DE2506611A1

DE2506611A1 - Pilot hole precision drill - shaft head cased and fitted with spiral and chisel bit

Info

Publication number: DE2506611A1
Application number: DE19752506611
Authority: DE
Inventors: Gerd Drespa
Original assignee: DRESPA GEB BIEBERSDORF URSULA
Current assignee: DRESPA GEB BIEBERSDORF URSULA
Priority date: 1975-02-17
Filing date: 1975-02-17
Publication date: 1976-08-26

Abstract

Rotary drill typically for precision or pilot bores in ground, to be followed by a reamed main hole is designed as a long shaft (5) whose outline forms a cylindrical casing (10) with imposed spiral (12). The height of the spiral section is much less than the diameter of the drill casing (10), and the drill is tipped with a chisel bit. Preferably the spiral should be rectangular in section. The pitch of the spiral should be approximately 1.5-3 times the casing diameter. Thus assuming a casing diameter of Dm, the sectional height of the spiral should amount to around 0.2 Dm. It is proposed that the casing should have a diameter of approximately 40 mm. The rectangular section of the spiral should be 7 mm wide and about 8 mm in height.

Description

Drehbohrkopf für Bohrungen mit hoher Zielgenauigkeit Die Erfindung betrifft einen Drehbohrkopf, vorzugsweise für Erdbohrungen mit hoher Zielgenauigkeit, mit dem eine Leitbohrung eingebracht wird, an der entlang eine Hauptbohrung geführt wird.Rotary drilling head for drilling with high accuracy The invention relates to a rotary drill head, preferably for earth drilling with high accuracy, with which a pilot bore is introduced, along which a main bore is guided will.

In der DT-OS 2 256 836 ist ein Verfahren zum Verlegen von Abwasserleitungen im Erdreich von einem Kopfloch aus beschrieben. Im Verlauf des Verfahrens wird von dem Kopfloch aus zunächst eine Leitbohrung mit kleinem Durchmesser eingebracht und anschließend eine Hauptbohrung mit größerem Durchmesser gebohrt. Diese beiden Verfahrensschritte ermöglichen es, daß der leichter zu handhabende Bohrer für die Leitbohrung genauer gezielt werden kann, wobei genau zu beobachten ist, ob die Leitbohrung an der gewünschten Stelle auskommt. Es ist aber auch möglich, eine unter Umständen eingetretene falsch gezielte Bohrung ohne große Umstände durch eine neue Bohrung zu korrigieren. Dabei ist zu beachten, daß derartige Bohrungen in verschiedenen odenklassen vorgenommen werden, nämlich von losem Sand bis zu stark felsdurchsetzten Geröllmassen.DT-OS 2 256 836 describes a method for laying sewer pipes described in the ground from a head hole. During the course of the procedure, First a pilot hole with a small diameter was introduced into the head hole and then drilled a main hole with a larger diameter. These two procedural steps allow the easier-to-use drill bit for the pilot hole to be more accurate can be targeted, whereby it is to be observed carefully whether the guide hole at the desired Place. However, it is also possible to misrepresent an event that may have occurred Correct targeted drilling with a new drill hole without much ado. Included it should be noted that such holes in different od classes can be made, namely from loose sand to heavily rock-interspersed debris.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Drehbohrkopf anzugeben, mit dem in besonders zielgenauer und zuverlussiger hfeise ein Leitschacht gebohrt werden kann. Mit dem Drehbohrkopf soll in zwei verschiedenen, an sich bekannten Arbeitsweisen gearbeitet werden: a) Bei relativ festem moden wird das Gestänge und der Bohrkopf aus der fertigen Leitbohrung herausgezogen. Anschließend wird die Hauptbohrung eingebracht, wobei an dem Bohrkopf für die Hauptbohrung zentrisch ein Finger eingesetzt ist, der in der Leitbohrung geführt wird.The invention has the object of specifying a rotary drill head, with which a guide shaft is drilled in a particularly precise and reliable manner can be. With the rotary drill head is intended in two different, known per se Working methods are worked: a) With relatively firm modes, the linkage and the drill head is pulled out of the finished pilot hole. Then the main hole introduced, with a finger inserted centrally on the drill head for the main bore which is guided in the pilot hole.

b) Bei lockeren vodenmassen wird das Gestänge mit dem Drehbohrkopf in der Leitbohrung gelassen. 3er Bohrkopf fUr die Hauptbohrung besitzt eine zentrische Uffnung, die das Gestänge in der Leitbohrung umgreift und an ihr entlang geführt vorwärts gleitet.b) In the case of loose vodenum masses, the rod with the rotary drill head left in the pilot hole. 3 drill head for the main bore has a centric one Opening that engages around the rod in the guide bore and is guided along it slides forward.

Ein Drehbohrkopf, mit dem die genannten aufgaben erfUllt werden können, ist als länglicher Schaft ausgebildet, dessen Außenkontur als zylindrischer Mantel mit einer aufgelegten Wendel gestaltet ist, wobei die Höhe des Wendelquerschnittes wesentlich geringer ist als der Manteldurchmesser und bei dem an seiner Spitze ein Grabmeißel vorgesehen ist. A rotary drilling head with which the stated tasks can be fulfilled, is designed as an elongated shaft, the outer contour of which is a cylindrical jacket is designed with an applied helix, the height of the helix cross-section is much smaller than the jacket diameter and one at its tip Digging chisel is provided.

Es hat sich erwiesen, daß ein Drehbohrkopf der genannten Gestalt auch bei singularen Hindernissen, beispielsweise Steinen, Daumwurzeln oder dergleichen im Vjittel nicht wesentlich von einer vorgegebenen sohrrichtung abweicht, sondern in für den Fachmann überraschender Weise zielgenau sich in das Erdreich vorarbeitet. Dabei ist die Wendel höhe und die Ganghöhe so bemessen, daß das an der Spitze aufgebohrte Bohrklein gerade durch die Wendel nach hinten befördert wird. Aufgabe des Drehbohrkopfes ist es demnach nicht, möglichst schnell einen großen Bohrdurchmesser und eine große Bohrstrecke zu bewältigen, sondern möglichst störungsfrei sich in das Erdreich vorzuarbeiten, wobei Abweichungen ausgeschlossen sein sollen.It has been found that a rotary drill head of the shape mentioned also in the case of singular obstacles, for example stones, thumb roots or the like in the average does not deviate significantly from a given ear direction, but rather in a way that is surprising to the person skilled in the art, precisely works its way into the ground. The helix is high and the pitch dimensioned so that the drilled open at the top Drill cuttings are conveyed backwards straight through the helix. Task of the rotary drilling head it is therefore not a matter of getting a large drilling diameter and a large one as quickly as possible To cope with the drilling section, but rather to work your way into the ground as smoothly as possible, whereby deviations should be excluded.

Es hat sich erwiesen, daß es günstig ist, der Wendel einen rechteckigen Querschnitt zu geben. Ein solcher Querschnitt kann einmal leicht von einer zylindrischen Öffnung überfahren werden, ohne daß es zu Abnutzungserscheinungen kommt; zum anderen bilden die Kanten der Wendel eine relativ gute Schneidfläche fUr überstehendes Erdreich.It has been found that it is advantageous to give the helix a rectangular shape To give cross-section. Such a cross-section can be slightly different from a cylindrical one Opening can be run over without there being any signs of wear; on the other hand the edges of the helix form a relatively good cutting surface for protruding soil.

Die Gänge der Wendel werden relativ weit auseinandergelegt.The turns of the helix are set relatively far apart.

Als günstig hat sich eine Ganghöhe erwiesen, die etwa das 1,5 bis 3-Fache des Manteldurchmessers hat.A pitch of about 1.5 to has proven to be favorable 3 times the jacket diameter.

Wird der Durchmesser des Mantels mit Dm die ftuerschnittshöhe des Pendels etwa 0,2 D ist. Dabei wird üblicherweise davon m ausgegangen, daß der Manteldurchmesser Dm = 40 mm beträgt.If the diameter of the jacket is Dm the height of the cross section of Pendulum is about 0.2 D. It is usually assumed that the jacket diameter Dm = 40 mm.

Der eigentliche Drehbohrkopf trägt auf seiner Lange etwa 9 endelungen, wobei diese Zahl je nach Zweckbestimmung variiert werden kann. Als günstige Abmessung bei einem Manteldurchrllesser von etwa 40 mm hat sich ein Wendelquerschnitt von 7 x 8 cm erwiesen (Wendelbreite 7 cm, Wendelhöhe 8 cm).The actual rotary drilling head has about 9 endings on its length, this number can be varied depending on the intended use. As a convenient dimension with a jacket diameter of about 40 mm, a spiral cross-section of 7 x 8 cm (coil width 7 cm, coil height 8 cm).

Im folyenden wird anhand einer Beschreibung der Zeichnung Aufbau und Wirkungsweise des Drehbohrkopfes beschrieben.In the following, a description of the drawing is used to describe the structure and Operation of the rotary drilling head described.

Die Figuren der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Schnitt quer zu einer Straße mit Kopfloch und Abwasserleitung, wobei von dem Kopfloch zur Leitung eine Vorbohrung erstellt wird; Fig. 2 einen Schnitt wie in Fig. 1, jedoch bei der Bohrung des Arbeitsschachtes; Fig. 3 einen Drehbohrkopf etwa im Maßstab 1:10; Fig. 4 zeiyt einen Ausschnitt aus dem Drehbohrkopf der Fig. 3.The figures of the drawing show: FIG. 1 a section transverse to a Street with a head hole and sewer pipe, with one from the head hole to the pipe Pilot hole is created; FIG. 2 shows a section as in FIG. 1, but with the bore of the working shaft; 3 shows a rotary drilling head approximately on a scale of 1:10; Fig. 4 shows a section from the rotary drilling head of FIG. 3.

In Fig. 1 ist im Schnitt ein Teil einer Straße dargestellt, unter der ein Abwasserrohr von einem Kopfloch 1 aus verlegt wird. In das Kopfloch 1 wird ein Bohrgerät 2 gestellt, das beispielsweise mit einem Elektromotor betrieben wird und das sowohl das Bohrgestänge für die Leitbohrung als auch für die Hauptbohrung betreibt. Über eine Welle 3 wird das in Sektionen aufgeteilte Gestänge 4 in Drehungen versetzt. An der Spitze des Gestänges ist der Bohrkopf 5 aufgeschraubt, der einen wirksamen Durchmesser von etwa 50 mm hat. lit diesem Bohrkopf wird eine verhältnismäßig enge Leitbohrung vorgetrieben, der entweder vor einem anzubohrenden Abwasserrohrd3 endet oder auch dieses mit durchdringt Jedenfalls kann nacht Beendigung des Bohrvorganges leicht festgestellt werden, ob die bohrung die richtige .5vichtung eingehalten hat. Sollte die tatsächliche Bohrung von der geplanten tvichtung abgewichen sein, so kann verhältnismäßig leicht eine neue Leitbohrung 7 gebohrt werden, da diese noch nicht mit ohren versehen worden ist.In Fig. 1, a part of a road is shown in section, below which a sewer pipe is laid from a head hole 1. In the head hole 1 is a drilling device 2 is provided, which is operated, for example, with an electric motor and that both the drill pipe for the pilot hole as well for operates the main well. The rod is divided into sections via a shaft 3 4 rotated. The drill head 5 is screwed onto the top of the rod, which has an effective diameter of about 50 mm. lit this drill head becomes a relatively narrow pilot hole driven, either in front of a to be drilled Abwasserrohrd3 ends or also penetrates it. In any case, after termination During the drilling process, it is easy to determine whether the hole has the correct seal has complied. Should the actual borehole deviate from the planned sealing be, a new pilot hole 7 can be drilled relatively easily, there this has not yet been provided with ears.

Sobald die Leitbohrung beendet worden ist, wird das Vorbohrgestänge herausgezogen und die Welle 3 des Bohrgerätes 2 mit den entsprechenden Werkzeugen versehen. Dazu gehört dann für die Hauptbohrung ein breiter Bohrkopf 8 mit einer anschließenden Förderschnecke 9. Gleichzeitig mit dem Vorrücken des Bohrkopfes 8 wird ein Abwasserleitungsrohr 10 in den gebohrten Schacht mit eingeführt. Der Bohrkopf 8 arbeitet sich genau auf dem durch den Leitschacht 7 gegebenen Weg durch das Erdreich vor.As soon as the pilot hole has been completed, the pilot drill pipe pulled out and the shaft 3 of the drill 2 with the appropriate tools Mistake. This then includes a wide drill head 8 with a for the main bore subsequent screw conveyor 9. Simultaneously with the advancement of the drill head 8 a sewer pipe 10 is introduced into the drilled shaft. The drill head 8 works its way through the ground precisely on the path given by the guide shaft 7 before.

In Fig. 3 ist ein Drehbohrkopf 5 dargestellt, der zum Bohren der Leitbohrung dient. Der Bohrkopf 5 ist als länglicher Schaft ausgeführt, der in seiner Längsrichtung als Vollzylinder 10 gedreht ist. Der Vollzylinder 10 endet im oberen Teil in eine Meißelansatz mit einem Grabmeißel 11.In Fig. 3, a rotary drill head 5 is shown, which is used for drilling the guide hole serves. The drill head 5 is as run elongated shaft, the is rotated in its longitudinal direction as a full cylinder 10. The full cylinder 10 ends in the upper part into a chisel attachment with a grave chisel 11.

Unmittelbar an dem Grabmeißel schließt sich eine Wendel 12 an, die einen rechteckigen Querschnitt hat, wie deutlich aus Fig. 4 zu erkennen ist. Sei dem Drehbohrkopf gemäß der Erfindung spielt es eine wesentliche Knolle, annähernd bmessungen anzugeben, bei der ein Optimum der Leistung erreicht werden kann. Äie bekannt, treten bei Bohrorbeiten Erdqualitäten verschiedener Schwierigkeitsgrade auf.Immediately on the grave chisel is followed by a helix 12 which has a rectangular cross section, as can be clearly seen from FIG. May be the rotary drill head according to the invention, it plays an essential tuber, approximately Specify dimensions at which optimum performance can be achieved. Äie known, earth qualities of various degrees of difficulty occur during drilling on.

Dabei können auf einer einzigen sohrstrecke verschiedene Erdklassen durchbohrt werden. Es empfiehlt sich daher, einen Drehbohrkopf mittlerer Abmessungen zu verwenden, um möglichst allen vorkommenden Erdklassen gerecht zu werden.Different earth classes can be used on a single route to be pierced. It is therefore advisable to use a rotary drill head of medium size to be used in order to do justice to all occurring earth classes as far as possible.

Die Wendel 12 ist mit einer relativ großen Steigung auf den Mantel 10 aufgelegt. Zwischen den einzelnen Wendeln ist relativ viel Platz, so daß das Bohrklein stetig nach hinten gefördert werden kann. Wie bereits eingangs erwähnt, ist es nicht Aufgabe des Drehbohrkopfes, möglichst schnelle Vorschube zu erreichen, sondern einenrelativ kleinen Schacht möglichst zielgenau zu bohren.The helix 12 is with a relatively large slope on the jacket 10 launched. There is a lot of space between the individual coils, so that Drill cuttings can be conveyed steadily backwards. As already mentioned at the beginning, it is not the task of the rotary drilling head to achieve the fastest possible feed rate, but rather to drill a relatively small shaft as precisely as possible.

Als Standard-Abmessungen werden bei der Wendel eine Höhe von 8 mm und eine Breite von 7 mm gewählt, wenn der Durchmesser D des Zylinders 10 etwa 41 mm beträgt. Dabei ist m die Ganghöhe von endel zu Wendel etwa mit 100 mm angenommen.The standard dimensions of the helix are 8 mm and chosen a width of 7 mm if the diameter D of the cylinder 10 is about 41 mm. Here, m is the pitch from end to end with about 100 mm assumed.

;t dem Drehbohrkopf gemäß der Erfindung ka m in beiden eingangs genannten Arbeitsweisen gearbeitet werden.; t the rotary drill head according to the invention ka m in both of the aforementioned Working methods are worked.

Zylinder und Wendel sind aus Stahl gedreht. Der Grabmeißel 11 ist besonders gehärtet und eventuell mit Wolframkarbid versehen.The cylinder and helix are made of steel. The digging chisel 11 is specially hardened and possibly provided with tungsten carbide.

Für die Praxis hat sich erwiesen, daß es günstig ist, verschieden geformte Bohrköpfe entsprechend den vorliegenden Bodenklassen zu verwenden. Bei schweren Böden, durchsetzt mit Steinen, oder bei lockerem Fels, wird die Wendel im Querschnitt mehr als Schneidwerkzeug ausgebildet. Sie besitzt im wesentlichen einen zugespitzten, dreieckförmigen Querschnitt, dessen Spitze in den Boden einschneidet.In practice, it has been found to be beneficial, variously to use shaped drill heads according to the existing soil classes. at heavy soils, interspersed with stones, or loose rock, becomes the helix designed more as a cutting tool in cross section. She essentially owns a pointed, triangular cross-section, the tip of which cuts into the ground.

Bei leichter zu durchdringenden Böden wird eine Wendel mit breitem, quadratisch oder rechteckig geformten Querschnitt verwendet. Dabei ist die Wendel auch höher, nämlich bei einem Schaftdurchmesser von 40 mm etwa 10 bis 15 mm hoch. Die Wendel ist mehr als iDäumwerkzeug ausgebildet.For soils that are easier to penetrate, a spiral with a wide, square or rectangular shaped cross-section is used. Here is the helix also higher, namely about 10 to 15 mm high with a shaft diameter of 40 mm. The helix is designed more as a thumb tool.

Die Querschnittsform garantiert, daß der Bohrkopf die einmal gewählte Bohrrichtung beibehält.The cross-sectional shape guarantees that the drill head will be the one chosen once Maintains drilling direction.

Besonders überraschend für den Fachmann ist, daß bei den vorbeschriebenen Bohrwerkzeugen auch dann, wenn mehrere verschiedene Bodenklassen - Sand, Findlinge, Beton - nacheinander durchdrungen werden, praktisch keine Abweichung von der gewünschten Zielrichtung auftritt.It is particularly surprising for the person skilled in the art that in the case of the above-described Drilling tools even if several different soil classes - sand, boulders, Concrete - to be penetrated one after the other, practically no deviation from the desired one Target direction occurs.

Claims

Patent claims:

1. Rotary drilling head, preferably for earth drilling with high accuracy, with which a pilot bore is introduced, along which a main bore is guided is, characterized in that the rotary drill head (5) is designed as an elongated shaft is, the outer contour of which is a cylindrical jacket (10) with an applied helix (12) is designed, wherein the height of the helical cross-section is significantly lower than the jacket diameter, and that a digging chisel as the tip of the rotary drill head is provided.

2. Rotary drilling head according to claim 1, characterized in that the helix (12) has a substantially rectangular 9 waste.

3. Rotary drilling head according to claim 1, characterized in that the pitch the helix is about 1.5-3 times the jacket diameter.

4. Rotary drilling head according to claim 1-3, characterized in that at a diameter of the jacket with D, the cross-sectional height m of the helix is about 0.2 D is.

m 5. rotary drilling head according to claim 4, characterized in that the Sheath has a diameter of about 40 mm.

6. Rotary drilling head according to claim 4 and 5, characterized in that the rectangular cross-section of the helix has a width of about 7mm and a height of has about 8 mm.

7. Rotary drilling head according to claim 1, particularly suitable for heavy to be penetrated Eoden, characterized in that the helix has a pointed, has a triangular cross-section.

8. Rotary drilling head according to claim 1, 2 and / or 5, instes special suitable for easy-to-penetrate sod classes, characterized by the iendel has an approximately au-square, 10 - 15 mm high cross-section.

L e r s e i t e