DE102020127156B4

DE102020127156B4 - Device for drilling a horizontal borehole

Info

Publication number: DE102020127156B4
Application number: DE102020127156.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Rentsch; Edmund Bethe
Original assignee: Add Spezialtiefbau GmbH; Rk Metalltechnik & Co Kg GmbH
Current assignee: Add Spezialtiefbau GmbH; Rk Metalltechnik & Co Kg GmbH
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2025-01-16
Anticipated expiration: 2040-10-16
Also published as: DE102020127156A1

Abstract

Vorrichtung (100, 600) zum Bohren einer horizontalen Bohrung, umfassend ein erstes Gehäuseelement (120, 620), ein Schneidwerkzeug (130, 630) und ein zweites Gehäuseelement (140, 640), wobei
- die Vorrichtung (100, 600) drehfest mit einem Gestänge (200) verbindbar ist, sodass eine Rotation des Gestänges (200) eine Rotation der Vorrichtung (100, 600) bewirkt;
- das Schneidwerkzeug (130, 630) an dem ersten Gehäuseelement (120, 620) angeordnet ist und das Schneidwerkzeug (130, 630) ausgebildet ist, ein Erd- oder Bodenmaterial (400) zu lockern und/oder zu bewegen;
- das erste Gehäuseelement (120, 620) eine Öffnung (121, 621) aufweist, durch die Erd- oder Bodenmaterial (400) in das zweite Gehäuseelement (140, 640) einbringbar ist; und
- die Vorrichtung (100, 600) mit einem Rohr (300) so verbindbar ist, dass Erd- oder Bodenmaterial (400) aus dem zweiten Gehäuseelement (140, 640) in das Rohr (300) einbringbar ist,
- wobei die Vorrichtung (100, 600) einen von einem Fluid (F) durchströmbaren Anschluss (110, 610) umfasst, durch den die Vorrichtung (100, 600) mit dem Gestänge (200) verbindbar ist,
- wobei der Anschluss (110, 610) einen Bypass (111, 611) umfasst, wobei durch den Bypass (111, 611) wenigstens ein Anteil eines durch den Anschluss (100, 600) strömbaren Fluids (F) umlenkbar oder abzweigbar ist, und der Anteil des Fluids (F) unterhalb des Schneidwerkzeugs (130, 630) ausströmbar ist, und
- wobei die Vorrichtung ein Umlenkelement (123, 623) umfasst, durch das wenigstens ein Anteil eines durch den Anschluss (110, 610) strömenden Fluids (F) in Richtung einer Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements (140, 640) umlenkbar ist, sodass der Anteil des Fluids (F) zumindest teilweise entlang einer Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements (140, 640) strömen kann.

Apparatus (100, 600) for drilling a horizontal bore, comprising a first housing element (120, 620), a cutting tool (130, 630) and a second housing element (140, 640), wherein
- the device (100, 600) can be connected in a rotationally fixed manner to a rod (200), so that a rotation of the rod (200) causes a rotation of the device (100, 600);
- the cutting tool (130, 630) is arranged on the first housing element (120, 620) and the cutting tool (130, 630) is designed to loosen and/or move an earth or soil material (400);
- the first housing element (120, 620) has an opening (121, 621) through which earth or soil material (400) can be introduced into the second housing element (140, 640); and
- the device (100, 600) can be connected to a pipe (300) in such a way that earth or soil material (400) can be introduced from the second housing element (140, 640) into the pipe (300),
- wherein the device (100, 600) comprises a connection (110, 610) through which a fluid (F) can flow and through which the device (100, 600) can be connected to the rod (200),
- wherein the connection (110, 610) comprises a bypass (111, 611), wherein at least a portion of a fluid (F) flowing through the connection (100, 600) can be diverted or branched off through the bypass (111, 611), and the portion of the fluid (F) can flow out below the cutting tool (130, 630), and
- wherein the device comprises a deflection element (123, 623) by means of which at least a portion of a fluid (F) flowing through the connection (110, 610) can be deflected in the direction of an inner side of the first and/or second housing element (140, 640), so that the portion of the fluid (F) can flow at least partially along an inner side of the first and/or second housing element (140, 640).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere einen Bohrkopf, sowie ein System zum Herstellen einer horizontalen Bohrung. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer horizontalen Bohrung.The invention relates to a device for drilling, in particular a drill head, and a system for producing a horizontal bore. The invention also relates to a method for carrying out a horizontal bore.

Rohrleitungen beispielsweise für Stromleitungen oder Telekommunikationsleitungen können unterirdisch verlegt werden, indem ein Graben ausgehoben wird, eine Rohrleitung in dem Graben platziert wird und der Graben zugeschüttet wird. Speziell in schwer zugänglichen Bereichen oder wenn die geplante Rohrleitung ein Hindernis, beispielsweise einen Fluss, kreuzt, kann ein Ausheben eines Grabens nicht möglich sein. In solchen Bereichen kann ein Horizontalspülbohrverfahren (HDD, englisch: horizontal directional drilling) angewendet werden, um eine im Wesentlichen horizontale Bohrung für die Rohrleitung bereitzustellen, ohne einen Graben ausheben zu müssen.Pipelines for power lines or telecommunications lines, for example, can be laid underground by digging a trench, placing a pipe in the trench and filling the trench. Particularly in areas that are difficult to access or where the planned pipeline crosses an obstacle such as a river, digging a trench may not be possible. In such areas, horizontal directional drilling (HDD) can be used to provide an essentially horizontal bore for the pipeline without having to dig a trench.

Typischerweise wird bei einem Spülbohrverfahren zunächst eine Pilotbohrung mit relativ kleinem Durchmesser von einem Startpunkt (beispielsweise eine erste Grube) zu einem Zielpunkt (beispielsweise eine zweite Grube) durchgeführt, um den Verlauf der späteren Bohrung festzulegen. Ausgehend von dem Zielpunkt in Richtung des Startpunkts wird eine Zwischenaufweitung durchgeführt, um den Durchmesser der Bohrung zu vergrößern. Anschließend kann das Gestänge wieder in Richtung des Zielpunkts gedrückt, gezogen und/oder geschoben werden. Es können dabei je nach Anwendung eine oder mehrere Zwischenaufweitungen mit anschließendem Rückbringen zum Zielpunkt durchgeführt werden. Für jede Zwischenaufweitung wird eine erhebliche Menge von Bohrspülung oder Bohrspülmittel (z.B. ein Bentonit-Wasser-Gemisch) eingesetzt. Schließlich wird ausgehend von dem Zielpunkt in Richtung des Startpunkts das zu installierende Rohr eingeführt und/oder eingezogen.Typically, a directional drilling method first involves drilling a pilot hole of a relatively small diameter from a starting point (e.g. a first pit) to a target point (e.g. a second pit) to determine the course of the subsequent drilling. Starting from the target point in the direction of the starting point, an intermediate expansion is carried out to increase the diameter of the bore. The rod can then be pushed, pulled and/or pushed back towards the target point. Depending on the application, one or more intermediate expansions can be carried out, followed by a return to the target point. A significant amount of drilling fluid or drilling fluid (e.g. a bentonite-water mixture) is used for each intermediate expansion. Finally, starting from the target point in the direction of the starting point, the pipe to be installed is inserted and/or pulled in.

Die Verwendung von Bohrspülmittel führt dazu, dass das ausgeworfene schlammartige Erdmaterial meist Sondermüll ist und vom Bohrplatz mittels LKW auf Deponien gefahren werden muss. Dies ist umweltschädlich und sehr aufwendig.The use of drilling fluid means that the ejected mud-like earth material is usually hazardous waste and has to be transported from the drilling site to landfills by truck. This is harmful to the environment and very costly.

DE 10 2006 003 769 A1 betrifft ein Verfahren zum Räumen und Austrag von Bohrgut aus einer im Wesentlichen horizontalen gesteuerten Richtbohrung (HDD) mittels eines das Bohrgut lösenden und transportierenden Spülstroms. Der Spülstrom ist durch die Zuführung eines gasförmigen Mediums erzeugt, das innerhalb der Bohrung an mindestens einer Stelle freigesetzt wird. DE 10 2006 003 769 A1 relates to a method for clearing and removing drilling cuttings from a substantially horizontal controlled directional drilling (HDD) by means of a flushing stream that loosens and transports the drilling cuttings. The flushing stream is generated by supplying a gaseous medium that is released at least one point within the borehole.

DE 10 2008 053 239 B3 betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines verlaufsgesteuerten Horizontalfilterbrunnens mit verkiestem Ringraum, wobei an ein Bohrgestänge ein Aufweitkopf mit in diesem integrierter Spülungsverteilung montiert ist, der Aufweitkopf aus einem Vorschneidkopf und einem Nachschneidkopf besteht, der Nachschneidkopf über einen Drehkranz mit der Schutzrohrtour mit innen liegendem Filterstrang verbunden ist, der Nachschneidkopf mit einer Bohrkleinabführung versehen ist und die Bohrkleinabführung über einen Drehkranz mit einem Bohrkleinaustrags- und Verkiesungsrohr verbunden ist. DE 10 2008 053 239 B3 relates to a device for producing a course-controlled horizontal filter well with a silicified annular space, wherein an expanding head with integrated flushing distribution is mounted on a drill rod, the expanding head consists of a pre-cutting head and a post-cutting head, the post-cutting head is connected via a rotary ring to the protective pipe tour with an internal filter string, the post-cutting head is provided with a drilling cuttings discharge and the drilling cuttings discharge is connected via a rotary ring to a drilling cuttings discharge and silicification pipe.

US 2007 / 0 158 111 A1 betrifft einen Zugkopf/Bohrer zur Verwendung beim Graben eines Lochs im Boden, mit einem ersten Ende, das so geformt ist, dass es eine Dornstrebe aufnimmt, die das erste Ende mit dem zweiten Ende verbindet, wobei die Streben einen Satz offener Rinnen darin definieren, und einem Satz von Schlammdüsen, wobei, wenn der Zugkopf/Bohrer in Gebrauch ist, der Satz von Schlammdüsen eine unter Druck stehende Flüssigkeit freisetzt, die sich mit dem Boden vermischt und einen Schlamm erzeugt, der über die offenen Rinnen in den Zugkopf/Bohrer eintritt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Bohren bereitzustellen, durch die der Bedarf an Bohrspülung bei der Bearbeitung einer Bohrung reduziert bzw. eliminiert wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zum Bohren bereitzustellen, durch die eine Entsorgung und ein Recycling von Bohrspülung bzw. von Erdreich, welches mit dem Bohrspülmittel versetzt ist, erleichtert bzw. eliminiert wird. US 2007 / 0 158 111 A1 relates to a traction head/drill for use in digging a hole in the ground, having a first end shaped to receive a mandrel strut connecting the first end to the second end, the struts defining a set of open channels therein, and a set of mud nozzles, wherein when the traction head/drill is in use, the set of mud nozzles releases a pressurized liquid which mixes with the ground and produces a mud which enters the traction head/drill via the open channels. It is therefore an object of the invention to provide a device for drilling by which the need for drilling fluid when working a bore is reduced or eliminated. A further object of the invention is to provide a device for drilling by which disposal and recycling of drilling fluid or of soil mixed with the drilling fluid is facilitated or eliminated.

Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei dem auf den Einsatz von Bohrspülmittel verzichtet werden kann, wodurch eine Entsorgung des ausgeworfenen Erdmaterials auf Deponien bzw. als Sondermüll überflüssig ist, und bestenfalls ein Ablagern des ausgeworfenen Erdmaterials unmittelbar im Bereich der Bohrung ermöglicht wird.It is a particular object of the present invention to provide a device and a method in which the use of drilling fluid can be dispensed with, whereby disposal of the ejected earth material in landfills or as hazardous waste is superfluous and, in the best case, deposition of the ejected earth material directly in the area of the borehole is made possible.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Gegenstände und Verfahren der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen spezifiziert.The problem is solved by the subject matter and methods of the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Eine Vorrichtung zum Bohren einer horizontalen Bohrung umfasst ein erstes Gehäuseelement, ein Schneidwerkzeug und zweites Gehäuseelement. Die Vorrichtung kann auch als Bohrkopf oder Räumer bezeichnet werden. Die Vorrichtung kann drehfest mit einem Gestänge verbunden werden, sodass eine Rotation des Gestänges eine Rotation der Vorrichtung bewirkt. Das Schneidwerkzeug ist an dem ersten Gehäuseelement angeordnet und das Schneidwerkzeug ist ausgebildet ein Erd- oder Bodenmaterial zu lockern oder zu bewegen. Das erste Gehäuseelement weist eine Öffnung auf, wobei durch die Öffnung Erd- oder Bodenmaterial in das zweite Gehäuseelement eingebracht werden kann. Die Vorrichtung kann mit einem Rohr verbunden werden, wodurch Erd- oder Bodenmaterial aus dem zweiten Gehäuseelement in das Rohr eingebracht werden kann.A device for drilling a horizontal bore comprises a first housing element, a cutting tool and a second housing element. The device can also be referred to as a drill head or reamer. The device can be connected in a rotationally fixed manner to a rod, so that a rotation of the rod causes a rotation of the device. The cutting tool is arranged on the first housing element and the Cutting tool is designed to loosen or move earth or soil material. The first housing element has an opening, through which earth or soil material can be introduced into the second housing element. The device can be connected to a pipe, whereby earth or soil material can be introduced from the second housing element into the pipe.

Durch die Vorrichtung der Erfindung kann eine Vergrößerung eines Bohrungsdurchmessers nach einer Pilotbohrung so durchgeführt werden, dass im Vergleich zu bekannten Verfahren, eine geringere Menge bzw. keine Bohrspülung eingesetzt werden muss. Entsprechend muss eine geringere Menge Bohrspülung bzw. Erdreich, welches damit versetzt ist, recycelt werden. Bestenfalls wird das ausgeworfene Erdreich nur ausgeworfen und ist nicht mit Flüssigkeit versetzt und auch nicht mit dem Bohrspülmittel kontaminiert.The device of the invention makes it possible to increase the diameter of a borehole after a pilot borehole in such a way that, compared to known methods, a smaller amount of drilling fluid or no drilling fluid at all needs to be used. Accordingly, a smaller amount of drilling fluid or soil mixed with it needs to be recycled. In the best case, the ejected soil is only ejected and is not mixed with liquid or contaminated with the drilling fluid.

Während der Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers nach der Pilotbohrung kann Erd- oder Bodenmaterial von dem Schneidwerkzeug der Vorrichtung gelockert werden, in die Öffnung ersten Gehäuseelements der Vorrichtung eingebracht werden und über ein mit der Vorrichtung verbindbares Rohr aus der Bohrung ausgebracht werden. Beispielsweise kann das Erd- oder Bodenmaterial aus dem Rohr direkt in einen Container oder auf einen LKW aus der Bohrung ausgebracht werden. Hierdurch wird der Recycling-Prozess vereinfacht. Auch ein Ablagern direkt am Bohrplatz ist möglich.While the bore diameter is being increased after the pilot drilling, earth or soil material can be loosened by the cutting tool of the device, introduced into the opening of the first housing element of the device and removed from the bore via a pipe that can be connected to the device. For example, the earth or soil material can be removed from the pipe directly into a container or onto a truck from the bore. This simplifies the recycling process. It is also possible to deposit it directly at the drilling site.

Die Vorrichtung kann ein Räumer oder ein Bohrkopf oder ein Räumerbohrkopf sein, insbesondere ist die Vorrichtung ein Bohrkopf.The device may be a reamer or a drilling head or a reamer drilling head, in particular the device is a drilling head.

Eine horizontale Bohrung, für die die Vorrichtung eingesetzt werden kann, kann auch nicht nur horizontal verlaufen. Eine horizontale Bohrung kann beispielsweise bogenförmig ausgebildet sein.A horizontal bore for which the device can be used can also be more than just horizontal. A horizontal bore can, for example, be curved.

Das erste Gehäuseelement kann einen größten Durchmesser von maximal 5,0 m, bevorzugt von maximal 3,0 m, besonders bevorzugt von maximal 2,0 m, noch bevorzugter von maximal 1,0 m, am meisten bevorzugt von maximal 700 mm, aufweisen.The first housing element can have a largest diameter of a maximum of 5.0 m, preferably a maximum of 3.0 m, particularly preferably a maximum of 2.0 m, even more preferably a maximum of 1.0 m, most preferably a maximum of 700 mm.

Das erste Gehäuseelement kann ein Teller, insbesondere ein Bohrteller, sein, welches bspw. plattenförmig ausgebildet ist. Speziell ist das erste Gehäuseelement plattenförmig mit einer kreisrunden Grundform ausgebildet. Das erste Gehäuseelement kann ebenso plattenförmig mit einer unrunden Grundform ausgebildet sein. Insbesondere ist das erste Gehäuseelement plattenförmig mit einer kreisbogenförmigen Grundform ausgebildet. Eine kreisrunde Grundform des ersten Gehäuseelements kann durch eine Sehne beschnitten oder abgegrenzt sein.The first housing element can be a plate, in particular a drilling plate, which is designed in a plate-like manner, for example. In particular, the first housing element is designed in a plate-like manner with a circular basic shape. The first housing element can also be designed in a plate-like manner with a non-circular basic shape. In particular, the first housing element is designed in a plate-like manner with a circular arc-like basic shape. A circular basic shape of the first housing element can be trimmed or delimited by a chord.

Das erste Gehäuseelement kann eine konusartige Form aufweisen. Insbesondere kann das erste Gehäuseelement kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein.The first housing element can have a conical shape. In particular, the first housing element can be conical or frustoconical.

Das erste Gehäuseelement kann mit dem zweiten Gehäuseelement so verbunden sein, dass ein Volumen oder ein Raum von dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement eingeschlossen ist.The first housing element may be connected to the second housing element such that a volume or space is enclosed by the first housing element and the second housing element.

Das erste Gehäuseelement kann mit dem zweiten Gehäuseelement verbunden sein, insbesondere über eine Verschraubung. Das erste Gehäuseelement kann mit dem zweiten Gehäuseelement stoffschlüssig verbunden sein, insbesondere verschweißt sein. Das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement können einstückig ausgebildet sein.The first housing element can be connected to the second housing element, in particular via a screw connection. The first housing element can be connected to the second housing element in a materially bonded manner, in particular welded. The first housing element and the second housing element can be formed in one piece.

Eine Öffnung kann in dem ersten Gehäuseelement ausgebildet sein, bevorzugt sind zumindest zwei Öffnungen oder genau zwei Öffnungen in dem ersten Gehäuseelement ausgebildet. Durch die Öffnung oder die Öffnungen ist das von dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement eingeschlossene Volumen von einem Bereich außerhalb des ersten Gehäuseelements zugänglich.An opening can be formed in the first housing element, preferably at least two openings or exactly two openings are formed in the first housing element. The volume enclosed by the first housing element and the second housing element is accessible from an area outside the first housing element through the opening or openings.

Das Schneidwerkzeug kann im Bereich der Öffnung des ersten Gehäuseelements angeordnet sein. Eine kürzeste Distanz zwischen der Öffnung des ersten Gehäuseelements und dem Schneidwerkzeug kann höchstens 100 mm, bevorzugt höchstens 50 mm, besonders bevorzugt höchstens 20 mm, betragen.The cutting tool can be arranged in the region of the opening of the first housing element. A shortest distance between the opening of the first housing element and the cutting tool can be at most 100 mm, preferably at most 50 mm, particularly preferably at most 20 mm.

Das Schneidwerkzeug kann radial am ersten Gehäuseelement angeordnet sein. Es kann wenigstens eine Schneide umfassen, die sich insbesondere in radialer Richtung des ersten Gehäuseelements erstreckt.The cutting tool can be arranged radially on the first housing element. It can comprise at least one cutting edge which extends in particular in the radial direction of the first housing element.

Das Schneidwerkzeug kann auch eine Vielzahl von Schneiden, bspw. zumindest zwei Schneiden, bevorzugt zumindest drei Schneiden, umfassen, die sich insbesondere in radialer Richtung des ersten Gehäuseelements erstrecken. Die Schneiden können umlaufend (bezogen auf das erste Gehäuseelement) verteilt angeordnet sein und/oder in radialer Richtung fluchtend angeordnet sein.The cutting tool can also comprise a plurality of cutting edges, for example at least two cutting edges, preferably at least three cutting edges, which extend in particular in the radial direction of the first housing element. The cutting edges can be arranged distributed around the circumference (relative to the first housing element) and/or arranged in alignment in the radial direction.

Das Schneidwerkzeug steht dabei vom ersten Gehäuseelement in Richtung Gestänge bzw. zu bohrendes Erdreich ab.The cutting tool protrudes from the first housing element in the direction of the rod or the soil to be drilled.

Das Schneidwerkzeug kann konisch ausgebildet sein. Insbesondere kann eine oder mehrere Schneiden des Schneidwerkzeugs wendelförmig ausgebildet sein.The cutting tool can be conical. In particular, one or more cutting edges of the cutting tool can be helical.

Alternative oder zusätzlich kann sich das Schneidwerkzeug, insbesondere die Schneide des Schneidwerkzeugs, in axialer Richtung erstrecken.Alternatively or additionally, the cutting tool, in particular the cutting edge of the cutting tool, can extend in the axial direction.

Die Schneide kann eine Länge von maximal 2,0 m, bevorzugt maximal 1,0 m, besonders bevorzugt maximal 0,5 m, aufweisen.The cutting edge can have a maximum length of 2.0 m, preferably a maximum of 1.0 m, particularly preferably a maximum of 0.5 m.

An dem ersten Gehäuseelement können zwei Schneidwerkzeuge angeordnet sein. Insbesondere umfasst das erste Gehäuseelement zwei Öffnungen und zwei Schneidwerkzeuge, wobei jedem Schneidwerkzeug eine eigene Öffnung zugeordnet ist.Two cutting tools can be arranged on the first housing element. In particular, the first housing element comprises two openings and two cutting tools, each cutting tool being assigned its own opening.

Die Vorrichtung kann zumindest ein Hilfsschneidwerkzeug umfassen, insbesondere ist das Hilfsschneidwerkzeug an dem ersten Gehäuseelement angeordnet. Bevorzug umfasst die Vorrichtung zumindest ein oder mehrere Hilfsschneidwerkzeuge (zwei, bevorzugt zumindest drei, am meisten bevorzugt zumindest fünf). Die Hilfsschneidwerkzeuge können umfänglich (bezogen auf das erste Gehäuseelement) verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt, angeordnet sein.The device can comprise at least one auxiliary cutting tool, in particular the auxiliary cutting tool is arranged on the first housing element. The device preferably comprises at least one or more auxiliary cutting tools (two, preferably at least three, most preferably at least five). The auxiliary cutting tools can be distributed around the circumference (relative to the first housing element), in particular evenly distributed.

Die Hilfsschneidwerkzeuge können am äußeren Rand des ersten Gehäuseelements angeordnet sein. D.h. die Hilfsschneidwerkzeuge sind bevorzugt radial außenliegend an dem ersten Gehäuseelement angeordnet.The auxiliary cutting tools can be arranged on the outer edge of the first housing element. This means that the auxiliary cutting tools are preferably arranged radially on the outside of the first housing element.

Vorzugsweise können das eine oder die mehreren Hilfsschneidwerkzeuge außerhalb von Bereichen des ersten Gehäuseelements angeordnet sein, an denen das Schneidwerkzeug und/oder die eine oder mehreren Öffnungen angeordnet sind.Preferably, the one or more auxiliary cutting tools may be arranged outside of regions of the first housing element where the cutting tool and/or the one or more openings are arranged.

Das zweite Gehäuseelement der Vorrichtung kann ein Körper sein, der einen von diesem Körper umgebenden Innenraum bildet. Das zweite Gehäuseelement kann abschnittsweise zylinderförmig und/oder kegelförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist das zweite Gehäuseelement der Vorrichtung (im Wesentlichen) kegelstumpfförmig ausgebildet.The second housing element of the device can be a body that forms an interior space surrounded by this body. The second housing element can be cylindrical and/or conical in sections. In particular, the second housing element of the device is (essentially) frustoconical.

Ebenso kann das zweite Gehäuseelement der Vorrichtung kegelstumpfförmig sein, wobei ein Ende schräg abgeschnitten ist. In diesem Fall kann die Randkurve des abgeschnittenen Endes eine Ellipse sein.Likewise, the second housing element of the device may be frustoconical with one end cut off at an angle. In this case, the edge curve of the cut off end may be an ellipse.

Das zweite Gehäuseelement kann vom ersten Gehäuseelement bedeckt sein.The second housing element may be covered by the first housing element.

Die Vorrichtung kann einen Anschluss umfassen, der von einem Fluid durchströmt werden kann. Durch den Anschluss kann die Vorrichtung mit dem Gestänge verbunden werden. Der Anschluss ist auf der Seite des Gestänges angeordnet, d.h. der Anschluss ist auf der Seite der Vorrichtung angeordnet, die dem zweiten Gehäuseelement abgewandt ist.The device can comprise a connection through which a fluid can flow. The device can be connected to the rod assembly through the connection. The connection is arranged on the side of the rod assembly, i.e. the connection is arranged on the side of the device that faces away from the second housing element.

Das Gestänge kann als ein Bohrgestänge ausgebildet sein. Vorzugweise ist das Gestänge innen hohl und erlaubt die Durchführung eines Fluides oder einen Schlauches zur Durchführung eines Fluides.The rod can be designed as a drill rod. The rod is preferably hollow inside and allows the passage of a fluid or a hose for the passage of a fluid.

Die Verbindung des Anschlusses mit dem Gestänge kann kraft- und/oder formschlüssig sein, beispielsweise kann die Verbindung als eine Verschraubung des Anschlusses mit dem Gestänge ausgebildet sein.The connection of the connector to the rod can be force-fitting and/or form-fitting, for example the connection can be designed as a screw connection of the connector to the rod.

Die Verbindung des Anschlusses der Vorrichtung mit dem Gestänge kann ausgestaltet sein, eine Zug- und/oder Druckkraft auf die Vorrichtung zu übertragen.The connection of the device connection to the rod can be designed to transmit a tensile and/or compressive force to the device.

Die Vorrichtung, insbesondere das zweite Gehäuseelement der Vorrichtung, kann einen (zweiten) Anschluss umfassen, durch den die Vorrichtung mit dem Rohr verbunden werden kann. Der Anschluss kann flanschartig ausgebildet sein.The device, in particular the second housing element of the device, can comprise a (second) connection through which the device can be connected to the pipe. The connection can be designed in the form of a flange.

Das Rohr kann ein Schlepprohr sein.The pipe can be a drag pipe.

Zwischen dem (zweiten) Anschluss und dem Rohr kann ein Übergangsstück angeordnet sein, wobei das Übergangsstück ausgebildet und so mit dem Anschluss und dem Rohr verbunden ist, dass eine Rotation der Vorrichtung nicht auf das Rohr übertragen wird. Die Vorrichtung und das Rohr können nicht drehfest (dreh-entkoppelt) verbunden sein.A transition piece can be arranged between the (second) connection and the pipe, wherein the transition piece is designed and connected to the connection and the pipe in such a way that rotation of the device is not transmitted to the pipe. The device and the pipe can be connected in a non-rotatable manner (rotationally decoupled).

Die Vorrichtung kann ein Führungselement umfassen. Das Führungselement kann in oder am ersten Gehäuseelement der Vorrichtung angeordnet sein, sodass das Fluid durch den Anschluss über das Führungselement in den Innenraum des zweiten Gehäuseelements strömen kann. Bevorzugt kann das Führungselement in der Vorrichtung so angeordnet sein, dass das Fluid so durch den Anschluss über das Führungselement in den Innenraum des zweiten Gehäuseelements strömen kann, dass Erd- oder Bodenmaterial vom Innenraum des zweiten Gehäuseelements in das Rohr eingebracht wird.The device can comprise a guide element. The guide element can be arranged in or on the first housing element of the device so that the fluid can flow through the connection via the guide element into the interior of the second housing element. Preferably, the guide element can be arranged in the device so that the fluid can flow through the connection via the guide element into the interior of the second housing element so that earth or soil material is introduced into the pipe from the interior of the second housing element.

Das Führungselement kann abschnittsweise im Anschluss für das Gestänge angeordnet sein und/oder abschnittsweise in den Innenraum des Gehäuseelements hineinragen.The guide element can be arranged in sections in the connection for the rod and/or protrude in sections into the interior of the housing element.

Der Anschluss für das Gestänge kann einen Bypass umfassen. Durch den Bypass kann wenigstens ein Anteil eines durch den Anschluss strömbaren Fluids umgelenkt werden oder abgezweigt werden. Der umgelenkte oder abgezweigte Anteil des Fluids kann unterhalb des Schneidwerkzeugs ausströmbar sein.The connection for the rod assembly can comprise a bypass. At least a portion of a fluid flowing through the connection can be diverted or branched off through the bypass. The diverted or branched off portion of the fluid can flow out below the cutting tool.

Der Bypass kann außerhalb des Anschlusses für das Gestänge angeordnet sein. Der Anschluss kann eine Öffnung, insbesondere eine seitliche Öffnung, aufweisen, durch die Fluid aus dem Anschluss in den Bypass strömen kann.The bypass can be arranged outside the connection for the rod. The connection can have an opening, in particular a lateral opening, through which fluid can flow from the connection into the bypass.

Der Bypass kann an einer Seite des Anschlusses angeordnet sein.The bypass can be located on one side of the connection.

Die Vorrichtung kann eine oder mehrere Auslässe oder Düsen umfassen. Fluid aus dem Bypass kann über den Auslass ausströmen. Der Auslass kann in einem Bereich des Schneidwerkzeugs angeordnet sein, insbesondere ist eine kürzeste Distanz zwischen dem Auslass und dem Schneidwerkzeug höchstens 100 mm, bevorzugt höchstens 50 mm, bevorzugter höchstens 30 mm.The device may comprise one or more outlets or nozzles. Fluid from the bypass may flow out via the outlet. The outlet may be arranged in a region of the cutting tool, in particular a shortest distance between the outlet and the cutting tool is at most 100 mm, preferably at most 50 mm, more preferably at most 30 mm.

Die Vorrichtung kann ein Umlenkelement umfassen. Speziell umfasst das zweite Gehäuseelement das Umlenkelement. Durch das Umlenkelement kann ein Anteil eines durch den Anschluss (Anschluss für das Gestänge) strömenden Fluids umgelenkt werden. Insbesondere kann der Anteil des Fluids in Richtung einer Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements so umgelenkt werden, dass Fluid oder der Anteil des Fluids zumindest teilweise entlang der Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements strömen kann. D.h. das Fluid strömt unterhalb des ersten Gehäuseelements in Richtung Innenwandung des zweitens Gehäuseelements und ist dabei vom Innenraum des zweiten Gehäuseelements separiert, um das Fluid/die Luft möglichst ungestört vom Erdreich im Innenraum des zweiten Gehäuseelements zur Innenwandung des zweitens Gehäuseelements zu leiten.The device can comprise a deflection element. In particular, the second housing element comprises the deflection element. A portion of a fluid flowing through the connection (connection for the rods) can be deflected by the deflection element. In particular, the portion of the fluid can be deflected towards an inner side of the first and/or second housing element such that fluid or the portion of the fluid can flow at least partially along the inner side of the first and/or second housing element. This means that the fluid flows below the first housing element towards the inner wall of the second housing element and is separated from the interior of the second housing element in order to guide the fluid/air as undisturbed as possible from the soil in the interior of the second housing element to the inner wall of the second housing element.

Das Umlenkelement kann plattenförmig ausgestaltet sein. Speziell ist das Umlenkelement plattenförmig mit einer kreisrunden Grundform ausgestaltet.The deflection element can be designed in the shape of a plate. In particular, the deflection element is designed in the shape of a plate with a circular basic shape.

Das Umlenkelement kann (im Wesentlichen) parallel zu dem ersten Gehäuseelement in dem zweiten Gehäuseelement angeordnet sein.The deflection element can be arranged (substantially) parallel to the first housing element in the second housing element.

Das Umlenkelement kann eine Öffnung aufweisen, insbesondere ist die Öffnung des Umlenkelements so zu der Öffnung des ersten Gehäuseelements ausgerichtet, dass Erd- oder Bodenmaterial durch beide Öffnungen in das zweite Gehäuseelement gelangen kann. D.h. das Umlenkelement ist im Bereich der Öffnung des ersten Gehäuseelements auch offen, so dass das Erd- oder Bodenmaterial in den Innenraum des zweiten Gehäuseelements gelangen kann.The deflection element can have an opening, in particular the opening of the deflection element is aligned with the opening of the first housing element so that earth or soil material can enter the second housing element through both openings. This means that the deflection element is also open in the area of the opening of the first housing element so that the earth or soil material can enter the interior of the second housing element.

Zwischen dem Umfang (radiales Ende) des Umlenkelements und der Innenseite des ersten Gehäuseelements kann ein Spalt, insbesondere ein Ringspalt, gebildet sein. Durch den Spalt kann das Fluid strömen.A gap, in particular an annular gap, can be formed between the circumference (radial end) of the deflection element and the inside of the first housing element. The fluid can flow through the gap.

Ein System für eine horizontale Bohrung weist eine Vorrichtung, ein Gestänge und ein Rohr auf. Die Vorrichtung kann jede hierin offenbarte Vorrichtung sein. Das Gestänge ist drehfest mit der Vorrichtung verbunden, sodass eine Rotation des Gestänges eine Rotation der Vorrichtung bewirkt. Ein Schneidwerkzeug ist an oder auf dem ersten Gehäuseelement angeordnet. Das Schneidwerkzeug ist ausgebildet, ein Erd- oder Bodenmaterial zu lockern oder zu bewegen. Das erste Gehäuseelement weist eine Öffnung auf. Durch die Öffnung kann Erd- oder Bodenmaterial in das zweite Gehäuseelement eingebracht werden. Die Vorrichtung ist so mit dem Rohr verbunden, dass Erd- oder Bodenmaterial aus dem zweiten Gehäuseelement in das Rohr eingebracht werden kann.A system for horizontal drilling includes a device, a rod, and a pipe. The device may be any device disclosed herein. The rod is rotationally connected to the device such that rotation of the rod causes rotation of the device. A cutting tool is arranged on or at the first housing member. The cutting tool is configured to loosen or move an earth or soil material. The first housing member has an opening. Earth or soil material can be introduced into the second housing member through the opening. The device is connected to the pipe such that earth or soil material can be introduced from the second housing member into the pipe.

Das Gestänge, die Vorrichtung und das Rohr können von einem Fluid durchströmbar sein. Speziell kann ein Fluid ausgehend von dem Gestänge über die Vorrichtung in das Rohr strömen.A fluid can flow through the rod, the device and the pipe. In particular, a fluid can flow from the rod through the device into the pipe.

Das Fluid kann ein Gas sein. Bevorzugt ist das Fluid Luft, insbesondere Druckluft. Das Fluid kann mit einem Druck von mehr als 1 bar (absolut), insbesondere mit einem Druck von zumindest 5 bar (absolut), speziell mit einem Druck von zumindest 10 bar (absolut), am meisten bevorzugt mit einem Druck zwischen 5 bar (absolut) und 15 bar (absolut), bereitgestellt werden.The fluid can be a gas. Preferably, the fluid is air, in particular compressed air. The fluid can be provided with a pressure of more than 1 bar (absolute), in particular with a pressure of at least 5 bar (absolute), especially with a pressure of at least 10 bar (absolute), most preferably with a pressure between 5 bar (absolute) and 15 bar (absolute).

Der Druck des Fluids kann durch einen Kompressor bereitgestellt werden.The pressure of the fluid can be provided by a compressor.

Die Öffnung kann dem Gestänge zugewandt sein. Die Öffnung kann an dem Ende der Vorrichtung angeordnet sein, das dem Rohr abgewandt ist.The opening may face the rod. The opening may be arranged at the end of the device facing away from the pipe.

Allgemein kann sich die Öffnung über nicht mehr als die Hälfte der Fläche, insbesondere Außenfläche, des ersten Gehäuseelements erstrecken.In general, the opening may extend over no more than half of the surface, in particular the outer surface, of the first housing element.

Ein Verfahren zum Bearbeiten einer horizontalen Bohrung oder zum Bohren einer horizontalen Bohrung kann eine Vorrichtung umfassen, wobei die Vorrichtung ein erstes Gehäuseelement, ein Schneidwerkzeug und ein zweites Gehäuseelement umfasst. Während des Verfahrens rotiert die Vorrichtung, insbesondere um eine Längsachse der Vorrichtung. Durch das Schneidwerkzeug wird Erd- oder Bodenmaterial gelockert oder bewegt. Erd- oder Bodenmaterial wird über eine Öffnung des ersten Gehäuseelements in den Innenraum des zweiten Gehäuseelements eingebracht. Das Erd- oder Bodenmaterial wird aus der Vorrichtung ausgebracht.A method for machining a horizontal bore or for drilling a horizontal bore may comprise a device, the device comprising a first housing element, a cutting tool and a second housing element. During the method, the device rotates, in particular about a longitudinal axis of the device device. Earth or soil material is loosened or moved by the cutting tool. Earth or soil material is introduced into the interior of the second housing element via an opening in the first housing element. The earth or soil material is removed from the device.

Die Vorrichtung kann von einem Fluid zum Ausbringen des Erd- oder Bodenmaterials aus der Vorrichtung durchströmt werden. Bevorzugt wird die Vorrichtung ausgehend von einem Anschluss der Vorrichtung durchströmt.A fluid can flow through the device to remove the earth or soil material from the device. Preferably, the fluid flows through the device starting from a connection of the device.

Das Fluid kann über ein Führungselement in das zweite Gehäuseelement der Vorrichtung einströmen. Das Führungselement kann jedes hierin offenbarte Führungselement sein.The fluid can flow into the second housing element of the device via a guide element. The guide element can be any guide element disclosed herein.

Ein Anteil des Fluids kann über einen Bypass umgelenkt oder abgezweigt werden. Der umgelenkte oder abgezweigte Anteil des Fluids kann unterhalb des Schneidwerkzeugs ausströmen, um ein Lockern und Abführen des Erdreichs zu unterstützen.A portion of the fluid can be diverted or branched off via a bypass. The diverted or branched portion of the fluid can flow out below the cutting tool to assist in loosening and draining the soil.

Ein Anteil des Fluids kann von einem Umlenkelement in Richtung einer Innenseite des zweiten Gehäuseelements strömen.A portion of the fluid can flow from a deflection element toward an inner side of the second housing element.

Die Vorrichtung kann mit einem Gestänge verbunden sein. Eine Rotation des Gestänges kann die Rotation der Vorrichtung bewirken.The device can be connected to a rod. A rotation of the rod can cause the rotation of the device.

Die Vorrichtung kann mit einem Rohr verbunden sein. Das aus der Vorrichtung ausgebrachte Erd- oder Bodenmaterial kann in das Rohr eingebracht werden.The device can be connected to a pipe. The earth or soil material discharged from the device can be introduced into the pipe.

Die Vorrichtung kann ausgehend von dem Gestänge durchströmt werden.The device can be flowed through starting from the rod.

Das Verfahren kann das Durchführen einer ersten Bohrung (Pilotbohrung) umfassen, anschließend kann die erste Bohrung durch die Vorrichtung bearbeitet werden, beispielsweise wie oben beschrieben.The method may comprise performing a first bore (pilot bore), after which the first bore may be machined by the device, for example as described above.

Durch die Bearbeitung der ersten Bohrung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine zweite Bohrung erstellt werden. Die zweite Bohrung kann einen größeren Durchmesser als die erste Bohrung aufweisen. Die zweite Bohrung kann dabei den finalen Nenndurchmesser herstellen, um bspw. ein Hohlrohr für ein Kabel bzw. direkt ein Kabel durch die zweite Bohrung hindurchzuführenBy machining the first hole using the device according to the invention, a second hole can be created. The second hole can have a larger diameter than the first hole. The second hole can produce the final nominal diameter in order to, for example, pass a hollow tube for a cable or a cable directly through the second hole.

Die erste Bohrung kann von einem ersten Punkt oder Bereich zu einem zweiten Punkt oder Bereich durchgeführt werden und die zweite Bohrung kann vom zweiten Punkt oder Bereich zum ersten Punkt oder Bereich durchgeführt werden.The first drilling may be from a first point or area to a second point or area and the second drilling may be from the second point or area to the first point or area.

Die erste Bohrung kann in eine erste Richtung durchgeführt werden und die zweite Bohrung kann in eine zweite Richtung durchgeführt werden, wobei die erste Richtung entgegengesetzt zu der zweiten Richtung ist.The first drilling may be performed in a first direction and the second drilling may be performed in a second direction, the first direction being opposite to the second direction.

Die zweite Bohrung kann einen Durchmesser von maximal 5,0 m, bevorzugt von maximal 3,0 m, besonders bevorzugt von maximal 2,0 m, noch bevorzugter von maximal 1,0 m, am meisten bevorzugt von maximal 700 mm, aufweisen.The second bore may have a diameter of a maximum of 5.0 m, preferably a maximum of 3.0 m, particularly preferably a maximum of 2.0 m, even more preferably a maximum of 1.0 m, most preferably a maximum of 700 mm.

Der Durchmesser der ersten Bohrung kann maximal halb so groß sein wie der Durchmesser der zweiten Bohrung.The diameter of the first hole can be a maximum of half the diameter of the second hole.

Der Durchmesser des Gestänges kann dabei kleiner als der Durchmesser des Rohres sein.The diameter of the rod can be smaller than the diameter of the pipe.

Das zugeführte Fluid kann Luft sein, die von einem angeschlossenen Kompressor als Druckluft zugeführt wird.The supplied fluid can be air, which is supplied as compressed air from a connected compressor.

In einer besonderen Ausgestaltung ist eine elektronische bzw. mechanische Steuerung vorgesehen, die eine Schaltbarkeit des zugführten Fluids in die drei Kanäle (Innenraum; Bypass; Innenwandung) der Vorrichtung ermöglicht. So ist es möglich, je nach Bodenbeschaffenheit eine Aufteilung des zugeführten Fluids zu ermöglichen oder nur einen oder zwei der Kanäle mit dem Fluid zu beströmen bzw. mit Druckluft zu versorgen.In a special embodiment, an electronic or mechanical control is provided that enables the supplied fluid to be switched into the three channels (interior; bypass; inner wall) of the device. Depending on the nature of the ground, it is thus possible to enable the supplied fluid to be divided up or to only allow the fluid to flow through one or two of the channels or to supply them with compressed air.

Dazu sind in der Vorrichtung schaltbare Ventile vorgesehen, die mittels fernsteuerbarer Aktuatoren eine Zufuhr von Luft zu dem einen oder anderen oder allen Kanälen ermöglicht.For this purpose, switchable valves are provided in the device, which allow the supply of air to one or the other or all channels by means of remote-controlled actuators.

Die Ventile sind dabei in ihrem Öffnungsverhältnis steuerbar. D.h. es ist möglich, dass nur ca. 10% der zugeführten Luft/Fluid zum Schneidwerkzeug und/oder zur Innenwandung des zweiten Gehäuseteils geführt werden und die größere Menge der Luft zum Abtransport des gelockerten Erdreichs über das Führungselement in den Innenraum der Vorrichtung geführt wird.The valves can be controlled in their opening ratio. This means that only about 10% of the supplied air/fluid is directed to the cutting tool and/or to the inner wall of the second housing part and the larger amount of air is directed via the guide element into the interior of the device to remove the loosened soil.

Es ist auch möglich, während des Verlaufs der Bohrung die Mengen der Luft, die den einzelnen Kanälen zugeführt wird, zu verändern. Bspw. kann zu Beginn der Bohrung ein Großteil der Luft unter das Schneidwerkzeug geführt werden. Die Ventile können auch abhängig vom Bohrwiderstand gesteuert werden.It is also possible to change the amount of air supplied to the individual channels during the drilling process. For example, at the beginning of the drilling, a large amount of the air can be directed under the cutting tool. The valves can also be controlled depending on the drilling resistance.

Auch ein intermittierendes Schalten bzw. Verändern der Luftmengen während der Bohrung, die den einzelnen Kanälen zugeführt werden, ist möglich.Intermittent switching or changing of the air volumes during drilling, which are fed to the individual channels is possible.

Allgemein kann die Vorrichtung zum Bearbeiten einer Bohrung gezogen werden.In general, the device can be pulled to machine a hole.

Allgemein kann das erste Gehäuseelement, insbesondere die Öffnung des ersten Gehäuseelements, in Vortriebsrichtung der Vorrichtung orientiert sein. Das erste Gehäuseelement, insbesondere die Öffnung des ersten Gehäuseelements, kann bezogen auf eine Vortriebrichtung der Vorrichtung vorne angeordnet sein.In general, the first housing element, in particular the opening of the first housing element, can be oriented in the advancing direction of the device. The first housing element, in particular the opening of the first housing element, can be arranged at the front with respect to an advancing direction of the device.

Ausführungsbeispiele der offenbarten Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes System mit einer Bohrvorrichtung, einem Gestänge und einem Rohr;
2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrichtung;
3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrichtung mit einem Teilschnitt;
4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung und eines Rohres;
5 zeigt eine Draufsicht einer Vorrichtung;
6 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung; und
7 zeigt eine schematische Schnittansicht der weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung.

Embodiments of the disclosed invention are illustrated in the figures and are described in more detail below.

1 shows a system according to the invention with a drilling device, a rod and a pipe;
2 shows a perspective side view of a device;
3 shows a perspective side view of a device with a partial section;
4 shows a schematic sectional view of a device and a pipe;
5 shows a plan view of a device;
6 shows a perspective side view of a further embodiment of the device; and
7 shows a schematic sectional view of the further embodiment of the device.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes System 800 mit einer Vorrichtung 100 , einem Gestänge 200 und einem Rohr 300. In 1 ist ein Zustand dargestellt, zu dem eine horizontale Pilotbohrung in einem Erd- oder Bodenmaterial 400 bereits erfolgt ist. Beispielsweise ist die Pilotbohrung durch ein bekanntes Verfahren erfolgt. Um den Bohrungsdurchmesser der Pilotbohrung von z.B. 86cm oder 125cm zu erweitern und um diesen auf einen Nenndurchmesser z.B. 100cm oder 155cm zu bringen, wird der Pilotbohrungsbohrkopf am Zielpunkt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 ersetzt, sodass die Vorrichtung 100 zwischen dem Gestänge 200, beispielsweise einem Bohrgestänge, und dem Rohr 300, beispielsweise einem Schlepprohr, angeordnet ist. In 1 ist die Vortriebsrichtung durch den Pfeil von rechts nach links dargestellt. 1 shows a system 800 according to the invention with a device 100, a rod 200 and a pipe 300. In 1 a state is shown in which a horizontal pilot bore has already been made in an earth or soil material 400. For example, the pilot bore has been made using a known method. In order to expand the bore diameter of the pilot bore from e.g. 86cm or 125cm and to bring it to a nominal diameter e.g. 100cm or 155cm, the pilot bore drill head is replaced at the target point by the device 100 according to the invention, so that the device 100 is arranged between the rod 200, for example a drill rod, and the pipe 300, for example a trailing pipe. In 1 The direction of advance is shown by the arrow from right to left.

Die Vorrichtung 100 kann auch als Bohrkopf oder Räumer bezeichnet werden. Die Vorrichtung 100 kann entlang des Verlaufs der Pilotbohrung von dem Gestänge 200 gezogen werden (d.h. in der 1 von rechts nach links), um den Pilotbohrungsdurchmesser zu erweitern und um diesen auf einen Nenndurchmesser zu bringen. Dabei kann das Gestänge 200 rotieren, wodurch die Vorrichtung 100 um dessen Längsachse rotiert. Durch die Bewegung entlang der Pilotbohrung und ggf. durch die Rotation des Gestänges 200 und der Vorrichtung 100 wird der Durchmesser der Pilotbohrung auf den Zieldurchmesser der Bohrung 500 erweitert, indem Erd- oder Bodenmaterial 400 von der Vorrichtung 100 gelockert und/oder von der Vorrichtung 100 aufgenommen und wegbewegt wird.The device 100 can also be referred to as a drill head or reamer. The device 100 can be pulled along the course of the pilot bore by the rod 200 (ie in the 1 from right to left) to expand the pilot bore diameter and to bring it to a nominal diameter. The rod assembly 200 can rotate, causing the device 100 to rotate about its longitudinal axis. By moving along the pilot bore and possibly by rotating the rod assembly 200 and the device 100, the diameter of the pilot bore is expanded to the target diameter of the bore 500 by loosening earth or soil material 400 from the device 100 and/or picking it up and moving it away.

Um die Rotation zu bewirken, ist das Gestänge 200 drehfest mit der Vorrichtung 100 verbunden. Das Gestänge 200 kann von einem Fluid F, vorzugsweise von Luft, durchströmt werden. Dazu kann das Gestänge 200 mit einem (nicht in 1 dargestellten) Kompressor verbunden sein. Der Kompressor kann das Fluid mit einem Überdruck (Druck oberhalb des Umgebungsdrucks) bereitstellen und in das Gestänge 200 einbringen. Das Fluid kann aus dem Gestänge 200 in die Vorrichtung 100 einströmen und diese durchströmen.In order to effect the rotation, the rod 200 is connected to the device 100 in a rotationally fixed manner. A fluid F, preferably air, can flow through the rod 200. For this purpose, the rod 200 can be connected to a (not shown) 1 shown) compressor. The compressor can provide the fluid at an overpressure (pressure above ambient pressure) and introduce it into the rod 200. The fluid can flow from the rod 200 into the device 100 and flow through it.

Während der Erweiterung des Durchmessers der Pilotbohrung auf den Zieldurchmesser der Bohrung 500, nimmt die Vorrichtung 100 Erd- oder Bodenmaterial 400 auf. Das aufgenommene Erd- oder Bodenmaterial 400 kann in das Rohr 300 gelangen, speziell wird das aufgenommene Erd- oder Bodenmaterial 400 durch das Fluid F in das Rohr 300 gedrückt oder transportiert. Das Erd- oder Bodenmaterial 400 kann am Ende des Rohres 300 ausgebracht werden. Durch die Anwendung von Druckluft statt einer Bohrspülung wird das Erd- oder Bodenmaterial 400 als lockeres verunreinigtes oder unkontaminiertes Material ausgeben, so dass weder ein Abtransport zu einer Deponie noch irgendein Transport erforderlich ist.During the expansion of the diameter of the pilot bore to the target diameter of the bore 500, the device 100 picks up earth or soil material 400. The picked up earth or soil material 400 can enter the pipe 300, specifically, the picked up earth or soil material 400 is pushed or transported into the pipe 300 by the fluid F. The earth or soil material 400 can be discharged at the end of the pipe 300. By using compressed air instead of a drilling fluid, the earth or soil material 400 is discharged as loose contaminated or uncontaminated material, so that neither removal to a landfill nor any transportation is required.

Die Vorrichtung 100 kann so mit dem Rohr 300 verbunden sein, dass eine Rotation der Vorrichtung 100 nicht auf das Rohr 300 übertragen wird. Dies kann über ein Übergangsstück 310 erreicht werden. Das Übergangsstück 310 kann so ausgestaltet sein, dass die Vorrichtung 100 dreh-entkoppelt mit dem Rohr 300 verbunden ist. Insbesondere ist die Verbindung zwischen der Vorrichtung 100 und dem Rohr 300 über das Übergangsstück 310 fluiddicht. Das Übergangsstück 310 kann ein Lager sein.The device 100 can be connected to the pipe 300 in such a way that a rotation of the device 100 is not transmitted to the pipe 300. This can be achieved via a transition piece 310. The transition piece 310 can be designed such that the device 100 is connected to the pipe 300 in a rotationally decoupled manner. In particular, the connection between the device 100 and the pipe 300 via the transition piece 310 is fluid-tight. The transition piece 310 can be a bearing.

In den 2 und 3 ist eine Vorrichtung 100, die auch als Bohrkopf bezeichnet werden kann, dargestellt. Die Vorrichtung 100 umfasst ein erstes Gehäuseelement 120 und ein zweites Gehäuseelement 140.In the 2 and 3 a device 100, which can also be referred to as a drill head, is shown. The device 100 comprises a first housing element 120 and a second housing element 140.

Das zweite Gehäuseelement 140 ist in dieser Ausführungsform im Wesentlichen kegelstumpfförmig. Der Durchmesser des zweiten Gehäuseelement 140 ist an dem Ende, das dem ersten Gehäuseelement 120 zugewandt ist, größer als an dem Ende des zweiten Gehäuseelement 140, das dem ersten Gehäuseelement 120 abgewandt ist. Der Durchmesser des Endes, das dem ersten Gehäuseelement 120 zugewandt ist, kann dem Solldurchmesser der Bohrung entsprechen. Der Durchmesser des Endes oder der Öffnung des Endes, das dem ersten dem ersten Gehäuseelement 120 abgewandt ist, kann dem Durchmesser des Rohres 300 entsprechen.The second housing element 140 is in this embodiment essentially frustoconical in shape. The diameter of the second housing element 140 is at the end that faces the first housing element element 120 is larger than at the end of the second housing element 140 that faces away from the first housing element 120. The diameter of the end that faces the first housing element 120 can correspond to the desired diameter of the bore. The diameter of the end or opening of the end that faces away from the first housing element 120 can correspond to the diameter of the tube 300.

Das zweite Gehäuseelement 140 kann an dem dem ersten Gehäuseelement 120 abgewandten Ende eine Öffnung 142 aufweisen. Dieses Ende kann weiterhin einen Anschluss 150 umfassen. Der Anschluss 150 kann flanschartig ausgebildet sein oder ein Flansch sein. Der Anschluss 150 kann ausgebildet sein, um mit dem Rohr 300 verbunden zu werden, gegebenenfalls über ein Übergangsstück 310.The second housing element 140 can have an opening 142 at the end facing away from the first housing element 120. This end can further comprise a connection 150. The connection 150 can be designed like a flange or can be a flange. The connection 150 can be designed to be connected to the pipe 300, optionally via a transition piece 310.

An einem Ende des zweiten Gehäuseelements 140 ist das erste Gehäuseelement 120 angeordnet. Das erste Gehäuseelement 120 kann mit dem zweiten Gehäuseelement 140 verschraubt oder verschweißt sein.The first housing element 120 is arranged at one end of the second housing element 140. The first housing element 120 can be screwed or welded to the second housing element 140.

Das erste Gehäuseelement 120 weist eine Öffnung 121 auf, durch die Erd- oder Bodenmaterial 400 in einen Raum, der von dem ersten Gehäuseelement 120 und dem zweiten Gehäuseelement 140 gebildet ist, gelangen kann.The first housing element 120 has an opening 121 through which earth or soil material 400 can enter a space formed by the first housing element 120 and the second housing element 140.

Das erste Gehäuseelement 120 kann eine kreisrunde Grundform aufweisen, wobei ein Abschnitt davon durch eine Sehne 128 abgetrennt, abgeschnitten oder abgegrenzt sein kann. Das zweite Gehäuseelement 120 kann eine kreisbogenförmige Grundform aufweisen. Auch das zweite Gehäuseelement 120 kann dem Abschnitt gemäß der Sehne 128 entsprechen. D.h. der Kegelstumpf ist nur teilweise kreisrund und einer Seite abgeflacht.The first housing element 120 can have a circular basic shape, wherein a section thereof can be separated, cut off or delimited by a chord 128. The second housing element 120 can have a circular arc-shaped basic shape. The second housing element 120 can also correspond to the section according to the chord 128. This means that the truncated cone is only partially circular and flattened on one side.

Im Bereich der Öffnung 121 ist ein Schneidwerkzeug 130 an dem ersten Gehäuseelement 120 angeordnet. In diesem Beispiel umfasst das Schneidwerkzeug 130 drei Schneiden 131a, 131b und 131c, die sich, bezogen auf das erste Gehäuseelement 120, radial erstrecken und insbesondere radial fluchtend sind.In the region of the opening 121, a cutting tool 130 is arranged on the first housing element 120. In this example, the cutting tool 130 comprises three cutting edges 131a, 131b and 131c, which extend radially with respect to the first housing element 120 and are in particular radially aligned.

Die Vorrichtung 100 kann ebenso mehr als ein Schneidwerkzeug 130 umfassen, bevorzugt umfasst es zwei Schneidwerkzeuge 130.The device 100 may also comprise more than one cutting tool 130, preferably it comprises two cutting tools 130.

Die Schneiden des Schneidwerkzeugs 130 können linear ausgebildet sein. Die Schneiden des Schneidwerkzeugs können ebenso gebogen oder wendelförmig ausgebildet sein.The cutting edges of the cutting tool 130 can be linear. The cutting edges of the cutting tool can also be curved or helical.

Durch das Schneidwerkzeug 130 und insbesondere die Rotation der Vorrichtung kann Erd- oder Bodenmaterial gelockert und/oder bewegt werden, und insbesondere über die Öffnung 121 in dem ersten Gehäuseelement 120 in den Raum, gebildet durch das zweite Gehäuseelement 140 und das erste Gehäuseelement 120, eingebracht werden.By means of the cutting tool 130 and in particular the rotation of the device, earth or soil material can be loosened and/or moved, and in particular introduced via the opening 121 in the first housing element 120 into the space formed by the second housing element 140 and the first housing element 120.

Auf oder an dem ersten Gehäuseelement 120 ist weiterhin zumindest ein Hilfsschneidwerkzeug 135 angeordnet. Das Hilfsschneidwerkzeug 135 ist bevorzugt radial außen an dem ersten Gehäuseelement 120 angeordnet. Das Hilfsschneidwerkzeug 135 kann in radialer Richtung die radiale Erstreckung des ersten Gehäuseelements 120 und/oder des zweiten Gehäuseelements 140 übergreifen.At least one auxiliary cutting tool 135 is also arranged on or at the first housing element 120. The auxiliary cutting tool 135 is preferably arranged radially on the outside of the first housing element 120. The auxiliary cutting tool 135 can overlap the radial extension of the first housing element 120 and/or the second housing element 140 in the radial direction.

Bevorzugt sind zumindest zwei, bevorzugter zumindest drei, noch bevorzugter zumindest fünf, Hilfsschneidwerkzeuge 135 an dem ersten Gehäuseelement 120 angeordnet. Die Hilfsschneidwerkzeuge 135 können umlaufend verteilt an dem ersten Gehäuseelement 120 angeordnet sein, insbesondere umlaufend gleichmäßig verteilt an dem ersten Gehäuseelement 120 angeordnet sein. Die Hilfsschneidwerkzeuge 135 können sowohl am Rand, als auch auf der außenliegenden Fläche des ersten Gehäuseelements 120 angeordnet sein.Preferably, at least two, more preferably at least three, even more preferably at least five, auxiliary cutting tools 135 are arranged on the first housing element 120. The auxiliary cutting tools 135 can be arranged distributed all around on the first housing element 120, in particular arranged evenly distributed all around on the first housing element 120. The auxiliary cutting tools 135 can be arranged both on the edge and on the outer surface of the first housing element 120.

Das erste Gehäuseelement 120 kann eine Erhebung bzw. einen Vorsprung 126 umfassen. Die Erhebung 126 kann im Bereich der Öffnung 121 an dem ersten Gehäuseelement 120 angeordnet sein, insbesondere ist die kürzeste Distanz zwischen der Öffnung 121 und der Erhebung 126 höchsten 150 mm, bevorzugt höchstens 100 mm, am meisten bevorzugt höchstens 50 mm.The first housing element 120 can comprise an elevation or a projection 126. The elevation 126 can be arranged in the region of the opening 121 on the first housing element 120, in particular the shortest distance between the opening 121 and the elevation 126 is at most 150 mm, preferably at most 100 mm, most preferably at most 50 mm.

Die Erhebung 126 kann einen Auslass oder mehrere Auslässe 127 umfassen. Durch den einen oder mehrere Auslässe 127 kann Luft ausströmen.The elevation 126 may include one or more outlets 127. Air may flow out through the one or more outlets 127.

Die Vorrichtung kann weiterhin einen Anschluss 110 umfassen. Der Anschluss 110 kann am ersten Gehäuseelement 120 angeordnet sein. Der Anschluss 110 kann eine hohlzylinderartige Form aufweisen oder ein Hohlzylinder sein.The device may further comprise a connection 110. The connection 110 may be arranged on the first housing element 120. The connection 110 may have a hollow cylinder-like shape or be a hollow cylinder.

Über den Anschluss 110 kann die Vorrichtung 100 mit einem Gestänge 200 verbunden werden. Durch das Gestänge 200 kann eine Rotation auf die Vorrichtung 100 übertragen werden, sodass die Vorrichtung 100 rotiert. Durch das Gestänge 200 kann eine Zug- und/oder Druckkraft auf die Vorrichtung 100 übertragen werden. Durch das Gestänge 200 kann ein Fluid F, insbesondere Luft, mit Überdruck in dem Anschluss 110 bereitgestellt werden.The device 100 can be connected to a rod 200 via the connection 110. A rotation can be transmitted to the device 100 via the rod 200, so that the device 100 rotates. A tensile and/or compressive force can be transmitted to the device 100 via the rod 200. A fluid F, in particular air, with excess pressure can be provided in the connection 110 via the rod 200.

Die Fluidführung der Vorrichtung 100 wird in mehreren Beispielen mit Blick auf die 2 bis 4 beschrieben.The fluid guidance of the device 100 is described in several examples with regard to the 2 to 4 described.

Das Fluid F kann mit Überdruck in dem Anschluss 110 anliegen.The fluid F can be present at overpressure in the connection 110.

Der Anschluss 110 kann einen Bypass 111 umfassen. Durch den Bypass 111 kann wenigstens ein Anteil des Fluids F vom Anschluss 110 abgezweigt oder umgelenkt werden. Über eine Öffnung 110a im Anschluss 110 kann Fluid F vom Anschluss 110 in den Bypass 111 strömen.The connection 110 can comprise a bypass 111. At least a portion of the fluid F from the connection 110 can be branched off or diverted through the bypass 111. Fluid F can flow from the connection 110 into the bypass 111 via an opening 110a in the connection 110.

Der Bypass 111 ist mit einem Auslass 122 oder mehreren Auslässen 122 unterhalb des Schneidwerkzeugs 130 verbunden, sodass Fluid F aus dem Auslass 122 ausströmen kann. Der Bypass 111 kann einen Führungsabschnitt 115 umfassen, der sich in radialer Richtung (bezogen auf das erste Gehäuseelement 120) erstreckt. Der Führungsabschnitt 115 kann einen sich in radialer Richtung erstreckenden Auslass 122 oder mehrere sich in radialer Richtung erstreckende Auslässe 122 oder mehrere über eine radiale Distanz verteilte Auslässe 122 über deren gesamte radiale Erstreckung mit Fluid F versorgen. Dadurch kann Erd- oder Bodenmaterial 400 im Bereich des gesamten Schneidwerkzeugs 130 durch das Fluid, welches aus dem Auslass 122 oder den Auslässen 122 ausströmt, aufgelockert werden.The bypass 111 is connected to an outlet 122 or several outlets 122 below the cutting tool 130 so that fluid F can flow out of the outlet 122. The bypass 111 can comprise a guide section 115 that extends in the radial direction (relative to the first housing element 120). The guide section 115 can supply an outlet 122 extending in the radial direction or several outlets 122 extending in the radial direction or several outlets 122 distributed over a radial distance with fluid F over their entire radial extension. As a result, earth or soil material 400 in the area of the entire cutting tool 130 can be loosened by the fluid that flows out of the outlet 122 or the outlets 122.

Der Auslass 122 ist bevorzugt im Bereich des Schneidwerkzeugs 130 angeordnet, insbesondere zwischen dem zweiten Gehäuseelement 140 und dem Schneidwerkzeug 130. Eine kürzeste Distanz zwischen dem Auslass 122 und dem Schneidwerkzeug 130 ist bevorzugt höchstens 100 mm, besonders bevorzugt höchstens 50 mm, am meisten bevorzugt höchstens 20 mm. Eine kürzeste Distanz zwischen dem Auslass 122 und der Öffnung 121 des ersten Gehäuseelements 120 ist bevorzugt höchstens 100 mm, besonders bevorzugt höchstens 50 mm, am meisten bevorzugt höchstens 20 mm.The outlet 122 is preferably arranged in the region of the cutting tool 130, in particular between the second housing element 140 and the cutting tool 130. A shortest distance between the outlet 122 and the cutting tool 130 is preferably at most 100 mm, particularly preferably at most 50 mm, most preferably at most 20 mm. A shortest distance between the outlet 122 and the opening 121 of the first housing element 120 is preferably at most 100 mm, particularly preferably at most 50 mm, most preferably at most 20 mm.

Ausgehend von dem Anschluss 110 kann ein Kanal KB gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 110 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil über den Auslass 122 ausströmt. Durch diesen Fluidstrom kann Erd- oder Bodenmaterial 400, das von dem Schneidwerkzeug gelockert oder bewegt wurde, aufgelockert werden und Erd- oder Bodenmaterial 400 kann in Richtung des Inneren des zweiten Gehäuseelements 140 gedrückt oder transportiert werden.Starting from the connection 110, a channel KB can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 110 such that the portion flows out via the outlet 122. By means of this fluid flow, earth or soil material 400 which has been loosened or moved by the cutting tool can be loosened and earth or soil material 400 can be pressed or transported towards the interior of the second housing element 140.

In der Vorrichtung kann ein Umlenkelement 123 angeordnet sein. Das Umlenkelement 123 kann eine plattenförmige Grundform aufweisen. Das Umlenkelement 123 kann eine kreisrunde Grundform aufweisen. Das Umlenkelement 123 kann in dem zweiten Gehäuseelement 140 angeordnet sein. Das Umlenkelement 123 kann (im Wesentlichen) parallel zu dem ersten Gehäuseelement 120 angeordnet sein. Zwischen dem Umlenkelement 123 und einer Innenseite des zweiten Gehäuseelements 140 kann ein Spalt ausgebildet sein. Der Spalt kann ein Ringspalt sein. Das Umlenkelement 123 kann mit der Innenseite des zweiten Gehäuseelements 140 oder mit dem ersten Gehäuseelement 120 verbunden sein.A deflection element 123 can be arranged in the device. The deflection element 123 can have a plate-shaped basic shape. The deflection element 123 can have a circular basic shape. The deflection element 123 can be arranged in the second housing element 140. The deflection element 123 can be arranged (essentially) parallel to the first housing element 120. A gap can be formed between the deflection element 123 and an inner side of the second housing element 140. The gap can be an annular gap. The deflection element 123 can be connected to the inner side of the second housing element 140 or to the first housing element 120.

Das Umlenkelement 123 kann eine Öffnung aufweisen. Die Öffnung des Umlenkelements 123 kann mit der Öffnung 121 in dem ersten Gehäuseelement 120 so zusammenwirken, dass Erd- oder Bodenmaterial durch die Öffnung 121 in dem ersten Gehäuseelement 120 und durch die Öffnung des Umlenkelements in das Innere des zweiten Gehäuseelements 140 gelangen kann. Die Positionen der Öffnung des Umlenkelements 123 und der Öffnung 121 in dem ersten Gehäuseelement 120 können hierzu aufeinander abgestimmt sein.The deflection element 123 can have an opening. The opening of the deflection element 123 can interact with the opening 121 in the first housing element 120 such that earth or soil material can pass through the opening 121 in the first housing element 120 and through the opening of the deflection element into the interior of the second housing element 140. The positions of the opening of the deflection element 123 and the opening 121 in the first housing element 120 can be coordinated with one another for this purpose.

Über das Umlenkelement 123 kann Fluid F aus dem Anschluss 110 so umgelenkt oder abgezweigt werden, dass das Fluid in Richtung der Innenseite des zweiten Gehäuseelements 140 oder an die Innenseite des zweiten Gehäuseelements 140 strömt.Via the deflection element 123, fluid F can be deflected or branched off from the connection 110 such that the fluid flows in the direction of the inside of the second housing element 140 or to the inside of the second housing element 140.

Ausgehend von dem Anschluss 110 kann ein Kanal KS gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 110 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil in Richtung der Innenseite des zweiten Gehäuseelements 140 oder an die Innenseite des zweiten Gehäuseelements 140 strömt. Durch diesen Fluidstrom kann ein Luftschleier an zumindest einem Abschnitt der Innenseite des zweiten Gehäuseelements 140 verursacht werden, durch den ein Anhaften von Erd- oder Bodenmaterial reduziert oder verhindert wird.Starting from the connection 110, a channel KS can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 110 such that the portion flows in the direction of the inside of the second housing element 140 or to the inside of the second housing element 140. This fluid flow can cause an air curtain on at least a portion of the inside of the second housing element 140, which reduces or prevents the adhesion of earth or soil material.

Ebenso kann Fluid F von dem Umlenkelement 123 so umgeleitet oder umgelenkt werden, dass das Fluid F aus dem Auslass 127 der Erhebung 126 ausströmt.Likewise, fluid F can be diverted or redirected by the diverting element 123 such that the fluid F flows out of the outlet 127 of the elevation 126.

Ausgehend von dem Anschluss 110 kann ein Kanal KS gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 110 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil aus dem Auslass 127 der Erhebung 126 strömt. Durch diesen Fluidstrom kann Erd- oder Bodenmaterial 400 aufgelockert werden, bevor dieses von dem Schneidwerkzeug 130 gelockert oder bewegt wird.Starting from the connection 110, a channel KS can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 110 such that the portion flows out of the outlet 127 of the elevation 126. This fluid flow can loosen earth or soil material 400 before it is loosened or moved by the cutting tool 130.

In der Vorrichtung 100 kann ebenso ein Führungselement 112, 113 angeordnet sein. Das Führungselement 112, 113 kann sich teilweise in den Anschluss 110 erstrecken. Das Führungselement 112, 113 kann sich teilweise in das zweite Gehäuseelement 140 erstrecken. Das Führungselement 112, 113 kann sich durch das Umlenkelement 123 hindurch erstrecken. Das Führungselement 112, 113 kann rohrförmig ausgebildet sein.A guide element 112, 113 can also be arranged in the device 100. The guide element 112, 113 can partially be in the Connection 110. The guide element 112, 113 can extend partially into the second housing element 140. The guide element 112, 113 can extend through the deflection element 123. The guide element 112, 113 can be tubular.

Ausgehend von dem Anschluss 110 kann ein Kanal KP gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 110 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil in das Innere des zweiten Gehäuseelements 140 strömt. Durch diesen Fluidstrom kann Erd- oder Bodenmaterial 400 im Inneren des zweiten Gehäuseelements 140 in Richtung des Rohres 300 transportiert oder gedrückt werden.Starting from the connection 110, a channel KP can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 110 such that the portion flows into the interior of the second housing element 140. This fluid flow can transport or push earth or soil material 400 in the interior of the second housing element 140 in the direction of the pipe 300.

Die beschriebenen Fluidströme können einzeln in der Vorrichtung 100 gesteuert und ggf. zeitlich begrenzt vom Fluid beströmt werden. Ebenso können mehrere oder alle beschriebenen Fluidströme in der Vorrichtung 100 gesteuert und/oder eingesetzt werden.The described fluid streams can be controlled individually in the device 100 and, if necessary, can be subjected to fluid flow for a limited period of time. Likewise, several or all of the described fluid streams can be controlled and/or used in the device 100.

In der Draufsicht einer Vorrichtung 100 der 5 lässt sich eine mögliche Form des ersten Gehäuseelements 120 besonders gut erkennen.In the top view of a device 100 of the 5 a possible shape of the first housing element 120 can be seen particularly well.

Die Grundform des ersten Gehäuseelements 120 kann kreisrund sein, wobei ein Abschnitt des ersten Gehäuseelements 120 durch eine Sehne 128 abgetrennt ist.The basic shape of the first housing element 120 can be circular, with a portion of the first housing element 120 separated by a chord 128.

Radial außen können umfänglich verteilt Hilfsschneidwerkzeuge 135 angeordnet sein. Die Hilfsschneidwerkzeuge 135 können sich radial über die radiale Erstreckung des ersten Gehäuseelements 120 hinaus erstrecken. Durch die Hilfsschneidwerkzeuge 135 kann der Durchmesser einer Bohrung größer gestaltet werden als der Durchmesser des ersten Gehäuseelements 120.Auxiliary cutting tools 135 can be arranged radially on the outside and distributed around the circumference. The auxiliary cutting tools 135 can extend radially beyond the radial extent of the first housing element 120. The auxiliary cutting tools 135 can make the diameter of a bore larger than the diameter of the first housing element 120.

In der Öffnung 121 kann eine Platte 129 angeordnet sein, durch die ein Abschnitt der Öffnung 121 verschlossen ist. Die Platte 129 kann in einer Ebene orientiert sein, die durch das erste Gehäuseelement 120 vorgegeben ist. Die Platte 129 kann eine Kante 129b aufweisen, die der Öffnung 121 zugewandt ist. Die Kante 129b kann im Wesentlichen parallel zur Orientierung des Schneidwerkzeugs 130 ausgebildet und positioniert sein.A plate 129 may be arranged in the opening 121, by which a portion of the opening 121 is closed. The plate 129 may be oriented in a plane defined by the first housing element 120. The plate 129 may have an edge 129b facing the opening 121. The edge 129b may be formed and positioned substantially parallel to the orientation of the cutting tool 130.

Ein Abschnitt des ersten Gehäuseelements 120 auf einer Seite der Öffnung 121 in dem ersten Gehäuseelement 120 kann mit einem anderen Abschnitt des ersten Gehäuseelements 120 auf einer anderen Seite der Öffnung 121 in dem ersten Gehäuseelement 120 durch ein Verbindungsstück 129a verbunden sein. Das Verbindungsstück 129a kann eine um ein Vielfaches längere Längserstreckung als Breite aufweisen. Das Verbindungsstück 129a kann gebogen sein oder bogenförmig ausgebildet sein. Das Verbindungsstück 129a kann durch die Öffnung 121 führen. Bevorzugt teilt das Verbindungsstück 129a in die Öffnung 121 in einen ersten Abschnitt und in einen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt kann relativ zum zweiten Abschnitt radial innenliegend sein.A section of the first housing element 120 on one side of the opening 121 in the first housing element 120 can be connected to another section of the first housing element 120 on another side of the opening 121 in the first housing element 120 by a connecting piece 129a. The connecting piece 129a can have a longitudinal extension that is many times longer than its width. The connecting piece 129a can be curved or have an arc shape. The connecting piece 129a can lead through the opening 121. Preferably, the connecting piece 129a divides the opening 121 into a first section and a second section. The first section can be radially inward relative to the second section.

6 zeigt eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung 600. Diese Vorrichtung 600 umfasst einer erstes Gehäuseelement 620 und ein zweites Gehäuseelement 640. 6 shows another device 600 according to the invention. This device 600 comprises a first housing element 620 and a second housing element 640.

Das erste Gehäuseelement 620 und das zweite Gehäuseelement 640 sind in dieser Ausführungsform im Wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet.The first housing element 620 and the second housing element 640 are essentially frustoconical in this embodiment.

Eine Öffnung 621 in dem ersten Gehäuseelement 620 erstreckt sich hauptsächlich in Längsrichtung (in axialer Richtung) der Vorrichtung 600. Die Erstreckung der Öffnung 621 in Längsrichtung kann größer sein als dessen Erstreckung in umlaufender Richtung. Über die Öffnung 621 kann Erd- oder Bodenmaterial 400 in das erste und/oder zweite Gehäuseelement 620, 640 eingebracht werden.An opening 621 in the first housing element 620 extends mainly in the longitudinal direction (in the axial direction) of the device 600. The extension of the opening 621 in the longitudinal direction can be greater than its extension in the circumferential direction. Earth or soil material 400 can be introduced into the first and/or second housing element 620, 640 via the opening 621.

Das zweite Gehäuseelement 640 kann an dem dem ersten Gehäuseelement 620 abgewandten Ende eine Öffnung 642 aufweisen. Dieses Ende kann weiterhin einen Anschluss 650 umfassen. Der Anschluss 650 kann flanschartig ausgebildet sein oder ein Flansch sein. Der Anschluss 650 kann ausgebildet sein, um mit dem Rohr 300 verbunden zu werden, gegebenenfalls über ein Übergangsstück 310.The second housing element 640 can have an opening 642 at the end facing away from the first housing element 620. This end can further comprise a connection 650. The connection 650 can be designed like a flange or can be a flange. The connection 650 can be designed to be connected to the pipe 300, optionally via a transition piece 310.

An einem Ende des zweiten Gehäuseelements 640 ist das erste Gehäuseelement 620 angeordnet. D.h. die beiden kegelstumpfförmigen Gehäuseelemente 620, 640 sind an ihren Enden mit den größeren Öffnungen miteinander verbunden.The first housing element 620 is arranged at one end of the second housing element 640. This means that the two frustoconical housing elements 620, 640 are connected to one another at their ends with the larger openings.

Im Bereich der Öffnung 621 ist ein Schneidwerkzeug 630 an dem ersten Gehäuseelement 620 angeordnet. Die eine oder mehreren Schneiden des Schneidwerkzeugs 630 erstrecken sich hauptsächlich in Längsrichtung der Vorrichtung 600. Die Erstreckung der Schneide des Schneidwerkzeugs 630 kann in Längsrichtung größer sein als dessen Erstreckung in umlaufender Richtung.In the region of the opening 621, a cutting tool 630 is arranged on the first housing element 620. The one or more cutting edges of the cutting tool 630 extend mainly in the longitudinal direction of the device 600. The extension of the cutting edge of the cutting tool 630 can be greater in the longitudinal direction than its extension in the circumferential direction.

Das erste Gehäuseelement 620 kann eine Erhebung umfassen (nicht in 6 dargestellt). Die Erhebung kann im Bereich der Öffnung 621 an dem ersten Gehäuseelement 620 angeordnet sein, insbesondere ist die kürzeste Distanz zwischen der Öffnung 621 und der Erhebung höchsten 150 mm, bevorzugt höchstens 100 mm, am meisten bevorzugt höchstens 50 mm.The first housing element 620 may include a protrusion (not shown in 6 The elevation can be arranged in the region of the opening 621 on the first housing element 620, in particular the shortest distance between the opening 621 and the elevation is at most 150 mm, preferably at most 100 mm, most preferably at most 50 mm.

Die Erhebung kann einen Auslass oder Auslässe umfassen.The elevation may include an outlet or outlets.

Die Vorrichtung kann weiterhin einen Anschluss 610 umfassen. Der Anschluss 610 kann an dem ersten Gehäuseelement 620 angeordnet sein. Der Anschluss 610 kann eine hohlzylinderartige Form aufweisen oder ein Hohlzylinder sein.The device may further comprise a connection 610. The connection 610 may be arranged on the first housing element 620. The connection 610 may have a hollow cylinder-like shape or be a hollow cylinder.

Über den Anschluss 610 kann die Vorrichtung 600 mit einem Gestänge 200 verbunden werden, wie mit Blick auf die Vorrichtung 100 beschrieben.The device 600 can be connected to a rod 200 via the connection 610, as described with regard to the device 100.

Eine Fluidführung der Vorrichtung 600 wir mit Blick auf 7 beschrieben.A fluid guide of the device 600 is shown with regard to 7 described.

Das Fluid F kann mit Überdruck in dem Anschluss 610 vorliegen oder an diesem anliegen.The fluid F can be present in or applied to the port 610 under overpressure.

Der Anschluss 610 kann einen Bypass 611 umfassen. Durch den Bypass 611 kann ein Anteil des Fluids F in dem Anschluss 610 abgezweigt oder umgelenkt werden.The connection 610 can comprise a bypass 611. A portion of the fluid F in the connection 610 can be branched off or diverted through the bypass 611.

Der Bypass 611 ist verbunden mit einem Auslass oder mehreren Auslässen, sodass Fluid F aus dem Auslass ausströmen kann. Der Bypass 611 kann einen Führungsabschnitt umfassen, der sich entlang der Innenseite des ersten Gehäuseelements 620 erstreckt. Der Führungsabschnitt kann einen Auslass oder mehrere Auslässe umfassen. Dadurch kann Erd- oder Bodenmaterial 400 im Bereich des gesamten Schneidwerkzeugs 630 von Fluid F aus dem Auslass oder den Auslässen aufgelockert werden.The bypass 611 is connected to one or more outlets so that fluid F can flow out of the outlet. The bypass 611 can comprise a guide section that extends along the inside of the first housing element 620. The guide section can comprise one or more outlets. As a result, earth or soil material 400 in the area of the entire cutting tool 630 can be loosened by fluid F from the outlet or outlets.

Der Auslass ist bevorzugt im Bereich des Schneidwerkzeugs 630 angeordnet, insbesondere in dem ersten Gehäuseelement 620. Eine kürzeste Distanz zwischen dem Auslass und dem Schneidwerkzeug 630 ist bevorzugt höchstens 100 mm, besonders bevorzugt höchstens 50 mm, am meisten bevorzugt höchstens 20 mm. Eine kürzeste Distanz zwischen dem Auslass und der Öffnung 621 des ersten Gehäuseelements 620 ist bevorzugt höchstens 100 mm, besonders bevorzugt höchstens 50 mm, am meisten bevorzugt höchstens 20 mm.The outlet is preferably arranged in the region of the cutting tool 630, in particular in the first housing element 620. A shortest distance between the outlet and the cutting tool 630 is preferably at most 100 mm, particularly preferably at most 50 mm, most preferably at most 20 mm. A shortest distance between the outlet and the opening 621 of the first housing element 620 is preferably at most 100 mm, particularly preferably at most 50 mm, most preferably at most 20 mm.

Ausgehend von dem Anschluss 610 kann ein Kanal KB2 gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 610 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil über den Auslass ausströmt. Durch diesen Fluidstrom kann Erd- oder Bodenmaterial 400, das von dem Schneidwerkzeug gelockert oder bewegt wurde, aufgelockert werden und Erd- oder Bodenmaterial 400 kann in Richtung des Inneren des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 620, 640 gedrückt oder transportiert werden.Starting from the connection 610, a channel KB2 can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 610 such that the portion flows out via the outlet. By means of this fluid flow, earth or soil material 400 which has been loosened or moved by the cutting tool can be loosened and earth or soil material 400 can be pressed or transported towards the interior of the first and/or second housing element 620, 640.

In der Vorrichtung 600 kann ein Umlenkelement 623 angeordnet sein. Das Umlenkelement 623 kann eine plattenförmige Grundform aufweisen. Das Umlenkelement 623 kann eine kreisrunde Grundform aufweisen. Das Umlenkelement 623 kann in dem ersten Gehäuseelement 620 angeordnet sein. Zwischen dem Umlenkelement 623 und einer Innenseite des ersten Gehäuseelements 620 kann ein Spalt ausgebildet sein. Der Spalt kann ein Ringspalt sein. Das Umlenkelement 623 kann mit der Innenseite des zweiten Gehäuseelements 640 und/oder mit dem ersten Gehäuseelement 620 verbunden sein.A deflection element 623 can be arranged in the device 600. The deflection element 623 can have a plate-shaped basic shape. The deflection element 623 can have a circular basic shape. The deflection element 623 can be arranged in the first housing element 620. A gap can be formed between the deflection element 623 and an inner side of the first housing element 620. The gap can be an annular gap. The deflection element 623 can be connected to the inner side of the second housing element 640 and/or to the first housing element 620.

Das Umlenkelement 623 kann eine Öffnung aufweisen. Die Öffnung des Umlenkelements 623 kann mit der Öffnung 621 in dem ersten Gehäuseelement 620 so zusammenwirken, dass Erd- oder Bodenmaterial durch die Öffnung 621 in dem ersten Gehäuseelement 620 und durch die Öffnung des Umlenkelements in das Innere des zweiten Gehäuseelements 640 gelangen kann. Die Positionen der Öffnung des Umlenkelements 623 und der Öffnung 621 in dem ersten Gehäuseelement 620 können hierzu aufeinander abgestimmt sein.The deflection element 623 can have an opening. The opening of the deflection element 623 can interact with the opening 621 in the first housing element 620 such that earth or soil material can pass through the opening 621 in the first housing element 620 and through the opening of the deflection element into the interior of the second housing element 640. The positions of the opening of the deflection element 623 and the opening 621 in the first housing element 620 can be coordinated with one another for this purpose.

Fluid F aus dem Anschluss 610 kann über das Umlenkelement 623 so umgelenkt oder abgezweigt werden, dass das Fluid in Richtung der Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 620, 640 oder an die Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 620, 640 strömt.Fluid F from the connection 610 can be diverted or branched off via the deflection element 623 such that the fluid flows towards the inside of the first and/or second housing element 620, 640 or to the inside of the first and/or second housing element 620, 640.

Ausgehend von dem Anschluss 610 kann ein Kanal KS2 gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 610 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil in Richtung der Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 620, 640 oder an die Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 620, 640 strömt. Durch diesen Fluidstrom kann ein Luftschleier an zumindest einem Abschnitt der Innenseite des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 620, 640 verursacht werden, durch den ein Anhaften von Erd- oder Bodenmaterial reduziert oder verhindert wird.Starting from the connection 610, a channel KS2 can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 610 such that the portion flows in the direction of the inside of the first and/or second housing element 620, 640 or to the inside of the first and/or second housing element 620, 640. This fluid flow can cause an air curtain on at least a portion of the inside of the first and/or second housing element 620, 640, which reduces or prevents the adhesion of earth or soil material.

Ebenso kann Fluid F von dem Umlenkelement so umgeleitet oder umgelenkt werden, dass das Fluid F aus dem Auslass der Erhebung ausströmt.Likewise, fluid F can be diverted or redirected by the diverting element so that the fluid F flows out of the outlet of the elevation.

Ausgehend von dem Anschluss 610 kann ein Kanal KS2 gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 610 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil aus dem Auslass der Erhebung strömt. Durch diesen Fluidstrom kann Erd- oder Bodenmaterial 400 aufgelockert werden bevor dieses von dem Schneidwerkzeug 630 gelockert oder bewegt wird.Starting from the connection 610, a channel KS2 can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 610 such that the portion flows out of the outlet of the elevation. This fluid flow can loosen earth or soil material 400 before it is loosened or moved by the cutting tool 630.

In der Vorrichtung 600 kann ebenso ein Führungselement 612, 613 angeordnet sein. Das Führungselement 612, 613 kann sich teilweise in den Anschluss 610 erstrecken. Das Führungselement 612, 613 kann sich teilweise in das zweite Gehäuseelement 640 erstrecken. Das Führungselement 612, 613 kann sich durch das Umlenkelement 623 hindurch erstrecken. Das Führungselement 612, 613 kann rohrförmig ausgebildet sein.A guide element 612, 613 can also be arranged in the device 600. The guide element 612, 613 can extend partially into the connection 610. The guide element 612, 613 can extend partially into the second housing element 640. The guide element 612, 613 can extend through the deflection element 623. The guide element 612, 613 can be tubular.

Ausgehend von dem Anschluss 610 kann ein Kanal KP2 gebildet sein, der einen Anteil von Fluid F in dem Anschluss 610 so umleitet oder umlenkt, dass der Anteil in das Innere des zweiten Gehäuseelements 640 strömt. Durch diesen Fluidstrom kann Erd- oder Bodenmaterial 400 im Inneren des ersten und/oder zweiten Gehäuseelements 620, 640 in Richtung des Rohres 300 transportiert oder gedrückt werden.Starting from the connection 610, a channel KP2 can be formed which diverts or redirects a portion of fluid F in the connection 610 such that the portion flows into the interior of the second housing element 640. This fluid flow can transport or push earth or soil material 400 in the interior of the first and/or second housing element 620, 640 in the direction of the pipe 300.

Die beschriebenen Fluidströme können einzeln in der Vorrichtung 600 eingesetzt werden. Ebenso können mehrere oder alle beschriebenen Fluidströme in der Vorrichtung 600 eingesetzt werden.The described fluid streams can be used individually in the device 600. Likewise, several or all of the described fluid streams can be used in the device 600.

Allgemein kann die Vorrichtung 100, 600 ein Metall umfassen, insbesondere umfasst die Vorrichtung 100, 600 Stahl. Bevorzugt besteht das zweite Gehäuseelement 140, 640 aus Stahl. Insbesondere besteht das erste Gehäuseelement 120, 620 aus Stahl.In general, the device 100, 600 may comprise a metal, in particular the device 100, 600 comprises steel. Preferably, the second housing element 140, 640 is made of steel. In particular, the first housing element 120, 620 is made of steel.

Die Vorrichtung 100, 600 kann ebenso sowohl Metall als auch Kunststoff umfassen.The device 100, 600 may also comprise both metal and plastic.

Elemente, die mit Blick auf die Vorrichtung 100 offenbart sind, sind ebenso für die Vorrichtung 600 offenbart. Elemente, die mit Blick auf die Vorrichtung 600 offenbart sind, sind ebenso für die Vorrichtung 100 offenbart.Elements disclosed with respect to device 100 are also disclosed for device 600. Elements disclosed with respect to device 600 are also disclosed for device 100.

Mit der oben beschriebene Bohrvorrichtung bzw. dem System zum Bohren von horizontalen Bohrungen ist es möglich, auf den Einsatz von Bohrspülmittel zu verzichten, wodurch eine Entsorgung des ausgeworfenen Erdmaterials auf Deponien bzw. als Sondermüll überflüssig ist. Darüber hinaus wird ein Ablagern des ausgeworfenen Erdmaterials unmittelbar im Bereich der Bohrung ermöglicht.With the drilling device or system for drilling horizontal boreholes described above, it is possible to dispense with the use of drilling fluid, which makes it unnecessary to dispose of the ejected earth material in landfills or as hazardous waste. In addition, it is possible to deposit the ejected earth material directly in the area of the borehole.

Claims

Device (100, 600) for drilling a horizontal bore, comprising a first housing element (120, 620), a cutting tool (130, 630) and a second housing element (140, 640), wherein - the device (100, 600) can be connected in a rotationally fixed manner to a rod assembly (200) so that rotation of the rod assembly (200) causes rotation of the device (100, 600); - the cutting tool (130, 630) is arranged on the first housing element (120, 620) and the cutting tool (130, 630) is designed to loosen and/or move an earth or soil material (400); - the first housing element (120, 620) has an opening (121, 621) through which earth or soil material (400) can be introduced into the second housing element (140, 640); and - the device (100, 600) can be connected to a pipe (300) in such a way that earth or soil material (400) can be introduced from the second housing element (140, 640) into the pipe (300), - wherein the device (100, 600) comprises a connection (110, 610) through which a fluid (F) can flow and through which the device (100, 600) can be connected to the rod assembly (200), - wherein the connection (110, 610) comprises a bypass (111, 611), wherein at least a portion of a fluid (F) that can flow through the connection (100, 600) can be diverted or branched off by the bypass (111, 611), and the portion of the fluid (F) below the cutting tool (130, 630) can flow out, and - wherein the device comprises a deflection element (123, 623) by means of which at least a portion of a fluid (F) flowing through the connection (110, 610) can be deflected in the direction of an inner side of the first and/or second housing element (140, 640), so that the portion of the fluid (F) can flow at least partially along an inner side of the first and/or second housing element (140, 640).

Device (100, 600) according to claim 1 , wherein a guide element (112, 113; 612, 613) is arranged in the device (100, 600) such that the fluid (F) can flow through the connection (110, 610) via the guide element (112, 113; 612, 613) into the second housing element (140, 640).

Device (100, 600) according to claim 2 , wherein the fluid (F) can flow through the connection (110, 610) via the guide element (112, 113; 612, 613) into the second housing element (140, 640) such that earth or soil material (400) in the second housing element (140, 640) is introduced into the pipe (300).

System (800) for a horizontal drilling, wherein the system (800) comprises a device (100, 600) according to one of the Claims 1 - 3 , a rod (200), a pipe (300) and a compressor, wherein: - the rod (200) is connected to the device (100, 600) in a rotationally fixed manner, so that a rotation of the rod (200) causes a rotation of the device (100, 600); - a cutting tool (130, 630) is arranged on a first housing element (120, 620) of the device (100, 600) and the cutting tool (130, 630) is designed to loosen or move an earth or soil material (400); - the first housing element (120, 620) has an opening (121, 621) through which earth or soil material (400) can be introduced into a second housing element (140, 640) of the device (100, 600); and - the device (100, 600) is connected to the pipe (300) so that earth or soil material (400) can be introduced from the second housing element (140, 640) into the pipe (300), - wherein the compressor is designed to provide a gas with an overpressure and to introduce it into the rod assembly (200).

System (800) after claim 4 , wherein the rod assembly (200) and the device (100, 600) can be flowed through by a fluid (F), in particular a gas, so that the fluid (F) can flow from the rod assembly (200) to the device (100, 600).

System (800) according to one of the Claims 4 or 5 , wherein the gas can be fed to the pipe (300) after flowing through the device (100, 600).

Method for machining a horizontal bore with a device (100, 600) according to one of the Claims 1 - 3 , the method comprising the following steps: - rotating the device (100, 600) by means of a rod assembly (200) connected to the device (100, 600) in a rotationally fixed manner; - loosening or moving earth or soil material (400) by means of the cutting tool (130, 630); - introducing earth or soil material (400) into the second housing element (140, 640) via an opening (121, 621) of the first housing element (120, 620); and - removing the earth or soil material (400) from the device (100, 600), - wherein a gas flows through the rod assembly (200) and the gas flows from the rod assembly (200) into the device (100, 600) and flows through it.

procedure according to claim 7 , wherein the connection (110, 610) of the device (100, 600) divides or specifically supplies the supplied fluid (F) to areas of the device (100, 600); and/or wherein at least a portion of the fluid flows via a guide element (112, 113) into the second housing element (140, 640) of the device (100, 600) and/or at least a portion of the fluid (F) is diverted or branched off via a bypass (111, 611) and the portion of the fluid (F) flows out below the cutting tool (130, 630) and/or at least a portion of the fluid (F) flows via a diverting element (123, 623) in the direction of an inner side of the first and/or second housing element (120, 140; 620, 640).