DE10144973A1

DE10144973A1 - Tool for reaming/scraping underground pipeline channels has scraper blades forming hollow chambers, which are fed with a drilling medium for delivery through jets at the blades

Info

Publication number: DE10144973A1
Application number: DE10144973A
Authority: DE
Inventors: Dieter Wurm
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: DE10144973B4

Abstract

The tool to ream out or clean or repair a buried channel, as a pilot drilling for a pipeline or maintenance of an existing pipeline, has at least one hollow chamber formed by the scraping blades (20,22). The chamber is linked to a drilling medium supply, for the delivery of the medium to jets (50). The jets are located at the side of the scraper blades towards the working surface. The blades are fitted with cutting edges (28), with teeth and the like.

Description

Zum grabenlosen Verlegen von Rohrleitungen sind verschiedene statisch oder dynamisch arbeitende Vortriebsverfahren bekannt, bei denen ein unterirdischer Kanal mit Hilfe eines Vortriebs- oder Aufweitwerkzeugs erzeugt oder aufgeweitet wird. Sofern Rohrleitungen nicht direkt beim Erstellen einer Erdbohrung in das Erdreich eingezogen werden, wird zunächst eine Pilotbohrung erzeugt, um dann den im Erdreich vorhandenen Kanal mit Hilfe eines sogenannten "Backreamers" in seinem Durchmesser zu vergrößern. In der Regel geschieht dies, indem der für die Pilotbohrung verwendete Vortriebskopf nach dem Erstellen der Pilotbohrung gegen ein Aufweitwerkzeug ausgetauscht wird. Beim gestängevermittelten Erdbohren kann das Aufweitwerkzeug dann in entgegengesetzter Richtung durch die Pilotbohrung zurückgezogen werden, wobei sich der Durchmesser des Erdkanals entsprechend dem verwendeten Aufweitwerkzeug vergrößert. Various are static or for trenchless laying of pipes dynamically working tunneling methods known, in which an underground Channel created or expanded using a jacking or expanding tool becomes. Unless pipelines are made directly when drilling an earth hole in the Soil is first drawn in, then a pilot hole the canal in the ground with the help of a so-called "backreamer" enlarge in diameter. Usually this is done by the Head used for the pilot drilling after the Pilot bore is exchanged for an expanding tool. With linkage-switched The expanding tool can then drill into the opposite direction withdrawn through the pilot hole, the diameter of the Earth channel enlarged according to the expansion tool used.

In anderen Fällen wird ein solches Aufweitwerkzeug eingesetzt, um bestehende Rohrleitungen zu reinigen oder zu zerstören, um diese durch eine neue Rohrleitung zu ersetzen. In other cases, such an expanding tool is used to remove existing ones Pipelines to clean or destroy them by a new one To replace the pipeline.

Aufweitwerkzeuge zur Erfüllung dieses Zwecks sind in vielgestaltiger Form, beispielsweise in Form von Schneckenwendeln oder Flügelwendeln bekannt. Aus der DE 197 18 527 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufweiten einer Erdbohrung bekannt, bei der eine Räumwendel mit einer konischen Hüllfläche, die drehbar in einem Lagerstück angeordnet ist und das abgebaute Erdreich entgegen der Vortriebsrichtung abfördert, bekannt. Expanding tools to fulfill this purpose are in a variety of forms, known for example in the form of screw spirals or wing spirals. DE 197 18 527 A1 describes a device for expanding an earth borehole known in which a clearing helix with a conical envelope surface which can be rotated in a bearing piece is arranged and the mined soil against the Promotes direction of advance, known.

Aus der US-Patentschrift 4 925 344 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der am Ende eines rohrförmigen Bohrgestänges ein Bohrkopf in Gestalt eines mit einer Schneidwendel besetzten Konus angeordnet ist. In diesem Fall dient der Schneidwendel als Werkzeug zum Zerstören einer erdverlegten Rohrleitung und gleichzeitig zum Abfördern der Rohrscherben. A device is known from US Pat. No. 4,925,344 in which on End of a tubular drill pipe, a drill head in the form of one with a The tipped cone is arranged. In this case, the Cutting helix as a tool for destroying an underground pipeline and at the same time as removing the broken shards.

Aus der EP 0 905 347 A2 ist ein Aufweitwerkzeug in Form einer Flügelwendel bekannt, bei dem Räumscheiben exzentrisch in einem bestimmten Winkel hintereinander angeordnet auf einer Welle in unterschiedlichen Kreissegmenten der Welle fixiert sind, so daß das Erdreich bei einer Rotation der Welle an verschiedenen Angriffspunkten durch die Kanten der Räumscheiben abgetragen wird. EP 0 905 347 A2 describes an expanding tool in the form of a wing spiral known, with the clearing discs eccentrically at a certain angle arranged one behind the other on a shaft in different circle segments the shaft are fixed, so that the soil on rotation of the shaft different points of attack removed by the edges of the clearing discs becomes.

Des weiteren ist aus der US-Patentschrift 5 687 807 ein Aufweitwerkzeug bekannt, bei dem zwei mit Schneidelementen besetzte, sich auf einer Welle gegenüberliegende Bogenstücke zum Abtrag des Erdreichs dienen. Die Bogenstücke weisen eine zentrale Bohrung und den Schneidelementen gegenüberliegend angeordnete Düsen auf. Die Düsen dienen dazu, mit Hilfe eine Bohrmediums abgetragenes Erdreich fortzuspülen. Furthermore, an expanding tool is known from US Pat. No. 5,687,807 known, in which two with cutting elements, on a shaft Opposing arches serve to remove the soil. The Arch pieces have a central bore and the cutting elements oppositely arranged nozzles. The nozzles are used with the help of a Rinse away the soil removed from the drilling medium.

Die im Stande der Technik bekannten Werkzeuge zum Aufweiten von Erdkanälen sind aufwendig in der Herstellung und lassen sich nachträglich nicht an andere als den einmal gewählten Durchmesser anpassen. The tools known in the prior art for expanding Earth channels are complex to manufacture and cannot be retrofitted adjust the diameter other than once selected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Bohren eines Erdkanals zu schaffen. The invention has for its object an improved device for Drilling an earth channel.

Der Begriff "Erdkanal" im Sinne der vorliegenden Erfindung erfaßt jede Art von Erdbohrung, Erdleitung oder Rohrleitung, die sich durch Einsatz eines entsprechenden Werkzeugs aufweiten, zerstören, aufschneiden oder reinigen läßt. The term "earth channel" in the sense of the present invention covers any type of Earth drilling, earth pipe or pipeline, which can be achieved by using a expand, destroy, cut or clean the appropriate tool.

Der Begriff "Bohren" umfaßt jede Art von Bearbeiten eines Erdkanals einschließlich dessen Erzeugen, Aufweiten, Zerstören, Aufschneiden oder Reinigen. The term "drilling" encompasses any type of machining an earth channel including creating, expanding, destroying, cutting or cleaning.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Flügelräumer weist Düsen auf, die vorzugsweise auf der transportabgewandten, d. h. auf der der Ortsbrust zugewandten Fläche der Räumblätter angeordnet sind und/oder direkt in der Schneide integriert sind. Eine vorzugsweise aus abrassionsbeständigem Werkstoff, z. B. Manganstahl bestehende Schneidkante dient dabei zum Abtragen des Erdreichs, der Inkrustierungen oder der Rohrwandungen eines Altrohres, wobei die Düsen in bezug auf die durch die rotierenden Schneidkanten ausgebildete Schnittebene aufgrund der Flügelgeometrie zurückversetzt angeordnet sind. So kann das Erdreich beim Vortrieb aufgeweicht und gelöst werden, durch die Schneidkanten abgeschält und aufgrund der Rotation des Flügelräumers in der dem Vortrieb entgegengesetzten Richtung abtransportiert werden, ohne daß die Gefahr eines Verstopfens der Düsen besteht. Die den Düsen gegenüberliegenden, d. h. der Bohrlochsohle abgewandten Flächen der Räumblätter bewirken dabei den Abtransport des Erdreichs durch den aufgeweiteten Erdkanal. The wing scraper according to the invention has nozzles, which are preferably on the away from transport, d. H. on the face of the Clearing blades are arranged and / or are integrated directly in the cutting edge. A preferably made of abrasion-resistant material, e.g. B. Manganese steel existing cutting edge serves to remove the soil, the Incrustations or the pipe walls of an old pipe, the nozzles in with respect to the cutting plane formed by the rotating cutting edges are set back due to the wing geometry. So it can Soil can be softened and loosened during the advance by the cutting edges peeled off and due to the rotation of the wing clearer in the propulsion be transported in the opposite direction without the risk of a There is clogging of the nozzles. The opposite of the nozzles, i.e. H. the Areas of the clearing blades facing away from the borehole cause the Removal of the soil through the widened earth channel.

Die Räumblätter weisen vorzugsweise eine Länge oder Umschlingung von R Gang auf, wobei die Verwendung von drei Blättern besonders vorteilhaft ist. Die Räumblätter können eine lineare, progressive oder degressive Steigung aufweisen. Die Änderung der Steigung kann auch in Stufen erfolgen. Die Veränderung der Steigung ändert den Abtransport des Bohrkleins und damit die Fähigkeit die Ortsbrust frei zu halten und verhindert ein Verstopfen des Zwischenraums zwischen den Flügeln bzw. ein Verstopfen des Bohrkanals. Die Bohrwelle kann spitz zulaufen, wodurch sich die Blattfläche im Bereich des dünneren Bohrwellenabschnitts entsprechend vergrößert. Hierdurch wird ebenfalls der Abtransport des Bohrkleins verbessert. The clearing blades preferably have a length or wrap of R. Gang up, the use of three sheets is particularly advantageous. The Clearing blades can have a linear, progressive or degressive slope exhibit. The slope can also be changed in stages. The change the slope changes the removal of the cuttings and thus the ability Keep the face clear and prevent the gap from becoming blocked between the wings or clogging of the drill channel. The drilling shaft can taper to a point, causing the leaf area to be in the area of the thinner Drill shaft section enlarged accordingly. This also removes it of the cuttings improved.

Die ansteigende Fläche kann dadurch noch eine zusätzliche mechanische Kraftkomponente zum Räumen aufbringen. The rising surface can thereby be an additional mechanical Apply force component for clearing.

Die Schneidkanten der Räumblätter können mit Zähnen oder Bits besetzt sein. The cutting edges of the clearing blades can be set with teeth or bits.

Je nach Ausgestaltung der Räumblätter bzw. des erfindungsgemäßen Flügelräumers kann die Erfindung besonders vorteilhaft zum Aufweiten einer Pilotbohrung oder zum Reinigen von Rohrleitungen eingesetzt werden. Depending on the design of the clearing blades or the invention Wing remover, the invention can be particularly advantageous for expanding a Pilot hole or for cleaning pipelines.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau der Räumblätter, die vorzugsweise aus beabstandeten, aber an ihren Kanten verschweißten Blechen mit Helixgeometrie bestehen, läßt sich der Durchmesser auch nach der Herstellung des Flügelräumers noch ändern, indem an der Außenkante der Flügelsegmente Material abgenommen und diese mit neuem Durchmesser neu verschweißt werden. In the inventive construction of the clearing blades, which are preferably made of spaced, but welded at their edges sheets with helical geometry exist, the diameter can also be after the production of Wing reamer still change by adding material to the outside edge of the wing segments removed and welded with a new diameter.

Der erfindungsgemäße Flügelräumer ist besonders einfach in der Herstellung und robust im Betrieb. Die Flügel können beliebig auf der Welle angeordnet und beispielsweise bis je 360° gewendelt sein. Je nach Erdreich kann die Wendelung jedoch auch weniger als 90° betragen. The wing scraper according to the invention is particularly simple to manufacture and robust in operation. The wings can be arranged on the shaft and any for example, be coiled up to 360 °. Depending on the soil, the spiral can but also less than 90 °.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind auch auf der der Ortsbrust abgewandten Seite der Räumblätter Düsen angeordnet, um den Abtransport des Erdreichs zu verbessern. In a preferred embodiment, the face is also on the face facing away from the clearing blades arranged to the removal of the Improve soil.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Flügelräumers besteht in seiner leichten Bauart, die den Einsatz auf der Baustelle erleichtert. A particular advantage of the wing clearer according to the invention is its lightweight design that facilitates use on the construction site.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen: In the following the invention with reference to one shown in the drawing Exemplary embodiment explained in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Flügelräumer und Fig. 1 a wing scraper according to the invention and

Fig. 2 eine Detailansicht eines Räumblattes eines Flügelräumers gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a detailed view of a clearing blade of a wing clearer according to FIG. 1.

Der erfindungsgemäße Flügelräumer 1 weist Räumblätter 20, 22 auf, die auf einer Bohrwelle 30 mit R Gang angeordnet sind und eine progressive Steigung der Blattflächen 24 besitzen, die in Schneidkanten 28 münden. The wing scraper 1 according to the invention has clearing blades 20 , 22 which are arranged on a drilling shaft 30 with an R gear and have a progressive slope of the blade surfaces 24 which open into cutting edges 28 .

Die Schneidkanten 28 der Räumblätter 20, 22 sind dem Gestänge zugewandt, so daß bei einer Rotation des Gestänges die Ortsbrust durch die Schneidkanten 28 abgeschält werden. Die Räumblätter sind so angeordnet, daß zwischen ihnen ein Transportfreiraum 40 verbleibt, durch welchen das abgetragene Erdreich in Richtung des aufgeweiteten Erdkanalabschnitts abtransportiert werden kann. Der Abtransport erfolgt dabei aufgrund der Rotation durch die dem Gestänge abgewandten Flächen 24 der Räumblätter 20, 22. Diese weisen eine progressive Steigung auf. The cutting edges 28 of the clearing blades 20 , 22 face the linkage, so that when the linkage rotates, the working face is peeled off by the cutting edges 28 . The clearing blades are arranged in such a way that a transport clearance 40 remains between them, through which the removed soil can be transported away in the direction of the expanded earth channel section. The removal takes place due to the rotation through the surfaces 24 of the clearing blades 20 , 22 facing away from the linkage. These have a progressive gradient.

Auf den der Ortsbrust zugewandten Blattflächen sind Düsen 50 angeordnet, welche der Ortsbrust ein Bohrmedium zum Aufweichen des Erdreichs und Kühlen der Schneidkanten 28 zuführen. Das Bohrmedium wird den Düsen 50 über einen Medienkanal 60 und einen durch die Wandflächen der Räumblätter in den Räumblättern ausgebildeten Hohlraum 70 zugeführt. Nozzles 50 are arranged on the leaf surfaces facing the working face, which supply the working face with a drilling medium for softening the soil and cooling the cutting edges 28 . The drilling medium is fed to the nozzles 50 via a media channel 60 and a cavity 70 formed by the wall surfaces of the clearing blades in the clearing blades.

Da sich die Düsen im "Schatten" der Räumblätter befinden, wird ein Verstopfen der Düsen auch bei lehmigen Böden vermieden. Since the nozzles are in the "shadow" of the clearing blades, clogging becomes the nozzles avoided even in loamy soils.

Claims

1. Blade remover for drilling an earth channel with nozzles for a drilling medium, a connection to a drilling medium source and at least two clearing blades with a drive-side and a non-driving surface, characterized in that the clearing blades ( 20 , 22 ) represent at least one chamber-forming hollow body, the Chamber is connected to the drilling medium source and supplies the nozzles ( 50 ) with drilling medium.

2. Blade remover according to claim 1, characterized in that the nozzles ( 50 ) are arranged on the face of the clearing blades ( 20 , 22 ) facing away from the transport, ie facing the working face.

3. Blade remover according to claim 1, characterized in that the blades have a cutting edge ( 28 ) made of manganese steel.

4. Blade remover according to claim 1, characterized by a progressive slope of the clearing blades ( 20 , 22 ).

5. Blade remover according to claim 1, characterized in that the clearing blades ( 20 , 22 ) are arranged with a length or wrap angle of R gear.

6. wing remover according to claim 1, characterized by three wings.

7. Blade remover according to claim 1, characterized in that the blades have a cutting edge ( 28 ) with teeth or bits.

8. Blade remover for drilling an earth channel with nozzles for a drilling medium, characterized in that the nozzles ( 50 ) are arranged on the side facing the face of at least one clearing blade.

9. Use of a wing scraper according to claim 1 for expanding one Bore.

10. Use of a wing scraper according to claim 1 for cleaning a Pipeline.

11. A method for drilling with a wing clearer according to one of the preceding claims, characterized in that the wing clearer ( 1 ) is fixed at one end of a rod introduced into a pilot hole and connected to a pull or thrust linkage in such a way that it emerges from the direction of rotation resulting end face of the wing faces away from the linkage and is rotated when drawn into the soil so that the end face transports the soil against the direction of advance or pull of the linkage.

12. Method of making a desired diameter of a Wing remover according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a selected dimension is separated from the outer edge of the wing and the outer edge is then welded shut with a sheet.