EP0657616A1 - Auger device for piles foundations - Google Patents
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- E21B17/22—Rods or pipes with helical structure
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- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
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- 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
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
- E21B7/201—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes with helical conveying means
Definitions
- the invention relates to a worm boring device specified in the preamble of claim 1 for the implementation of drilling in the ground.
- Auger boring devices are commonly used for pile foundations with an outer tube being turned down in rotation.
- an inner tube is inserted, which has a screw with about five coils at the front end.
- the snail is screwed into the ground in the manner of a corkscrew under longitudinal feed, until it has filled up with soil and there is still more soil above the snail.
- the inner tube is pulled out of the outer tube and by turning the inner tube, the soil is ejected from the screw, While drilling fill the screw threads with soil, so that in the outer tube is a substantially airtight Grafting forms.
- In order to be able to extract this plug only small quantities of earth in and above the screw may be collected and pulled out. The drilling process is therefore time consuming.
- screw augers in which the worm extends over the entire length of the inner tube.
- These drilling devices are operated in such a way that they are drilled in the manner of a corkscrew under feed into the ground, wherein fill the flights. Then the screw is pulled out. In the flights a strong compaction of the soil takes place, so that this must be removed with a mechanical screw cleaner from the flights.
- the invention has for its object to provide a worm boring device that allows continuous operation without pulling out the entire inner tube and works to save energy.
- the screw thus generates the delivery pressure for the cuttings, which is subsequently transported further with low friction without a fluidizing backwashing takes place.
- a high pressure flushing device is therefore not required.
- Through a longitudinal bore in the shaft of the screw is passed through a check valve air to the borehole bottom to fill the volume of the drilled cuttings. In this way the formation of a vacuum, which would hinder the drilling, is avoided.
- the snail is not used in the manner of a corkscrew, but as a loosening and conveying screw. This is achieved in that the feed is lower than corresponds to the screw pitch in connection with the rotational speed of the screw.
- the worm boring device allows a "dry drilling" with low energy consumption. With it, holes can be drilled that can usually only be drilled by overlay drilling with high flushing. Since the delivery energy is mainly applied by screws, a cost for flushing is unnecessary or at least greatly reduced. A big problem with earth drilling is the water consumption for flushing. This high-quality drinking water is consumed in large quantities. With the emerging ever-increasing water scarcity, water is becoming increasingly expensive, so that the previously common waste of water for drilling muds can no longer be accepted. A disadvantage of the drilling fluid with water is also that the entire environment of the well silted up. Finally, water, which is fed to a pressure of usually 20 bar, requires considerable energy for the generation of pressure.
- the device can be used as a double-head system according to the principle of overlay drilling. It is crucial that a continuous or supported by pumping movements promotion of the cuttings takes place, although a flushing medium can be supplied, this flushing medium, however, must not apply the entire backwashing, but in a relatively small amount and low pressure (at most about 5 bar) is supplied , The return energy is applied by the screws or by pumping movements of the inner strand in the manner of an air pump. This allows an environmentally friendly and energy-saving operation without complex high-performance compressors and without wasting water.
- the screw support screws may be arranged on the inner tube, which also have mutual distances.
- the support screws serve on the one hand for loosening of the pushed by the first screw drill cuttings and on the other hand as further driving elements for the feed of subsequent drill cuttings.
- the worm acts in conjunction with the check valve in the manner of an air pump. The pump stroke can be used simultaneously to eject cuttings from the rear end of the outer tube.
- the invention is also applicable to such auger boring devices in which the inner tube is designed as a Kelly bar.
- the individual rod sections which are telescopically interlocked and locked against mutual rotation, can each carry a helix.
- the protruding from the pipe sections coils are of course not pushed in, but they are pushed together.
- the coils have mutual distances to form straight conveyor sections.
- the auger drilling device has an outer tube 10, which consists of several juxtaposed pipe sections consists. Through the outer tube 10, the inner tube 11, which also consists of several juxtaposed pipe sections extends. Outside the borehole, the drill is arranged, which has a carriage 12 carried by a vehicle 12. Along this carriage 13, a first rotating and feeding device 14 and a second rotating and feeding device 15 is movable.
- the first turning and feeding device 14 has a feed slide 16, on which a rotary motor 17 is mounted for rotating the outer tube 10.
- the second rotating and advancing device 15 has a slide 18 which can be displaced along the carriage and on which a rotary motor 19 for the inner tube 11 is attached.
- the carriage 16 can be moved with a driven by a motor 20 cable 21 over the entire length of the carriage 13 and the carriage 18 can also be moved by a driven by a motor 22 cable 23 over the entire length of the carriage.
- a feed head 24 for feeding a back pressure medium is arranged in the inner tube 11 behind the rotary motor 19. Furthermore, a percussion device 25 acts on the end of the inner tube 11.
- the outer tube 10 is connected to an ejector 26 arranged behind the drive motor 17, through which the inner tube 11 passes and which serves to eject the cuttings.
- the screw 30 At the front end of the inner tube 11 is the screw 30, which has a drilling tool 31 at the front end and consists of a helix which extends twice around the circumference of the inner tube 11. Behind the screw 30 is a section 32 in which the inner tube is smooth and without a screw.
- the feed speed the inner tube 11 is smaller than corresponds to the pitch of the worm 30 in conjunction with the rotational speed of the inner tube, so that the worm abrades cuttings from the borehole bottom and the worm threads initially do not completely fill with cuttings.
- the auger 30 then causes compaction of the cuttings advanced by the auger in the region 32.
- a loosening and support screw 33 is arranged on the inner tube, which also has two or a maximum of three turns.
- This support auger picks up the cuttings propelled by the auger 30, loosens it and then compacts it in order to push it on in another screwless section 34.
- On the inner tube further support screws 33 are arranged at regular intervals. Each support screw causes the further conveyance of the cuttings up to the ejection 26.
- the front end of the outer tube 10 has a ring bit 35 on.
- the drilling tool 31 of the screw 30 protrudes beyond the ring bit 35 and also the helix of the screw 30 protrudes beyond the ring bit 35.
- the inner tube and the outer tube are rotated in opposite directions to each other and both tubes are advanced at the same speeds.
- the percussion drive 25 can be turned on to impose blows on the drilling tool 31 via the inner tube, thereby shattering the rock.
- the turning and feeding devices 14 and 15 are moved at a constant mutual distance along the carriage 13.
- Another mode of operation provides that the inner tube 11 is withdrawn relative to the outer tube 10 at regular intervals. In this retraction movement opens the check valve 38, so that air is sucked through the inner tube. Subsequently, the inner tube 11 is advanced again. The air can not escape through the check valve 38, but it is compressed in the borehole. The resulting compressed air causes a return of the in the screw 30 and in the overlying section 32 contained Bohrgut. During the retraction of the inner tube also from the ejection 26, the cuttings contained in the last section is ejected. Preferably, the stroke of the return movement is about as large as the distance of a section 32 or 34 between two screws.
- a compressed air cushion can be generated in the area of the screw 30, which supports the Bohrgut column and thereby prevents falling back.
- the worm boring device need not be mounted on a carriage.
- a casing machine is used for driving the outer tube, which causes an intermittent rotary drive and a feed of the outer tube.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schneckenbohrvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zur Durchführung von Bohrungen im Erdreich.The invention relates to a worm boring device specified in the preamble of claim 1 for the implementation of drilling in the ground.
Schneckenbohrvorrichtungen werden üblicherweise für Pfahlgründungen eingesetzt, wobei ein Außenrohr drehend niedergebracht wird. In das Außenrohr wird ein Innenrohr eingelassen, das am vorderen Ende eine Schnecke mit etwa fünf Wendeln aufweist. Die Schnecke wird nach Art eines Korkenziehers unter Längsvorschub in den Boden eingedreht, bis sie sich mit Erdreich gefüllt hat und über der Schnecke noch weiteres Erdreich steht. Dann wird das Innenrohr aus dem Außenrohr herausgezogen und durch Drehen des Innenrohres wird das Erdreich aus der Schnecke herausgeschleudert, Während des Bohrens füllen sich die Schneckengänge mit Erdreich, so daß sich im Außenrohr ein im wesentlichen luftundurchlässiger Pfropfen bildet. Um diesen Pfropfen herausziehen zu können, dürfen immer nur geringe Erdmengen in und über der Schnecke angesammelt und herausgezogen werden. Das Bohrverfahren ist daher zeitaufwendig.Auger boring devices are commonly used for pile foundations with an outer tube being turned down in rotation. In the outer tube, an inner tube is inserted, which has a screw with about five coils at the front end. The snail is screwed into the ground in the manner of a corkscrew under longitudinal feed, until it has filled up with soil and there is still more soil above the snail. Then the inner tube is pulled out of the outer tube and by turning the inner tube, the soil is ejected from the screw, While drilling fill the screw threads with soil, so that in the outer tube is a substantially airtight Grafting forms. In order to be able to extract this plug, only small quantities of earth in and above the screw may be collected and pulled out. The drilling process is therefore time consuming.
Bekannt sind ferner Schneckenbohrvorrichtungen, bei denen sich die Schnecke über die gesamte Länge des Innenrohres erstreckt. Auch diese Bohrvorrichtungen werden in der Weise betrieben, daß sie nach Art eines Korkenziehers unter Vorschub in das Erdreich gebohrt werden, wobei sich die Schneckengänge füllen. Anschließend wird die Schnecke herausgezogen. In den Schneckengängen findet eine starke Verdichtung des Erdreichs statt, so daß dieses mit einem mechanischen Schneckenputzer aus den Schneckengängen entfernt werden muß.Also known screw augers, in which the worm extends over the entire length of the inner tube. These drilling devices are operated in such a way that they are drilled in the manner of a corkscrew under feed into the ground, wherein fill the flights. Then the screw is pulled out. In the flights a strong compaction of the soil takes place, so that this must be removed with a mechanical screw cleaner from the flights.
Die erwähnten Schneckenbohrvorrichtungen erlauben nur einen intermittierenden Bohrbetrieb, bei dem das Innenrohr häufig aus dem Außenrohr herausgezogen werden muß, um das Bohrgut übertage aus der Schnecke zu entfernen.The aforementioned auger drilling devices only allow intermittent drilling operation in which the inner tube often has to be pulled out of the outer tube in order to remove the cuttings above the auger.
Eine Schneckenbohrvorrichtung, von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist bekannt aus DE-OS 29 24 393. Diese Schneckenbohrvorrichtung erlaubt einen Dauerbetrieb, bei dem das Innenrohr nicht aus dem Außenrohr herausgezogen werden muß. Am vorderen Ende des Innenrohrs befindet sich eine mehrgängige Anfängerschnecke, die mit einer Bohrspitze versehen ist, um das Bohrgut zu lockern und auf die Schnecke zu befördern. Das Weiterfördern erfolgt durch Spülluft, die dem Innenrohr mit hohem Druck zugeführt wird und die im Bereich des rückwärtigen Endes der Schnecke austritt. Eine Bohrgutförderung mit Spülluft erfordert den Einsatz einer Hochleistungs-Druckluftquelle, die viel Energie erfordert und Lärm verursacht.A worm boring device, from which the preamble of claim 1 proceeds, is known from DE-OS 29 24 393. This worm boring device allows a continuous operation in which the inner tube does not have to be pulled out of the outer tube. At the front end of the inner tube is a multi-course beginner auger, which is provided with a drill bit to loosen the cuttings and to transport to the auger. The further conveying takes place by purging air, which is supplied to the inner tube at high pressure and which emerges in the region of the rear end of the screw. A Bohrgutförderung with purging air requires the use of a high-performance compressed air source, the much Requires energy and causes noise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenbohrvorrichtung zu schaffen, die einen kontinuierlichen Betrieb ohne das Herausziehen des gesamten Innenrohres ermöglicht und energiesparend arbeitet.The invention has for its object to provide a worm boring device that allows continuous operation without pulling out the entire inner tube and works to save energy.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution of this object is achieved according to the invention with the features of claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Schneckenbohrvorrichtung erstreckt sich die Schnecke nur im vorderen Endbereich des Innenrohres. Die Schnecke nimmt Bohrgut auf und fördert es in das Außenrohr hinein. Im Inneren des Außenrohres erfolgt die Weiterförderung entlang eines geraden Weges, wobei der Förderdruck durch die Schnecke erzeugt wird. Das Bohrgut wird also im Außenrohr durch die Schnecke vorgeschoben. Während der Weg des Bohrgutes zwischen den Schneckenwendeln ein Mehrfaches der axialen Länge des Schneckenabschnitts beträgt und in diesem Bereich somit eine hohe Reibung erzeugt wird, wird das Bohrgut oberhalb der Schnecke auf geradlinigem Weg in dem Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr hochgedrückt. Die Reibung ist in diesem Bereich sehr viel geringer als im Schneckenbereich, so daß die Schnecke das Bohrgut relativ leicht hochdrücken kann. Die Schnecke erzeugt somit den Förderdruck für das Bohrgut, das nachfolgend mit geringer Reibung weitertransportiert wird, ohne daß ein fluidisierender Rückspülvorgang erfolgt. Eine Hochdruck-Spülvorrichtung ist daher nicht erforderlich. Durch eine Längsbohrung im Schaft der Schnecke wird über ein Rückschlagventil Luft zur Bohrlochsohle durchgelassen, um das Volumen des abgeförderten Bohrguts aufzufüllen. Auf diese Weise wird die Entstehung eines Vakuums, das den Bohrvorgang behindern würde, vermieden. Die Schnecke wird nicht nach Art eines Korkenziehers benutzt, sondern als Auflockerungs- und Förderschnecke. Dies wird dadurch erreicht, daß der Vorschub geringer ist, als es der Schneckensteigung in Verbindung mit der Drehgeschwindigkeit der Schnecke entspricht. Die Schnecke schraubt sich nicht in den Boden hinein, sondern sie nimmt bei geringem Vorschub von der Bohrlochsohle Bohrgut auf, das in die Schneckengänge gelangt und dort unter Reibung an der Innenwand des Außenrohres weitergefördert wird. Die Schnecke hat daher zunächst eine Auflockerungswirkung und anschließend eine Vorschubwirkung.In the screw drilling device according to the invention, the worm extends only in the front end region of the inner tube. The auger picks up cuttings and conveys them into the outer tube. Inside the outer tube, the further promotion takes place along a straight path, wherein the delivery pressure is generated by the screw. The cuttings are thus advanced in the outer tube through the screw. While the path of the cuttings between the screw flights is a multiple of the axial length of the screw section and thus a high friction is generated in this area, the cuttings above the screw on a straight path in the annular space between the inner tube and outer tube is pushed up. The friction is much lower in this area than in the screw area, so that the screw can push up the cuttings relatively easily. The screw thus generates the delivery pressure for the cuttings, which is subsequently transported further with low friction without a fluidizing backwashing takes place. A high pressure flushing device is therefore not required. Through a longitudinal bore in the shaft of the screw is passed through a check valve air to the borehole bottom to fill the volume of the drilled cuttings. In this way the formation of a vacuum, which would hinder the drilling, is avoided. The snail is not used in the manner of a corkscrew, but as a loosening and conveying screw. This is achieved in that the feed is lower than corresponds to the screw pitch in connection with the rotational speed of the screw. The auger does not screw into the ground, but it picks up at a low feed from the bottom hole cuttings, which gets into the screw flights and is further promoted there under friction on the inner wall of the outer tube. The screw therefore initially has a loosening effect and then an advancing action.
Die erfindungsgemäße Schneckenbohrvorrichtung ermöglicht ein "trockenes Bohren" bei geringem Energieaufwand. Mit ihr können Löcher gebohrt werden, die üblicherweise nur durch Überlagerungsbohren mit hohem Spülungsaufwand gebohrt werden können. Da die Förderenergie hauptsächlich durch Schnecken aufgebracht wird, ist ein Aufwand für Spülung entbehrlich oder jedenfalls stark vermindert. Ein großes Problem beim Erdbohren ist der Wasserverbrauch für die Spülung. Dabei wird hochwertiges Trinkwasser in großen Mengen verbraucht. Bei der sich abzeichnenden immer größer werdenden Wasserknappheit wird Wasser immer teurer, so daß die bisher übliche Wasserverschwendung für Bohrspülen nicht länger akzeptiert werden kann. Ein Nachteil der Bohrspülung mit Wasser besteht auch darin, daß die gesamte Umgebung des Bohrlochs verschlammt. Schließlich erfordert Wasser, das mit einem Druck von üblicherweise 20 bar zu geführt wird, einen erheblichen Energieaufwand für die Druckerzeugung. Dies alles entfällt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Bohren entweder trocken oder mit einem ganz geringen Einsatz an Wasser oder Druckluft erfolgt. Die Vorrichtung kann als Doppelkopf-Anlage nach dem Prinzip des Überlagerungsbohrens benutzt werden. Entscheidend ist, daß eine kontinuierliche oder durch Pumpbewegungen unterstützte Förderung des Bohrgutes erfolgt, wobei zwar ein Spülmedium zugeführt werden kann, dieses Spülmedium jedoch nicht die gesamte Rückspülenergie aufbringen muß, sondern in relativ geringer Menge und mit geringem Druck (höchstens etwa 5 bar) zugeführt wird. Die Rückförderenergie wird durch die Schnecken bzw. durch Pumpbewegungen des Innenstrangs nach Art einer Luftpumpe aufgebracht. Dies ermöglicht eine umweltschonende und energiesparende Arbeitsweise ohne aufwendige Hochleistungskompressoren und ohne Wasserverschwendung.The worm boring device according to the invention allows a "dry drilling" with low energy consumption. With it, holes can be drilled that can usually only be drilled by overlay drilling with high flushing. Since the delivery energy is mainly applied by screws, a cost for flushing is unnecessary or at least greatly reduced. A big problem with earth drilling is the water consumption for flushing. This high-quality drinking water is consumed in large quantities. With the emerging ever-increasing water scarcity, water is becoming increasingly expensive, so that the previously common waste of water for drilling muds can no longer be accepted. A disadvantage of the drilling fluid with water is also that the entire environment of the well silted up. Finally, water, which is fed to a pressure of usually 20 bar, requires considerable energy for the generation of pressure. All this is omitted in the inventive Device in which the drilling is done either dry or with a very small amount of water or compressed air. The device can be used as a double-head system according to the principle of overlay drilling. It is crucial that a continuous or supported by pumping movements promotion of the cuttings takes place, although a flushing medium can be supplied, this flushing medium, however, must not apply the entire backwashing, but in a relatively small amount and low pressure (at most about 5 bar) is supplied , The return energy is applied by the screws or by pumping movements of the inner strand in the manner of an air pump. This allows an environmentally friendly and energy-saving operation without complex high-performance compressors and without wasting water.
Um Materialverdichtungen im Bereich der Schnecke zu vermeiden, hat die Schnecke so wenig Windungen wie möglich. Die Windungen müssen sich natürlich mindestens einmal über den Umfang des Innenrohres erstrecken. Vorzugsweise hat die Schnecke maximal zwei Windungen. Mehr als drei Windungen sollte die Schnecke in keinem Fall aufweisen, da bei höherer Windungszahl der Förderweg in den Schneckenwindungen zu groß wird, was eine große Reibung und nachfolgende Verdichtung im Schneckenbereich zur Folge hat.In order to avoid material compaction in the area of the screw, the screw has as few turns as possible. Of course, the turns must extend at least once over the circumference of the inner tube. Preferably, the worm has a maximum of two turns. Under no circumstances should the worm have more than three windings, since with higher number of windings the conveying path in the worm windings becomes too large, which results in great friction and subsequent compression in the worm area.
Im Abstand hinter der Schnecke können am Innenrohr Unterstützungsschnecken angeordnet sein, die ebenfalls gegenseitige Abstände aufweisen. Die Unterstützungsschnecken dienen einerseits zur Auflockerung des von der ersten Schnecke geschobenen Bohrguts und andererseits als weitere Vortriebselemente für den Vorschub nachfolgender Bohrgutstränge.At a distance behind the screw support screws may be arranged on the inner tube, which also have mutual distances. The support screws serve on the one hand for loosening of the pushed by the first screw drill cuttings and on the other hand as further driving elements for the feed of subsequent drill cuttings.
Ein besonderer Vorteil entsteht, wenn das Innenrohr axiale Pumpbewegungen ausführt. Durch diese Pumpbewegungen wird durch das Rückschlagventil Luft in das Bohrloch eingesaugt, die anschließend verdichtet wird und die Rückförderung des Bohrguts unterstützt. Die Schnecke wirkt hierbei in Verbindung mit dem Rückschlagventil nach Art einer Luftpumpe. Der Pumpenhub kann gleichzeitig dazu benutzt werden, Bohrgut aus dem rückwärtigen Ende des Außenrohres auszuwerfen.A particular advantage arises when the inner tube performs axial pumping movements. As a result of these pumping movements, air is sucked into the borehole through the non-return valve, which is then compressed and supports the return conveyance of the cuttings. The worm acts in conjunction with the check valve in the manner of an air pump. The pump stroke can be used simultaneously to eject cuttings from the rear end of the outer tube.
Die Erfindung ist auch bei solchen Schneckenbohrvorrichtungen anwendbar, bei denen das Innenrohr als Kellystange ausgebildet ist. Die einzelnen Stangenabschnitte, die teleskopisch ineinanderschiebbar und gegen gegenseitige Drehung verriegelt sind, können hierbei jeweils eine Wendel tragen. Beim Zusammenschieben der Kellystange werden die von den Rohrabschnitten abstehenden Wendeln natürlich nicht mit eingeschoben, sondern sie werden zusammengeschoben. Beim Auseinanderziehen der Kellystange haben die Wendeln gegenseitige Abstände, um geradlinige Förderabschnitte zu bilden.The invention is also applicable to such auger boring devices in which the inner tube is designed as a Kelly bar. The individual rod sections, which are telescopically interlocked and locked against mutual rotation, can each carry a helix. When pushing together the Kelly bar, the protruding from the pipe sections coils are of course not pushed in, but they are pushed together. When pulling apart the Kelly bar, the coils have mutual distances to form straight conveyor sections.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer Schneckenbohrvorrichtung, teilweise geschnitten, und
- Fig. 2
- in vergrößertem Maßstab den vorderen Bereich der Schneckenbohrvorrichtung.
- Fig. 1
- a side view of a Schneckenbohrvorrichtung, partially cut, and
- Fig. 2
- on an enlarged scale the front portion of the auger drilling.
Die Schneckenbohrvorrichtung weist ein Außenrohr 10 auf, das aus mehreren aneinandergesetzten Rohrabschnitten besteht. Durch das Außenrohr 10 erstreckt sich das Innenrohr 11, das ebenfalls aus mehreren aneinandergesetzten Rohrabschnitten besteht. Außerhalb des Bohrlochs ist das Bohrgerät angeordnet, das eine von einem Fahrzeug 12 getragene Lafette 13 aufweist. Längs dieser Lafette 13 ist eine erste Dreh- und Vorschubvorrichtung 14 und eine zweite Dreh- und Vorschubvorrichtung 15 bewegbar. Die erste Dreh- und Vorschubvorrichtung 14 weist einen Vorschubschlitten 16 auf, an dem ein Drehmotor 17 zum Drehen des Außenrohres 10 angebracht ist. Die zweite Dreh- und Vorschubvorrichtung 15 weist einen längs der Lafette verschiebbaren Schlitten 18 auf, an dem ein Drehmotor 19 für das Innenrohr 11 angebracht ist. Der Schlitten 16 kann mit einem von einem Motor 20 getriebenen Seilzug 21 über die gesamte Länge der Lafette 13 bewegt werden und der Schlitten 18 kann ebenfalls durch einen von einem Motor 22 getriebenen Seilzug 23 über die gesamte Länge der Lafette bewegt werden.The auger drilling device has an
Am rückwärtigen Ende des Innenrohres 11 ist hinter dem Drehmotor 19 ein Einspeisekopf 24 zum Einspeisen eines Gegendruckmediums in das Innenrohr 11 angeordnet. Ferner wirkt auf das Ende des Innenrohres 11 eine Schlagvorrichtung 25. Das Außenrohr 10 ist mit einem hinter dem Antriebsmotor 17 angeordneten Auswurf 26 verbunden, durch den das Innenrohr 11 hindurchführt und der dazu dient, das Bohrgut auszuwerfen.At the rear end of the
Am vorderen Ende des Innenrohres 11 befindet sich die Schnecke 30, die am vorderen Ende ein Bohrwerkzeug 31 aufweist und aus einer Wendel besteht, die sich zweimal um den Umfang des Innenrohres 11 erstreckt. Hinter der Schnecke 30 befindet sich ein Abschnitt 32, in dem das Innenrohr glatt und ohne Schnecke ist. Die Vorschubgeschwindigkeit des Innenrohres 11 ist kleiner, als es der Steigung der Schnecke 30 in Verbindung mit der Drehzahl des Innenrohres entspricht, so daß die Schnecke von der Bohrlochsohle Bohrgut abschabt und sich die Schneckengänge zunächst nicht vollständig mit Bohrgut füllen. Anschließend bewirkt die Schnecke 30 jedoch eine Verdichtung des Bohrguts, das von der Schnecke in dem Bereich 32 vorgeschoben wird.At the front end of the
In einem Abstand, der mindestens etwa dem Dreifachen der Länge der Schnecke 30 entspricht, ist an dem Innenrohr eine Auflockerungs- und Unterstützungsschnecke 33 angeordnet, die ebenfalls zwei oder maximal drei Windungen hat. Diese Unterstützungsschnecke nimmt das von der Schnecke 30 vorgetriebene Bohrgut auf, lockert es und verdichtet es anschließend, um es in einem weiteren schneckenlosen Abschnitt 34 weiterzuschieben. An dem Innenrohr sind noch weitere Unterstützungsschnecken 33 in regelmäßigen Abständen angeordnet. Jede Unterstützungsschnecke bewirkt die Weiterförderung des Bohrguts bis hin zum Auswurf 26.At a distance which is at least about three times the length of the
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist das vordere Ende des Außenrohres 10 eine Ringbohrkrone 35 auf. Das Bohrwerkzeug 31 der Schnecke 30 steht über die Ringbohrkrone 35 hinaus vor und auch die Wendel der Schnecke 30 ragt über die Ringbohrkrone 35 hinaus.As can be seen from Fig. 2, the front end of the
Der Kanal des Innenrohres 11 setzt sich im Schaft 30a der Schnecke 30 als axiale Bohrung 36 fort. Diese Bohrung steht mit Öffnungen 37 am bohrlochseitigen Ende der Schnecke 30 in Verbindung. In der Bohrung 36 ist ein Rückschlagventil 38 angeordnet, das hier als Kugelventil ausgebildet ist und das in Richtung zur Bohrlochsohle hin durchlässig, in Gegenrichtung jedoch undurchlässig ist. Wenn beim Bohren im Bohrloch durch die Materialabführung ein Unterdruck entsteht, kann dieser Unterdruck durch das Ventil 38 und durch den Kanal des Innenrohres mit Luft gefüllt werden. Ferner ist es möglich, dem Zuführkopf 24 (Fig. 1) ein Gegendruckmedium, z.B. Luft oder Wasser, mit geringem Druck zuzuführen, um das entstandene Bohrlochvakuum aufzufüllen. Dieses Gegendruckmedium erzeugt im Bohrloch einen Druck, der den Förderdruck der Schnecke 30 unterstützt. Es handelt sich jedoch hierbei nicht um eine Rückspülung mit einem Spülmedium, das eine Fluidisierung des Bohrguts bewirkt, sondern lediglich um eine Unterstützung der Schneckenförderung mit Niederdruck.The channel of the
Bei gleichmäßigem Bohrbetrieb werden das Innenrohr und das Außenrohr gegensinnig zueinander gedreht und beide Rohre werden mit gleichen Geschwindigkeiten vorgeschoben. Wenn das Bohrwerkzeug 31 auf Gestein trifft, kann der Schlagantrieb 25 eingeschaltet werden, um über das Innenrohr Schläge auf das Bohrwerkzeug 31 auszuüben, wodurch das Gestein zertrümmert wird. Bei dieser stetigen Betriebsweise werden die Dreh- und Vorschubvorrichtungen 14 und 15 mit konstantem gegenseitigem Abstand längs der Lafette 13 verschoben.With uniform drilling operation, the inner tube and the outer tube are rotated in opposite directions to each other and both tubes are advanced at the same speeds. When the
Eine andere Betriebsweise sieht vor, daß in regelmäßigen Abständen das Innenrohr 11 gegenüber dem Außenrohr 10 zurückgezogen wird. Bei dieser Rückzugsbewegung öffnet das Rückschlagventil 38, so daß durch das Innenrohr hindurch Luft angesaugt wird. Anschließend wird das Innenrohr 11 wieder vorgeschoben. Die Luft kann dabei nicht durch das Rückschlagventil 38 entweichen, sondern sie wird im Bohrloch komprimiert. Die so entstandene Druckluft bewirkt eine Rückförderung des in der Schnecke 30 und in dem darüberliegenden Abschnitt 32 enthaltenen Bohrguts. Während des Zurückziehens des Innenrohres wird außerdem aus dem Auswurf 26 das im letzten Abschnitt enthaltene Bohrgut ausgeworfen. Vorzugsweise ist der Hub der Rückzugsbewegung etwa so groß wie der Abstand eines Abschnitts 32 oder 34 zwischen zwei Schnecken.Another mode of operation provides that the
Bei Materialien, die rieselfähig sind, kann im Bereich der Schnecke 30 ein Druckluftpolster erzeugt werden, welches die Bohrgutsäule abstützt und dadurch ein Zurückfallen verhindert.For materials that are free-flowing, a compressed air cushion can be generated in the area of the
Die Schneckenbohrvorrichtung muß nicht an einer Lafette angebracht sein. Bei größeren Bohrlochdurchmessern wird für den Antrieb des Außenrohres eine Verrohrungsmaschine benutzt, die einen intermittierenden Drehantrieb und einen Vorschub des Außenrohres bewirkt.The worm boring device need not be mounted on a carriage. For larger bore diameters, a casing machine is used for driving the outer tube, which causes an intermittent rotary drive and a feed of the outer tube.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaft (30a) der Schnecke eine mit dem Kanal des Innenrohres (11) verbundene Bohrung (36) aufweist und daß in der Bohrung (36) oder dem Kanal des Innenrohres ein in Richtung zum vorderen Ende hin durchlässiges Rückschlagventil (38) angeordnet ist.A worm boring device comprising an outer tube (10) which is drivable by a first turning and advancing device (14) and carries a helical worm (30) at the front end,
characterized,
in that the shaft (30a) of the screw has a bore (36) connected to the channel of the inner tube (11) and that a check valve (38) which is permeable in the direction of the front end is arranged in the bore (36) or the channel of the inner tube ,
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106761474A (en) * | 2017-01-20 | 2017-05-31 | 中铁二十四局集团有限公司 | A kind of the full-sleeve engineering method steel sleeve and its construction method of the soil that can actively muck haulage |
| WO2023101558A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | Braaten Helge Runar | Improved earth auger |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101131069B (en) * | 2006-08-25 | 2010-09-15 | 河南理工大学 | Hole-digging and temperature-reducing drilling tool for outburst coal seam and drilling method thereof |
| NL1032422C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-10-14 | Hoornstra Holding B V | Soil drilling machine, has additional drive and lifting mechanism for mantle tube extending around drill |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2924393A1 (en) * | 1979-06-16 | 1980-12-18 | Brueckner Grundbau Gmbh | Overlay borehole drilling rig - has independent rotary drives for inner and outer tubes on feed assembly |
| GB2116614A (en) * | 1982-03-12 | 1983-09-28 | Komatsu Mfg Co Ltd | Method and apparatus for driving hollow piles into the ground |
| GB2243315A (en) * | 1990-04-28 | 1991-10-30 | Boart | Telescopic drilling rod |
| WO1992016717A1 (en) * | 1991-03-12 | 1992-10-01 | Atlantic Richfield Company | Gravel pack well completions with auger-liner |
| EP0543140A2 (en) * | 1991-11-21 | 1993-05-26 | Gu Tiefbau Ag | Drilling device for civil engineering and method for making stabilizing columns or similar structures in the ground |
-
1992
- 1992-09-29 DE DE4232560A patent/DE4232560C1/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
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-
1994
- 1994-03-28 JP JP6057407A patent/JPH07158371A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2924393A1 (en) * | 1979-06-16 | 1980-12-18 | Brueckner Grundbau Gmbh | Overlay borehole drilling rig - has independent rotary drives for inner and outer tubes on feed assembly |
| GB2116614A (en) * | 1982-03-12 | 1983-09-28 | Komatsu Mfg Co Ltd | Method and apparatus for driving hollow piles into the ground |
| GB2243315A (en) * | 1990-04-28 | 1991-10-30 | Boart | Telescopic drilling rod |
| WO1992016717A1 (en) * | 1991-03-12 | 1992-10-01 | Atlantic Richfield Company | Gravel pack well completions with auger-liner |
| EP0543140A2 (en) * | 1991-11-21 | 1993-05-26 | Gu Tiefbau Ag | Drilling device for civil engineering and method for making stabilizing columns or similar structures in the ground |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106761474A (en) * | 2017-01-20 | 2017-05-31 | 中铁二十四局集团有限公司 | A kind of the full-sleeve engineering method steel sleeve and its construction method of the soil that can actively muck haulage |
| CN106761474B (en) * | 2017-01-20 | 2019-06-14 | 中铁二十四局集团有限公司 | A kind of the full-sleeve engineering method steel sleeve and its construction method of the soil that can actively muck haulage |
| WO2023101558A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | Braaten Helge Runar | Improved earth auger |
Also Published As
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