用于產生套管鉆孔的鉆進設備及用于操作鉆進設備的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于產生套管鉆孔的鉆進設備，其具有用于以旋轉方式驅動鉆桿的第一鉆進驅動器，用于除去地面材料的鉆進工具布置在該第一鉆進驅動器下端處，柱，第一鉆進驅動器可沿該柱與錘一起移動，以及第二驅動器，用于鉆孔的支承管可利用第二驅動器引入地面中。根據本發明專利技術，提供了計算機單元，其中指出了鉆進工具的當前鉆進深度和支承管的引入的深度。此外，提供了監視器，關于支承管的引入的深度的當前鉆進深度可由計算機單元顯示在該監視器上。本發明專利技術還涉及用于操作此鉆進設備的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種按照權利要求1的前序部分的用于產生套管鉆孔(cased bore)的鉆進設備，其具有用于以旋轉方式驅動鉆桿的第一鉆進驅動器，用于除去地面材料的鉆進工具布置在該第一鉆進驅動器下端處，柱，第一鉆進驅動器可沿該柱與錘一起移動，以及第二驅動器，用于鉆孔的支承管可利用第二驅動器引入地面中。本專利技術還涉及一種按照權利要求6的用于操作鉆進設備的方法，利用該方法，產生具有支承管的鉆孔。
技術介紹
例如，用于產生套管鉆孔的鉆進設備從EP1548226A1中獲知。例如，在疏松地面中產生地基樁柱需要套管鉆孔。鉆孔設有支承管，其穩定鉆孔的壁，且確保地面材料不會落入鉆孔中，且防止鉆孔塌陷。基本上，存在不同方法來將支承管設在鉆孔上。例如，已知的是，在挖掘地面材料之前，支承管使用振動器或打樁機引入。隨后，可除去和挖掘支承管內的地面材料。用于產生套管鉆孔的該方法僅可在特定地面條件存在時實施。此外，已知的是，鉆孔首先產生，且隨后支承管引入鉆孔中。同樣，該方法僅證明在特定地面條件的情況中適合，因為鉆孔的壁必須足夠穩定，直到引入支承管。常用的方法在于支承管基本在鉆孔產生的同時引入地面中。出于此目的，使用普通鉆進設備，其具有用于以旋轉方式驅動鉆進工具的第一鉆進驅動器，借助于其，地面材料除去且傳送出鉆孔。此外，鉆進設備具有第二驅動器，利用第二驅動器，支承管螺旋進入地面中。在這些已知方法中，存在兩個基本方法變型。例如，根據一個變型，支承管可先于鉆進工具。例如，在穿透含有地下水的地層時，該方法變型是有利的。在此情況下，支承管確保了防止地下水進入鉆孔中或擴張到其它地層中。支承管的之前的介紹用作防止地面故障。取決于殼的期望深度，支承管由若干連續管元件相繼構成。根據方法變型，鉆進工具可先于支承管。這尤其在穿透較硬的地層時是有利的，因為鉆進工具的先前位置便于支承管的隨后引入。在鉆孔的開鑿期間，兩個方法變型也可取決于待穿透的地層組合。在此情況下，套管鉆孔的產生需要鉆進設備的操作者一方的較大程度的經驗。
技術實現思路
本專利技術基于提供用于產生套管鉆孔的鉆進設備和用于操作此鉆進設備的方法的目的，利用該鉆進設備和方法，其套管鉆孔可有效地且以特別可靠的方式產生。根據本專利技術，該目的一方面通過具有權利要求1的特征的鉆進設備，且另一方面通過具有權利要求6的特征的方法實現。本專利技術的優選實施例在相應的從屬權利要求中指出。根據本專利技術的鉆進設備特征在于提供了計算機單元，其中指出了鉆進工具的當前鉆進深度和支承管的引入的深度，且在于提供了監視器，關于支承管的引入的深度的當前鉆進深度可由計算機單元顯示在監視器上。本專利技術的基本構想在于，借助于計算機單元，關于支承管的引入的深度的當前鉆進深度在監視器上顯示給操作者。因此，操作者可容易地識別支承管和鉆進工具的位置。具體而言，可容易確定支承管是否先于鉆進工具或反之亦然。對于操作者，這較大程度簡化了套管鉆孔的產生。具體而言，取決于深度，操作者也可在方法變型之間切換，其中支承管有時在在先位置，而在其它時間鉆進工具在在先位置。因此，適合的方法變型可總是在穿過不同地層的鉆孔的產生期間選擇。這允許了尤其有效且因此成本效益合算的套管鉆孔產生。計算機單元可完全地或部分地整體結合到鉆進設備的控制中，或構成還可構造的獨立于其的單元。本專利技術的優選實施例在于第二驅動器為輸出元件，其由第一鉆進驅動器的馬達驅動。第一鉆進驅動器優選由一個或若干液壓馬達構成。這些優選通過對應的齒輪減速來驅動鉆桿，特別是伸縮方鉆桿。為了引入支承管，鉆進驅動器的馬達的轉矩經由環形輸出元件傳送至支承管。在此情況下，第二驅動器基本由齒輪單元構成，而沒有其自身的獨立馬達。具有兩個輸出選擇的僅一個馬達單元位于鉆進設備的柱上。一方面，方鉆桿且因此鉆進工具經由中空軸通路驅動，且另一方面，鉆進管可擰入其中的旋轉板經由通過優選介入的卡登接頭(Cardan joint)凸緣安裝在中空軸的下端處的輸出元件驅動。旋轉齒輪設有用于安裝在頂部處的方鉆桿的驅動殼，以及用于擰到下方的旋轉板的驅動的凸緣。根據本專利技術的另一個發展方案，尤其有利的是，第一鉆進驅動器和第二驅動器共同布置在錘上。也稱為鉆進驅動錘的錘通過給送絞車沿柱移動。作為優選，鉆桿突出穿過環形第一鉆進驅動器，在此情況下，具有鉆進工具的鉆桿可由鉆進設備上的主絞車豎直地調整。鉆進驅動器優選構成用于鉆桿的下止擋件。本專利技術的另一個備選發展方案在于第二驅動器為套管機，其安裝在鉆進設備的基礎結構上。套管機構成獨立于第一鉆進驅動器的驅動單元。套管機可具有適合的馬達或驅動器，其可將所需的轉矩和(如可能的情況)所需軸向力施加到支承管上來用于引入地面中。以此方式，根據本專利技術，提供給了優選實施例，其中套管機具有可樞轉的夾頭來以旋轉方式將支承管引入地面中。夾頭可借助于液壓缸鉤住支承管，且因此形成與支承管的抗轉矩連接。通過其它樞轉缸，旋轉移動和轉矩可施加到支承管上，由此其螺旋進入地面中。根據用于操作鉆進設備的按照本專利技術的方法，其中產生具有支承管的鉆孔，提供了支承管引入地面中的深度在計算機單元中指出，鉆進工具的當前鉆進深度在鉆孔的產生期間檢測到，且在計算機單元中指出，且借助于計算機單元，關于支承管的引入的深度的當前鉆進深度顯示在監視器上。該方法特別用于操作前述描述的鉆進設備。這導致了前文所述的優點。根據按照本專利技術的方法的另一個發展方案，優選的是鉆進工具的當前鉆進深度的檢測經由第一傳感器器件發生。具體而言，傳感器器件可包括測量器件，其檢測用于鉆桿的豎直移動的主絞車的主繩索的放出長度，和/或用于確定給送絞車的放出長度，錘與第一鉆進驅動器通過給送絞車沿柱移動。基本上，還可使用其它傳感器器件，以用于確定當前鉆進深度，諸如光學傳感器或借助于超聲波或激光的深度測量。根據本專利技術的方法的另一個有利實施例在于支承管的引入的深度的輸入經由操作終端人工地發生，或經由第二傳感器器件自動地發生。作為引入深度的量規的支承管的長度可由操作者直接輸入計算機單元中，例如，經由可在監視器上示出的對應輸入欄。在此情況下，假定了支承管以其整體引入地面中。輸入還可自動地發生，例如，通過用于讀取支承管上的對應標記(諸如RFID標簽)的器件。在該標簽上，可儲存關于支承管的相關信息，特別是關于長度且因此支承管的引入深度的相關信息。此外，優選提供支承管的引入的當前深度由第二傳感器器件確定。取決于驅動器布置的類型，這還可由利用用于引入支承管的第二驅動器對應確定錘的位置或通過對應的光學傳感器來實現。甚至在使用套管機時，支承管的引入的當前深度可由對應的傳感器器件可靠地確定。例如，這可通過檢測夾頭的移動，或還經由用于確定支承管的位置的光學傳感器來實施。根據本專利技術，優選方法變型在于當前鉆進深度的檢測借助于第一鉆進驅動器的錘的位置測量和/或鉆桿的位置測量而發生，鉆進工具安裝在鉆桿的下端處。出于此目的，可使用前述傳感器器件。基本上，關于支承管的引入的深度的當前鉆進深度的顯示可以以任何選擇的方式實現。根據本專利技術的另一個發展方案，特定示范性顯示可由以下事實產生：通過計算機單元，支承管的引入的深度和當前鉆進深度的條形顯示在監視器上生成。尤其是在桿處于豎直對準時，使得鉆進工具相對于支承管的下端的當前位置特別清楚且為示范性的。具體而言，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于產生套管鉆孔的鉆進設備，具有：用于以旋轉方式驅動鉆桿的第一鉆進驅動器，用于除去地面材料的鉆進工具布置在該第一鉆進驅動器下端處，柱，所述第一鉆進驅動器可沿該柱與錘一起移動，以及第二驅動器，用于鉆孔的支承管可利用所述第二驅動器引入地面中，其中提供了計算機單元，其中指出了所述鉆進工具的當前鉆進深度和所述支承管的引入的深度，以及提供了監視器，關于所述支承管的引入的深度的所述當前鉆進深度可由所述計算機單元顯示在該監視器上。

【技術特征摘要】
2015.04.17 DE 102015105908.81.一種用于產生套管鉆孔的鉆進設備，具有：用于以旋轉方式驅動鉆桿的第一鉆進驅動器，用于除去地面材料的鉆進工具布置在該第一鉆進驅動器下端處，柱，所述第一鉆進驅動器可沿該柱與錘一起移動，以及第二驅動器，用于鉆孔的支承管可利用所述第二驅動器引入地面中，其中提供了計算機單元，其中指出了所述鉆進工具的當前鉆進深度和所述支承管的引入的深度，以及提供了監視器，關于所述支承管的引入的深度的所述當前鉆進深度可由所述計算機單元顯示在該監視器上。2.根據權利要求1所述的鉆進設備，其特征在于，所述第二驅動器為輸出元件，其由所述第一鉆進驅動器的馬達驅動。3.根據權利要求1所述的鉆進設備，其特征在于，所述第一鉆進驅動器和所述第二驅動器共同地布置在所述錘上。4.根據權利要求1所述的鉆進設備，其特征在于，所述第二驅動器為套管機，其安裝在所述鉆進設備的基礎結構上。5.根據權利要求4所述的鉆進設備，其特征在于，所述套管機具有可樞轉的夾頭，以用于將所述支承管以旋轉方式引入所述地面中。6.一種用于操作根據權利要求1所述的鉆進設備的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W科赫爾，WJ哈特豪澤，
申請(專利權)人：包爾機械有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE