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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines zur Verwendung auf einer Bohranlage für Tiefbohrungen, zum Beispiel zum Abteufen von Bohrungen auf Kohlenwasserstoff-Lagerstätten zur Erdöl- und Erdgasexploration oder zum Erschließen von Geothermie, bestimmten Zangensystems, das in der Fachterminologie oftmals auch „Floorhand“ oder „Iron Roughneck“ genannt wird und auch als automatische Gestängezange bezeichnet werden kann. In der
US 2007/ 068669 A ist ein solches Zangensystem beschrieben. Die Erfindung betrifft auch ein zur Ausführung des Verfahrens und zur Verwendung nach dem Verfahren bestimmtes Zangensystem.
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Ein gattungsgemäßes Zangensystem ist beim Ein- und Ausbauen des Bohrgestänges zum Verbinden zweier Bohrgestängeelemente oder zum Trennen zweier Bohrgestängeelemente, insbesondere zum Verbinden eines Bohrgestängeelements mit dem Bohrstrang bzw. zum Lösen eines Bohrgestängeelements vom Bohrstrang, vorgesehen. Dafür wird das Zangensystem mittels eines beweglichen Arms oder dergleichen in einen Bereich über dem Bohrloch oder einen Bereich über dem sogenannten „Mouse Hole“ bewegt. Dort erfolgt ein Verbinden eines Bohrgestängeelements mit einem ortsfesten Bohrgestängeelement durch ein anfängliches Verbinden der Gewinde der beiden Bohrgestängeelemte („spinning“/„Spinnen“) und ein anschließendes Festziehen der Gewindeverbindung („torquing“/ „Torquen“) oder ein Trennen eines Bohrgestängeelements von einem ortsfesten Bohrgestängeelement. Das ortsfeste Bohrgestängeelement ist zum Beispiel als Bestandteil des Bohrstrangs oder aufgrund der Platzierung im mouse hole ortsfest. Im Interesse einer besseren Lesbarkeit – aber ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit – wird die nachfolgende Beschreibung anhand eines als Bestandteil des Bohrstrangs ortsfesten Bohrgestängeelements und einer Verwendung des Zangensystems über dem Bohrloch fortgesetzt. Die Beschreibung gilt gleichermaßen für ein Bohrgestängeelement, dessen Ortsfestigkeit sich aufgrund von dessen Platzierung im mouse hole ergibt und eine Anwendung des Zangensystems über dem mouse hole ist entsprechend bei jeder Erwähnung einer Anwendung des Zangensystems über dem Bohrloch mitzulesen. Grundsätzlich ist ein Zangensystem der hier vorgeschlagenen Art auch an anderen Stellen einer Bohranlage verwendbar und allgemein für jede Verwendung beim Verbinden oder Trennen einer Gewindeverbindung zweier Elemente mit einem zumindest stückweise runden Querschnitt geeignet.
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Mittels einer von dem Zangensystem umfassten Unterzange erfolgt in an sich bekannter Art und Weise zunächst eine Fixierung des Zangensystems am ortsfesten Bohrgestängeelement. Mittels einer relativ zur Unterzange beweglichen Oberzange erfolgt sodann – in ebenfalls an sich bekannter Art und Weise – entweder das Verbinden eines weiteren Bohrgestängeelements mit dem ortsfesten Bohrgestängeelement oder das Lösen eines Bohrgestängeelements vom ortsfesten Bohrgestängeelement.
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Speziell beim Verbinden eines weiteren Bohrgestängeelements mit dem ortsfesten Bohrgestängeelement ist das Erreichen und das Einhalten eines vorgegebenen oder vorgebbaren Anzugsmoments von Bedeutung. Vom korrekten Anzugsmoment hängt die Belastbarkeit des Bohrstrangs beim Bohren ab.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht entsprechend darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Zangensystems der eingangs genannten Art anzugeben, mittels dessen sich das Erreichen und das Einhalten eines vorgegebenen oder vorgebbaren Anzugsmoments sicher und effizient erreichen lässt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein zur Ausführung des Verfahrens geeignetes Zangensystem anzugeben.
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Die oben zuerst genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betrieb eines Zangensystems der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Verfahren zum Betrieb eines zum Verbinden eines Bohrgestängeelements mit einem ortsfesten Bohrgestängeelement bestimmten Zangensystems, also eines Zangensystems, das eine Unterzange und eine mittels einer Antriebseinheit relativ zur Unterzange bewegliche, insbesondere rotatorisch bewegliche Oberzange umfasst, Folgendes vorgesehen: Das Zangensystem umfasst ein Wegmesssystem oder dem Zangensystem ist ein Wegmesssystem zugeordnet. Das Zangensystem umfasst des Weiteren eine Steuereinheit oder dem Zangensystem ist eine Steuereinheit zugeordnet. Mittels des Wegmesssystems ist eine Lage der Oberzange relativ zur Unterzange erfassbar und im Betrieb wird mittels des Wegmesssystems eine solche Lage erfasst. Mittels der Steuereinheit wird kontinuierlich oder regelmäßig und in Abhängigkeit von der erfassten Lage ein jeweils beim Verbinden der Bohrgestängeelemente wirkendes Anzugsmoment ermittelt und mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollanzugsmoment verglichen. Das Verbinden der beiden Bohrgestängeelemente wird automatisch mittels der Steuereinheit beendet, wenn das ermittelte Anzugsmoment das Sollanzugsmoment erreicht oder überschreitet.
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Der Vorteil des hier vorgeschlagenen Konzepts besteht vor allem darin, dass die Gewindeabschnitte der beiden Bohrgestängeelemente mit einem definierten Anzugsmoment verbunden werden und dass gewährleistet ist, dass einerseits das Anzugsmoment sicher erreicht wird, also eine damit einhergehende Festigkeit der Gewindeverbindung gegeben ist, und dass andererseits das Anzugsmoment auch nicht überschritten oder zumindest nicht nennenswert überschritten wird, so dass sich kein unnötiger Verschleiß der Gewindeabschnitte der beiden Bohrgestängeelemente ergibt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstands des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Anzugsmoment mittels der Steuereinheit automatisch in Abhängigkeit von der erfassten Lage sowie in Abhängigkeit von einem Maß für eine von der Antriebseinheit ausgeübte Kraft ermittelt. Das Maß für die von der Antriebseinheit ausgeübte Kraft wird dabei in Bezug auf eine zum Bewegen der Oberzange bestimmte Antriebseinheit aufgenommen, zum Beispiel indem bei der Antriebseinheit ein als Maß für die ausgeübte Kraft in Frage kommender Messwert aufgenommen wird. Bei einem als Antriebseinheit fungierenden Hydraulikzylinder wird als Maß für die mittels der Antriebseinheit ausgeübte Kraft mittels eines dem Hydraulikzylinder zugeordneten Drucksensors ein beim Bewegen der Oberzange im Hydraulikzylinder wirkender Druck erfasst.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Oberzange beim Beginn des Verbindens der beiden Bohrgestängeelemente mit einer (hohen) Anfangsgeschwindigkeit bewegt und die Geschwindigkeit, mit der die Oberzange bewegt wird, wird ausgehend von der Anfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem sich beim Verbinden der beiden Bohrgestängeelemente aufbauenden Gegenmoment reduziert, insbesondere kontinuierlich reduziert oder stufenweise reduziert. Dies führt zu einem besonders schnellen Verbinden der beiden Bohrgestängeelemente, indem die Oberzange zunächst mit der hohen Anfangsgeschwindigkeit bewegt wird und die Geschwindigkeit erst dann reduziert wird, wenn die Gewindeverbindung fest wird oder beginnt, fest zu werden. Im Vergleich zu einer ansonsten üblichen konstanten Bewegungsgeschwindigkeit der Oberzange relativ zur Unterzange lässt sich auf diese Weise die zum Verbinden zweier Bohrgestängeelemente benötigte Zeit deutlich reduzieren. Beim sukzessiven Einbau einer Vielzahl von Bohrgestängeelementen multipliziert sich der Zeitgewinn auf einen in Abhängigkeit von der Gesamtlänge des resultierenden Bohrstrangs durchaus nennenswerten Betrag. Zudem erlaubt die Reduzierung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Gegenmoment das besonders genaue Erreichen des vorgegebenen Sollanzugsmoments.
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Bei einer speziellen Ausführungsform eines solchen Verfahrens, bei dem die Geschwindigkeit ausgehend von der Anfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Gegenmoment reduziert wird und bei dem als Antriebseinheit zum Bewegen der Oberzange ein Hydraulikzylinder fungiert, wird als Maß für das sich beim Verbinden der beiden Bohrgestängeelemente aufbauende Gegenmoment der beim Bewegen der Oberzange im Hydraulikzylinder wirkende Druck verwendet. Dieser Druck ist mit einer geeigneten Sensorik, zum Beispiel einer Druckmessdose oder dergleichen, vergleichsweise einfach erfassbar. Mit einem elektronisch verarbeitbaren Messwert für diesen Druck und der aufgrund der bekannten Dimensionen des Hydraulikzylinders ebenfalls bekannten Kolben- oder Ringfläche im Hydraulikzylinder lässt sich die jeweils wirkende Kraft unmittelbar als Produkt aus dem Druckmesswert und der mit dem Druck beaufschlagten Fläche ermitteln. Das Gegenmoment ergibt sich dann als ebenfalls mittels der Steuereinheit ermittelbares Produkt aus der jeweils wirkenden Kraft und einem in Abhängigkeit von der erfassten Lage der Oberzange relativ zur Unterzange ermittelten wirksamen Hebelarm.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der hier und im Folgenden beschriebenen Art, das neben dem Verbinden zweier Bohrgestängeelemente auch zum Lösen eines Bohrgestängeelements von einem ortsfesten Bohrgestängeelement vorgesehen ist, wird anhand einer vom Wegmesssystem erfassten jeweiligen Lage der Oberzange relativ zur Unterzange die Oberzange vor dem Beginn des Lösens der Verbindung der beiden Bohrgestängeelemente in eine Position verfahren, in welcher ein maximales Drehmoment ausgeübt werden kann. Die mittels des Wegmesssystems erfassbare Lage der Oberzange relativ zur Unterzange wird auf diese Weise nicht nur dafür verwendet, um das Anzugsmoment beim Verbinden zweier Bohrgestängeelemente auf das Sollanzugsmoment zu begrenzen und dieses sicher zu erreichen, sondern auch dafür, die Oberzange beim Lösen der Gewindeverbindung zweier Bohrgestängeelemente optimal zu positionieren.
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Das Verfahren und einzelne Ausführungsformen des Verfahrens werden mittels einer Steuereinheit und einem von der Steuereinheit, nämlich einem von der Steuereinheit umfassten Mikroprozessor oder dergleichen, ausgeführten Steuerprogramm umgesetzt. Die oben genannte Aufgabe wird damit auch mit einer solchen Steuereinheit und einer der Steuereinheit zugeordneten Aktorik und Sensorik gelöst, nämlich zum Beispiel einem dem Hydraulikzylinder vorgeschalteten Steuerblock und einer dem Hydraulikzylinder zugeordneten Druckmessdose. Die Erfindung ist insoweit zumindest teilweise in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm in Form des von der Steuereinheit ausgeführten Steuerprogramms mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, sowie schließlich auch eine Steuereinheit, in deren Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist. Soweit die oben genannte Aufgabe durch ein zur Ausführung des Verfahrens und einzelner Ausgestaltungen des Verfahrens bestimmtes und eingerichtetes Zangensystem gelöst wird, ist die Steuereinheit mit dem in den Speicher der Steuereinheit geladenen Steuerprogramm ein von dem Zangensystem umfasstes oder dem Zangensystem zugeordnetes Mittel zur Ausführung des Verfahrens.
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Bei einer Ausführungsform des Zangensystems ist das Wegmesssystem einer zum Bewegen der Oberzange relativ zur Unterzange vorgesehenen Antriebseinheit zugeordnet, zum Beispiel einem als Antriebseinheit fungierenden Hydraulikzylinder. Als Wegmesssystem oder Sensorik eines solchen Wegmesssystems kommt zum Beispiel ein Inkrementalgeber oder dergleichen in Betracht. Grundsätzlich kommt alternativ oder zusätzlich auch in Betracht, das Wegmesssystem der Unterzange oder der Oberzange zuzuordnen und die Lage, insbesondere die Rotationslage, der Oberzange relativ zur Unterzange direkt zu ermitteln. Die Zuordnung des Wegmesssystems zur Antriebseinheit wird jedoch als vorteilhaft angesehen, weil in diesem Bereich – anders als bei einer Zuordnung des Wegmesssystems zur Ober- oder Unterzange – mit einem geringeren Verschmutzungs- und Beschädigungsrisiko gerechnet werden kann.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung auch Abänderungen und Modifikationen möglich, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Arbeitsverfahren betreffen.
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Es zeigen
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1, 2 und 3 eine Ausführungsform eines gegenständlichen Zangensystems zum Verbinden und zum Trennen zweier Bohrgestängeelemente,
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4 Momentaufnahmen beim Verbinden zweier Bohrgestängeelemente,
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5 Momentaufnahmen beim Betrieb des Zangensystems,
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6 und 7 das Zangensystem bzw. Teile des Zangensystems zusammen mit einer zur Steuerung des Zangensystems bestimmten Steuereinheit sowie
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8 eine Abhängigkeit einer von der Steuereinheit generierten Stellgröße von einem sich beim Betrieb des Zangensystems einstellenden Druck.
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Die Darstellungen in 1 und 2 zeigen aus unterschiedlichen Blickrichtungen isometrische Ansichten einer Ausführungsform eines gegenständlichen Zangensystems 10, das zur Verwendung auf dem sogenannten Drillfloor einer selbst nicht dargestellten und zum Abteufen von Bohrungen auf Kohlenwasserstoff-Lagerstätten zur Erdöl- und Erdgasexploration oder zum Erschließen von Geothermie bestimmten – an sich bekannten – Bohranlage vorgesehen ist. Die Darstellung in 3 zeigt das Zangensystem 10 gemäß 1 und 2 in einer Draufsicht.
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Das Zangensystem 10 umfasst eine Unterzange 14 und eine Oberzange 16. Die beiden Zangen 14, 16 sind mittels einer hier als Hydraulikzylinder gezeigten Antriebseinheit 18 relativ zueinander rotatorisch beweglich, so dass mittels des Zangensystems 10 ein Bohrgestängeelement 12 vom Bohrstrang gelöst werden oder ein Bohrgestängeelement 12 mit dem Bohrstrang verbunden werden kann. Dazu ist die Antriebseinheit 18 drehfest mit der Unterzange 14 verbunden und eine mit der Antriebseinheit 18 bewegliche Kolbenstange 20 (3) greift an der Oberzange 16 an. Ein Einfahren und ein Ausfahren der Kolbenstange 20 durch Druckbeaufschlagung des Kolbens der Kolbenstange 20 mittels eines Hydraulikaggregats 22 (6) führt entsprechend zu einer Drehung der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14. Anstelle eines als Antriebseinheit 18 fungierenden Hydraulikzylinders kommt auch eine zum Beispiel elektromotorisch angetriebene Gewindespindel oder dergleichen in Betracht.
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Das Zangensystem 10 ist Teil einer in der üblichen Fachterminologie zum Beispiel als „Floorhand“ oder „Iron Roughneck“ bezeichneten Vorrichtung. Eine solche Vorrichtung insgesamt und speziell das Zangensystem 10 dienen beim Ein- und Ausbauen von Bohrgestängeelementen 12 unter anderem zum Verschrauben eines Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang bzw. zum Lösen eines Bohrgestängeelements 12 vom Bohrstrang. Die Bohrgestängeelemente 12 werden beim Einbau in an sich bekannter Art und Weise durch Verschrauben verbunden, wie dies mittels der Darstellungen in 4 schematisch vereinfacht gezeigt ist. Dargestellt sind jeweils ein oberer Abschnitt eines ortsfesten Bohrgestängeelements 12 sowie ein unterer Abschnitt eines damit zu verbindenden weiteren Bohrgestängeelements 12. Von links nach rechts ist gezeigt, dass die beiden Bohrgestängeelemente 12 zunächst axial fluchtend zueinander positioniert werden (linke Darstellung), dass sodann – mittels einer üblicherweise als „Spinner“ bezeichneten und mit dem Zangensystem 10 kombinierten Vorrichtung – ein anfängliches Verbinden der Gewinde der beiden Bohrgestängeelemente 12 erfolgt (mittlere Darstellung) und schließlich – mittels des in 3 nicht gezeigten Zangensystems 10 – die Gewindeverbindung festgezogen wird (rechte Darstellung).
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Jedes Bohrgestängeelement 12 weist dafür in an sich bekannter Art und Weise an einem Ende eine in der Fachterminologie auch als „Box“ bezeichnete Muffe 24 mit einem Innengewinde und am anderen Ende einen in eine solche Muffe 24 und das dortige Innengewinde eindrehbaren Gewindezapfen 26 auf, der in der Fachterminologie auch als „Pin“ bezeichnet wird. Die Verbindungsstelle wird in der Fachterminologie auch als Tooljointtrennstelle 28 bezeichnet.
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Die Unterzange 14 greift jeweils unterhalb der Tooljointtrennstelle 28 an und greift dabei dasjenige Bohrgestängeelement 12, welches das obere Ende des Bohrstrangs und damit das ortsfeste Bohrgestängeelement 12 bildet. Die Oberzange 16 greift oberhalb der Tooljointtrennstelle 28 an und greift entsprechend dasjenige Bohrgestängeelement 12, welches vom Bohrstrang gelöst oder mit dem Bohrstrang verbunden wird. Dafür und zur Übertragung der beim Betätigen der Gewindeverbindung erforderlichen Kraft weist das Zangensystem 10 vier Klemmblöcke 30, 32, 34, 36 auf, nämlich je zwei einander zugewandte/einander gegenüberliegende Klemmblöcke 30, 32 in der Unterzange 14 und je zwei einander zugewandte/einander gegenüberliegende Klemmblöcke 34, 36 in der Oberzange 16. Die translatorische Bewegung jedes Klemmblocks 30–36 erfolgt mittels einer hier ebenfalls als Hydraulikzylinder gezeigten Antriebseinheit 38.
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Beim Verbinden eines neuen Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang (3, rechte Darstellung) durch Festziehen der Gewindeverbindung der beiden Bohrgestängeelemente 12 – die nachfolgende Erläuterung wird am Beispiel des Verbindens eines Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang fortgesetzt; das Lösen eines Bohrgestängeelements 12 vom Bohrstrang erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge – wird die Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 bewegt, nämlich gedreht oder schrittweise gedreht. Die am Bohrstrang angreifende Unterzange 14 bleibt während des Verbindens des neuen Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang mit dem das obere Ende des Bohrstrangs bildenden Bohrgestängeelement 12 in Kontakt.
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Vorausgesetzt wird dabei, dass vor einem solchen Festziehen der Gewindeverbindung ein erstes Eindrehen des Gewindezapfens 26 des neuen Bohrgestängeelements 12 in das Innengewinde der Muffe 24 desjenigen Bohrgestängeelements 12 erfolgt ist, welches das obere Ende des Bohrstrangs bildet. Dies erfolgt mittels des bereits erwähnten sogenannten Spinners und mittels des Spinners wird das neue Bohrgestängeelement 12 in schnelle Rotation versetzt („spinning“) und auf diese Weise kommen die beiden Bohrgestängeelemente 12 und deren Gewindeteile 24, 26 jedenfalls so in Kontakt, dass eine sogenannte Schulter am unteren Ende des Gewindezapfens 26 auf einer Schulter am oberen Ende der Muffe 24 zur Auflage kommt, ohne dass die Gewindeverbindung bereits fest angezogen ist. Das Anziehen der Gewindeverbindung erfolgt mittels der Relativbewegung von Oberzange 16 und Unterzange 14 und das hier und im Folgenden beschriebene Verfahren erfolgt im Anschluss an das Spinnen.
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Beim Anziehen der Gewindeverbindung und beim Verdrehen der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 wird mittels der Antriebseinheit 18 ein Drehmoment auf die Gewindeverbindung ausgeübt. Das Drehmoment berechnet sich bekanntlich als Produkt aus der ausgeübten Kraft und der Länge des wirksamen Hebelarms. Bei einem als Antriebseinheit 18 fungierenden Hydraulikzylinder – die nachfolgende Beschreibung wird im Interesse einer besseren Lesbarkeit, aber ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit am Beispiel eines Hydraulikzylinders als Antriebseinheit 18 fortgesetzt – berechnet sich die Kraft als Produkt aus dem Druck, welcher mittels der vom Hydraulikaggregat 22 (6) abgerufenen Hydraulikflüssigkeit ausgeübt wird, und der Fläche des Kolbens, mit dem die Kolbenstange 20 bewegt wird. Die mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagte Fläche ist bekannt und konstant. Wie die Darstellung in 5 zeigt, ändert sich allerdings die Länge des wirksamen Hebelarms in Abhängigkeit von der Lage der Oberzange 16. Die Länge des wirksamen Hebelarms entspricht der Länge eines Lots durch eine Verbindungslinie zwischen einem ersten Festpunkt 40, an dem der Hydraulikzylinder 18 schwenkbar an der Unterzange 14 angelenkt ist, und einem zweiten Festpunkt 42, an dem die Kolbenstange 20 an der Oberzange 16 angreift.
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Die Darstellungen in 5 zeigen dazu – ohne die Klemmblöcke 30–36 – Momentaufnahmen beim Verdrehen der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14. Dabei zeigt die obere Darstellung eine Position der Oberzange 16 von etwa –20° relativ zur Unterzange 14, die mittlere Darstellung eine Position von 0° relativ zur Unterzange 14 und die untere Darstellung eine Position von etwa +20° relativ zur Unterzange 14. Die jeweiligen Längen des resultierenden Lots auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Festpunkten 40, 42 sind in den Darstellungen in 5 mit r1, r2 und r3 bezeichnet (r1 > r2; r2 > r3). Die jeweilige Länge des Lots entspricht der jeweiligen Länge des wirksamen Hebelarms und damit ist erkennbar, dass das bei gleichem Hydraulikdruck mittels des Hydraulikzylinders 18 aufbringbare Drehmoment von der ausgefahrenen Länge der Kolbenstange 20 abhängt. Im Weiteren bedeutet dies, dass bei konstantem Hydraulikdruck das maximale Drehmoment, mit dem die Gewindeverbindung zwischen zwei Bohrgestängeelementen 12 mittels eines Zangensystems 10 der hier beschriebenen Art festgezogen werden kann, davon abhängt, wie weit die Kolbenstange 20 ausgefahren ist, wenn die Gewindeverbindung fest wird (4, rechte Darstellung).
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Für ein definiertes Anzugsmoment wird demgemäß die jeweils ausgefahrene Länge der Kolbenstange 20 mittels eines vom Zangensystem 10 umfassten oder dem Zangensystem 10 zugeordneten Wegmesssystems 44 (6) erfasst. Das Wegmesssystem 44 kann dabei – zum Beispiel in einer Ausführungsform als Inkrementalgeber oder mit einem Inkrementalgeber – eine an der Kolbenstange 20 angebrachte oder mit der Kolbenstange 20 mitbewegte Maßverkörperung auswerten. Zusätzlich oder alternativ kommt auch in Betracht, dass das Wegmesssystems 44 eine Position des im Hydraulikzylinder 18 zum Ein- oder Ausfahren der Kolbenstange 20 bewegten Kolbens erfasst, zum Beispiel im Wege einer Durchflussmessung der dafür in den Hydraulikzylinder 18 eingebrachten und/oder der aus dem Hydraulikzylinder 18 austretenden Hydraulikflüssigkeit. Im Folgenden werden diese und gegebenenfalls weitere Möglichkeiten im Interesse einer besseren Lesbarkeit der Beschreibung sowie im Hinblick auf eine möglichst weitgehende Abstraktion der dem Wegmesssystem 44 zugrunde liegenden und grundsätzlich austauschbaren Sensorik dahingehend zusammengefasst, dass von einer Erfassung einer Ausfahrposition der Kolbenstange 20 – oder kurz von einer Kolbenstangenposition 46 – gesprochen wird. Die Kolbenstangenposition 46 ist ein Maß für eine Lage der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14, denn mittels der Kolbenstange 20 wird die Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 bewegt.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich die Kolbenstangenposition 46 rechnerisch auch ermitteln lässt, wenn mittels des Wegmesssystems 44 die Rotationslage der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 ermittelt wird und ansonsten die Positionen der Festpunkte 40, 42 relativ zur Unterzange 14 bzw. zu Oberzange 16 bekannt sind. Auch eine solche rechnerisch ermittelte Kolbenstangenposition 46 soll umfasst sein, wenn hier und im Folgenden von einer Lage der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 oder einer mittels eines Wegmesssystems 44 ermittelten Kolbenstangenposition 46 gesprochen wird.
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Mittels einer in der Darstellung in 6 gezeigten Steuereinheit 48, die als Eingangssignale zumindest die Kolbenstangenposition 46 als eine vom Wegmesssystem 44 erhältliche Positionsinformation (Positionsinformation zur Lage der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14) und zumindest einen Druckistwert 50, 52 bezüglich eines am Hydraulikzylinder 18 (kolbenseitig und/oder stangenseitig) bei einer entsprechenden Gegenkraft anstehenden Drucks verarbeitet, lässt sich also für jede Relativposition der Oberzange 16 zur Unterzange 14 das jeweils aufbringbare Drehmoment (Anzugsmoment) ermitteln und mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollanzugsmoment 54 vergleichen. Zur Ermittlung des Anzugsmoments wird mittels der Steuereinheit 48 das Produkt aus der wirkenden Kraft und dem wirksamen Hebelarm gebildet. Die wirkende Kraft wird mittels der Steuereinheit 48 als das Produkt aus dem jeweiligen Druckistwert 50, 52 und der mit dem Druck beaufschlagten Fläche des Hydraulikzylinders 18 ermittelt. Die Länge des wirksamen Hebelarms (siehe Längen r1, r2 und r3 in der Darstellung in 5) wird mittels der Steuereinheit 48 zum Beispiel anhand einer Tabelle (Lookup-Tabelle) ermittelt, in welche für eine Mehrzahl von Kolbenstangenpositionen 46 die jeweils zugehörige und zuvor berechnete wirksame Länge des Hebelarms eingetragen ist. Bei von der Tabelle nicht umfassten Kolbenstangenpositionen 46 (Zwischenwerten) erfolgt eine Interpolation anhand der von der Tabelle umfassten Werte. Alternativ kann die Länge des wirksamen Hebelarms auch mittels der Steuereinheit 48 anhand der jeweiligen Kolbenstangenposition 46 und dem bekannten Abstand der beiden Festpunkte 40, 42 zum Zentrum der zu verbindenden Bohrgestängeelemente 12 berechnet werden.
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Sobald das tatsächlich mittels des Zangensystems 10 aufgebrachte Dreh-/Anzugsmoment das Sollanzugsmoment 54 erreicht oder überschreitet, ist das Festziehen des Gewindes der beiden Bohrgestängeelemente 12 beendet.
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Die zum Beispiel in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder dergleichen realisierte Steuereinheit 48 umfasst in an sich bekannter Art und Weise zum Beispiel einen Mikroprozessor oder eine vergleichbare Funktionseinheit und einen Speicher, in den ein Steuerprogramm geladen ist, das beim Betrieb der Steuereinheit 48 und beim Betrieb des Zangensystems 10 ausgeführt wird. Unter Kontrolle des Steuerprogramms erfolgt auf Basis der gemessenen Kolbenstangenposition 46 und dem Sollanzugsmoment 54 das Verbinden eines Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang unter folgenden Bedingungen: Zum einen ist das Anzugsmoments auf das vorgegebene Sollanzugsmoment 54 begrenzt. Zum anderen wird das vorgegebene Sollanzugsmoment 54 sicher erreicht.
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Unter Kontrolle der Steuereinheit 48 erfolgt darüber hinaus auch die Ansteuerung des Hydraulikzylinders 18 zum Ausführen einer oder mehrerer im Folgenden als Hub bezeichneter Bewegungen der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14. Die Oberzange 16 hat zum Beispiel einen Bewegungsbereich von –20° bis +20° relativ zur Unterzange 14, wie dies exemplarisch, aber ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit, in 5 gezeigt ist. Dann beginnt ein Hub bei –20° und endet bei +20°. Die vom Wegmesssystem 44 erhältliche Kolbenstangenposition 46 ist eindeutig mit unterschiedlichen Rotationslagen der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 verknüpft, d.h. die Endposition eines Hubs bei +20° ist eindeutig und automatisch mittels der Steuereinheit 48 auch anhand der bei dieser Rotationslage resultierenden Kolbenstangenposition 46 erkennbar. Mittels der Steuereinheit 48 erfolgt also auch eine Überwachung des jeweiligen Momentanwerts der Kolbenstangenposition 46 in Bezug auf die Kolbenstangenposition 46 bei der Endposition eines Hubs bei +20°. Sobald diese Kolbenstangenposition 46 mittels der Steuereinheit 48 erkannt wird, erfolgt automatisch ein Rückhub, also ein Öffnen der Klemmblöcke 34, 36 der Oberzange 16 und ein Drehen der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 in die Anfangsposition eines neuen Hubs bei –20°. Auch das Erreichen dieser Anfangsposition ist mittels der Steuereinheit 48 anhand einer entsprechenden Kolbenstangenposition 46 erkennbar. Sobald die Anfangsposition eines neuen Hubs erreicht ist, werden unter Kontrolle der Steuereinheit 48 die Klemmblöcke 34, 36 wieder zugefahren und mit entsprechender Ansteuerung des Steuerblocks 56 durch die Steuereinheit 48 beginnt ein neuer Hub. Dies wird zyklisch solange fortgesetzt, bis das neue Bohrgestängeelement 12 – bei Erfüllung der beiden oben genannten Bedingungen – mit dem Bohrstrang verbunden ist. Auch ohne dass darauf im Folgenden ausdrücklich Bezug genommen ist, versteht sich, dass mittels der Steuereinheit 48 beim Verbinden oder Lösen eines Bohrgestängeelements 42 vom bzw. mit dem Bohrstrang durch einen oder mehrere Hübe bzw. einen oder mehrere Rückhübe stets eine unterlagerte Steuerung und/oder Überwachung der einzelnen Hubzyklen realisiert ist.
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Die Darstellung in 7 zeigt in schematisch vereinfachter Form die Steuereinheit 48 und die Wirkzusammenhänge beim Beaufschlagen des Hydraulikzylinders 18 mit Druck zum Verdrehen der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 und zum Verschrauben eines Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang. Auf eine Wiederholung der Darstellung des Zangensystems 10 wurde für die Darstellung in 7 verzichtet. Insoweit wird auf die Darstellung in 6 verwiesen.
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Die Steuereinheit 48 verarbeitet als Maß für die Lage der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 die kontinuierlich aufgenommene Kolbenstangenposition 46 oder einen anderen diese Lage beschreibenden Messwert sowie das Sollanzugsmoment 54. Zum Auslösen der Drehbewegung der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 wird der Steuerblock 56 mit einer jeweiligen Stellgröße 58 angesteuert. Beim Vorhub, also beim Verbinden eines Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang, wird entsprechend der Ansteuerung des Steuerblocks 56 eine bestimmte Hydraulikflüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit in die Kolbenkammer des Hydraulikzylinders 18 gefördert (beim Rückhub in die Ringkammer). Wenn beim Verbinden des Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang die Gewindeverbindung fest wird und sich mithin ein Gegenmoment aufbaut, beginnt auch ein merklicher Druckaufbau in der Kolbenkammer. Der Druck in der Kolbenkammer und in der vom Steuerblock 56 zur Kolbenkammer verlaufenden Zuleitung wird mittels eines geeigneten Drucksensors erfasst, zum Beispiel eines Drucksensors in Form einer kolbenkammerseitigen Druckmessdose 60. Ein von der Druckmessdose 60 erhältlicher Druckistwert 50 wird mittels der Steuereinheit 48 als Eingangsgröße verarbeitet. Anhand der Kolbenstangenposition 46 und des Druckistwerts 50 sowie auf Basis der bekannten und konstanten Größe der Kolbenfläche werden mittels Steuereinheit 48 kontinuierlich oder quasikontinuierlich, also zyklisch in einem kurzen Zeitraster, die jeweils wirksame Länge des Hebelarms und die wirkende Kraft und damit das jeweils mit dem Zangensystem 10 aufgebrachte Dreh-/Anzugsmoment ermittelt. Der Druckistwert 50 ist damit ein Beispiel für ein in Bezug auf den zum Bewegen der Oberzange 16 bestimmten Hydraulikzylinder 18 aufgenommenes Maß für eine von diesem ausgeübte Kraft. Sobald das ermittelte aufgebrachte Anzugsmoment das vorgegebene Sollanzugsmoment 54 erreicht, ist das Verbinden des Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang unter Einhaltung der beiden oben genannten Bedingungen (Begrenzung des Anzugsmoments auf das Sollanzugsmoment 54 und garantiertes Erreichen des Sollanzugsmoments 54) beendet. Die Klemmblöcke 30–36 des Zangensystems 10 können aufgefahren werden und das Zangensystem 10 kann insgesamt in eine Parkposition verfahren werden.
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Zum Lösen eines Bohrgestängeelements 12 vom Bohrstrang wird die Ringkammer des Hydraulikzylinders 18 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Optional wird ein sich beim Lösen der Gewindeverbindung aufbauender Druck mittels einer ringkammerseitigen Druckmessdose 62 erfasst. Mittels der Steuereinheit 48 wird dann anhand der Kolbenstangenposition 46 sowie eines von der Druckmessdose 62 erhältlichen Druckistwerts 52 das jeweils wirkende Drehmoment ermittelt (unter Berücksichtigung der im Vergleich zur Kolbenfläche kleineren Ringfläche). Das jeweils ermittelte Drehmoment zum Trennen („break“) der Gewindeverbindung wird zum Beispiel erfasst und für nachfolgende statistische Auswertungen und dergleichen protokolliert und/oder gespeichert. Des Weiteren kommt auch in Betracht, das zum Trennen aufgebrachte Drehmoment mit dem ursprünglich beim Herstellen der Gewindeverbindung („make“) aufgebrachten Drehmoment zu vergleichen. Dafür wird für jede Tooljointtrennstelle 28 entlang des Bohrstrangs das beim Herstellen der Gewindeverbindung aufgebrachte Drehmoment und/oder das jeweils vorgegebene Sollanzugsmoment 54 erfasst und beim Ausbauen des Bohrstrangs in umgekehrter Reihenfolge mit dem zum Trennen der Gewindeverbindung erforderlichen Drehmoment verglichen. Auch die dabei erhältlichen Vergleichsergebnisse können für nachfolgende statistische Auswertungen und dergleichen protokolliert und/oder gespeichert werden.
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Beim Herstellen der Gewindeverbindung („make“) wird der Steuerblock 56 mittels einer entsprechenden Stellgröße 58 zumindest anfänglich so angesteuert, dass sich eine maximale Durchflussmenge und damit eine maximale Geschwindigkeit für die Relativbewegung der Oberzange 16 zur Unterzange 14 ergibt (hohe Anfangsgeschwindigkeit). Mittels des Steuerblocks 56 wird eine Durchflussmenge der vom Hydraulikaggregat 22 zum Hydraulikzylinder 18 gelangenden Hydraulikflüssigkeit eingestellt. Die jeweilige Durchflussmenge bestimmt die Geschwindigkeit, mit der sich die Kolbenstange 20 bewegt und damit die Geschwindigkeit der Relativbewegung der Oberzange 16 zur Unterzange 14. Sobald die Gewindeverbindung beginnt, fest zu werden, sobald sich also ein mittels der Druckmessdose 60 sensierbarer merklicher Gegendruck aufbaut, wird die Geschwindigkeit der Relativbewegung der Oberzange 16 zur Unterzange 14 im Vergleich zu der hohen Anfangsgeschwindigkeit reduziert. Mittels der Steuereinheit 48 wird zu diesem Zweck anhand des von der Druckmessdose 60 erhältlichen Druckistwerts 50 eine Stellgröße 58 zur entsprechenden Ansteuerung des Steuerblocks 56 generiert. Zur Generierung der Stellgröße 58 kommen grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten in Betracht.
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Zum einen kann – wie dies schematisch vereinfacht in 8 gezeigt ist – der erwartete Wertebereich des Druckistwerts 50 in eine Mehrzahl von Abschnitten 66 eingeteilt werden, wobei jedem Wertebereichsabschnitt 66 eine Stellgröße 58 zugeordnet ist. Bei größer werdenden, jeweils von einem Wertebereichsabschnitt 66 umfassten Druckistwerten 50 ist dem Wertebereichsabschnitt 66 jeweils eine Stellgröße 58 zugeordnet, die zu einer Reduktion der Durchflussmenge der vom Hydraulikaggregat 22 durch den Steuerblock 56 zum Hydraulikzylinder 18 gelangenden Hydraulikflüssigkeit führt. Im Ergebnis ist damit jedem Wertebereichsabschnitt 66 ein Maß für eine Geschwindigkeit der Relativbewegung der Oberzange 16 zur Unterzange 14 zugeordnet und je größer der sich aufbauende Gegendruck wird – je fester also die Gewindeverbindung wird – desto geringer wird die Geschwindigkeit, mit der die Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 bewegt wird.
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Zum anderen kann die zeitliche Änderung des Druckistwerts 50 betrachtet werden und mittels der Steuereinheit 48 eine zur jeweiligen zeitlichen Änderung umgekehrt proportionale, zum Beispiel reziproke Stellgröße 58 generiert werden, so dass bei einer zumindest anfänglich verschwindenden oder nur geringen zeitlichen Änderung des Druckistwerts 50 eine Stellgröße 58 resultiert, aufgrund derer die Oberzange 16 mit maximaler Geschwindigkeit relativ zur Unterzange 14 bewegt wird. Wenn die zeitliche Änderung des Druckistwerts 50 zunimmt, resultiert eine Stellgröße 58, aufgrund der die Geschwindigkeit der Bewegung der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 kontinuierlich reduziert wird.
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Die beiden skizzierten Möglichkeiten sind auch kombinierbar, zum Beispiel derart, dass bei bestimmten Wertebereichen des Druckistwerts 50 eine mit dem jeweiligen Wertebereich durch eine entsprechende Vorgabe verknüpfte Stellgröße 58 verwendet wird, während bei anderen Wertebereichen des Druckistwerts 50 dessen zeitliche Änderung und eine auf dieser Basis generierte Stellgröße 58 verwendet wird.
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Bei einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens kommt eine solche Kombination dahingehend in Betracht, dass beim anfänglichen Bewegen der Oberzange 16 und nur geringen Druckistwerten 50, also einem von einem minimalen Druckistwert 50 ausgehenden Wertebereich bis zu einem vorgegebenen oder vorgebbaren ersten geringen Druckistwert 50, eine mit diesem Wertebereich durch eine entsprechende Vorgabe verknüpfte Stellgröße 58 zur möglichst schnellen Bewegung der Oberzange 16 verwendet wird, dass bei einem zum Beispiel symmetrisch um das Sollanzugsmoment 54 (Sollanzugsmoment 54 +/– x%) verteilten Wertebereich eine mit diesem Wertebereich durch eine entsprechende Vorgabe verknüpfte Stellgröße 58 zur möglichst langsamen Bewegung der Oberzange 16 verwendet wird und dass zwischen diesen beiden Wertebereichen eine auf Basis der zeitlichen Änderung des Druckistwerts 50 generierte Stellgröße 58 verwendet wird.
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Beim Lösen der Gewindeverbindung („break“) wird der Steuerblock 56 mittels einer entsprechenden Stellgröße 58 entweder dauerhaft so angesteuert, dass sich eine möglichst große Geschwindigkeit der Bewegung der Oberzange 16 ergibt. Alternativ kann die Stellgröße 58 auch rampenartig – mit einer vorgegebenen oder vorgebbaren Steigung – bis zu einem Maximalwert ansteigen, so dass das anfängliche Lösen der Gewindeverbindung mit einer zunächst geringen, aber kontinuierlich zunehmenden Geschwindigkeit und dann mit einer möglichst großen Geschwindigkeit der Bewegung der Oberzange 16 erfolgt.
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Alternativ zu dem bisher beschriebenen Verfahren zum Herstellen der Gewindeverbindung („make“) kommt auch in Betracht, dass mittels der Steuereinheit 48 automatisch anhand eines vorgegebenen oder vorgebbaren Sollanzugsmoments 54 eine Stellgröße 58 ermittelt wird, die zu einem dem Sollanzugsmoment 54 entsprechenden definierten Anzugsmoment führt. Die Stellgröße 58 wird zur Ansteuerung des Hydraulikaggregats 22 oder eines dem Hydraulikaggregat 22 nachgeschalteten und zumindest für den kolbenseitigen Anschluss des Hydraulikzylinders 18 ein Proportionalventil umfassenden Steuerblocks 56 verwendet. Anhand der vom Wegmesssystem 44 als Messwert zur Verfügung stehenden Kolbenstangenposition 46 und der bekannten und konstanten Kolbenfläche kann automatisch mittels der Steuereinheit 48 ein bei der jeweiligen Kolbenstangenposition 46 zum Erreichen eines dem Sollanzugsmoment 54 entsprechenden Anzugsmoments notwendiger Druck ermittelt werden. Eine dem jeweils ermittelten notwendigen Druck entsprechende und bei einer Veränderung der Kolbenstangenposition 46 nachgeführte Stellgröße 58 wird auf das Hydraulikaggregat 22 oder den Steuerblock 56 gegeben. Damit wird die Gewindeverbindung stets maximal mit dem Sollanzugsmoment 54 festgezogen. Das Lösen der Gewindeverbindung kann entsprechend oder wie weiter oben beschrieben erfolgen.
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Das Ende des Verbindens eines Bohrgestängeelements 12 mit dem Bohrstrang kann dabei automatisch mittels der Steuereinheit 48 daran erkannt werden, dass sich die Kolbenstangenposition 46 während einer vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitspanne nicht mehr ändert (weil die Gewindeverbindung bereits fest ist und sich daher die Relativposition der Oberzange 16 zur Unterzange 14 nicht mehr ändert). Die Überwachung der Änderung der Kolbenstangenposition 46 kann auch als zusätzliches Abbruchkriterium verwendet werden. Bei einer Überwachung der Änderung der Kolbenstangenposition 46 als zusätzliches Abbruchkriterium kommt dies für eine Sicherheitsabschaltung in Betracht.
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Zum Lösen eines Bohrgestängeelements 12 vom Bohrstrang kommt bei einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb des Zangensystems 10 in Betracht, dass die Oberzange 16 vor dem Zufahren der Klemmblöcke 34, 36 unter Kontrolle der Steuereinheit 48 und anhand der Kolbenstangenposition 46 in eine Relativposition zur Unterzange 14 verfahren wird, bei der auf Basis des dann wirkenden Hebelarms das maximale Drehmoment aufgebracht werden kann. Dann ist ein geringerer Hydraulikdruck ausreichend, als wenn der Rückhub zum Lösen der Gewindeverbindung bei einer vollständig ausgefahrenen Kolbenstange 20 und bei einer maximal zur Unterzange 14 verdrehten Oberzange 16 beginnen würde. Sobald unter Kontrolle der Steuereinheit 48 die Position des „günstigsten Hebelarms“ erreicht ist, werden die Klemmblöcke 34, 36 automatisch zugefahren und durch Beaufschlagung der Ringkammer mit Hydraulikflüssigkeit beginnt das Lösen der Gewindeverbindung.
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Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier vorgelegten Beschreibung lassen sich kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden ein Verfahren zum Betrieb eines zum Verbinden eines Bohrgestängeelements 12 mit einem oftmals ortsfesten Bohrgestängeelement 12 oder zum Trennen eines Bohrgestängeelements von einem anderen Bohrgestängeelement 12 bestimmten Zangensystems 10, welches eine Unterzange 14 und eine mittels einer Antriebseinheit 18 relativ zur Unterzange 14 bewegliche Oberzange 16 umfasst, wobei mittels eines Wegmesssystems 44 eine Lage 46 der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 erfassbar ist und im Betrieb erfasst wird, wobei mittels einer Steuereinheit 48 kontinuierlich oder regelmäßig ein in Abhängigkeit von der erfassten Lage 46 ermitteltes Anzugsmoment mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Sollanzugsmoment 54 verglichen wird und wobei das Verbinden der beiden Bohrgestängeelemente 12 beendet ist, wenn das ermittelte Anzugsmoment das Sollanzugsmoment 54 erreicht oder überschreitet. Angegeben wird des Weiteren ein zur Ausführung des Verfahrens bestimmtes und eingerichtetes Zangensystem 10. Als Maß für die Lage 46 der Oberzange 16 relativ zur Unterzange 14 wird zum Beispiel mittels eines Wegmesssystems 44 eine Kolbenstangenposition 46 erfasst. Als Maß für die Lage 46 der Oberzange 16 kommen auch andere Messwerte in Betracht. Anhand der Kolbenstangenposition 46 oder jedem anderen lagespezifischen Messwert wird mittels der Steuereinheit 48 die wirksame Länge des Hebelarms und auf dessen Basis das jeweils wirkende Anzugsmoment ermittelt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zangensystem
- 12
- Bohrgestängeelement
- 14
- Unterzange
- 16
- Oberzange
- 18
- Antriebseinheit / Hydraulikzylinder
- 20
- Kolbenstange
- 22
- Hydraulikaggregat
- 24
- Muffe / Gewindeteil
- 26
- Gewindezapfen / Gewindeteil
- 28
- Tooljointtrennstelle
- 30–36
- Klemmblock
- 38
- Antriebseinheit
- 40
- erster Festpunkt (des Hydraulikzylinders an der Unterzange)
- 42
- zweiter Festpunkt (des Hydraulikzylinders an der Oberzange)
- 44
- Wegmesssystem
- 46
- Lage der Oberzange / Kolbenstangenposition
- 48
- Steuereinheit
- 50
- (kolbenseitiger) Druckistwert
- 52
- (stangenseitiger) Druckistwert
- 54
- Sollanzugsmoment
- 56
- Steuerblock
- 58
- Stellgröße
- 60
- (kolbenseitige) Druckmessdose
- 62
- (stangenseitige) Druckmessdose
- 64
- (frei)
- 66
- Wertebereichsabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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