To assemble the tube or rod assembly, in particular a method and apparatus for extending

【書類名】明細書【発明の名称】管またはロッドアセンブリを組み立てるため、特に延長するための方法および装置【特許請求の範囲】
【請求項１】管またはロッドアセンブリ（４）、特にドリルロッドアセンブリ、および前記管またはロッドアセンブリ（４）を取り囲むジャケット管（５）を組み立てるため、特に延長するための方法であって、長い管またはロッドアセンブリの長さを得るために、相互に接続される各管またはロッドアセンブリ、あるいはジャケット管エレメント（４、５）が、作動または導入手段（１１）の分離、およびロッドアセンブリまたはジャケット管エレメント（４、５）の実質的な位置合わせの時点で、互いに面で接続され、隣接するロッドアセンブリエレメント（４）の接続が、現存する管またはロッドアセンブリを延長するロッドアセンブリエレメント（４、５）に接触する前記作動または導入手段（１１）によってもたらされ、第１の接続ステップにて、作動またはドリル手段（１１）を用いて前記ドリルロッドアセンブリ（４）が接続され、且つ第２の接続ステップにて、別個の回転手段（１０）を用いて前記ドリルロッドアセンブリ（４）を取り囲むジャケット管（５）が接続されることを特徴とする、方法。
【請求項２】相互に接続されるロッドアセンブリおよびジャケット管エレメント（４、５）の自動化された中心位置合わせが、前記ロッドアセンブリおよびジャケット管エレメントを接続する前に行なわれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】ジャケット管（５）内における前記ドリルロッドアセンブリ（４）の中心位置合わせが、接続の前に行なわれることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】ロッドアセンブリおよびジャケット管エレメント（４、５）の接続が、それらの螺合によってもたらされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】管またはロッドアセンブリ（４、５）、特にドリルロッドアセンブリ、および前記管またはロッドアセンブリ（４）を取り囲むジャケット管（５）を組み立てるため、特に延長するための装置であって、リフトおよび配置手段（２）、特に軸回転可能なリフトおよび配置手段が、さらなるロッドアセンブリおよびジャケット管エレメント（４、５）を受け入れるべく、特に、管またはロッドアセンブリ（４）の作動および導入手段（１１）のために用意された、例えばブラケットのような支持または保持手段（１）に設けられ、現存するロッドアセンブリを延長するロッドアセンブリエレメント（４）に係合する前記作動または導入手段（１１）が、隣接するロッドアセンブリ（４）の接続のために設けられ、別個の回転手段（１０）が、隣接するジャケット管エレメント（５）を接続するために設けられていることを特徴とする、装置。
【請求項６】接続されるジャケット管およびロッドアセンブリ（４、５）を係合させるクランプ手段（９）が、付加的に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】少なくとも１つの付加的な中心位置合わせ手段（１９）が、前記ジャケット管（５）内での前記ドリルロッドアセンブリ（４）の中心位置合わせのために設けられていることを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】中心位置合わせ手段（１９）、特に軸回転可能な中心位置合わせ手段が、前記リフトおよび配置手段（２）に設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】前記別個の回転手段（１０）が、例えばブラケットのような前記支持または保持手段（１）に別々に固定可能な支持手段（８）に固定され、且つジャケット管エレメント（５）に係合されることが可能であることを特徴とする、請求項５から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】中心位置合わせおよび／またはクランプ手段（９）が、延長されるロッドアセンブリまたはジャケット管（４、５）を捕捉するために前記支持手段（８）に付加的に設けられていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】付加的な回転手段（１０）が、延長されるジャケット管（５）の長手方向に変位可能となるように、前記支持手段（８）に配置されていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】駆動手段（１６）、特にシンリンダーピストンユニットが、前記回転手段（１０）の変位を可能とするために、前記支持手段（８）に設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】端部において、保持手段、特にブラケットから離れて面している支持手段（８）が、前記ジャケット管およびロッドアセンブリ（４、５）が内部に導入される材料（３）内に、固着または固定される付加的な保持または固着手段（１８）を含むように構成されていることを特徴とする、請求項９から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】ロッドアセンブリおよびジャケット管エレメント（４、５）の接続が、それらの螺合によってもたらされることを特徴とする、請求項５から１３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、管またはロッドアセンブリ、特にドリルロッドアセンブリ、および管またはロッドアセンブリを取り囲むジャケット管を組み立てるため、特に延長するための方法であって、長い管またはロッドアセンブリの長さを得るために、相互に接続される各管またはロッドアセンブリ、あるいはジャケット管エレメントが、作動または導入手段の分離、およびロッドアセンブリまたはジャケット管エレメントの実質的な位置合わせの時点で、互いに面で接続され、隣接するロッドアセンブリエレメントの接続が、現存する管またはロッドアセンブリを延長するロッドアセンブリエレメントに接触する作動または導入手段によってもたらされる方法に関する。 また本発明は、管またはロッドアセンブリ、特にドリルロッドアセンブリ、および管またはロッドアセンブリを取り囲むジャケット管を組み立てるため、特に延長するための装置であって、リフトおよび配置手段、特に軸回転可能なリフトおよび配置手段が、さらなるロッドアセンブリおよびジャケット管エレメントを受け入れるべく、特に、管またはロッドアセンブリの作動および導入手段のために用意された、支持または例えばブラケットのような保持手段に設けられ、現存するロッドアセンブリを延長するロッドアセンブリエレメントに係合する前記作動または導入手段が、隣接するロッドアセンブリの接続のために設けられている装置に関する。
【０００２】
多くの部分に分かれた管またはドリルロッドアセンブリを用いる非常に長いボアの実現に関連して、管またはロッドアセンブリエレメントを、供給または貯蔵手段を用いて、ボア内に既に存在する管またはロッドアセンブリと実質的に位置合わせして配置することが知られている。 その方法では、既に現存する管またはロッドアセンブリエレメントとそのような付加的な延長エレメントの螺合が、実質的に手による操作によってもたらされる。 そのような供給または貯蔵手段は、例えばＤＥ−Ａ １９８４３１６７、ＥＰ−Ｂ ０５２７４６０、またはＥＰ−Ａ ０９４２１４６により知られている。 そのような知られている供給および操作手段の支援は、長く、およびそれゆえ比較的重い重量を有するそのような延長エレメントの配置にかかわる作業を容易にするが、それにもかかわらず、手で操作される適切な道具に任意に頼ることによる、そのような管またはロッドアセンブリ部品の手による接続の必要性に起因して、高度な操作および時間消費が必要とされる。 さらにまた、例えばトンネル掘り手順の間にアンカーボアまたは安全ボアを設けるときに、そのような操作が、最初に行なわなければならないことを考慮すべきであり、そのような掘削の部分的に保護されていない領域、従って操作人員を危険にさらす安全性に関して高い危険が、そのような操作に含まれる。 さらに、極端に狭い空間条件が、そのような操作を、特にトンネル掘りの間に実施するときに、考慮されなければならない。
【０００３】
管またはロッドアセンブリエレメントの自動的な延長については、通常ドリル穿孔のために使用される回転駆動装置を用いることが、例えばＵＳ−Ａ ４，９５５，７５７、ＥＰ−Ａ ０６８５６３０、ＥＰ−Ａ ０８６０５８１、ＥＰ−Ａ ０８６０５８２、またはＥＰ−Ａ ０９１９６９２に提案されている。 たとえ、ロッドアセンブリを取り囲むジャケット管またはケーシング管を設けていても、回転駆動装置は、接続のために直接的に用いられ、ドリル穿孔手順の間に、ジャケット管およびロッドアセンブリが、回転負荷にさらされ、それゆえしっかりとまたは頑丈に構成されなければならない結果になる。 さらにまた、ロッドアセンブリおよびジャケット管の組み合わされたまたは結合された延長のみが、知られている装置によって達成され得るという点で不都合がある。
【０００４】
最初に述べた従来技術から派生し、本発明は、管またはロッドアセンブリ、特にドリルロッドアセンブリ、およびロッドアセンブリを取り囲むジャケット管を組み立てる、特に延長する方法および装置を提供することを目的としている。 本発明によって、そのようなロッドアセンブリまたはジャケット管エレメントを延長する手順のさらなる自動化が可能となる。 そのような自動化は、単純化された操作だけでなく、同時に、そのような管またはロッドアセンブリの延長のために必要とされる作業および時間の短縮化も確実なものにする。 さらにまた、ロッドアセンブリおよびジャケット管エレメントの別々の接続を提供することを特に目的としている。
【０００５】
上記した目的を達成するために、最初に定められた種類の方法は、本質的に、第１の接続ステップにて、作動またはドリル手段を用いてドリルロッドアセンブリが接続され、且つ第２の接続ステップにて、別個の回転手段を用いてドリルロッドアセンブリを取り囲むジャケット管が接続されることを特徴とする。 本発明は、適切な供給または貯蔵手段による管またはロッドアセンブリおよびジャケット管についての延長エレメントの供給に限らず、隣接する管またはロッドアセンブリエレメント、あるいはジャケット管の自動的な接続または螺合をも提供するという事実によって、そのような管またはロッドアセンブリ、あるいはジャケット管を接続しまたは延長するためのいかなる手による操作なしに、完全に成し遂げることができるようになる。 そうする際に、接続される管またはロッドアセンブリエレメントの適切な配置および位置合わせをする時点で、互いの接続、特に螺合は、回転駆動が提供される場合、例えば回転振動ドリルについて、ロッドアセンブリエレメントのために作動または導入手段によって直接に自動的に行なわれ、および別個の回転手段が、ジャケット管エレメントのために使用され、螺合結合、それゆえ各管またはロッドアセンブリの延長、並びにジャケット管の延長が自動的に得られる。 このように、そのようなロッドアセンブリエレメントおよびジャケット管エレメントを一緒に螺合させるための操作人員の長い存在が、例えばアンカーボアを設定するときに、最初に掘削された領域に必要とされないので、特に地下作業またはトンネル掘りの間において、操作人員の安全性の強化が提供されるであろう。 本発明に従って提案される、ジャケット管およびロッドアセンブリの別々の螺合を提供することによって、自動的な螺合のために使用される別々の駆動装置それぞれの調整も、また提供されることができ、ジャケット管が比較的薄い壁部で任意に形成されることが、特に考慮に入れられ得る。 ボアが作られるにつれてボアホール内に同時に導入されるそのようなケーシングまたはジャケット管は、例えば、後続のボアの充填を、取り囲む材料の侵入のおそれ、したがってドリル穿孔手順の間におけるボアの部分的な障害を持つおそれなく可能とする。
【０００６】
さらにまた、自動化された互いの接続または螺合は、結果的に低減された全体操作および時間消費を成し遂げる。 なぜなら、延長エレメントの自動化された供給および配置に加えて、延長されるロッドアセンブリまたはジャケット管の接続または螺合が、例えばブラケットに配置された、作動または回転手段によって直接的にもたらされるからである。 さらに、自動化は、隣接するエレメントの螺合または接続方向についての誤差も除去する。 該誤差は、手による操作では任意に生ずるかもしれず、そのような誤差は、特に限定された空間条件のもとの手による螺合操作において、安全に回避しまたは排除することができない。 ロッドアセンブリの回転方向の監視は、特に重要である。 なぜなら、ドリルビットの緩みまたは脱離が、管系の完全な除去および、必要な場合、ボアの完全に新規な形成を結果として生ずるであろうロッドアセンブリの延長の間に、可能性のある誤動作の場合には、懸念されるべきであるからである。
【０００７】
他の好ましい実施の形態に従った、延長される管またはロッドアセンブリエレメントの接続のさらなる単純化および高速化が提供され、相互に接続されるロッドアセンブリおよびジャケット管エレメントの自動化された中心位置合わせが、ロッドアセンブリおよびジャケット管エレメントを接続しまたは螺合させる前にもたらされる。
【０００８】
自動化された方法におけるのと同様に、通常は中心に配置されるドリルロッドアセンブリ、およびドリルロッドアセンブリを取り囲むジャケット管の両者のそのような接続を可能とするために、さらなる好ましい実施の形態に従って、ジャケット管内でのドリルロッドアセンブリの中心位置合わせが、接続の前にもたらされることが提案されている。 各々ドリルロッドアセンブリのための延長エレメントおよびジャケット管のための延長エレメントを備えるユニットの供給の間に、ジャケット管内のドリルロッドアセンブリのそのような事前の中心位置合わせは、ボア内に既に存在するエレメントに関連する個々のエレメントの精密な配置を直接に保証し、その結果、ドリルロッドアセンブリおよびジャケット管の両者の別々の互いの接続または螺合が、作動または導入手段並びに別個の回転手段を用いて行なわれる。
【０００９】
本発明によれば、好ましい実施の形態に従って、ロッドアセンブリおよびジャケット管エレメントの接続は、それらの螺合によってもたらされることが提案されている。
【００１０】
上記された目的を達成するために、最初に定められた種類の装置は、さらに、別個の回転手段が、隣接するジャケット管エレメントを接続するために設けられていることを、本質的に特徴としている。 本発明によれば、隣接する管またはロッドアセンブリエレメントの自動化された接続は、ドリルロッドアセンブリについて、各回転駆動装置によって直接的にもたらされるが、可能性がある薄壁のジャケット管を、接続、特に螺合させるのに著しく大きな力が印加されることがないので、適切な通常の小さな構造の別個の回転手段が、ジャケット管の延長のために設けられる。
【００１１】
延長エレメントの中心位置合わせおよび／または完全な接続または螺合について、任意に問題または不確定性を生ずるかもしれない、ボア内に既に存在するジャケット管およびロッドアセンブリのいかなる移動も、接続手順の間に、安全に回避することができるようにするために、さらなる好ましい実施の形態に従って、接続されるジャケット管およびロッドアセンブリに係合するクランプ手段が付加的に設けられることが提供される。 そのようなクランプ手段は、配置手順の間に、ボア内に既に存在するジャケット管またはロッドアセンブリの安全な捕捉を確実にするために、リフトおよび配置手段と共に、延長される管またはロッドアセンブリ、あるいはジャケット管に係合されていてもよい。
【００１２】
上記において既に示唆されている通り、ボアホールが作られる複数の場合において、特に後続の固着のために、ボアを作り且つドリル工具を導入するためのロッドアセンブリが設けられるだけでなく、ジャケットまたは被覆管も設けられてもよい。 これに関連して、通常の場合には中心に配置されるドリルロッドアセンブリおよびジャケット管の両者の同時延長のために、本発明に従った装置のさらなる好ましい実施の形態に対応するように、少なくとも１つの付加的な中心位置合わせ手段が、ジャケット管内でのドリルロッドアセンブリの中心位置合わせのために設けられることが提案されている。 その場合におけるジャケット管内のドリルロッドアセンブリの中心位置合わせは、中心位置合わせ手段、特に軸回転可能な中心位置合わせ手段が、リフトおよび配置手段に設けられることにおいて、望ましくは、単純化されまたは容易にされ得る。
【００１３】
結果的に空間要求を低くし、ロッドアセンブリのための作動または導入手段に影響を与えまたは影響を及ぼすことなく、ジャケット管を延長するための付加的な回転手段の特に単純な取り付けを確実にするために、さらなる好ましい実施の形態に従って、別個の回転手段が、例えばブラケットのような支持または保持手段に別々に固定され、且つジャケット管エレメントに係合され得る支持手段に固定されることが可能とされる。 そのような別々に固定され得る支持手段またはこの種の回転手段のための装置を設けることによって、既存の保持手段、特にブラケットも結果的に改装することも付加的に可能とされ、現存するドリルブラケットが、新たに構成されまたは再構成される必要はないが、自動化された螺合または接続手順に容易に適用され得るであろう。
【００１４】
延長されるジャケット管を中心位置合わせし且つクランプするために、中心位置合せおよび／またはクランプ手段が、延長されるロッドアセンブリまたはジャケット管を捕捉するための支持手段に付加的に設けられることが、このような関係において好ましいとして提案されている。 さらに操作を単純化し、且つ特に、ドリル穿孔手順の間における延長の完了後に空間要求を低減するために、他の好ましい実施の形態に従って、延長されるジャケット管の長手方向において変位可能となるように、付加的な回転手段が、支持手段に配置されることが提案されており、特に好ましい実施の形態に従って、駆動手段、特にシリンダーピストンユニットが、前記回転手段の変位を可能とすべく支持手段に設けられることが提案されている。
【００１５】
ジャケット管またはロッドアセンブリの延長および中心位置合せに必要な特有の配置を可能とし、且つ螺合手順の間における延長されるジャケット管またはロッドアセンブリと延長エレメントとの間の相対的な移動を極力回避するために、さらなる好ましい実施の形態に従って、保持手段、特にブラケットからその端部において離間して面している支持手段が提案され、ジャケット管が、その中に導入される材料内において固着または固定される付加的な保持または固着手段を含むように構成される。 そのような保持または固着手段は、特にトンネルの坑道面の領域におけるアンカーボアの生成の間に、接続または延長手順および後続のドリル穿孔手順の両方について、支持手段および特にブラケットの保持手段の両者の信頼できる固着を可能とする。
【００１６】
以下においては、本発明が、添付図面に概略的に図解された例示的な実施の形態によって、さらに詳細に説明されるであろう。
【００１７】
図１および図２は、詳細には図解していないドリル装置の支持または保持手段すなわちブラケット１を概略的に描いている。 図面を通して２で示された軸回転可能なリフトおよび配置手段は、ブラケット１に蝶番式に取り付けられている。 該リフトおよび配置手段は、概略的に３で示された材料内に既に導入された管またはロッドアセンブリを延長すべく、中心ドリルロッドアセンブリエレメント４、およびドリルロッドアセンブリ４を取り囲むジャケット管エレメント５の形態の付加的な延長エレメントを変位させる。
【００１８】
図２から明らかなように、管またはロッドアセンブリエレメントのリフト操作は、リフトおよび配置手段を用いて実行可能である。 延長エレメント４および５の配置が、リフトおよび配置手段２によって行われ、適切な軸回転機構６を介して、４′および５′によって破線にて示された位置から、４および５で示されるリフト位置にもたらされる。 その結果、管またはロッドアセンブリエレメント４、５の、それぞれボアホール７内に既に存在する管またはロッドアセンブリエレメントとの接続が実現される。
【００１９】
図１に従った概略図からさらに明らかであるように、付加的な支持手段すなわち装置８が、材料または坑道面３に面しているブラケット１の前部に取り付けられており、該支持手段は、図３に詳細に図示されている。 この支持手段８には、中心位置合せおよび／またはクランプ手段９、並びに付加的な回転駆動装置１０が取り付けられており、それらは図３から明確に明らかであろう。
【００２０】
管またはロッドアセンブリエレメントを延長するために、中心ロッドアセンブリ４の接続が、第１の操作ステップにおいて、最初に行なわれ、管またはロッドアセンブリエレメント４、５を、リフトおよび配置手段２によって図２に示された直立位置に持ち上げて、そこで１１にて概略的に示された作動または導入手段すなわちドリル装置が、坑道面３から離れて面した端部に接触し、それゆえドリル装置１１によって行なわれる回転動作によって、ドリルロッドアセンブリ４の接続、特に螺合を行なわせる。
【００２１】
そのようなドリルロッドアセンブリ４の自動化された螺合または延長の完了後に、ドリルロッドアセンブリ４を取り囲むジャケット管５の変位が、概略的に１２で示される変位駆動装置によって、矢印１３の方向に行なわれ、付加的な回転駆動装置１０の領域については、図３により詳細に示されている通りである。
【００２２】
図１において、リフト手段２に軸回転可能に蝶番式に取り付けられ、且つ例えばフォークのようにして、ドリルロッドアセンブリ４を囲む中心位置合せ手段は、付加的に１９によって示されている。
【００２３】
図３によれば、支持手段８に取り付けられたクランプまたは中心位置合せ手段９は、坑道面３から突出する部分でジャケット管５を取り囲み且つ保持し、その結果、図１に従って矢印１３の方向へのジャケット管５の供給の後に、ジャケット管は、付加的な回転駆動装置１０を通過されることが明らかである。 付加的な回転駆動装置１０においてジャケット管５は、適切なジョーまたはクランプ手段によって捕捉され、そして既に現存するジャケット管エレメントと接続するために回転駆動装置１０によって回転され、それによって概略的に１４で示されたモータが、この回転動作のために設けられており、ドリルロッドアセンブリ４を取り囲むジャケット管５を螺合するために、例えばチェーン駆動装置１５を介して回転させる。
【００２４】
図３から、さらにまた、ジャケット管エレメント５が回転駆動装置１０によって適正に螺合されることを可能とするために、回転手段１０は、シリンダーピストンユニット１６によって双方向矢印１７の向きに、ドリルロッドアセンブリ４およびジャケット管５のそれぞれの長手方向に、支持手段８上で変位可能であることが明らかである。
【００２５】
図１および図３によれば、さらにまた、支持手段８は、そこに固定されるブラケット１および支持手段８の両者が、ドリルロッドアセンブリ４およびジャケット管５の両方の適切な支持を確実にするように、高い信頼性を有して坑道面３に固定されることを可能とするために、付加的な固着手段１８が装備されることが明らかである。
【００２６】
図面から明確に明らかであるように、クランプ手段９および付加的な回転駆動装置１０の両者を備える支持手段８のために、現存するブラケット１をも、管またはロッドアセンブリエレメント４または５のそれぞれ自動化された延長、特に螺合に、容易に改装または適合させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、管またはロッドアセンブリおよびジャケット管を組み立てる、特に延長するため、本発明の方法を実施するための本発明の装置の概略側面図である。
【図２】図２は、図１についての概略拡大部分図であって、ＩＩ−ＩＩ線に沿って断面とされた図において、図１に従った本発明の装置のリフトまたは配置手段を示している。
【図３】図３は、延長される管またはロッドアセンブリのための別個の回転手段並びにクランプおよび中心位置合せ手段を備える、本発明の装置の部分領域の拡大部分断面図である。