtung im Boden und ein Zugmittel hat.
  • Der Mechanismus 6 für die Fortbewegung der Vorrichtung im Boden in diesem Ausführungsbeispiel enthält einen Schlagkolben 7 und eine Luftverteilungseinrichtung 8, die beide im Gehäuse 1 untergebracht sind. Die Übertragung der Energie für die Bewegung des Schlagkolbens 7 geschieht auf eine beliebige bekannte Weise,z. B., mit Hilfe eines Energieträgers durch einen Speiseschlauch 9, der starr am Gehäuse 1 befestigt ist. Als Zugmittel kann ein beliebiges bekanntes Zugmittel verwendet werden, z.B., ein starr am Gehäuse 1 befestigtes Stahlseil 10.
  • Der Nachnahmebohrer 3 besteht aus einzelnen Sektionen 11 (Fig. 2, 3), die ringförmig an der Außenseite des Gehäuses 1 angeordnet und aufeinanderfolgend miteinander und mit dem Hauptanschlag 4 mit Hilfe einer biegsamen Bindung, z.B. einem Seil 12, verbunden sind.
  • Der Nebenanschlag 5 (Fig. 1) stellt im gegebenen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ein Ganzes mit dem Hauptanschlag 4 dar, diese Elemente können jedoch auch getrennt ausgeführt werden.
  • Der Nebenanschlag 5 ist so angebracht, daß er mit seiner Außenfläche 13 mit der Innenfläche der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 in Wechselwirkung treten kann. Die Außenfläche 13 (Fig. 4) des Nebenanschlags 5 ist abgeschrägt in Richtung zu dem auf das Erdreich einwirkenden Teil 2 (Fig. 1) des Gehäuses 1, wobei die Innenfläche jeder Sektion 11 des Nachnahmebohrers die Form dieser Fläche 13 des Nebenanschlags 5 nachahmt.
  • Deshalb geschieht die Wechselwirkung des Nebenanschalgs 5 mit den Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 auf der abgeschrägten Fläche, wodurch eine radiale Bewegung der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 hervorgerufen wird und die von seiten das elastisch deformierten Erd reichs über die Sektionen 11 auf das Gehäuse 1 einwirkende Druckkraft kleiner wird. Auf diese Weise verringern sich die Reibungskräfte zwischen dem Nachnahmebohrer 3 und dem Gehäuse 1 beim Herausziehen der Vorrichtung aus dem Bohrloch.
  • Der Nachnahmebohrer 3 besteht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus vier Sektionen 11 (Fig. 3). Solch eine Anzahl der Sektionen gewährleistet einen gleichmäßigen Kontakt des Nachnahmebohrers 3 mit den Bohrlochwänden.
  • Die Anzahl der Sektionen 11 wird unter Berücksichtigung der konstruktiven Abmessungen der Vorrichtung festgelegt, es ist jedoch zweckmäßig, wenigstens drei Sektionen 11 zu verwenden, da bei Verwendung von nur zwei Sektionen 11 kein gleichmäßiger Kontakt des Nachnahmebohrers 3 mit den Bohrlochwänden bei dessen Ausbreiten und Zusammenlegen gewährleistet wird.
  • In den Fig. 5, 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Sektionen des Nachnahmebohrers der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden angeführt, die miteinander durch Gelenke 14 verbunden sind, die eine Achse 15 haben. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Nachnahmebohrer aus sechs Sektionen 11. Solch eine Anzahl der Sektionen 11 verringert die Starrheit des Nachnahmebohrers in Querrichtung, wodurch eine ungehinderte axiale und radiale Bewegung der Sektionen 11 relativ zum Nebenanschlag 5 und ein ungehindertes Zusammenlegen (Zusammendrücken) des Nachnahmebohrers 3 möglich wird.
  • In einer der Sektionen 11 des Nachbohrers 3 ist eine bogenförmige Nut 16 ausgrführt, in der die Achse 15 des Gelenks 14 angebracht ist, die diese Sektion 11 mit der benachbarten verbindet. Die benachbarten Sektionen 11 haben die Möglichkeit einer begrenzten Bewegung relativ zueinander auf einem Bogen, der in einer rechtwinklig zur Achse der Vorrichtung verlaufenden Ebene liegt. Auf diese Weise können auch die anderen Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 miteinander verbunden werden. Solch eine Verbindung der Sektionen 11 bewirkt eine Verringerung der Steifigkeit der Verbindung der Sektionen 11 in Querrichtung und eine Verringerung der Reibungskräfte zwischen dem Gehäuse 1 und dem Nachnahmebohrer 3.
  • Wenigstens zwei benachbarte Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 haben eine zusätzliche Verbindung in Form eines zwischen diesen Sektionen 11 angebrachten elastischen Elements. Als elastisches Element kann, z.B., eine Feder 17 (Fig. 6) verwendet werden, die in der Nut 16 (Fig. 5) zwischen den Sektionen 11 angebracht wird. solch eine zusätzliche Verbindung können auch die anderen benachbarten Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 haben. Diese Verbindung der Sektionen 11 erhöht die Geschwindigkeit ihrer radialen Bewegung in Richtung zur Achse der Vorrichtung und verringert die Wirkungsdauer der von seiten des Erdreiches über die Sektionen 11 auf das Gehäuse 1 ausgeübten Druckkraft, wodurch die Leistung der Vorrichtung beim Betrieb in feuchten, bindigen Böden steigt.
  • In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden abgebildet, in der gemäß der Erfindung der Nachnahmebohrer 3 einen Aufsatz 18 hat, der starr am Gehäuse 1 befestigt ist. Der Aufsatz 18 hat eine Aussparung 19, in der die Enden der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 untergebracht sind. Der Aufsatz 18 auf dem Nachnahmebohrer 3 verhindert ein Eindringen von Erdreich zwischen die Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 und den Nebenanschlag 5. Die Unterbringung der Enden der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 in der Aussparung verhindert, daß die Sektionen 11 im Bohrloch verlorengehen. Die Tiefe der Aussparung wird unter Berücksichtigung einer begrenzten Bewegung des Nachnahmebohrers 3 in der Aussparung festgelegt, wodurch die Vorrichtung kompakt gestaltet wird und folglich einfach im Betrieb ist.
  • Der Aufsatz gewährleistet eine Selbsteinstellung der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 unter Einwirkung der Widerstandskraft des Erdreichs, die auf den Nachnahmebohrer 3 beim Eindringen der Vorrichtung einwirkt, in die entfaltete Stellung. Beim Herausziehen der Vorrichtung gewährleistet der Aufsatz unter Einwirkung der auf den Nachnahmebohrer 3 einwirkenden Kräfte der elastischen Deformation des Erdreichs eine Selbsteinstellung der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 in die zusammengelegte Stellung.
  • Die Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern funktioniert folgendermaßen.
  • Die Vorrichtung wird in einer bekannten Starteinrichtung (in der Zeichnung nicht abgebildet) in Stellung gebracht, bei der die Sektionen 11 (Fig. 1) des Nachnahmebohrers 3 auf dem Gehäuse 1 fixiert werden. Unter Einwirkung der auf ihn einwirkenden Energie bewegt sich der Schlagkolben 7 im Gehäuse 1 und schlägt auf den auf das Erdreich einwirkenden Teil 2 des Gehäuses auf. Beim Eindringen der Vorrichtung in den Boden wirken auf die Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 die Widerstandskräfte des Erdreichs ein, und die Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 bewegen sich in radialer und axialer Richtung. Diese Bewegungen laufen solange, bis der Nachnahmebohrer 3 den Hauptanschlag 4 berührt. Beim weiteren Eindringen des Gehäuses 1 in den Boden bewegt sich der Nachnahmebohrer 3 zusammen mit dem Gehäuse 1, wobei der Boden verdichtet wird und eine erweiterte Blindbohrung entsteht.
  • Das Herausziehen der Vorrichtung aus dem Boden geschieht folgendermaßen.
  • An das Stahlseil 10 (fig. 2) greift eine Zugkraft T an. Das Gehäuse 1 bewegt sich unter Einwirkung der Zugkraft und überwindet dabei die zwischen den in Wechselwirkung stehenden Oberflächen des Nebenanschlags 5 und den Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 entstehenden Reibungskräfte. Da die Wechselwirkung der genannten Oberflächen auf der abgeschrägten Flache mit dem Neigungswinkel φ (Fig. 4) stattfindet, zerlegt sich die vom Erdreich ausgehende Druckkraft T₁ in Teilkräfte T₂ und T₃. Dabei gilt T₂ = T₁·cos φ, folglich ist T₂ < T₁. Außerdem bewirkt die Teilkraft T₃ die relative Bewegung des Gehäuses 1 mit dem Nebenanschlag 5 und der Sektionen 11. Dadurch ist die an das Seil 10 angelegte Zugkraft T in der erfindungsgemäßen Vorrichtung kleiner (im Vergleich zur Zugkraft To im Prototyp, bei dem φ = O) um den Wert ΔT, wobei Δ T = To - T ist. Daraus folgt


            ΔT = T₁ [K(1 - cos φ ) + sin φ], worin

    • K -
    Reibungskoeffizient zwischen dem Nebenanschlag 13 und den Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3,
    φ -
    Neigungswinkel der Außenfläche 13 des Nebenanschlags 5 sind.
  • Bei axialer Bewegung des Gehäuses 1 (Fig. 2) mit dem Nebenanschlag 5 relativ zu den Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 sind die letzteren einem Druck von seiten des Erdreichs ausgesetzt, sie bewegen sich in radialer Richtung und nähern sich dem Gehäuse 1, der Nachnahmebohrer 3 wird also zusammengedrückt. Aus diesem Grund verringert sich der vom Erdreich auf die Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 ausgeübte Druck und die Reibungskraft zwischen den Sektionen 11 und dem Nebenanschlag 5.
  • Dabei bestimmt man die Größe der axialer Bewegung 1 des Gehäuses 1 mit dem Nebenschlag 5 relativ zum Nachnahmebohrer 3, bei der die erwähnten Reibungskräfte gleich Null sind, aus folgender Gleichung:
    Figure imgb0001
    • δ -
    elastische Deformation des Erdreichs der Bohrlochwand (Bewegung des Erdreichs in den Grenzen der elastischen Deformation) ist.
  • Im folgenden bewegt sich das Gehäuse 1 mit dem Nebenanschlag 5 völlig frei.
  • Die Länge der Außenfläche 13 des Nebenanschlags 5 wird von der Summe der Länge der Sektion 11 des Nachnahmebohrers 3 und der Größe der relativen axialen Bewegung 1 bestimmt. Die Sektionen 1 des Nachnahmebohrers werden aus dem Bohrloch mit Hilfe des starr am Hauptanschlag 4 befestigten Seils 12 herausgezogen.
  • Die Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden, die nach dem Ausführungsbeispiel angefertigt ist, bei dem die Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 so miteinander verbunden sind, wie es in den Fig. 5, 6 abgebildet ist, funktioniert ebenso wie die vorher beschliebene Vorrichtung, wobei die Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 beim Einlegen der Vorrichtung in die Starteinrichtung durch die Gelenke 14 fixiert werden. Außerdem erzeugt die bogenförmige Nut 16 und die Feder 17 zwischen den benachbarten Sektionen 11 beim Herausziehen der Vorrichtung aus dem Boden ein Zwangszusammendrücken (Zusammenlegen) der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3, was beim Einsatz der Vorrichtung in feuchten, bindigen Böden notwendig ist, die eine selbstständige radiale Bewegung der Sektionen 11 des Nachnahmebohrers 3 aufhalten können.
  • Die nach dem in Fig. 7 abgebildeten Ausführungsbeispiel hergestellte Vorrichtung funktioniert ebenso wie die vorher beschriebene. Beim Vorhandensein eines Aufsatzes wird das Gehäuse 1 gleichzeitig mit dem Nachnahmebohrer 3 herausgezogen. Auf diese Weise steigt die Leistung der Vorrichtung.
  • Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht es, die an das Zugmittel angelegte Zugkraft zu verringern, die zum Herausziehen der Vorrichtung aus dem Boden notwendig, wodurch die Leistung der Vorrichtung steigt.
    • Industrielle Anwendungbarkeit
  • Die Erfindung kann beim Anlegen von Bohrlöchern im Boden für das grabenlose Verlegen unterirdischer Versorgnungsleitungen unter Straßer und Start- und Landebahnen auf Flugplätzen und beim Bau von Dränungen ohne Beschädigung der Abdeckung auf dem Gelände von Fabriken, Schächten und anderen Betrieben angewendet werden.
  • Die Erfindung kann auch für die Herstellung von Ortpfählen, für die Tiefenverdichtung des Bodens und auch für die Durchführung ähnlicher Arbeiten in verschiedenen Zweigen der Wirtschaft angewendet werden.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zum Anlegen von Bohrungen im Boden, die ein Gehäuse (1) an dem relativ zum Gehäuse (1) axial beweglich in Richtung zu dem auf das Erdreich einwirkenden Teil (2) des Gehäuses (1) hin ein Nachnahmebohrer (3) angebracht ist, der aus einzelnen Sektionen (11) besteht, die ringförmig an der Außenseite des Gehäuses (1) angeordnet sind und mit einem an der Außenfläche des Gehäuses (1) angebrachten und die Bewegung des Nachnahmebohrers (3) in Richtung von dem auf das Erdreich einwirkenden Teil (2) des Gehäuses (1) weg begrenzenden Hauptanschlag (4) in Wechselwirkung stehen, einen Mechanismus (6) zur Fortbewegung der Vorrichtung im Boden und ein Zugmittel zum Herausziehen der Vorrichtung aus dem Bohrloch enthält, dadurch gekenn zeichnet, daß sie einen Nebenanschlag (5) hat, der in unmittelbarer Nähe vom Hauptanschlag (4) am Gehäuse (1) angebracht ist und mit seiner Außenfläche (13) mit der Innenfläche der Sektionen (11) des Nachbohrers (3) in Wechselwirkung treten kann, wobei die Außenfläche des Nebenanschlags (5) in Richtung zu dem auf das Erdreich einwirkenden Teil (2) des Gehäuses (1) hin abgeschrängt ist und die Sektionen (11) des Nachnahmebohrers (3) radial beweglich angebracht sind.
  2. Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche jeder Sektion (11) des Nachnahmebohrers (3) die Form der Außenfläche (13) des Nebenanschlags (5) nachahmt.
  3. Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Sektionen (11) des Nachnahmebohrers (3) miteinander durch Gelenke (14) verbunden sind.
  4. Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sektionen (11) des Nachnahmebohrers (3) so miteinander verbunden sind, daß sie sich relativ zueinander begrenzt auf einem Bogen bewegen können, der in einer rechtwinklig zur Achse der Vorrichtung verlaufenden Ebene liegt.
  5. Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei benachbarte Sektionen (11) des Nachnahmebohrers (3) eine zusätzliche Bindung in Form eines zwischen diesen Sektionen (11) angebrachten elastischen Elements haben.
  6. Vorrichtung zum Anlegen von Bohrlöchern im Boden nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachnahmebohrer (3) einen am Gehäuse (1) befestigten Aufsatz (18) mit einer Aussparung (19) hat, in der die Enden der Sektionen (11) des Nachnahmebohrers (3) untergebracht sind, die mit der Oberfläche der Aussparung (19) in Wechselwirkung stehen.
EP89913079A 1988-10-27 1989-09-08 Vorrichtung zum bohren von löchern im boden Withdrawn EP0417291A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4495580 1988-10-27
SU4495581 1988-10-27
SU884495580A SU1701840A1 (ru) 1988-10-27 1988-10-27 Устройство дл образовани скважины в грунте
SU884495581A SU1701841A1 (ru) 1988-10-27 1988-10-27 Устройство дл образовани скважины в грунте

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0417291A1 true EP0417291A1 (de) 1991-03-20

Family

ID=26666189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP89913079A Withdrawn EP0417291A1 (de) 1988-10-27 1989-09-08 Vorrichtung zum bohren von löchern im boden

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0417291A1 (de)
JP (1) JPH03501990A (de)
AU (1) AU4646289A (de)
CA (1) CA2001412A1 (de)
WO (1) WO1990004684A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5553676A (en) * 1993-03-22 1996-09-10 Self; Kelvin P. Reversible expander

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2558842A1 (de) * 1975-12-27 1977-07-07 Paul Schmidt Selbstgetriebenes pneumatisches rammbohrgeraet, insbesondere fuer erdbohrungen
SU636336A1 (ru) * 1976-09-20 1978-12-05 Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Конусный наконечник труб дл прокола скважин в грунте
US4406500A (en) * 1981-06-25 1983-09-27 Treuhaft Martin B Cutting assembly including expanding wall segments of auger

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9004684A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU4646289A (en) 1990-05-14
JPH03501990A (ja) 1991-05-09
WO1990004684A1 (fr) 1990-05-03
CA2001412A1 (en) 1990-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60127112T2 (de) Expandierbarer meissel
DE60305733T2 (de) Bohren eines bohrlochs
DE69608439T2 (de) Mechanisch-hydraulische, in zwei richtungen wirkende, schlagschere
DE3818100A1 (de) Energiespeicher zur verwendung von bohrlochstraengen
DE3650026T2 (de) Schlagwerkzeug zum Bohren von Löchern in den Boden.
DE3035905A1 (de) Vorrichtung zur fernuebertragung von informationen aus einem bohrloch zur erdoberflaeche waehrend des betriebs eines bohrgeraetes
DE10112985B4 (de) Schlagbohrkopf und ein Verfahren zum Horizontalbohren mit einem Schlaggerät
DE3140144A1 (de) Hydraulischer ruettler
DE3701187C2 (de) Anordnung zur Energieübertragung auf eine für die Prospektion des Untergrundes geeignete Vorrichtung innerhalb eines Bohrlochs
DE2441429A1 (de) Vorrichtung zur erdprobenahme
DE19858519A1 (de) Pneumatisch umsteuerbares Rammbohrgerät
EP0805258B1 (de) Umsteuerbares Rammbohrgerät
EP0417291A1 (de) Vorrichtung zum bohren von löchern im boden
EP0257287A1 (de) Druckdichte Rohrverbindung für ein stählernes Vortriebsrohr
WO2003025337A1 (de) Schlagwerk für eine erdbohrvorrichtung
EP0273974B1 (de) Vorrichtung zum bohren von löchern in den boden
EP0537624B1 (de) Aufweitkopf
EP1407112A1 (de) Verfahren zum herstellen von erdbohrungen
DE3802391C2 (de)
DE10146023B4 (de) Steuerung für einen Schlagantrieb
DD257101A5 (de) Mechanische bohrloch-schlagschere
DE602004005475T2 (de) Vortriebsystem zur Anwendung beim Bohren von Mauerwerk
DE102022108791B4 (de) Vorrichtung zum Anschluss eines Bohrwerkzeuges an den Kraftdrehkopf eines Bohrgerätes
DE202022101947U1 (de) Vorrichtung zum Anschluss eines Bohrwerkzeuges an den Kraftdrehkopf eines Bohrgerätes
DE4021719A1 (de) Vorrichtung zum erweitern einer im erdreich hergestellten pilotbohrung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19900626

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT DE FR GB IT SE

18W Application withdrawn

Withdrawal date: 19910927

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

R18W Application withdrawn (corrected)

Effective date: 19910927

R18W Application withdrawn (corrected)

Effective date: 19910927