Die Zeichen deuten: So optimieren Sie Ihre hydraulische Gesteinsbohranlage, wenn der Boden Widerstand leistet

Die Parametereinstellung an einem hydraulischen Gesteinsbohrer ist keine einmalige Angelegenheit. Es handelt sich um einen fortlaufenden Prozess zwischen Bohrgerät, Gestein und Werkzeug. Wenn sich der Boden verändert – und das tut er ständig –, können die Einstellungen, die beim letzten Bohrloch funktioniert haben, beim nächsten völlig ungeeignet sein. Die Kunst besteht darin, die richtigen Signale zu deuten und die passenden Einstellungen vorzunehmen.

Die Parameter beim hydraulischen Bohren lassen sich in zwei Kategorien einteilen. Die erste betrifft die Maschine: Arbeitsdruck, Hydraulikfluss und Flüssigkeitstemperatur – diese Faktoren bestimmen die Schlagenergie, die Systemstabilität und die Lebensdauer der internen Komponenten. Die zweite Kategorie betrifft Gestein und Werkzeug: Gesteinsfestigkeit, Meißeltyp und Spülmedium. Harter Granit erfordert eine andere Meißelform und ein anderes Energieprofil als abrasiver Sandstein. Die falsche Kombination führt zu spürbar geringerer Bohrgeschwindigkeit, hörbarem Schlaggeräusch und sichtbaren Spuren am Bohrmeißel nach dem Austritt aus dem Bohrloch.

Hier sind drei konkrete Anzeichen dafür, dass Ihre Parameter nicht stimmen – und was Sie genau anpassen sollten.

Die Kupplungshülse ist zu heiß zum Anfassen.

Dies ist eines der zuverlässigsten Diagnosesignale an einem Bohrgestänge. Unter normalen Bedingungen sollte die Kupplungshülse nahe dem Bohrerende – etwa 40 Millimeter von der Hülsenfläche entfernt – nicht wärmer als 50 °C werden. In extrem hartem Gestein, wo die Aufprallenergie entlang des Bohrgestänges reflektiert wird, sind 80 °C akzeptabel. Jede dauerhaft darüber liegende Temperatur deutet jedoch darauf hin, dass das Gewinde übermäßig beansprucht wird und bereits beschleunigter Gewindeverschleiß eingesetzt hat.

Wenn Sie feststellen, dass eine Kupplungshülse heiß wird, führen Sie diese Einstellungen in der angegebenen Reihenfolge durch:

Als erstes sollten Sie den Wechsel von Standard-Kugelkopfbohrern zu ballistischen Kugelkopfbohrern in Betracht ziehen. Das schärfere Profil eines ballistischen Einsatzes überträgt die Energie effizienter in das Gestein und erzeugt weniger reflektierte Energie entlang des Bohrstrangs. Unterschiedliche Geometrie des Einsatzes, anderes Wärmeprofil.

Zweitens, reduzieren Sie die Rotationsgeschwindigkeit. Halten Sie die Durchdringungsrate konstant – versuchen Sie nicht, durch höhere Geschwindigkeit Ihre Verbindungen zu überlasten.

Drittens, reduzieren Sie den Anpressdruck schrittweise um fünf Bar. Senken Sie ihn um fünf Bar, bohren Sie eine Stangenlänge und prüfen Sie die Hülsentemperatur. Ist die Hülse immer noch heiß? Reduzieren Sie den Druck um weitere fünf Bar. Fahren Sie so fort, bis sich die Temperatur in einem akzeptablen Bereich eingependelt hat. Stellen Sie bei jedem Schritt sicher, dass Ihre Vorschubgeschwindigkeit mindestens das Dreifache der maximalen Bohrgeschwindigkeit beträgt. Ist der Vorschub zu gering, greift der Bohrer nicht richtig und Sie arbeiten im Prinzip mit Trockenbohren, was eine erhebliche Wärmequelle darstellt.

Die Eindringrate ist trotz guter Rotation und Zuführung zu gering.

Wenn Rotations- und Vorschubdruck stimmen, der Bohrer aber nur langsam vorankommt, liegt die Ursache höchstwahrscheinlich in einer unzureichenden Schlagenergie für das Gestein. Erhöhen Sie den Schlagdruck in 5-bar-Schritten und beobachten Sie die Bohrgeschwindigkeit. Beenden Sie den Bohrvorgang, sobald Sie entweder den maximal zulässigen Schlagdruck oder eine akzeptable Bohrgeschwindigkeit erreicht haben – je nachdem, was zuerst eintritt.

Manche Bohranlagen sind leistungsmäßig begrenzt und erreichen nicht den vollen Nennschlagdruck des Bohrers. Arbeiten Sie in diesem Fall innerhalb des verfügbaren Leistungsbereichs. Ziel ist der höchstmögliche Schlagdruck, den die Anlage ohne Auslösung der Leistungsgrenzen oder Überhitzung des Systems aushält. Mehr Schlagdruck innerhalb der Grenzen bedeutet schnelleres Bohren. Überschreitet man die Grenzen, drohen teure Reparaturen.

Die Saite klemmt immer wieder

Häufige Blockaden haben drei behebbare Ursachen, und es lohnt sich, alle zu überprüfen, bevor man den Boden dafür verantwortlich macht.

Anti-Blockier-Einstellungen: Stellen Sie den Rotationsdruckschwellenwert Ihrer Anti-Blockier-Schaltung 15 bis 20 bar über dem normalen Bohrrotationsdruck ein. Stellen Sie ihn nicht höher ein, um auf Nummer sicher zu gehen – ein zu hoher Schwellenwert bedeutet, dass das System nicht schnell genug reagiert, wenn der Bohrer blockiert, und die Blockierung dadurch umso schlimmer wird.

Randverschleiß des Bohrers: In abrasivem Gestein – also Gestein mit hohem Quarzanteil – verschleißt die Außenkante des Bohrers schneller als die Mitte. Das Bohrprofil ändert sich von einer positiven zu einer negativen Verjüngung. Anstatt an der Stirnfläche etwas breiter zu sein und sich nach hinten zu verjüngen, ist der Bohrer an der Schulter breiter als an der Stirnfläche. Das Ergebnis ist ein Bohrloch, das unten zu klein ist, und der Bohrerkörper schleift beim Herausziehen an der Wand. Jeder Rückzug wird dadurch erschwert. Abhilfe schafft regelmäßiges Nachschleifen des Randes, um die korrekte Verjüngungsgeometrie wiederherzustellen.

Profil der Auflageflächen: Wenn der Rotationsdruck bei maximalem Vorschubdruck nachlässt, haben die Auflageflächen wahrscheinlich ihre Form und ihren Vorsprung verloren. Der Bohrer reibt eher, als dass er bricht. Schleifen Sie die Auflageflächen nach, um ihr Profil und den Abstand zum Bohrkopf wiederherzustellen. Ein Bohrer, der nicht greift, kann nicht bohren – er überhitzt nur und verschleißt.

Das Prinzip

Diese drei Anzeichen – Hitzeentwicklung an der Kupplung, langsames Eindringen, häufiges Blockieren – decken die allermeisten parameterbedingten Probleme an einem Hydraulik-Jumbo ab. Jedes hat eine spezifische Ursache und eine spezifische Lösung. Die Kunst besteht nicht darin, die Funktion der Regler zu kennen. Sie besteht darin, zu wissen, welchen Regler man betätigen muss, wenn der Stahl Probleme bereitet.