WO2002079603A1 - Method and device for screwing together drill rods - Google Patents

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WO2002079603A1
WO2002079603A1 PCT/EP2002/003374 EP0203374W WO02079603A1 WO 2002079603 A1 WO2002079603 A1 WO 2002079603A1 EP 0203374 W EP0203374 W EP 0203374W WO 02079603 A1 WO02079603 A1 WO 02079603A1
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WO
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drive shaft
drive
sensor
axial
transmitter
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PCT/EP2002/003374
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Inventor
Stephan Fegert
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Tracto-Technik Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/061—Screw or nut setting or loosening machines for pipes or pipe-couplings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16—Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • E21B19/165—Control or monitoring arrangements therefor

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for screwing boring bars in horizontal boring and claims the priority of German patent application 101 15 713.4, to which reference is made in terms of content.
  • screwable boring bars In the area of horizontal earth drilling, which includes the creation and expansion of pilot holes and the replacement of old lines, screwable boring bars are often used. Such boring bars generally have screw connections on both sides (male and female) and are provided with a drilling or expanding head, gradually lengthened or shortened, and driven into or pulled out of the ground.
  • the individual rod sections are generally placed in a drill carriage with a thrust / rotary drive and individually connected to one another or detached from one another. This is done by rotating the boom section to be removed or connected while at the same time fixing the boom section still in the ground.
  • the push / rotary drive of the carriage transfers its power via a drive shaft with a rod adapter.
  • the linkage adapter is a counterpart that corresponds to the linkage connecting elements.
  • the linkage section to be connected is in turn fixed and the drive shaft with Rod adapter rotatingly detached from or connected to the rod section.
  • the carriage usually consists of a slide on which the thrust / rotary drive is movably mounted.
  • the slide has a transverse drive for inserting or removing the boom sections.
  • the connecting element to be screwed in is moved up to the corresponding connecting element with the transverse drive.
  • the axial displaceability of the drive shaft given by the game must be limited in order not to hinder the transmission of force to the linkage during drilling.
  • the operator of the drilling machine moves the connecting elements to be screwed together as gently as possible until a position is reached which allows the play of the drive shaft to be used To screw in. This process is not only difficult, but often leads to considerable stresses on the connecting elements if the positioning of the linkage adapter is not sufficiently successful.
  • the rod adapter is screwed into the boring bar, the drive shaft reaching its end position in relation to the play before the final screw-in depth is reached.
  • linkage adapter is the component which is quantitatively subjected to the greatest screwing and loosening stress.
  • the linkage adapter is therefore one of the essential wear parts in the described device.
  • the invention has for its object to provide a device with which the connection of rod sections is improved.
  • Another object of the invention is to provide a corresponding method.
  • the device according to the invention allows information about a position of the drive shaft in relation to its play to be determined. This information can be displayed to the operating personnel. In a preferred embodiment, various positions of the drive shaft, in particular the end positions, are determined and displayed. This allows the operating personnel to move the drive in relation to the linkage in the ground in such a way that the play of the drive shaft is optimally used. For example, when screwing in, the drive point can be in or shortly before the end position of the drive shaft be driven in which a light emitting diode or a lamp or a mechanical display device can indicate that the drive shaft can now be screwed in or out with optimum use of the play.
  • the information about the position of the drive shaft can also be used to control the axial displacement of the drive shaft.
  • the transversal drive can be interrupted when the drive shaft reaches a certain position, or can first be slowed down and then interrupted, so that the rod adapter can be positioned automatically.
  • the position of the drive shaft can be determined and transported inductively, capacitively, optically, mechanically or acoustically.
  • a ring magnet can be used for inductive determination, which causes an induction change when a correspondingly designed drive shaft is displaced.
  • the ring magnet can consist of a plurality of spaced magnets arranged on the circumference of the drive shaft.
  • the sensors and sensors arranged in the area of the drive shaft for the described purpose can also be used to determine other parameters such as angular position or speed.
  • the displacement of the drive shaft can be determined in order to obtain information about the drilling process.
  • Figure 1 is a sectional view of a thrust / rotary drive with various elements of the invention.
  • Fig. 2 is a sectional view of the linkage adapter of Fig. 1;
  • Fig. 3 preferred embodiments of sensors and sensors of the device according to the invention.
  • a thrust / rotary drive 1 is shown on a drill carriage 2 with a drive shaft 3.
  • the drive shaft 3 has a linkage adapter 4.
  • the boom adapter 4 is designed so that it can be connected to the boom sections 6, 8, 10.
  • the rod sections are fixed with the aid of a gripper 12, as is used to insert the rod sections from a rod magazine (not shown) into the drilling axis, or with the aid of a clamping and releasing device 14.
  • the drive shaft 3 with the rod adapter 4 is moved so far to the rod section 6 with the aid of the mount 2 that the male screw connection element 40 of the rod adapter 4 comes into contact with the female screw connection element 60 of the rod section 6 , A play is provided between the drive shaft 3 and the drive 1, which ches is held in its extended position by means of a spring 30.
  • the drive is moved a little further in the direction of the rod section 6 with the aid of the carriage in order to pretension the spring 30 so that the thread 40 can be screwed into the socket 60 without further movement of the carriage 2 can be done with the help of the rotary drive.
  • a transmitter 20 is now provided which, via sensors 22, 24, transmits a signal to a control and / or display device 26 about the position of the drive shaft or the rod adapter.
  • two light-emitting diodes 28, 39 or lamps can be used to indicate whether the drive shaft is in the optimal position for screwing in or unscrewing.
  • the light-emitting diode 28 can light up at or shortly before the maximum spring preload of the spring 30 is reached, in order to signal that the phase of screwing in with the help of the rotary drive 1 is now initiated can be.
  • the drive shaft can have sensors 32, 34, 36, which are designed as a magnetic ring 32 or as individual magnetic elements 34 or also a mechanical structure 36 or as a radial recess.
  • controller 26 is used to automate the approach and screwing in.
  • the device according to the invention can also be used to control the rear position of the earth of the drive shaft 3 when driving. It should be prevented that the drive shaft is not in the rear end position when striking in order to achieve an axial preload.

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Abstract

The invention relates to a device for the horizontal underground advancing of rods comprising a drive (1) and a drive shaft (3) for transferring the drive force to a screw-coupled drill rod, whereby the drive shaft is mounted in a manner that permits it to be axially displaced between two end positions in order to compensate for the axial displacement when screwing together or unscrewing a length of rod (6). In addition, at least one detector (20) or sensor (22, 24) is arranged in the area of the drive shaft, and the drive shaft excites the detector once at least one defined position has been reached.

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum Verschrauben von Bohrstangen" "Method and device for screwing boring bars"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschrauben von Bohrstangen beim horizontalen Erdbohren und nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung 101 15 713.4 in Anspruch, auf die inhaltlich Bezug genommen wird.The invention relates to a method and a device for screwing boring bars in horizontal boring and claims the priority of German patent application 101 15 713.4, to which reference is made in terms of content.
Im Bereich des horizontalen Erdbohrens, der das Erstellen und Aufweiten von Pilotbohrungen sowie das Ersetzen von Altleitungen mit umfaßt, werden häufig verschraubbare Bohrstangen eingesetzt. Derartige Bohrstangen weisen in der Regel beidseitige Schraubverbindungselemente (männlich und weiblich) auf und werden mit einem Bohr- oder Aufweitkopf versehen schrittweise verlängert oder verkürzt und dabei in das Erdreich eingetrieben oder aus dem Erdreich herausgezogen. Hierzu werden die einzelnen Gestängeschüsse in der Regel in eine Bohrlafette mit einem Schub/Drehantrieb eingelegt und einzeln miteinander verbunden bzw. voneinander gelöst. Dies erfolgt durch Rotation des zu entnehmenden oder zu verbindenden Gestängeschusses bei gleichzeitiger Fixierung des noch im Erdreich befindlichen Gestängeschusses.In the area of horizontal earth drilling, which includes the creation and expansion of pilot holes and the replacement of old lines, screwable boring bars are often used. Such boring bars generally have screw connections on both sides (male and female) and are provided with a drilling or expanding head, gradually lengthened or shortened, and driven into or pulled out of the ground. For this purpose, the individual rod sections are generally placed in a drill carriage with a thrust / rotary drive and individually connected to one another or detached from one another. This is done by rotating the boom section to be removed or connected while at the same time fixing the boom section still in the ground.
Der Schub/Drehantrieb der Lafette überträgt seine Kraft dabei über eine Antriebswelle mit einem Gestängeadapter. Bei dem Gestängeadapter handelt es sich um ein mit den Gestängeverbindungselementen korrespondierendes Gegenstück. Bei Schraubgestängeschüssen wird der zu verbindende Gestängeschuß wiederum fixiert und die Antriebswelle mit dem Gestängeadapter rotierend von dem Gestängeschuß gelöst oder mit diesem verbunden.The push / rotary drive of the carriage transfers its power via a drive shaft with a rod adapter. The linkage adapter is a counterpart that corresponds to the linkage connecting elements. In the case of screw linkage sections, the linkage section to be connected is in turn fixed and the drive shaft with Rod adapter rotatingly detached from or connected to the rod section.
Die Lafette besteht in der Regel aus einem Schlitten, auf dem der Schub/Drehantrieb verfahrbar gelagert ist. Zum Einbringen oder Herausziehen der Gestängeschüsse besitzt der Schlitten einen Transversalantrieb. Zum Verbinden oder Lösen der Gestängeschüsse bzw. der Verbindung zwischen Bohrwelle und Gestängeschuß wird das einzuschraubende Verbindungselement mit dem Transversalantrieb an das korrespondierende Verbindungselement herangefahren. Beim Einschrauben mit Hilfe des Drehantriebs besteht nun die Schwierigkeit, daß das Einschrauben nicht nur eine Rotation, sondern auch eine Transversalbewegung erfordert. Hierzu ist es bekannt, eine Antriebswelle mit einem axialen Spiel einzusetzen, wobei die Antriebswelle mit Hilfe eines Federelements in einem Abstand von den beiden Endpositionen des Spiels gehalten wird. Die durch das Spiel gegebenen axiale Verschiebbarkeit der Antriebswelle muß begrenzt sein, um die Kraftübertragung auf das Gestänge beim Bohren nicht zu behindern. Beim Verbinden und Lösen der Gestängeschüsse bzw. des Gestängeadapters ist es daher mit dem beschriebenen System erforderlich, daß der Betreiber des Bohrgerätes die zu verschraubenden Verbindungselemente möglichst feinfühlig aneinander fährt, bis eine Positionierung erreicht ist, die es erlaubt, unter Ausnutzung des Spiels der Antriebswelle ein Einschrauben durchzuführen. Dieser Vorgang ist nicht nur schwierig, sondern führt häufig zu erheblichen Belastungen der Verbindungselemente, wenn die Positionierung des Gestängeadapters nicht ausreichend geglückt ist. In diesem Falle wird der Gestängeadapter in die Bohrstange eingeschraubt, wobei die Antriebswelle vor Erreichen der endgültigen Einschraubtiefe ihre Endposition in bezug auf das Spiel erreicht.The carriage usually consists of a slide on which the thrust / rotary drive is movably mounted. The slide has a transverse drive for inserting or removing the boom sections. To connect or disconnect the rod sections or the connection between the drill shaft and the rod section, the connecting element to be screwed in is moved up to the corresponding connecting element with the transverse drive. When screwing in with the help of the rotary drive, there is now the difficulty that screwing in not only requires a rotation, but also a transverse movement. For this purpose, it is known to use a drive shaft with an axial play, the drive shaft being held at a distance from the two end positions of the play with the aid of a spring element. The axial displaceability of the drive shaft given by the game must be limited in order not to hinder the transmission of force to the linkage during drilling. When connecting and detaching the rod sections or the rod adapter, it is therefore necessary with the system described that the operator of the drilling machine moves the connecting elements to be screwed together as gently as possible until a position is reached which allows the play of the drive shaft to be used To screw in. This process is not only difficult, but often leads to considerable stresses on the connecting elements if the positioning of the linkage adapter is not sufficiently successful. In this case, the rod adapter is screwed into the boring bar, the drive shaft reaching its end position in relation to the play before the final screw-in depth is reached.
Die gleiche Situation ergibt sich beim Herausschrauben des Gestängeadapters, wenn die Antriebswelle nicht so akkurat positioniert wird, daß das zur Verfügung stehende Spiel zur Aufnahme der axialen Verschiebung beim Herausschrauben des Gestängeadapters ausreicht.The same situation arises when unscrewing the rod adapter if the drive shaft is not positioned so accurately that the available play is sufficient to accommodate the axial displacement when unscrewing the rod adapter.
Die beschriebenen Schwierigkeiten stellen in der Praxis einen erheblichen Nachteil dar, da es sich bei dem Gestängeadapter um dasjenige Bauteil handelt, welches quantitativ die größte Verschraubungs- und Lösebeanspruchung ausgesetzt ist. Es handelt sich somit bei dem Gestängeadapter um eines der wesentlichen Verschleißteile bei der beschriebenen Vorrichtung.The difficulties described represent a considerable disadvantage in practice, since the linkage adapter is the component which is quantitatively subjected to the greatest screwing and loosening stress. The linkage adapter is therefore one of the essential wear parts in the described device.
Da der Schub/Drehantrieb erhebliche Kräfte auf das Bohrgestänge überträgt, stellt zudem ein Materialbruch im Bereich der Verbindungselemente eine Gefahr auf der Baustelle dar.Since the thrust / rotary drive transfers considerable forces to the drill pipe, a material break in the area of the connecting elements also poses a danger on the construction site.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Verbinden von Gestängeschüssen verbessert wird.The invention has for its object to provide a device with which the connection of rod sections is improved.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.Another object of the invention is to provide a corresponding method.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The solution to the problem arises from the independent claims. Advantageous configurations result from the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, eine Information über eine Position der Antriebswelle in bezug auf deren Spiel zu ermitteln. Diese Information kann dem Bedienungspersonal angezeigt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden verschiedene Positionen der Antriebswelle, insbesondere die Endstellungen ermittelt und angezeigt. Dies erlaubt es dem Bedienungspersonal, den Antrieb in bezug auf das im Erdreich befindliche Gestänge so zu verfahren, daß das Spiel der Antriebswelle optimal ausgenutzt wird. So kann beispielsweise beim Einschrauben die Antriebsstelle bis in die oder kurz vor die Endposition der Antriebswelle gefahren werden, in der eine Leuchtdiode oder eine Lampe oder eine mechanische Anzeigevorrichtung anzeigen kann, daß nun unter optimaler Ausnutzung des Spiels der Antriebswelle ein- oder ausgeschraubt werden kann.The device according to the invention allows information about a position of the drive shaft in relation to its play to be determined. This information can be displayed to the operating personnel. In a preferred embodiment, various positions of the drive shaft, in particular the end positions, are determined and displayed. This allows the operating personnel to move the drive in relation to the linkage in the ground in such a way that the play of the drive shaft is optimally used. For example, when screwing in, the drive point can be in or shortly before the end position of the drive shaft be driven in which a light emitting diode or a lamp or a mechanical display device can indicate that the drive shaft can now be screwed in or out with optimum use of the play.
Die Information über die Position der Antriebswelle kann auch zur Steuerung der Axialverschiebung der Antriebswelle eingesetzt werden. So kann beispielsweise der Transversalantrieb bei Erreichen einer bestimmten Position der Antriebswelle unterbrochen oder zunächst verlangsamt und dann unterbrochen werden, so daß eine automatische Positionierung des Gestängeadapters möglich ist.The information about the position of the drive shaft can also be used to control the axial displacement of the drive shaft. For example, the transversal drive can be interrupted when the drive shaft reaches a certain position, or can first be slowed down and then interrupted, so that the rod adapter can be positioned automatically.
Die Position der Antriebswelle kann induktiv, kapazitativ, optisch, mechanisch oder akustisch ermittelt und transportiert werden. Für die induktive Ermittlung kann beispielsweise ein Ringmagnet eingesetzt werden, der eine Induktionsänderung beim Verschieben einer entsprechend ausgestalteten Antriebswelle bewirkt. Der Ringmagnet kann aus einer Vielzahl auf dem Umfang der Antriebswelle angeordneter voneinander beabstandeter Magneten bestehen.The position of the drive shaft can be determined and transported inductively, capacitively, optically, mechanically or acoustically. For example, a ring magnet can be used for inductive determination, which causes an induction change when a correspondingly designed drive shaft is displaced. The ring magnet can consist of a plurality of spaced magnets arranged on the circumference of the drive shaft.
Die zu dem beschriebenen Zweck im Bereich der Antriebswelle angeordneten Geber und Sensoren lassen sich aber auch zur Ermittlung weiterer Parameter, wie Winkellage oder Drehzahl einsetzen.The sensors and sensors arranged in the area of the drive shaft for the described purpose can also be used to determine other parameters such as angular position or speed.
Besonders vorteilhaft ist es, die ermittelte Information über die Position der Antriebswelle zur Steuerung einer Zuschaltung eines Schlagantriebs einzusetzen. Dies erlaubt es, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein von dem Widerstand in der Ortsbrust abhängiges Zu- oder Abschalten eines Schlagantriebs zu steuern.It is particularly advantageous to use the information ascertained about the position of the drive shaft to control activation of a percussion drive. This makes it possible to use the device according to the invention to control the activation or deactivation of a percussion drive depending on the resistance in the working face.
Darüber hinaus kann der Verschiebeweg der Antriebswelle ermittelt werden, um Aussagen über den Bohrverlauf zu erhalten. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.In addition, the displacement of the drive shaft can be determined in order to obtain information about the drilling process. The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.
In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Schub/Drehantriebs mit verschiedenen Elementen der Erfindung;Figure 1 is a sectional view of a thrust / rotary drive with various elements of the invention.
Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Gestängeadapters der Fig. 1 ;Fig. 2 is a sectional view of the linkage adapter of Fig. 1;
Fig. 3 bevorzugte Ausführungsformen von Gebern und Sensoren der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Fig. 3 preferred embodiments of sensors and sensors of the device according to the invention.
In Fig. 1 ist ein Schub/Drehantrieb 1 auf einer Bohrlafette 2 mit einer Antriebswelle 3 dargestellt. Die Antriebswelle 3 weist einen Gestängeadaper 4 auf.In Fig. 1, a thrust / rotary drive 1 is shown on a drill carriage 2 with a drive shaft 3. The drive shaft 3 has a linkage adapter 4.
Der Gestängeadapter 4 ist so ausgebildet, daß er mit den Gestängeschüssen 6, 8, 10 verbunden werden kann.The boom adapter 4 is designed so that it can be connected to the boom sections 6, 8, 10.
Zum Verbinden werden die Gestängeschüsse mit Hilfe eines Greifers 12, wie er zum Einsetzen der Gestängeschüsse aus einem Gestängemagazin (nicht dargestellt) in die Bohrachse verwendet wird, oder mit Hilfe einer Klemm- und Lösevorrichtung 14 fixiert.For connection, the rod sections are fixed with the aid of a gripper 12, as is used to insert the rod sections from a rod magazine (not shown) into the drilling axis, or with the aid of a clamping and releasing device 14.
Zum Verschrauben von Antriebswelle und Gestängeschuß wird die Antriebswelle 3 mit dem Gestängeadapter 4 mit Hilfe der Lafette 2 an den Gestängeschuß 6 so weit herangefahren, daß das männliche Schraubver- bindungselement 40 des Gestängeadapters 4 mit dem weiblichen Schraub- verbindungselement 60 des Gestängeschusses 6 in Berührung gerät. Zwischen der Antriebswelle 3 und dem Antrieb 1 ist ein Spiel vorgesehen, wel- ches mit Hilfe einer Feder 30 in seiner ausgefahrenen Position gehalten wird. Vor dem Einschalten des Drehantriebs 1 zwecks Verschraubung des Gestängeadapters 4 mit dem Gestängeschuß 6 wird der Antrieb mit Hilfe der Lafette nochmals um ein Stück in Richtung des Gestängeschusses 6 verfahren, um die Feder 30 vorzuspannen, so daß das Einschrauben des Gewindes 40 in Dose 60 ohne weiteres Verfahren der Lafette 2 mit Hilfe des Drehantriebs erfolgen kann.To screw the drive shaft and the rod section, the drive shaft 3 with the rod adapter 4 is moved so far to the rod section 6 with the aid of the mount 2 that the male screw connection element 40 of the rod adapter 4 comes into contact with the female screw connection element 60 of the rod section 6 , A play is provided between the drive shaft 3 and the drive 1, which ches is held in its extended position by means of a spring 30. Before turning on the rotary drive 1 for the purpose of screwing the rod adapter 4 to the rod section 6, the drive is moved a little further in the direction of the rod section 6 with the aid of the carriage in order to pretension the spring 30 so that the thread 40 can be screwed into the socket 60 without further movement of the carriage 2 can be done with the help of the rotary drive.
Erfindungsgemäß ist nun ein Geber 20 vorgesehen, der über Sensoren 22, 24 ein Signal an eine Steuer- und/oder Anzeigevorrichtung 26 über die Stellung der Antriebswelle bzw. des Gestängeadapters übermittelt.According to the invention, a transmitter 20 is now provided which, via sensors 22, 24, transmits a signal to a control and / or display device 26 about the position of the drive shaft or the rod adapter.
Bei einer Ausführungsform kann mit Hilfe zweier Leuchtdioden 28, 39 oder Lampen angezeigt werden, ob die Antriebswelle in der optimalen Position für das Ein- oder für das Ausschrauben liegt. So kann beim Heranfahren der Antriebswelle 3 mit Gestängeadapter 4 mit Hilfe der Lafette 2 die Leuchtdiode 28 bei oder kurz vor dem Erreichen der maximalen Federvorspannung der Feder 30 aufleuchten, um zu Signalisieren, daß die Phase des Ein- schraubens mit Hilfe des Drehantriebs 1 nun eingeleitet werden kann.In one embodiment, two light-emitting diodes 28, 39 or lamps can be used to indicate whether the drive shaft is in the optimal position for screwing in or unscrewing. Thus, when driving the drive shaft 3 with the rod adapter 4 using the mount 2, the light-emitting diode 28 can light up at or shortly before the maximum spring preload of the spring 30 is reached, in order to signal that the phase of screwing in with the help of the rotary drive 1 is now initiated can be.
Die Antriebswelle kann Geber 32, 34, 36 aufweisen, die als Magnetring 32 oder als einzelne Magnetelemente 34 oder auch mechanische Struktur 36 oder als radiale Eindrehung ausgebildet sind.The drive shaft can have sensors 32, 34, 36, which are designed as a magnetic ring 32 or as individual magnetic elements 34 or also a mechanical structure 36 or as a radial recess.
In Fig. 2 ist das Spiel bezüglich der Antriebswelle 3 und des Antriebs 1 als "ΔX" dargestellt.In Fig. 2, the game with respect to the drive shaft 3 and the drive 1 is shown as "ΔX".
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Steuerung 26 zur Automatisierung des Heranfahrens und Einschraubens eingesetzt.In another embodiment, the controller 26 is used to automate the approach and screwing in.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zur Kontrolle der hinteren Erdlage der Antriebswelle 3 beim schlagenden Vortrieb eingesetzt werden. Dabei soll verhindert werden, daß die Antriebswelle sich beim Schlagen nicht in der hinteren Endlage befindet, um eine axiale Vorspannung zu erreichen. The device according to the invention can also be used to control the rear position of the earth of the drive shaft 3 when driving. It should be prevented that the drive shaft is not in the rear end position when striking in order to achieve an axial preload.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Vorrichtung für den horizontalen unterirdischen Gestängevortrieb mit einem Antrieb und einer Antriebswelle zur Übertragung der Antriebskraft auf ein schraubgekuppeltes Bohrgestänge, wobei die Antriebswelle zum Ausgleich der axialen Verschiebung beim An- oder Abschrauben eines Gestängeschusses zwischen zwei Endpositionen axial verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Antriebswelle (3) mindestens ein Geber (20, 32, 34, 36) oder Sensor (22, 24) angeordnet ist und die Antriebswelle (3) den Geber (20, 32, 34, 36) bei Erreichen mindestens einer bestimmten axialen Position erregt.1. Device for the horizontal underground rod drive with a drive and a drive shaft for transmitting the driving force to a screw-coupled drill rod, the drive shaft being axially displaceable between two end positions to compensate for the axial displacement when screwing or unscrewing a rod section, characterized in that at least one sensor (20, 32, 34, 36) or sensor (22, 24) is arranged in the area of the drive shaft (3) and the drive shaft (3) contains the sensor (20, 32, 34, 36) when at least one specific one is reached excited axial position.
2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebersignal einer Anzeigevorrichtung (26) zugeführt wird.2. Device according to the preceding claim, characterized in that the sensor signal is supplied to a display device (26).
3. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Signale mehrerer Geber (20, 32, 34, 36) Anzeigevorrichtungen zugeführt werden, um verschiedene axiale Positionen der Antriebswelle (3) anzuzeigen.3. Device according to the preceding claim, characterized in that signals from a plurality of transmitters (20, 32, 34, 36) are supplied to display devices in order to display different axial positions of the drive shaft (3).
4. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebersignale durch Leuchtdioden (28, 29) oder Lampen oder eine mechanische Anzeigevorrichtung angezeigt werden.4. Device according to the preceding claim, characterized in that the transmitter signals are indicated by light-emitting diodes (28, 29) or lamps or a mechanical display device.
5. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine optische Anzeigevorrichtung (26) zur Anzeige der beiden axialen Endpositionen der Antriebswelle (3).5. Device according to the preceding claim, characterized by an optical display device (26) for displaying the two axial end positions of the drive shaft (3).
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebersignal zur Steuerung der Axialverschiebung Antriebswelle (3) verwendet wird. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the encoder signal is used to control the axial displacement of the drive shaft (3).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebersignal den Axialantrieb (1 ) der Antriebswelle (3) in mindestens einer axialen Position unterbricht.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter signal interrupts the axial drive (1) of the drive shaft (3) in at least one axial position.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebersignal den Rotationsantrieb in mindestens einer Stellung unterbricht.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter signal interrupts the rotary drive in at least one position.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen induktiven, kapazitiven oder optischen, mechanischen oder akustischen Geber (20, 32, 34, 36) oder Sensor (22, 24).9. Device according to one of the preceding claims, characterized by an inductive, capacitive or optical, mechanical or acoustic transmitter (20, 32, 34, 36) or sensor (22, 24).
10. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber oder Sensor als Ringmagnet (32) ausgebildet ist.10. The device according to the preceding claim, characterized in that the transmitter or sensor is designed as a ring magnet (32).
11. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber oder Sensor als Ringmagnet (32) bestehend aus einer Vielzahl auf dem Umfang der Antriebswelle angeordneter voneinander beabstandeter Magneten (34) ausgebildet ist.11. The device according to the preceding claim, characterized in that the transmitter or sensor is designed as a ring magnet (32) consisting of a plurality of spaced magnets (34) arranged on the circumference of the drive shaft.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Geber oder Sensor als radiale Eindrehung ausgebildet ist.12. Device according to one of claims 10 or 11, characterized in that the encoder or sensor is designed as a radial recess.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber oder Sensor als radiale Erhebung (Nocken) ausgebildet ist. 13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the encoder or sensor is designed as a radial elevation (cam).
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (20, 32, 34, 36) oder Sensor (22, 24) zur Ermittlung weiterer Parameter eingesetzt wird.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter (20, 32, 34, 36) or sensor (22, 24) is used to determine further parameters.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (20, 32, 34, 36) oder Sensor (22, 24) zur Ermittlung der Winkellage oder Drehzahl eingesetzt wird.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter (20, 32, 34, 36) or sensor (22, 24) is used to determine the angular position or speed.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale eines oder zweier Geber den Axialantrieb (1 ) der Antriebswelle (3) kurz vor den axialen Endpositionen der Antriebswelle (3) unterbricht.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the signals of one or two sensors interrupt the axial drive (1) of the drive shaft (3) shortly before the axial end positions of the drive shaft (3).
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebersignal zur Kontrolle der hinteren Erdlage der Antriebswelle (3) beim schlagenden Vortrieb eingesetzt wird.17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter signal for controlling the rear earth position of the drive shaft (3) is used in the striking propulsion.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Geber (20, 32, 34, 36) oder Sensor (22, 24) zur Messung und Darstellung des Verschiebewegs der Antriebswelle verwendet wird.18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one encoder (20, 32, 34, 36) or sensor (22, 24) is used to measure and display the displacement path of the drive shaft.
19. Antriebswelle zum Verbinden von Bohrgestängeschüssen mit einem Antrieb, wobei die Antriebswelle (3) axial verschiebbar gelagert ist, gekennzeichnet durch eine Anzeige der Axialposition der Antriebswelle (3) in mindestens einem Punkt.19. Drive shaft for connecting drill pipe sections with a drive, the drive shaft (3) being axially displaceable, characterized by an indication of the axial position of the drive shaft (3) in at least one point.
20. Vorrichtung zur Ermittlung der axialen Position einer Antriebswelle (3) eines Antriebs für ein Bohrgestänge mit einem Sensor (22, 24) für die Ermittlung der axialen Position der Antriebswelle (3) und einer Anzeigeeinrichtung (26). 20. Device for determining the axial position of a drive shaft (3) of a drive for a drill pipe with a sensor (22, 24) for determining the axial position of the drive shaft (3) and a display device (26).
21. Steuereinheit zur Steuerung der axialen Position einer Antriebswelle (3) eines Antriebs (1 ) für ein Bohrgestänge mit einem Sensor (22, 24) für die Ermittlung mindestens einer axialen Position der Antriebswelle (3), wobei die Steuereinheit den Antrieb (1 ) bei Erreichen mindestens einer bestimmten Axialposition der Antriebswelle (3) unterbricht.21. Control unit for controlling the axial position of a drive shaft (3) of a drive (1) for a drill pipe with a sensor (22, 24) for determining at least one axial position of the drive shaft (3), the control unit controlling the drive (1) interrupts when at least one specific axial position of the drive shaft (3) is reached.
22. Verfahren zum An- und Abschrauben von Gestängeschüssen an eine axial verschiebbaren Antriebswelle eines Bohrantriebs mit einer Anzeigevorrichtung für die Endpositionen der Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (3) mit dem Antrieb (1 ) an ein Gestängeschuß herangefahren wird, bis die Anzeigevorrichtung (26) im wesentlichen die Endposition anzeigt und maximal soweit eingeschraubt wird, bis die zweite Endposition erreicht ist und die Anzeigevorrichtung (26) dies anzeigt. 22. A method for screwing and unscrewing rod sections to an axially displaceable drive shaft of a drilling drive with a display device for the end positions of the drive shaft, characterized in that the drive shaft (3) with the drive (1) is moved up to a rod section until the display device (26) essentially indicates the end position and is screwed in until the second end position is reached and the display device (26) indicates this.
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