DE1484520B1

DE1484520B1 - Drilling head for drilling vertical, uncased holes in loose soil

Info

Publication number: DE1484520B1
Application number: DE19601484520D
Authority: DE
Inventors: Van Weele Abraham Francois
Original assignee: Tot Aanneming Van Werken Voorheen HJ Nederhorst NV
Current assignee: Tot Aanneming Van Werken Voorheen HJ Nederhorst NV
Priority date: 1960-12-17
Filing date: 1960-12-17
Publication date: 1969-09-11

Description

Die Erfindung betrifft Bohrköpfe zum Niederbringen vertikaler unverrohrter Bohrungen in lockerem Erdreich mit einem rohrförmigen Bohrkopfträger, der oben mit einem Anschlußstutzen für einen Druckwasserschlauch und mit einer Vorrichtung 'zum Aufundabbewegen und unten mit einer Spüldüse versehen ist und an welchem Radialstreben mit geschärften Unterkanten befestigt sind, die einen die Spüldüse konzentrisch umgebenden Schneidkranz von größerem Durchmesser als dem Bohrkopfkörperdurchmesser halten.The invention relates to drill heads for bringing down vertical uncased Drilling in loose soil with a tubular drill head carrier, which is at the top with a connection piece for a pressure water hose and with a device 'for Move up and down and below is provided with a flushing nozzle and on which radial struts are attached with sharpened lower edges, one of which is concentric with the flushing nozzle surrounding cutting rim of larger diameter than the drill head body diameter keep.

Derartige Bohrköpfe sind beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2137 261 beschrieben: Der Bohrkopfkörper dieser bekannten Bohrköpfe hat die Forni eines i in Verhältnis -zum Schneidkranzdurchmesser ziemlich langen Rohres; welches an seinem Oberende mit einem Gewinde versehen ist, an welches entweder ein Druckwasserschlauch oder aber ein weiteres Rohr eines Bohrgestänges angeschraubt werden kann. Das Unterende dieses rohrförmigen Bohrkopfkörpers ist als Spüldüse ausgebildet und ragt unten über die Unterkante des dasselbe konzentrisch umgebenden Schneidkranzes vor.Such drill heads are, for example, in the USA patent 2137 261 described: The drill head body of these known drill heads has the Forni a pipe which is quite long in relation to the diameter of the cutting rim; which at its upper end is provided with a thread, to which either a pressure water hose or another pipe of a drill pipe can be screwed on. The lower end this tubular drill head body is designed as a flushing nozzle and protrudes below over the lower edge of the same concentrically surrounding cutting rim.

Das Niederbringen einer vertikalen Bohrung mit diesem bekannten Bohrkopf erfolgt in der Weise, daß zunächst ein Druckwasserschlauch an das dem oberen Ende des rohrförmigen Bohrkopfkörpers angeordnete Gewinde angeschlossen wird, der Bohrkopf danach mittels eines Seiles an einem Dreibein aufgehängt und soweit abgesenkt wird, bis die Spüldüse den wegzuschwemmenden Grund berührt. Sodann wird der Druckwasserzustrom eingeschaltet und die aus der Spüldüse austretenden Druckwasserstrahlen spülen das die Spüldüse umgebende Erdreich so lange weg, bis sich der Schneidrand auf das Erdreich aufsetzt. Der Schneidrand des Bohrkopfes drückt sich dabei in dem Maß in das umgebende Erdreich ein, in welchem das zwischen der Spüldüse und dem Schneidrand befindliche Erdreich durch die austretenden Druckwasserstrahlen weg- und hochgeschwemmt wird.The drilling of a vertical hole with this known drill head takes place in such a way that a pressurized water hose is first attached to the upper end of the tubular drill head body arranged thread is connected, the drill head then suspended from a tripod by means of a rope and lowered as far as possible, until the flushing nozzle touches the ground to be washed away. Then the pressurized water inflow switched on and the pressurized water jets emerging from the rinsing nozzle rinse the Remove the soil surrounding the flushing nozzle until the cutting edge touches the soil touches down. The cutting edge of the drill head is pressed into the surrounding area to the same extent A soil in which the one located between the flushing nozzle and the cutting edge Soil is washed away and up by the exiting pressurized water jets.

Dieses Nachdrücken des Bohrkopfes erfolgt im wesentlichen unter Schwerkraftwirkung, doch kann auch durch entsprechendes Aufundabbewegen die Eindrück- und Schürfwirkung des Schneidrandes unterstützt werden. Ist der Bohrkopf auf seine ganze axiale Länge in das Erdreich eingedrungen, so wird die Druckwasserzufuhr kurzfristig unterbrochen, der Druckwasserschlauch von dem Gewinde am Oberende des rohrförmigen Bohrkopfkörpers gelöst und statt dessen ein Bohrgestängerohr angeschraubt, welches an seinem Oberende wiederum ein entsprechendes Gewinde zum Anschluß des Druckwasserschlauches besitzt. Nach entsprechendem Wiederanschließen des Druckwasserschlauches und Wiedereinschalten der Druckwässerzufuhr setzt sich der Bohrvorgang in der beschriebenen Weise so lange fort, bis die Druckwasserschlauch-Anschlußstelle wiederum das obere Ende der so niedergebrachten Bohrung erreicht hat. Soll die Bohrung noch weiter vorgetrieben werden, so muß wiederum die Druckwasserzufuhr unterbrochen, der Druckwasserschlauch abgeschraubt, und ein weiteres Gestängerohr aufgeschraubt, der Druckwasserschlauch wieder angeschraubt, die Druckwasserzufuhr wieder eingeschaltet werden, und dieser Vorgang setzt sich so lange fort, bis die Bohrung die beabsichtigte Tiefe erreicht hat. Wie außerdem beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 134 369 und der USA.-Patentschrift 2169 718 hervorgeht, war es im Rahmen der soeben kurz dargelegten bekannten Spülbohrtechnik allgemein üblich, beim Niederbringen tieferer Bohrungen den Bohrkopf durch ein Bohrgestänge zu halten, über welches das erforderliche Druckwasser zugeführt wird. Die Fachwelt ist auch heute noch der Auffassung, daß eine solche Befestigung des Bohrkopfes an einem Bohrgestänge unerläßlich ist, um ein genau vertikales Niederbringen der Bohrung sicherzustellen.This pressing down of the drill head takes place essentially under the effect of gravity, however, the indenting and scraping effect can also be achieved by moving it up and down accordingly of the cutting edge are supported. Is the drill head over its entire axial length penetrated into the ground, the pressurized water supply is briefly interrupted, the pressurized water hose from the thread at the top of the tubular drill head body solved and instead screwed a drill pipe, which at its upper end in turn has a corresponding thread for connecting the pressurized water hose. After reconnecting the pressurized water hose and switching it on again the pressurized water supply continues the drilling process in the manner described for so long continue until the pressurized water hose connection point again reaches the upper end of the so sunk hole has reached. Should the hole be driven even further the pressurized water supply must again be interrupted, the pressurized water hose unscrewed, and screwed on another drill pipe, the pressure water hose screwed back on, the pressurized water supply switched on again, and this The process continues until the drilling reaches the intended depth Has. As also, for example, from German Patent 134 369 and the U.S. Pat. No. 2,169,718, it was within the scope of that just outlined known flush drilling technology is common practice when drilling deeper holes to hold the drill head by a drill pipe through which the required pressurized water is fed. The professional world is still of the opinion that such a Attachment of the drill head to a drill pipe is essential to ensure that it is exactly vertical Ensure sinking of the hole.

Die übliche Führung des Bohrkopfes durch ein Bohrgestänge hat den Nachteil, daß einerseits ein gewisser Gestängevorrat gehalten werden muß und daß andererseits jeweils beim Anschluß eines neuen Gestängerohres der Spülvorgang und damit auch der Bohrvorgang unterbrochen werden muß.The usual guidance of the drill head through a drill pipe has the Disadvantage that on the one hand a certain rod stock must be kept and that on the other hand, each time a new drill pipe is connected, the flushing process and so that the drilling process must also be interrupted.

Aus der USA.-Patentschrift 2 137261 ist es auch bereits bekannt, durch gleichzeitigen Einsatz dreier parallellaufender, jeweils mit einer Spüldüse versehener Gestängerohrstränge in ein und demselben unverrohrten Bohrloch und durch wechselweises Abschalten des Druckwasserzustromes zu jeweils einem der Rohrstränge sowie durch Ansetzen jeweils eines weiteren Gestängerohres an dem jeweils abgeschalteten Rohrstrang, eine ununterbrochene Spülung und damit auch ein ununterbrochenes Niederbringen der Bohrung zu erzielen. Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren, daß es nur zur Herstellung von Bohrlöchern von verhältnismäßig großer lichter Weite geeignet ist, daß ferner ein dreimal größerer Vorrat an Gestängerohren gehalten werden muß und ein dreimal größerer Arbeitsaufwand zur Gestängeverlängerung erforderlich ist.It is also already known from US Pat. No. 2,137,261 , by simultaneously using three parallel running drill pipe strings, each provided with a flushing nozzle, in one and the same uncased borehole and by alternately switching off the pressurized water inflow to one of the pipe strings and by attaching a further drill pipe to achieve uninterrupted flushing and thus also uninterrupted lowering of the borehole on the pipe string that is switched off. The disadvantage of this known method is that it is only suitable for the production of boreholes with a relatively large clear width, that a three times larger supply of drill pipes must be kept and a three times larger amount of work is required for the extension of the rod.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, beim Niederbringen vertikaler, unverrohrter Bohrungen in lockerem Erdreich mittels des eingangs dargelegten bekannten Spülbohrverfahrens ohne die Bereithaltung eines Gestängevorrates ein ununterbrochenes Arbeiten mit einem einfachen und billigen Gerät zu ermöglichen.The aim of the invention is to achieve the object when it is brought down vertical, uncased bores in loose soil by means of the above-mentioned known flushing drilling method without the availability of a rod stock an uninterrupted To enable them to work with a simple and cheap device.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Bohrkopf der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart der Bohrkopfkörper unverlängerbar ist und an seinem oberen Ende eine Hängevorrichtung aufweist. Die Schneidkante des Schneidkranzes liegt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in an sich aus der USA.-Patentschrift 1173 355 in Verbindung mit Schneidrand-Spülbohrgeräten zum Niederbringen verrohrter Bohrungen bereits bekannter Weise tiefer als die Spüldüsen-Unteikante.This object is achieved according to the invention in that, in a drill head of the general type set out at the beginning, the drill head body is inextensible and has a hanging device at its upper end. The cutting edge of the cutting ring is in a preferred embodiment of the invention in per se from USA. Patent 1173 355 in conjunction with cutting-edge Spülbohrgeräten for sinking boreholes cased already known manner deeper than the rinsing nozzles-Unteikante.

Versuche mit dem Bohrkopf nach der Erfindung haben gezeigt, daß das bisher in der einschlägigen Bohrtechnik zur Sicherstellung genau vertikaler Bohrungen als unentbehrlich erachtete Bohrgestänge tatsächlich überflüssig ist und daß es genügt, den Bohrkopf auch dann an dem Druckwasserschlauch zu belassen, wenn die Bohrlochtiefe die Länge des rohrförmigen Bohrkopfkörpers überschreitet. Wesentlich ist nur, daß der Druckwasserschlauch stets angeschlossen und damit die Druckwasserzufuhr ununterbrochen bleibt. Dabei sollte möglichst die Schneidkante des Schneidkranzes stets tiefer als die Spüldüsen-Unterkante liegen.Experiments with the drill head according to the invention have shown that the so far in the relevant drilling technology to ensure precisely vertical holes as indispensable drill pipe is in fact superfluous and that it is sufficient to leave the drill head on the pressurized water hose even if the Borehole depth exceeds the length of the tubular drill head body. Essential is only that the pressurized water hose is always connected and thus the pressurized water supply remains uninterrupted. If possible, the cutting edge of the cutting ring should be used always lie lower than the lower edge of the flushing nozzle.

Damit die Erfüllung dieser Forderungen unter Verwendung ein und desselben Bohrkopfes auch bei Herstellung von Erdbohrungen mit verschiedenen Durchmessern sichergestellt ist, ist in Weiterbildung der Erfindung die Spüldüse abschraubbar am Unterende eines den Bohrkopfkörper durchsetzenden Rohres befestigt. In einer verbesserten Ausführungsform des Bohrkopfes nach der Erfindung sind zu dem gleichen Zweck, die den Schneidkranz haltenden Radialstreben innen an einem Ring befestigt; der an das Rohr des Bohrkopfkörpers anschraubbar ist.So that the fulfillment of these requirements using one and the same Drill head also with Manufacture of earth drilling with various Diameters is ensured, the flushing nozzle is in a development of the invention unscrewable attached to the lower end of a tube penetrating the drill head body. In an improved embodiment of the drill head according to the invention are to the same purpose, the radial struts holding the cutting ring inside on one Ring attached; which can be screwed onto the tube of the drill head body.

Der Bohrkopf nach der Erfindung hat gegenüber den eingangs erwähnten bekannten Bohrköpfen den Vorteil einer sehr einfachen, billigen und robusten Konstruktion, des Wegfalls einer Lagerhaltung an Gestängerohren und einer trotzdem ununterbrochenen Arbeitsweise, wobei eine sichere Führung und Richtungshaltung auch bei der Herstellung verhältnimäßig tiefer unverrohrter Vertikalbohrungen gewährleistet ist. Dieses letztere, bisher in Fachkreisen für unmöglich gehaltene, sichere Richtungshalten auch bei tiefen unverrohrten Vertikalbohrungen ohne das Erfordernis eines Bohrgestänges ist inzwischen durch vielfachen Einsatz des Bohrkopfes nach der Erfindung in der Praxis bewiesen worden.The drill head according to the invention has compared to the aforementioned known drill heads have the advantage of a very simple, cheap and robust construction, the elimination of stockpiling of drill pipes and an uninterrupted one nonetheless Working method, with a safe guidance and directional attitude also in the production Relatively deep uncased vertical bores is guaranteed. This latter, Safe directional stops that were previously thought to be impossible in specialist circles deep uncased vertical drilling without the need for a drill string meanwhile through multiple use of the drill head according to the invention in practice has been proven.

Die Erfindung ist in der Zeichung mit einem-Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des Bohrkopfes nach der Erfindung mit teilweisem Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig.l.The invention is shown in more detail in the drawing with an exemplary embodiment explained. It shows F i g. 1 is a side view of the drill head according to the invention with partial longitudinal section, F i g. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG Fig.l.

Der rohrförmige Bohrkopfkörper 1 enthält ein Rohr 2 und ist am oberen und unteren Ende mit diesem Rohr 2 verschweißt. Der Schneidkranz 3 ist durch Radialstreben 4 mit einem Ring 5 vereinigt, der mit Innengewinde versehen ist und auf ein entsprechendes Schraubengewinde am unteren Ende des Rohres 2 geschraubt ist. Weiter ist in das untere Ende des Rohres 2 eine Spüldüse 6 geschraubt, die auch in ihrer Umfangswand Austrittsöffnungen 7 hat.The tubular drill head body 1 includes a tube 2 and is at the top and the lower end is welded to this tube 2. The cutting ring 3 is made by radial struts 4 combined with a ring 5 which is provided with an internal thread and on a corresponding one Screw thread at the lower end of the tube 2 is screwed. Next is in that lower end of the tube 2 a flushing nozzle 6 screwed, which is also in its peripheral wall Has outlet openings 7.

Das Rohr 2 ist am oberen Ende mit einem Anschluß 8 zum Befestigen eines Schlauches versehen, der in dem Maß, in welchem der Bohrkopf in das Erdreich sinkt, herabgelassen wird. Die Radialstreben 4 sind mit einer scharfen Kante 9 versehen, und zwar zu dem Zweck, den Widerstand des rohrförmigen Bohrkopfkörpers 1 gegen eine solche Abwärtsbewegung herabzusetzen.The tube 2 is at the upper end with a connection 8 for fastening a hose provided to the extent that the drill head in the ground sinks, is lowered. The radial struts 4 are provided with a sharp edge 9, for the purpose of the resistance of the tubular drill head body 1 against a to minimize such downward movement.

Der Bohrkopfkörper 1 ist an seinem oberen Ende mit einer Hängevorrichtung 10 versehen, mittels welcher der Bohrkopf an einem Hebewerkzeug aufgehängt werden kann.The drill head body 1 is at its upper end with a hanging device 10 provided, by means of which the drill head can be suspended from a lifting tool can.

Die Schraubverbindungen des Schneidkranzes3 und der Spüldüse 6 ermöglichen es, diese Teile leicht auszuwechseln.The screw connections of the cutting ring 3 and the rinsing nozzle 6 make it possible easy to replace these parts.

Claims

Claims: 1. Drilling head for bringing down vertical, uncased Boring in loose soil, with a tubular drill head body, the above with a connection piece for a pressurized water hose and with a device is provided with a flushing nozzle for moving up and down and on which radial struts are attached with sharpened lower edges, one of which is concentric with the flushing nozzle surrounding cutting rim of larger diameter than the drill head body diameter hold, in that the drill head body (1) cannot be extended and has a hanging device (10) at its upper end. z. Drill head after Claim 1, characterized in that the cutting edge of the cutting ring (3) is lower than the lower edge of the flushing nozzle. 3. Drill head according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the flushing nozzle (6) can be unscrewed at the lower end of the drill head body (1) penetrating tube (2) is attached. 4. Drill head according to claim 3, characterized characterized in that the radial struts (4) holding the cutting ring (3) on the inside a ring (5) are attached, which can be screwed to the lower end of the tube (2) is.