DE102015209378A1 - Method for operating a working device of a drilling rig, working device operating according to the method, computer program for implementing the method, control device with an implementation of the method and drilling rig with such a working device - Google Patents

Method for operating a working device of a drilling rig, working device operating according to the method, computer program for implementing the method, control device with an implementation of the method and drilling rig with such a working device Download PDF

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Andre Reuter
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Abstract

Angegeben werden ein Verfahren zum Betrieb eines Arbeitsgeräts (10) – „Iron Roughneck“ – sowie ein nach dem Verfahren arbeitendes Arbeitsgerät (10), bei dem nach einer anfänglichen Positionierung eines Zangensystems (18) mittels einer Positioniervorrichtung (20) und einer anschließenden Fixierung des Zangensystems (18) an mittels des Zangensystems (18) zu verbindenden Bohrgestängeelementen (14, 16) eine resultierende Lage – „Ist-Lage“ – des Zangensystems (18) erfasst wird, sodann das Zangensystem (18) mittels einer erneuten Bewegung der Positioniervorrichtung (20) ausgerichtet wird, bis eine Soll-Lage des Zangensystems (18) erreicht ist, und schließlich eine sich dabei ergebende Position der Positioniervorrichtung (20) als zukünftige Soll-Position für weitere Bewegungszyklen des Arbeitsgeräts (10) gespeichert wird.Disclosed are a method for operating an implement (10) - "Iron Roughneck" - and a working according to the method implement (10), wherein after an initial positioning of a tong system (18) by means of a positioning device (20) and a subsequent fixation of Pliers system (18) to be connected by means of the pliers system (18) drill string elements (14, 16) a resulting position - "actual position" - the pliers system (18) is detected, then the pliers system (18) by means of a renewed movement of the positioning device ( 20) is aligned until a desired position of the pliers system (18) is reached, and finally a resulting position of the positioning device (20) as a future target position for further movement cycles of the implement (10) is stored.

Description

Die Erfindung betrifft zuvorderst ein Verfahren zum Betrieb eines Arbeitsgeräts auf einer Bohranlage. Bei dem Arbeitsgerät handelt es sich um eine Vorrichtung zum Verbinden und Verschrauben von Bohrgestängeelementen. Vorrichtungen zum Verbinden und Verschrauben von Bohrgestängeelementen sowie zum Trennen dabei hergestellter Schraubverbindungen, sogenannte Roughnecks oder Iron Roughnecks – im Deutschen mitunter als Gestängeverschraubungsvorrichtung, Kraftverschraubungsvorrichtung und dergleichen bezeichnet –, sind an sich bekannt. Zum Beleg des Standes der Technik kann beispielhaft auf die US 3,799,009 verwiesen werden.The invention first and foremost relates to a method for operating a working device on a drilling rig. The implement is a device for connecting and bolting drill pipe elements. Devices for connecting and screwing drill pipe elements as well as for cutting thereby produced screw, so-called Roughnecks or Iron Roughnecks - sometimes referred to in German as Gestängeverschraubungsvorrichtung, Kraftverschraubungsvorrichtung and the like - are known per se. To document the state of the art can be exemplified in the US 3,799,009 to get expelled.

Ein solches Arbeitsgerät wird auf einer Arbeitsplattform einer Bohranlage oberhalb des Bohrlochs (drill hole; bore well) verwendet. Im Bereich des Bohrlochs muss aber neben anderem auch eine Hantierung der Bohrgestängeelemente beim Ein- und Ausbauen des Bohrgestänges erfolgen. Deshalb kann sich das Arbeitsgerät nicht dauerhaft in der Position oberhalb des Bohrlochs befinden. Es ist daher üblich, dass das Arbeitsgerät eine Positioniervorrichtung umfasst. Mittels der Positioniervorrichtung ist ein ebenfalls von dem Arbeitsgerät umfasstes Zangensystem in eine Position im Bereich des Bohrlochs (Arbeitsposition) sowie in eine von der Arbeitsposition entfernte Ruheposition beweglich.Such a tool is used on a working platform of a drilling rig above the wellbore (bore well). In the area of the borehole, however, handling of the drill pipe elements during installation and removal of the drill string must also take place, among other things. Therefore, the implement can not be permanently in the position above the borehole. It is therefore usual for the implement to include a positioning device. By means of the positioning device, a pliers system likewise encompassed by the working device is movable into a position in the region of the borehole (working position) as well as into a rest position remote from the working position.

Insoweit kommt zum Beispiel ein System mit Schienen in Betracht, bei dem das Zangensystem auf den Schienen von der Ruheposition in die Arbeitsposition und umgekehrt beweglich ist. Solche Schienen sind aber mitunter in der Umgebung des Bohrlochs störend. Andere Positioniervorrichtungen arbeiten mit einem beweglichen Arm. Eine derartige Positioniervorrichtung ist zum Beispiel aus der WO 2005/024169A bekannt. Der dortige Arm basiert auf einem Parallelogrammarm, an dessen Ende sich das Zangensystem befindet. Die Kinematik des Parallelogrammarms bedingt, dass die Orientierung des Zangensystems während der Bewegung, also zum Beispiel während der Bewegung von der Ruheposition in die Arbeitsposition, stets gleich bleibt. Allerdings ist die Kinematik vergleichsweise aufwendig und damit nicht nur teuer, sondern auch fehleranfällig und im Fehlerfall nur mit erhöhtem Aufwand zu warten.In that regard, for example, is a system with rails into consideration, in which the clamp system on the rails from the rest position to the working position and vice versa is movable. However, such rails are sometimes disturbing in the vicinity of the borehole. Other positioning devices work with a movable arm. Such a positioning device is for example from the WO 2005 / 024169A known. The arm there is based on a parallelogram arm, at the end of which the pliers system is located. The kinematics of the Parallelogrammarms requires that the orientation of the forceps system during movement, so for example during the movement from the rest position to the working position, always the same. However, the kinematics is comparatively complicated and thus not only expensive, but also error-prone and to wait in the event of an error only with increased effort.

Eine besonders einfache Form einer Positioniervorrichtung umfasst einen translatorisch und/oder rotatorisch beweglichen Arm, so dass das Zangensystem mittels einer translatorischen Bewegung bzw. einer Schwenkbewegung von der Ruheposition zur Arbeitsposition und von der Arbeitsposition zurück zur Ruheposition beweglich ist. A particularly simple form of a positioning device comprises a translationally and / or rotationally movable arm, so that the forceps system is movable by means of a translatory movement or a pivoting movement from the rest position to the working position and from the working position back to the rest position.

Das Zangensystem ist dabei am freien Ende der Positioniervorrichtung, nämlich an dem von der Positioniervorrichtung umfassten Arm, angebracht. Eine besonders platzsparende Form einer solchen Positioniervorrichtung besteht darin, dass der schwenkbewegliche Arm eine im weitesten Sinne C-förmige Kontur aufweist, so dass sich das Zangensystem in der Ruheposition und bei eingeschwenktem Art im Bereich einer Hüllkontur um den Arm befindet. Der von dem Arbeitsgerät auf der Arbeitsplattform der Bohranlage belegte Raum wird damit im Wesentlichen von den ohnehin feststehenden Abmessungen des Zangensystems bestimmt und der zusätzliche Platzbedarf der Positioniervorrichtung fällt demgegenüber kaum ins Gewicht.The pliers system is attached to the free end of the positioning device, namely on the arm encompassed by the positioning device. A particularly space-saving form of such a positioning device is that the pivoting arm has a C-shaped contour in the broadest sense, so that the forceps system is in the rest position and in eingeschwenktem type in the region of a Hüllkontur to the arm. The occupied by the implement on the working platform of the drilling rig is thus essentially determined by the already fixed dimensions of the pliers system and the additional space required by the positioning falls in contrast hardly significant.

Eine solche Positioniervorrichtung, bei der deren Arm zum Bewegen des Zangensystems zwischen der Ruheposition und der Arbeitsposition verschwenkt wird, erfordert allerdings, dass das Zangensystem beweglich, also schwenkbeweglich, am freien Ende des Arms der Positioniervorrichtung angelenkt ist. Das Arbeitsgerät hängt dabei wie ein Pendel am freien Ende der Positioniervorrichtung. Dies gewährleistet grundsätzlich, dass das Zangensystem bei jeder Schwenkkonfiguration des Arms ausreichend gerade hängt, dass also eine im Folgenden als Zangensystemachse bezeichnete relevante Achse des Zangensystems im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse durch die mittels des Zangensystems zu verbindenden oder zu trennenden Bohrgestängeelemente (Bohrgestängeachse) bleibt. Such a positioning device, in which the arm is pivoted to move the forceps system between the rest position and the working position, however, requires that the forceps system is articulated, so pivotally, at the free end of the arm of the positioning device. The implement hangs like a pendulum at the free end of the positioning device. This ensures, in principle, that the pincer system remains sufficiently straight for each swivel configuration of the arm, ie that a relevant axis of the pincer system referred to below as the pincer axis remains substantially parallel to a longitudinal axis through the drill string elements (drill string axis) to be connected or disconnected by the pincer system.

Die während des Bewegungsvorgangs notwendige Verschwenkbarkeit des Arbeitsgeräts relativ zum Arm der Positioniervorrichtung ermöglicht allerdings auch eine Schiefstellung des Zangensystems, wenn zum Beispiel mittels des Zangensystems zumindest ein Bohrgestängeelement erfasst wird, obwohl sich das Zangensystem nicht in einem optimalen Abstand von dem Bohrgestängeelement befindet. Wenn während einer solchen Schiefstellung das Zangensystem zum Verbinden oder zum Trennen zweier Bohrgestängeelemente aktiviert wird, ergeben sich sogenannte Exzenterkräfte, die zu einem erhöhten Verschleiß relevanter Teile des Zangensystems und der jeweils erfassten Bereiche der Bohrgestängeelemente führen.However, the necessary during the movement process pivoting of the implement relative to the arm of the positioning device also allows a misalignment of the pliers system when, for example by means of the pliers system at least one drill string element is detected, although the pliers system is not located at an optimal distance from the drill string element. If during such a misalignment the pliers system is activated for connecting or disconnecting two drill string elements, so-called eccentric forces result, which lead to increased wear of relevant parts of the pliers system and the respectively detected areas of the drill string elements.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht entsprechend darin, ein Verfahren zum Betrieb eines Arbeitsgeräts der eingangs genannten Art sowie ein nach dem Verfahren arbeitendes Arbeitsgerät anzugeben, das die oben skizzierten Nachteile, insbesondere Exzenterkräfte beim Aktivieren des Zangensystems, vermeidet oder zumindest deren Auswirkungen reduziert.An object of the present invention is accordingly to provide a method for operating a working device of the type mentioned above and working according to the method implement which avoids the disadvantages outlined above, in particular eccentric forces when activating the pliers system, or at least reduces their effects.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens zum Betrieb eines solchen Arbeitsgeräts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Verfahren zum Betrieb eines Arbeitsgeräts der eingangs genannten Art (Iron Roughneck) auf einer Bohranlage, wobei das Arbeitsgerät ein Zangensystem sowie eine Positioniervorrichtung mit einem Arm zum Positionieren des an einem freien Ende des Arms schwenkbeweglich angebrachten Zangensystems umfasst und wobei das Arbeitsgerät und dessen Zangensystem zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente bestimmt sind, Folgendes vorgesehen: In einem ersten Verfahrensschritt wird das Zangensystem mittels des Arms in Richtung auf die Bohrgestängeelemente bewegt und das Arbeitsgerät wird in eine Kontaktposition gebracht. In einem zweiten Verfahrensschritt wird in der Kontaktposition und bei Stillstand des Arms eine Ist-Lage des Zangensystems ermittelt. In einem dritten Verfahrensschritt wird das Zangensystem mittels des Arms erneut bewegt, bis eine vorgegebene Soll-Lage des Zangensystems erreicht ist.This object is achieved by means of a method for operating such Working device solved with the features of claim 1. This is in a method for operating a working device of the type mentioned (Iron Roughneck) on a drilling rig, wherein the implement comprises a tong system and a positioning device with an arm for positioning the pivotally mounted at a free end of the arm pliers system and wherein the working device and the pliers system are intended for connecting or disconnecting two drill string elements, the following is provided: In a first method step, the pliers system is moved by means of the arm in the direction of the drill string elements and the implement is brought into a contact position. In a second method step, an actual position of the pliers system is determined in the contact position and at standstill of the arm. In a third method step, the forceps system is moved by means of the arm again until a predetermined desired position of the forceps system is reached.

Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls mittels eines Arbeitsgeräts mit den Merkmalen des parallelen unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. Dazu ist bei einem Arbeitsgerät der eingangs genannten Art (Iron Roughneck), das zur Verwendung auf einer Bohranlage bestimmt ist, wobei das Arbeitsgerät ein Zangensystem sowie eine Positioniervorrichtung mit einem Arm zum Positionieren des an einem freien Ende des Arms schwenkbeweglich angebrachten Zangensystems umfasst und wobei das Arbeitsgerät und dessen Zangensystem zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente bestimmt sind, Folgendes vorgesehen: Das Zangensystem ist mittels des Arms in Richtung auf die Bohrgestängeelemente bewegbar und das Arbeitsgerät ist in eine Kontaktposition manövrierbar. In der Kontaktposition und bei Stillstand des Arms ist eine Ist-Lage des Zangensystems ermittelbar. Schließlich ist das Zangensystem mittels des Arms derart beweglich, das mittels der Bewegung des Arms eine vorgegebene Soll-Lage des Zangensystems erreichbar ist.The above object is also achieved by means of a working device with the features of the parallel independent device claim. This is in a working device of the type mentioned (Iron Roughneck), which is intended for use on a drilling rig, wherein the implement comprises a forceps system and a positioning device with an arm for positioning the pivotally mounted at a free end of the arm pliers system and wherein Working tool and its tong system are intended for connecting or disconnecting two drill string elements, provided the following: The pliers system is movable by means of the arm in the direction of the drill string elements and the implement is maneuverable in a contact position. In the contact position and at standstill of the arm an actual position of the pliers system can be determined. Finally, the forceps system is movable by means of the arm, which is reached by means of the movement of the arm a predetermined desired position of the forceps system.

Der Vorteil der hier vorgeschlagenen Neuerung besteht vor allem darin, dass mittels der Ausrichtung des Zangensystems zum Erhalt von dessen Soll-Lage eine Position des Zangensystems relativ zu den beiden Bohrgestängeelementen erreicht ist, bei der beide Bohrgestängeelemente mittels des Zangensystems jeweils auf Stangenmitte, also zentriert, erfassbar sind oder erfasst werden. Bei einem Angreifen sowohl einer von dem Zangensystem umfassten Unterzange sowie einer ebenfalls von dem Zangensystem umfassten Oberzange jeweils auf Stangenmitte des betreffenden Bohrgestängeelements ergeben sich bei einer späteren Aktivierung des Zangensystems und einer Bewegung der Oberzange relativ zur Unterzange keine Exzenterkräfte (Scherkräfte) und keine Verschleißerscheinungen der eingangs beschriebenen Art. Dadurch, dass die Bohrgestängeelemente jeweils genau auf Stangenmitte erfasst werden und keine Exzenterkräfte auftreten, wird auch ein genaueres Erreichen des notwendigen Drehmoments beim Verbinden der Bohrgestängeelemente möglich und gewährleistet.The advantage of the innovation proposed here is, above all, that a position of the pliers system relative to the two drill string elements is achieved by means of the alignment of the pliers system to obtain its desired position, in which both drill string elements centered on the rod center, ie centered, by means of the pliers system. can be detected or recorded. Upon engagement of both a pair of pliers enclosed by the lower nipper pliers as well as an upper pliers also on the middle of the respective drill string element resulting in a later activation of the pliers system and a movement of the upper nipper relative to the lower nipper no eccentric forces (shear forces) and no signs of wear of the beginning As a result of the fact that the drill string elements are respectively detected exactly on the middle of the rod and no eccentric forces occur, more accurate achievement of the necessary torque when connecting the drill pipe elements is possible and ensured.

Mit dem Bewegen des Zangensystems mittels des Arms der Positioniervorrichtung in die Kontaktposition – also eine Position, in der das Zangensystem des Arbeitsgeräts mit zumindest einem Gestängeelement in Kontakt ist – liegen zum einen eine anfängliche Position des Arms und zum anderen eine definierte Position des Zangensystems relativ zu zumindest einem Bohrgestängeelement vor. Die anfängliche Position des Arms ergibt sich zum Beispiel aufgrund einer entsprechenden Vorgabe anhand eines jeweiligen Schwenkbereichs des Arms, zum Beispiel derart, dass die anfängliche Position einem prozentualen Anteil, zum Beispiel 90%, der maximalen Ausschwenkbarkeit des Arms entspricht.With the movement of the pliers system by means of the arm of the positioning device in the contact position - ie a position in which the pliers system of the implement with at least one linkage element in contact - are on the one hand an initial position of the arm and on the other hand, a defined position of the pliers system relative to at least one drill string element. For example, the initial position of the arm results from a respective default of a respective pivoting range of the arm, for example, such that the initial position corresponds to a percentage, for example 90%, of the maximum swing-out of the arm.

In dieser Kontaktposition wird – bei Stillstand des Arms, also angehaltener Positioniervorrichtung – als Ist-Lage eine aktuelle Lage des Zangensystems ermittelt. Sollte sich in dieser Situation bereits eine gewünschte Lage des Zangensystems ergeben, ist die anfängliche Position des Arms bereits die für eine spätere Aktivierung des Zangensystems optimale Position des Arms. Üblicherweise ergibt sich aber in der Kontaktposition zunächst eine „Schiefstellung“ des Zangensystems. Eine Aktivierung des Zangensystems zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente führt in einer solchen Lage zu den eingangs genannten Problemen. Die anfängliche Position des Arms ist also noch nicht die für eine derartige spätere Aktivierung des Zangensystems optimale Position. Daher wird die anfängliche Position des Arms korrigiert. Dies geschieht, indem in der Kontaktposition und bei Stillstand des Arms eine Ist-Lage des Zangensystems ermittelbar ist und im Rahmen einer Ausführung des Verfahrens ermittelt wird. Die Ist-Lage ist gewissermaßen ein Maß für die tatsächliche Schiefstellung des Zangensystems. Zum Erhalt der optimalen Position des Arms ist das Zangensystem mittels der Positioniervorrichtung derart beweglich, das mittels der Bewegung des Arms eine vorgegebene Soll-Lage des Zangensystems erreichbar ist und bei einer Ausführung des Verfahrens auf Basis eines kontinuierlichen Vergleichs einer jeweiligen Ist-Lage mit der Soll-Lage erreicht wird. Die Soll-Lage des Zangensystems ist die Lage, bei der mittels des Zangensystems beide Bohrgestängeelemente in optimaler Art und Weise, insbesondere also ohne dass bei einer Aktivierung des Zangensystems Scherkräfte auftreten, erfassbar sind oder erfasst werden. Kurz gefasst ist das Zangensystem in der Soll-Lage „gerade“ zu den Bohrgestängeelementen oder zumindest einem Bohrgestängeelement ausgerichtet (Zangensystemachse und Bohrgestängeachse sind parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel). Sobald aufgrund der erneuten Bewegung des Arms die gewünschte Ausrichtung des Zangensystems erreicht ist, ist mit der dann jeweils gegebenen Position des Arms auch die optimale Position des Arms und der damit korrelierte Abstand des Zangensystems zu den Bohrgestängeelementen zum nachfolgenden Aktivieren des Zangensystems gefunden. Bei einem nächsten Bewegungszyklus des Arbeitsgeräts kann unmittelbar die so ermittelte optimale Position des Arms genutzt werden. Dies bedeutet, dass der Arm der Positioniervorrichtung zu Beginn nachfolgender Bewegungszyklen jeweils bis in die optimale Position bewegt wird. In dieser Position wird jetzt in üblicher Art und Weise das Zangensystem aktiviert, zum Beispiel derart, dass zunächst ein unteres Bohrgestängeelement mittels einer Unterzange des Zangensystems und anschließend ein oberes Bohrgestängeelement mittels einer Oberzange des Zangensystems erfasst wird. Aufgrund der wie oben beschrieben ermittelten optimalen Position des Arms befinden sich das Zangensystem und deren Unter- und Oberzange dabei in Positionen, in denen die jeweiligen Bohrgestängeelemente auf Stangenmitte erfassbar sind und bei der Ausführung des Verfahrens erfasst werden. Ungünstige Scherkräfte und sonstige Nachteile werden dabei vermieden.In this contact position is - at standstill of the arm, so halted positioning - determined as an actual position a current position of the pliers system. Should a desired position of the forceps system already result in this situation, the initial position of the arm is already the optimum position of the arm for a later activation of the forceps system. Usually, however, a "skewing" of the pliers system initially results in the contact position. An activation of the pliers system for connecting or disconnecting two drill string elements leads in such a situation to the problems mentioned above. The initial position of the arm is thus not yet the optimal position for such a later activation of the forceps system. Therefore, the initial position of the arm is corrected. This is done by an actual position of the pliers system can be determined in the contact position and at standstill of the arm and is determined within the scope of an embodiment of the method. The actual position is a measure of the actual misalignment of the pliers system. To obtain the optimum position of the arm, the pliers system is movable by means of the positioning device, which is reached by the movement of the arm a predetermined desired position of the pliers system and in an embodiment of the method based on a continuous comparison of a respective actual position with the target Situation is reached. The desired position of the pliers system is the position in which by means of the pliers system both drill string elements in an optimal manner, in particular without the occurrence of shear forces upon activation of the pliers system, are detectable or detected. In short, the tong system is "straight" in the desired position to the drill pipe elements or at least one drill pipe element aligned (pliers system axis and drill pipe axis are parallel or at least substantially parallel). As soon as due to the renewed movement of the arm, the desired orientation of the forceps system is reached, then with the then given position of the arm and the optimal position of the arm and the correlated distance of the forceps system to the drill string elements for subsequent activation of the forceps system found. In a next cycle of motion of the implement can be used directly the thus determined optimal position of the arm. This means that the arm of the positioning device is moved to the optimum position at the beginning of subsequent movement cycles. In this position, the pliers system is now activated in the usual way, for example, such that first a lower drill string element is detected by means of a lower nipper of the pliers system and then an upper drill string element by means of a collet of the pliers system. Due to the optimal position of the arm determined as described above, the pliers system and its lower and upper pliers are in positions in which the respective drill string elements can be detected on the middle of the bar and are detected during the execution of the method. Unfavorable shear forces and other disadvantages are avoided.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche oder ergeben sich aus einer Umsetzung einzelner oder mehrerer Merkmale der Verfahrensansprüche. In den Ansprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes 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. Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass das hier angegebene Verfahren auch entsprechend der abhängigen Vorrichtungsansprüche weitergebildet sein kann und umgekehrt.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims or result from an implementation of one or more features of the method claims. In the claims used in the claims point to the further development of the subject of the main claim by the features of the respective subclaim. They should not be construed as a waiver of obtaining independent, objective protection for the feature combinations of the dependent claims. Furthermore, with a view to an interpretation of the claims in a closer specification of a feature in a subordinate claim, it is to be assumed that such a restriction does not exist in the respective preceding claims. Finally, it should be noted that the method specified here can also be developed according to the dependent device claims and vice versa.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.Since the subject-matter of the subclaims can form separate and independent inventions with regard to the prior art on the priority date, the Applicant reserves the right to make them the subject of independent claims or statements of division. They may further contain independent inventions having an independent of the subjects of the preceding sub-claims design.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Arbeitsgeräts weisen Mittel zur Ausführung des Verfahrens sowie einzelner oder mehrerer hier und im Folgenden beschriebener Ausführungsvarianten auf, zum Beispiel eine als Mittel zur Ausführung des Verfahrens oder einer oder mehrerer Verfahrensvarianten fungierende Steuerungseinrichtung sowie eine Sensorik zum Erhalt von mittels der Steuerungseinrichtung verarbeitbaren Messwerten.Advantageous embodiments of the working device have means for carrying out the method and one or more embodiments described here and below, for example a control device functioning as a means for carrying out the method or one or more method variants, and a sensor system for obtaining measured values that can be processed by the control device.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach der Ausrichtung des Zangensystems im dritten Verfahrensschritt als Soll-Position ein Maß für eine Position des Arms, nämlich die beim Erreichen der Soll-Position des Zangensystems aktuelle Position des Arms, erfasst und abgespeichert, so dass diese für zukünftige Bewegungsvorgänge der Positioniervorrichtung zur Verfügung steht. Auf eine Bedienhandlung eines Bedieners des Arbeitsgeräts, zum Beispiel eine Betätigung eines dafür vorgesehenen Bedienelements, insbesondere eines Tasters oder dergleichen, wird in einem nachfolgenden Bewegungszyklus des Arbeitsgeräts, insbesondere einer Bewegung des Arbeitsgeräts aus seiner Ruheposition in Richtung auf die Arbeitsposition, beim Bewegen des Zangensystems mittels der Positioniervorrichtung in Richtung auf die Bohrgestängeelemente der Arm automatisch in eine Position entsprechend der im dritten Verfahrensschritt erfassten Soll-Position bewegt. Im Rahmen der Ausführung des ersten, zweiten und dritten Verfahrensschritts wird also als Soll-Position des Arms eine Position erfasst, bei welcher sich das schwenkbeweglich an dem Arm angebrachte Zangensystem aufgrund der Schwenkbeweglichkeit und der Richtung der Gravitationskraft in der Soll-Lage befindet. Am Ende des dritten Verfahrensschritts wird diese Soll-Position erfasst und für eine spätere Verwendung gespeichert („teach-Vorgang“). Bei nachfolgenden Bewegungszyklen des Arbeitsgeräts, also zumindest Bewegungen des Zangensystems mittels des Arms in Richtung auf die Bohrgestängeelemente, wird die so „gelernte“ Soll-Position jeweils für eine optimale, insbesondere automatische Positionierung der Positioniervorrichtung und deren Arm verwendet. Anstelle einer automatischen Bewegung des Arms in die gelernte Soll-Position kommt auch eine entsprechende Positionierung aufgrund von Bedienhandlungen eines Bedieners des Arbeitsgeräts in Betracht. Dabei werden dem Bediener zum Beispiel die Soll-Position und eine aktuelle Position des Arms angezeigt und der Bediener kann die Bewegung des Arms anhalten, wenn die aktuelle Position und die Soll-Position ausreichend übereinstimmen. Wenn die aktuelle Position des Arms in Form eines prozentualen Anteils der Soll-Position angezeigt wird, braucht der Bediener nur einen angezeigten Wert, nämlich den jeweiligen Prozentwert, überwachen und die Bewegung des Arms kann angehalten werden, wenn der angezeigte Prozentwert ausreichend genau einen Wert im Bereich von 100% erreicht hat.In an embodiment of the method, after the orientation of the tong system in the third method step, a measure of a position of the arm, namely the position of the arm when the desired position of the tong system is reached, is detected and stored, so that these are for future use Movements of the positioning device is available. In a subsequent operation cycle of the working device, in particular a movement of the working device from its rest position in the direction of the working position when moving the pliers system by means of an operating action of an operator of the working device, for example an operation of a designated operating element, in particular a button or the like the positioning device in the direction of the drill string elements of the arm automatically moves to a position corresponding to the detected in the third method step target position. In the context of the execution of the first, second and third method step, therefore, a position is detected as the desired position of the arm, in which the pivotally mounted on the arm pliers system is due to the pivoting movement and the direction of gravitational force in the desired position. At the end of the third process step, this desired position is detected and stored for later use ("teach process"). During subsequent movement cycles of the working device, ie at least movements of the forceps system by means of the arm in the direction of the drill string elements, the "learned" desired position is used in each case for optimal, in particular automatic positioning of the positioning device and its arm. Instead of an automatic movement of the arm in the learned target position is also a corresponding positioning due to operator actions of an operator of the implement into consideration. For example, the operator is shown the desired position and a current position of the arm and the operator can stop the movement of the arm if the current position and the target position match sufficiently. When the current position of the arm is displayed as a percentage of the desired position, the operator only needs to monitor one displayed value, namely the respective percentage, and the movement of the arm can be halted if the displayed percentage value is sufficiently precisely one value in the Range of 100%.

Die eingelernte Soll-Position des Arms kann für weitere Bewegungszyklen zumindest solange verwendet werden, solange sich der Durchmesser der verwendeten Bohrgestängeelemente nicht ändert. Im Falle einer solchen Änderung wird mittels einer erneuten anfänglichen Positionierung des Arms in eine Kontaktposition und eine nachfolgende Bewegung mit dem Ziel des Erhalts der Soll-Lage des Zangensystems eine für die neuen Bohrgestängeelemente gültige optimale Position des Arms für nachfolgende Bewegungszyklen ermittelt. Im Falle eines Zangensystems mit Zentriermitteln wie in der DE 10 2014 208 113 beschrieben, kann auf ein erneutes Einlernen der Soll-Position des Arms sogar verzichtet werden. Mittels solcher Zentriermittel erfolgt eine Zentrierung des Zangensystems in Bezug auf den Mittelpunkt der Bohrgestängeelemente. Der jeweilige Mittelpunkt ändert sich auch bei unterschiedlichen Durchmessern der Bohrgestängeelemente nicht. The learned target position of the arm can be used for further movement cycles at least as long as the diameter of the drill string elements used does not change. In the event of such a change, a renewed initial positioning of the arm in a contact position and a subsequent movement with the aim of maintaining the desired position of the pliers system determines a valid for the new drill string elements optimal position of the arm for subsequent movement cycles. In the case of a pliers system with centering as in the DE 10 2014 208 113 described, can be dispensed with re-learning the desired position of the arm even. By means of such centering centering of the pliers system takes place with respect to the center of the drill string elements. The respective center does not change even with different diameters of the drill pipe elements.

Bei einer automatischen Positionierung des Arms wird mittels einer Sensorik, zum Beispiel eines Inkrementalgebers oder dergleichen, ein automatisch auswertbares Maß für eine jeweilige Ist-Position des Arms aufgenommen. Dieses wird automatisch, zum Beispiel mittels einer dafür vorgesehenen Steuerungseinrichtung sowie mittels eines von der Steuerungseinrichtung umfassten, in Software oder in Hardware ausgeführten Vergleichers, kontinuierlich oder zyklisch mit der Soll-Position verglichen. Das Bewegen des Zangensystems mittels des Arms wird schließlich automatisch beendet, zum Beispiel mittels eines entsprechenden und durch die Steuerungseinrichtung aufgrund des Ergebnisses des Vergleichs generierten Steuersignals, wenn die Ist-Position und die Soll-Position innerhalb vorgegebener oder vorgebbarer Grenzen übereinstimmen.In the case of an automatic positioning of the arm, an automatically evaluable measure for a respective actual position of the arm is recorded by means of a sensor system, for example an incremental encoder or the like. This is compared automatically, for example by means of a control device provided for this purpose and by means of a controller comprised by the controller, executed in software or in hardware comparator, continuously or cyclically with the desired position. The movement of the forceps system by means of the arm is finally terminated automatically, for example by means of a corresponding control signal generated by the control device on the basis of the result of the comparison, if the actual position and the desired position coincide within predefined or predefinable limits.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das erneute Bewegen des Arms zur Ausrichtung des Zangensystems im dritten Verfahrensschritt automatisch. Dabei wird mittels einer Sensorik ein automatisch auswertbares Maß für die jeweilige Ist-Lage des Zangensystems aufgenommen. Die Ist-Lage wird automatisch, zum Beispiel mittels der oder einer dafür vorgesehenen Steuerungseinrichtung sowie mittels eines von der Steuerungseinrichtung umfassten, in Software oder in Hardware ausgeführten Vergleichers, kontinuierlich oder zyklisch mit der Soll-Lage verglichen. Aufgrund eines jeweiligen Ergebnisses des Vergleichs wird die erneute Bewegung des Arms automatisch beendet, zum Beispiel mittels eines entsprechenden und durch die Steuerungseinrichtung aufgrund des Ergebnisses des Vergleichs generierten Steuersignals, wenn die Ist-Lage und die Soll-Lage innerhalb vorgegebener oder vorgebbarer Grenzen übereinstimmen. Das Ausrichten des Zangensystems, also das Anfahren der Soll-Lage des Zangensystems, kann demnach automatisch erfolgen und ein Bediener des Arbeitsgeräts muss keine Anzeigeelemente oder dergleichen ablesen und in Abhängigkeit von dem Ableseergebnis in den Prozess eingreifen.In a further embodiment of the method, the renewed movement of the arm for aligning the tong system in the third method step is carried out automatically. In this case, an automatically evaluable measure of the respective actual position of the forceps system is recorded by means of a sensor. The actual position is compared automatically, for example by means of the control device provided therefor or by means of a comparator included in the software or in hardware by the control device, continuously or cyclically with the desired position. On the basis of a respective result of the comparison, the renewed movement of the arm is automatically ended, for example by means of a corresponding control signal generated by the control device on the basis of the result of the comparison, if the actual position and the desired position coincide within predefined or predefinable limits. The alignment of the pliers system, ie the approach of the desired position of the pliers system, can therefore be done automatically and an operator of the implement must read no display elements or the like and intervene in dependence on the reading result in the process.

Insgesamt können auf dieser Basis der erste, der zweite und der dritte Verfahrensschritt automatisch ablaufen, also zum Beispiel unter Kontrolle der Steuerungseinrichtung, indem zunächst automatisch die Kontaktposition angefahren wird, sodann automatisch die Ist-Lage des Zangensystems und davon abhängig ein eventueller Bedarf für eine Korrektur der Ausrichtung des Zangensystems ermittelt werden und schließlich automatisch die Ausrichtung des Zangensystems korrigiert wird, bis eine vorgegebene Soll-Lage erreicht ist. Beim Betrieb des Arbeitsgeräts kann ein Bediener einen derartigen automatischen Ablauf durch eine entsprechende Bedienhandlung, zum Beispiel eine Betätigung eines dafür vorgesehenen Bedienelements, wie zum Beispiel eines Tasters oder dergleichen, abrufen. Ein derartiger automatischer Ablauf kann auch in teilautomatische Abläufe unterteilt werden, zum Beispiel derart, dass aufgrund einer entsprechenden Bedienhandlung automatisch die Kontaktposition angefahren wird und aufgrund einer späteren Bedienhandlung automatisch die Ist-Lage des Zangensystems ermittelt und anschließend dessen Ausrichtung korrigiert wird.On the whole, the first, the second and the third method step can be carried out automatically on this basis, for example under the control of the control device, by automatically approaching the contact position, then automatically the actual position of the clamp system and depending on this a possible need for a correction the orientation of the forceps system are determined and finally automatically the orientation of the forceps system is corrected until a predetermined target position is reached. During operation of the working device, an operator can retrieve such an automatic sequence by a corresponding operator action, for example an actuation of a control element provided for this purpose, such as a pushbutton or the like. Such an automatic sequence can also be subdivided into semi-automatic sequences, for example in such a way that the contact position is automatically approached on the basis of a corresponding operator action and the actual position of the forceps system is automatically determined on the basis of a later operator action and then its orientation is corrected.

Bei einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich die im Rahmen des ersten Verfahrensschritts angestrebte Kontaktposition, indem das untere Bohrgestängeelement mittels einer Unterzange des Zangensystems erfasst und die Unterzange dabei relativ zu dem erfassten Bohrgestängeelement zentriert wird. Die Unterzange umfasst dafür Zentriermittel, die eine solche Zentrierung bewirken oder dem Zangensystem oder der Unterzange sind solche Zentriermittel zugeordnet. Als Beispiel für von der Unterzange umfasste Zentriermittel kann auf die in der DE 10 2014 208 113 beschriebenen Zentriermittel verwiesen werden. Das oder die Zentriermittel gewährleistet bzw. gewährleisten, dass die Unterzange das untere Bohrgestängeelement auf Stangenmitte erfasst oder zumindest erfassen kann.In a particular embodiment of the method results in the desired in the first process step contact position by the lower drill string member detected by means of a lower nipper pliers system and the lower nipper is centered relative to the detected drill string element. The lower nipper for this purpose comprises centering means which effect such a centering or the pincer system or the lower nipper are assigned such centering means. As an example of the centering means included in the lower tongs, reference can be made to those in the DE 10 2014 208 113 be referred to centering described. The centering means ensures that the lower tongs can grip or at least grasp the lower drill string element on the center of the rod.

Aufgrund der Zentrierung der Unterzange relativ zu dem unteren Bohrgestängeelement ergibt sich eine Kontaktposition, bei der das Zangensystem bereits in Bezug auf die Unterzange korrekt positioniert ist. In Bezug auf diese Position erfolgt die Ausrichtung des Zangensystems bis zum Erhalt von dessen Soll-Lage. Bei der Ausrichtung des Zangensystems mittels der erneuten Bewegung des Arms wird das Zangensystem um die Position, an der die Unterzange das untere Bohrgestängeelement erfasst hat, verschwenkt. Die Zentrierung der Unterzange am unteren Bohrgestängeelement bleibt während der Ausrichtung des Zangensystems erhalten. Sobald die Soll-Lage des Zangensystems erreicht ist, befindet sich auch die Oberzange in einer Position, in der diese das obere Bohrgestängeelement auf Stangenmitte erfassen kann.Due to the centering of the lower nipper relative to the lower drill string element results in a contact position in which the pincer system is already positioned correctly with respect to the lower nipper. With regard to this position, the alignment of the tong system is carried out until it reaches its desired position. In aligning the forceps system by re-moving the arm, the forceps system is pivoted about the position where the lower jaw has engaged the lower drill string member. The centering of the lower tongs on the lower drill string member is maintained during alignment of the tongs system. Once the desired position of the pliers system is reached, is located Also, the upper nipper in a position in which this can detect the upper drill string element on rod center.

Das Erfassen des unteren Bohrgestängeelements mittels der Unterzange und die damit bewirkte Fixierung des Zangensystems relativ zu dem unteren Bohrgestängeelement erfolgt bevorzugt mit einer geringeren Kraft als beim späteren Aktivieren des Zangensystems zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente. Zur Gewährleistung einer geringeren Verschlusskraft wird zum Beispiel bei einer hydraulisch betätigten Unterzange ein beim Erfassen des unteren Bohrgestängeelements resultierender Druck in Bezug auf einen vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert überwacht und bei Erreichen des Schwellwerts das weitere Schließen der Unterzange gestoppt. Dies gewährleistet, dass das Zangensystem relativ zu dem unteren Bohrgestängeelement ausreichend fixiert ist und eine anschließende Ausrichtung des Zangensystems in Form zumindest einer Drehung um den Punkt, an dem die Unterzange am unteren Bohrgestängeelement angreift, ggf. auch eine Verschiebung der Unterzange in axialer Richtung des unteren Bohrgestängeelements, ohne unnötigen mechanischen Kraftaufwand und ohne unnötige Beschädigungen der Unterzange und der erfassten Oberflächenabschnitte des unteren Bohrgestängeelements erfolgen kann. Die Begrenzung der Verschlusskraft der Unterzange erfolgt dabei zum Beispiel unter Kontrolle der bereits erwähnten Steuerungseinrichtung. Bei einem Zangensystem wie in der DE 10 2014 208 113 mit den dort beschriebenen Zentriermitteln erfasst im ersten Verfahrensschritt und in der Kontaktposition die Unterzange das untere Bohrgestängeelement mittels der Zentriermittel. Mittels der Zentriermittel wird das Zangensystem relativ zumindest zu dem unteren Bohrgestängeelement fixiert, nämlich quer zur Längsachse des Bohrgestängeelements fixiert. Die Klemmblöcke einer solchen Unterzange sind dabei noch nicht involviert, so dass die Unterzange trotz der Fixierung quer zur Längsachse des Bohrgestängeelements in Richtung der Längsachse des Bohrgestängeelements beweglich bleibt.The detection of the lower drill string element by means of the lower nipper and the consequent fixation of the pincer system relative to the lower drill string element is preferably carried out with a lower force than the later activation of the pincer system for connecting or disconnecting two drill string elements. To ensure a lower closing force, for example, in the case of a hydraulically operated lower nipper, a pressure resulting from the detection of the lower drill string element is monitored with respect to a predefined or predefinable threshold value and the further closing of the lower nipper is stopped when the threshold value is reached. This ensures that the forceps system is sufficiently fixed relative to the lower drill string member and subsequent alignment of the forceps system in the form of at least one rotation about the point at which the lower forceps on the lower drill string member engages, possibly also a displacement of the lower forceps in the axial direction of the lower Drill rod element, without unnecessary mechanical force and without undue damage to the lower nipper and the detected surface portions of the lower drill string element can be done. The limitation of the closing force of the lower nipper is carried out, for example, under the control of the aforementioned control device. In a pliers system like in the DE 10 2014 208 113 with the centering means described there, in the first method step and in the contact position, the lower nipper grasps the lower drill string element by means of the centering means. By means of the centering means, the tong system is fixed relative to at least the lower drill string element, namely fixed transversely to the longitudinal axis of the drill string element. The clamping blocks of such a lower nipper are not yet involved, so that the lower nipper remains movable in spite of the fixing transversely to the longitudinal axis of the drill string element in the direction of the longitudinal axis of the drill string element.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich die im Rahmen des ersten Verfahrensschritts angestrebte Kontaktposition wie folgt: Das Zangensystem umfasst einen Anschlag. Das Erreichen der Kontaktposition im ersten Verfahrensschritt wird mittels eines Kontakts des Anschlags mit einem der Bohrgestängeelemente sensiert. Aufgrund der Kontaktierung des Anschlags wird das untere Bohrgestängeelement mittels einer Unterzange des Zangensystems erfasst und das Zangensystem am unteren Bohrgestängeelement fixiert. Die (veränderliche) Position des Anschlags gewährleistet dabei, dass die Unterzange relativ zu dem erfassten Bohrgestängeelement zentriert ist. Die nachfolgende Ausrichtung des Zangensystems zum Erhalt von dessen Soll-Lage erfolgt wie oben bereits beschrieben.In a further particular embodiment of the method, the contact position sought in the context of the first method step results as follows: The pliers system comprises a stop. The reaching of the contact position in the first method step is sensed by means of a contact of the stop with one of the drill string elements. Due to the contacting of the stop, the lower drill string element is detected by means of a lower nipper of the pliers system and fixed the pliers system on the lower drill string element. The (variable) position of the stop ensures that the lower nipper is centered relative to the detected drill string element. The subsequent alignment of the pliers system to obtain its desired position is carried out as already described above.

Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einer Steuerungseinrichtung gelöst, die zur Ausführung des hier und im Folgenden beschriebenen Verfahrens sowie zur Ansteuerung des Arbeitsgeräts insgesamt, dessen Positioniervorrichtung und speziell dessen Arms bestimmt und eingerichtet ist. Die Steuerungseinrichtung umfasst als Mittel zur Ausführung des Verfahrens zum Beispiel ein entsprechendes Steuerungsprogramm. Die Erfindung ist insoweit bevorzugt in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Steuerungsprogramm in Form eines Computerprogramms mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm, also ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, sowie schließlich auch eine Steuerungseinrichtung, in deren Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist.The above-mentioned object is also achieved with a control device which is intended and arranged for carrying out the method described here and below and for controlling the working device as a whole, its positioning device and especially its arm. The control device comprises as means for carrying out the method, for example, a corresponding control program. The invention is insofar preferably implemented in software. The invention is thus on the one hand also a control program in the form of a computer program with executable by a computer program code instructions and on the other hand, a storage medium with such a computer program, ie a computer program product with program code means, and finally also a control device, in the memory as means for carrying out the method and its Embodiments such a computer program is loaded or loadable.

Insgesamt ist die Erfindung damit auch eine Bohranlage, insbesondere eine Bohranlage für Tiefbohrungen, mit einem Arbeitsgerät (Iron Roughneck) wie hier und im Folgenden beschrieben, insbesondere einem solchen Arbeitsgerät mit einer Steuerungseinrichtung der oben skizzierten Art.Overall, the invention thus also a drilling rig, in particular a drilling rig for deep drilling, with a working device (Iron Roughneck) as described here and below, in particular such a working device with a control device of the type outlined above.

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.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided in all figures with the same reference numerals.

Das oder jedes 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.The or each embodiment is not to be understood as limiting the invention. Rather, in the context of the present disclosure, modifications and modifications are possible, for example, by combining or modifying individual in combination with the described in the general or specific description part and in the claims and / or the drawings features or method steps in the art can be removed to the solution of the problem and lead by combinable features to a new subject or to new process steps or process steps, even as far as they relate to work processes.

Es zeigenShow it

1 ein in der Fachterminologie oftmals als Iron Roughneck bezeichnetes Arbeitsgerät gemäß der Erfindung, 1 a working device according to the invention, often referred to as Iron Roughneck in technical terminology,

2 das Arbeitsgerät gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht, 2 the implement according to 1 in a perspective view,

3A bis 3D Momentaufnahmen bei einer Bewegung eines Arbeitsgeräts gemäß 1, 2 und 3A to 3D Snapshots during a movement of a working device according to 1 . 2 and

4 ein Arbeitsgerät gemäß 1, 2 mit einer zu dessen Steuerung und/oder Überwachung vorgesehenen Steuerungseinrichtung. 4 a working device according to 1 . 2 with a control device provided for its control and / or monitoring.

1 zeigt in Form einer Übersichtsdarstellung exemplarisch eine Ausführungsform eines Arbeitsgeräts 10 auf einer selbst nicht dargestellten Bohranlage. Von der Bohranlage sind nur deren Arbeitsplattform 12 (drill floor) und das beim Abteufen der jeweiligen Tiefbohrung verwendete Bohrgestänge 14, 16 gezeigt. Der Ort des Durchtritts des Bohrgestänges 14, 16 durch die Arbeitsplattform 12 wird auch als Bohrloch (drill hole, bore well) bezeichnet. Eine Arbeitsposition des Arbeitsgeräts 10 befindet sich oberhalb des Bohrlochs. Eine Ruheposition des Arbeitsgeräts 10 ist von dem Bohrloch entfernt. 1 shows in the form of an overview representation an example of an embodiment of a working device 10 on a drilling rig, not shown itself. Of the drilling rig are only their working platform 12 (drill floor) and the drill pipe used in sinking the respective deep hole 14 . 16 shown. The location of the passage of the drill string 14 . 16 through the work platform 12 is also referred to as a drill hole (bore hole, bore well). A working position of the implement 10 is above the borehole. A rest position of the implement 10 is removed from the borehole.

Bei dem Arbeitsgerät 10 handelt es sich um eine zum Verbinden und Verschrauben oder zum Lösen der Gewindeabschnitte zweier Bohrgestängeelemente 14, 16 bestimmte Vorrichtung, die in der Fachterminologie üblicherweise als Roughneck oder Iron Roughneck und im Deutschen mitunter als Gestängeverschraubungsvorrichtung, Kraftverschraubungsvorrichtung oder dergleichen bezeichnet wird.At the implement 10 it is a for connecting and screwing or for loosening the threaded portions of two drill string elements 14 . 16 certain device, which is usually referred to in technical terminology as Roughneck or Iron Roughneck and in German sometimes as Gestängeverschraubungsvorrichtung, Kraftverschraubungsvorrichtung or the like.

Das Arbeitsgerät 10 umfasst ein Zangensystem 18 und eine Positioniervorrichtung 20. Zu dem Zangensystem 18 gehört üblicherweise ein sogenannter Spinner 22 zum schnellen Drehen des jeweils oberen Bohrgestängeelements 16. In jedem Fall umfasst das Zangensystem 18 zwei üblicherweise hydraulisch betätigte und entsprechend ihrer Anordnung als Unterzange 24 und als Oberzange 26 bezeichnete Zangen 24, 26. Das Arbeitsgerät 10 insgesamt und dessen Zangensystem 18 sind in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise zum Verbinden der Gewindeabschnitte zweier Bohrgestängeelemente 14, 16 in einer für den Bohrvorgang belastbaren Art und Weise bestimmt. The working device 10 includes a pliers system 18 and a positioning device 20 , To the pliers system 18 usually belongs to a so-called spinner 22 for fast turning of each upper drill pipe element 16 , In any case, includes the pliers system 18 two usually hydraulically operated and according to their arrangement as a lower nipper 24 and as a top caliper 26 designated pliers 24 . 26 , The working device 10 in total and its pliers system 18 are in a generally known manner for connecting the threaded portions of two drill string elements 14 . 16 determined in a load-bearing manner for the drilling process.

Mittels der Unterzange 24 ist ein unteres Bohrgestängeelement 14 erfassbar und wird im Betrieb mittels der Unterzange 24 erfasst. Mittels der Oberzange 26 ist ein oberes Bohrgestängeelement 16 erfassbar und wird im Betrieb mittels der Oberzange 26 erfasst. Die beiden Zangen 24, 26 befinden sich innerhalb eines das Zangensystem 18 umschließenden Gehäuses und sind entsprechend in der Darstellung in 1 mittels gepunkteter Linien gezeigt.By means of the lower nipper 24 is a lower drill pipe element 14 detectable and is in operation by means of the lower nipper 24 detected. By means of the upper nipper 26 is an upper drill pipe element 16 detectable and in operation by means of the Oberzange 26 detected. The two pliers 24 . 26 are inside a pliers system 18 enclosing housing and are corresponding in the illustration in 1 shown by dotted lines.

Ein solches Zangensystem 18 und dessen Funktionalität sind an sich bekannt. Insoweit kann zum Beispiel auf die ältere Anmeldung derselben Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2014 208 113 mit dem Titel „Zangensystem zur Verwendung auf einer Bohranlage und Klemmblock eines solchen Zangensystems“ verwiesen werden, deren Inhalt zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen hiermit als vollständig in diese Anmeldung einbezogen gelten soll, insbesondere soweit die dort beschriebene mechanische Zentrierung des Zangensystems 18 relativ zu den Bohrgestängeelementen 14, 16 betroffen ist.Such a forceps system 18 and its functionality are known per se. In that regard, for example, to the earlier application of the same applicant with the official file number DE 10 2014 208 113 with the title "Pliers system for use on a drilling rig and clamping block of such a pliers system", the contents of which are hereby incorporated by reference in order to avoid unnecessary repetition, in particular as far as the mechanical centering of the pliers system described therein 18 relative to the drill string elements 14 . 16 is affected.

Das Zangensystem 18 ist an einem freien Ende der Positioniervorrichtung 20 schwenkbeweglich angebracht und mittels der Positioniervorrichtung 20 wird das Zangensystem 18 entweder in eine Ruhelage oder – wie dies in der Darstellung in 1 gezeigt ist – in eine Position zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente 14, 16 bewegt. Dieses Bewegen wird entsprechend der üblichen Terminologie mitunter auch als „Verfahren“ bezeichnet, obwohl das Arbeitsgerät 10 kein Fahrwerk oder dergleichen umfassen muss und entsprechend der hier gezeigten Ausführungsform zumindest im Wesentlichen in Form eines schwenkbeweglichen Arms 30 ausgeführt sein kann.The pliers system 18 is at a free end of the positioning device 20 pivotally mounted and by means of the positioning device 20 becomes the pliers system 18 either in a rest position or - as shown in the illustration in 1 is shown - in a position for connecting or disconnecting two drill string elements 14 . 16 emotional. This movement is sometimes referred to as "procedure" in accordance with standard terminology, although the implement 10 does not have to comprise a chassis or the like and according to the embodiment shown here at least substantially in the form of a pivotable arm 30 can be executed.

Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst die Positioniervorrichtung 20 einen im weitesten Sinne C-förmigen Arm 30, der hier aus mehreren geraden Segmenten zusammengesetzt ist. Andere Formen des Arms und eine andere Kinematik, zum Beispiel eine Kinematik, wie sie oftmals bei modernen Hafenkränen zu finden ist (Doppellenker-Wippkran, eine Kinematik, bei der der Ausleger so vor- und rückwärts bewegt werden kann, dass die Last immer auf gleicher Höhe bleibt), sind gleichfalls denkbar. Der in der Darstellung gezeigte Arm 30 ist um eine Drehachse D beweglich (schwenkbeweglich). Unterhalb der Drehachse D setzt sich der Arm 30 in Form eines kurzen Schenkels fort, an dem ein Antriebselement 32 zur Auslösung der Schwenkbewegung, zum Beispiel ein Antriebselement 32 in Form eines Hydraulikzylinders oder einer Hubspindel, angreift. Eine Aktivierung des Antriebselements 32 bewirkt das Verschwenken des Arms 30. Der Arm 30 mit dessen Antriebselement 32 ist bei der gezeigten Ausführungsform darüber hinaus an einem optionalen Säulensystem 34 vertikal beweglich.In the illustrated embodiment, the positioning device comprises 20 in the broadest sense a C-shaped arm 30 , which is composed of several straight segments. Other forms of the arm and other kinematics, for example, a kinematics, as is often found in modern harbor cranes (double-articulated luffing crane, a kinematics in which the boom can be moved back and forth so that the load always on the same Height remains), are also conceivable. The arm shown in the illustration 30 is movable about an axis of rotation D (pivotable). Below the axis of rotation D is the arm 30 in the form of a short leg on which a drive element 32 for triggering the pivoting movement, for example a drive element 32 in the form of a hydraulic cylinder or a lifting spindle, attacks. An activation of the drive element 32 causes the pivoting of the arm 30 , The arm 30 with its drive element 32 is also on an optional column system in the embodiment shown 34 vertically movable.

In der Darstellung in 2 sind weitere Details der Positioniervorrichtung 20 und des Säulensystems 34 erkennbar. Bei der dargestellten Ausführungsform umfassen demnach sowohl der Arm 30 wie auch das Säulensystem 34 jeweils parallele Segmente. Der Arm 30 besteht also aus zwei parallelen Armen und das Säulensystem 34 besteht aus zwei parallelen Säulen. Dies sind aber lediglich die Verhältnisse bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel und insofern kommt es nicht darauf an, ob der Arm 30 der Positioniervorrichtung 20 ein einzelner Arm oder eine gemeinsam bewegte Gruppe mehrerer Arme ist.In the illustration in 2 are further details of the positioning device 20 and the column system 34 recognizable. Accordingly, in the illustrated embodiment, both the arm comprise 30 as well as the column system 34 each parallel segments. The arm 30 consists of two parallel arms and the column system 34 consists of two parallel columns. But these are only the conditions in the embodiment shown here and insofar it does not matter if the arm 30 the positioning device 20 is a single arm or a co-moving group of several arms.

Bei der dargestellten Positioniervorrichtung 20 ist der Arm 30 aus zwei parallelen Teilen gebildet, damit diese jeweils in einen Zwischenraum zwischen den beiden Säulen des Säulensystems 34 und einem mittig zwischen den beiden Säulen positionierten und zur Vertikalbewegung des Arms 30 bestimmten Hydraulikzylinder 36 einschwenkbar sind. In the illustrated positioning device 20 is the arm 30 formed of two parallel parts, so that each of them in a space between the two columns of the column system 34 and one positioned centrally between the two columns and for vertical movement of the arm 30 certain hydraulic cylinders 36 can be swiveled.

Das Zangensystem 18 ist am freien Ende des Arms 30 an einem Anbringungspunkt A schwenkbeweglich angelenkt. Das Zangensystem 18 hängt also am freien Ende des Arms 30 und damit am freien Ende der Positioniervorrichtung 20 wie ein Pendel. Zum Verhindern unerwünschter Pendelbewegungen beim Bewegen der Positioniervorrichtung 20 kann das Arbeitsgerät 10 optional als Mittel 38 zum Verhindern solcher Pendelbewegungen einen ansteuerbaren Aktor oder einen passiven Dämpfer umfassen.The pliers system 18 is at the free end of the arm 30 pivoted at an attachment point A pivotally. The pliers system 18 So hang on the free end of the arm 30 and thus at the free end of the positioning device 20 like a pendulum. To prevent unwanted pendulum movements when moving the positioning device 20 can the work tool 10 optional as a means 38 To prevent such oscillations include a controllable actuator or a passive damper.

Das Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente 14, 16 mittels des Arbeitsgeräts 10, nämlich mittels dessen Zangensystems 18, erfolgt üblicherweise derart, dass mittels der Unterzange 24 das untere Bohrgestängeelement 14 erfasst und das Zangensystem 18 damit insgesamt relativ zu den Bohrgestängeelementen 14, 16, zumindest relativ zu dem unteren Bohrgestängeelement 14, fixiert wird. Dann wird mittels der Oberzange 26 das obere Bohrgestängeelement 16 erfasst und mittels einer Bewegung der Oberzange 26 relativ zur Unterzange 24 erfolgt das Verbinden oder Trennen der beiden Bohrgestängeelemente 14, 16. Im Interesse einer besseren Lesbarkeit der nachfolgenden Beschreibung wird diese am Beispiel des Verbindens zweier Bohrgestängeelemente 14, 16 fortgesetzt. Das analog erfolgende Trennen zweier Bohrgestängeelemente 14, 16 ist dabei stets mitzulesen und gedanklich zu ergänzen.Connecting or disconnecting two drill pipe elements 14 . 16 by means of the working device 10 , namely by means of its pliers system 18 , is usually such that by means of the lower nipper 24 the lower drill pipe element 14 captured and the pliers system 18 so that in total relative to the drill string elements 14 . 16 at least relative to the lower drill string member 14 , is fixed. Then by means of the upper nipper 26 the upper drill string element 16 detected and by means of a movement of the upper nipper 26 relative to the lower nipper 24 the connection or disconnection of the two drill string elements takes place 14 . 16 , In the interests of better readability of the following description, this is the example of connecting two drill string elements 14 . 16 continued. The analogous separation of two drill string elements 14 . 16 is always to read along and mentally supplement.

Im Folgenden wird – allerdings ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit und zunächst vor allem zur Illustration der der hier vorgeschlagenen Neuerung zugrundeliegenden Problematik – von einem Zangensystem 18 ausgegangen, wie dies in der oben genannten DE 10 2014 208 113 beschrieben ist. Wenn das Zangensystem 18 mittels des Arms 30 an die zu verbindenden Bohrgestängeelemente 14, 16 herangefahren ist, so dass sich das Zangensystem 18 relativ zu den Bohrgestängeelementen 14, 16 in einer Position befindet, in welcher mittels der Unterzange 24 ein Erfassen des unteren Bohrgestängeelements 14 möglich ist, wird die Unterzange 24 aktiviert. Mittels der Unterzange 24 wird das untere Bohrgestängeelement 14 erfasst und damit die Unterzange 24 und das Zangensystem 18 insgesamt an den Bohrgestängeelementen 14, 16, nämlich dem erfassten unteren Bohrgestängeelement 14 und dem damit verbundenen oberen Bohrgestängeelement 16, in axialer Richtung des Bohrgestängeelements 14 fixiert. Mit dem Erfassen des unteren Bohrgestängeelements 14 erfolgt aufgrund der in der DE 10 2014 208 113 beschriebenen Zentriermittel eine Zentrierung der Unterzange 24 relativ zum Zentrum des unteren Bohrgestängeelements 14.The following is - but without waiving a broader universality and first and foremost to illustrate the problem underlying the proposed innovation here - of a pliers system 18 assumed, as in the above DE 10 2014 208 113 is described. If the pliers system 18 by means of the arm 30 to the drill pipe elements to be connected 14 . 16 moved up, so that the pliers system 18 relative to the drill string elements 14 . 16 in a position in which by means of the lower nipper 24 a detection of the lower drill string element 14 is possible, the lower tongs 24 activated. By means of the lower nipper 24 becomes the lower drill pipe element 14 captured and thus the lower nipper 24 and the pliers system 18 total at the drill string elements 14 . 16 namely, the detected lower drill string member 14 and the associated upper drill string element 16 , in the axial direction of the drill string element 14 fixed. With the detection of the lower drill pipe element 14 due to the in the DE 10 2014 208 113 Centering described centering the lower tongs 24 relative to the center of the lower drill pipe element 14 ,

Aufgrund dieser Zentrierung fällt eine Drehachse der Unterzange 24 mit der Mittellängsachse („Stangenmitte“) des unteren Bohrgestängeelements 14 zusammen. Nachdem auf diese Weise das Zangensystem 18 relativ zu den Bohrgestängeelementen 14, 16 fixiert ist, wird auch die Oberzange 26 aktiviert. Mittels der Oberzange 26 wird das obere Bohrgestängeelement 16 erfasst. Die Lage der Drehachse der Oberzange 26 relativ zur Stangenmitte des oberen Bohrgestängeelements 16 hängt dabei von der Lage des Zangensystems 18 insgesamt relativ zur im Folgenden kurz als Bohrgestängeachse B (3B) bezeichneten Mittellängsachse durch die beiden Bohrgestängeelemente 14, 16 ab.Due to this centering, an axis of rotation of the lower tongs falls 24 with the central longitudinal axis ("rod center") of the lower drill string element 14 together. After doing so, the pliers system 18 relative to the drill string elements 14 . 16 is fixed, is also the upper nipper 26 activated. By means of the upper nipper 26 becomes the upper drill string element 16 detected. The position of the axis of rotation of the upper nipper 26 relative to the rod center of the upper drill pipe element 16 depends on the position of the pliers system 18 in total relative to the drill string axis B (hereinafter) 3B ) designated center longitudinal axis through the two drill string elements 14 . 16 from.

Für einfache Verhältnisse wird im weiteren Verlauf der Beschreibung davon ausgegangen, dass die Bohrgestängeachse B mit der Richtung der Schwerebeschleunigung zusammenfällt (lotrechte Bohrgestängeachse B). Bei einem schwenkbeweglich an dem Arm 30 angebrachten, insbesondere angelenkten Zangensystem 18 kann damit bei einer entsprechenden Beweglichkeit des Zangensystems 18 relativ zum Arm 30 davon ausgegangen werden, dass sich das Zangensystem 18 in einer Ruhelage in einer zur Bohrgestängeachse B parallelen Lage befindet. Als bestimmend für die Lage des Zangensystems 18 wird dabei eine gedachte und im Folgenden als Zangensystemachse Z (3A) bezeichnete Achse durch die Drehpunkte der Unterzange 24 und der Oberzange 26 angenommen. Aufgrund dieser parallelen Lage des Zangensystems 18 relativ zu den beiden Bohrgestängeelementen 14, 16 können die Unterzange 24 und die Oberzange 26 das untere bzw. das obere Bohrgestängeelement 14, 16 jeweils auf Stangenmitte erfassen. Die Drehpunkte der Unterzange 24 und der Oberzange 26 fallen dann mit der jeweiligen Stangenmitte zusammen und beim Verbinden der beiden Bohrgestängeelemente 14, 16 treten keine sogenannten Exzenterkräfte auf, wie dies der Fall wäre, wenn entweder die Unterzange 24 oder die Oberzange 26 das jeweilige Bohrgestängeelement 14, 16 außerhalb der jeweiligen Stangenmitte erfassen würde.For simple conditions, it is assumed in the further course of the description that the drill string axis B coincides with the direction of the gravitational acceleration (vertical drill string axis B). In a pivoting on the arm 30 attached, in particular hinged pliers system 18 can thus with a corresponding mobility of the pliers system 18 relative to the arm 30 It can be assumed that the pliers system 18 is in a rest position in a position parallel to the Bohrgestängeachse B. As determining for the position of the pliers system 18 is an imaginary and hereinafter referred to as the clamp system axis Z ( 3A ) designated axis through the pivot points of the lower tongs 24 and the upper nipper 26 accepted. Due to this parallel position of the pliers system 18 relative to the two drill pipe elements 14 . 16 can the lower nipper 24 and the upper nipper 26 the lower and the upper drill pipe element 14 . 16 each on the center of the bar. The pivot points of the lower tongs 24 and the upper nipper 26 then coincide with the respective rod center and when connecting the two drill string elements 14 . 16 no so-called eccentric forces occur, as would be the case if either the lower nipper 24 or the upper nipper 26 the respective drill pipe element 14 . 16 outside the respective center of the pole.

Dies kann aber im Betrieb durchaus vorkommen. Aufgrund der Zentrierung der Unterzange 24 mittels jeweiliger Zentriermittel relativ zum unteren Bohrgestängeelement 14 (der Drehpunkt der Unterzange 24 fällt mit der Stangenmitte des unteren Bohrgestängeelements 14 zusammen) kann es zu einer „Schiefstellung“ des an dem Arm 30 angebrachten Zangensystems 18 kommen, derart, dass die Zangensystemachse Z nicht mehr parallel mit der Bohrgestängeachse B ist. Die Unterzange 24 zieht oder schiebt das Zangensystem 18 im Rahmen der Beweglichkeit von dessen Anbringung an dem Arm 30 in eine Position, in der die Unterzange 24 zur Stangenmitte des unteren Bohrgestängeelements 14 zentriert ist. Wenn in dieser Situation mittels der Oberzange 26 das obere Bohrgestängeelement 16 erfasst wird, fällt der Drehpunkt der Oberzange 26 nicht mehr mit der Stangenmitte des oberen Bohrgestängeelements 16 zusammen. Wenn in dieser Situation das Zangensystem 18 aktiviert wird, derart, dass die Oberzange 26 relativ zur Unterzange 24 bewegt wird, ergeben sich die vorerwähnten Exzenterkräfte. Diese sind davon abhängig, in welchem Umfang ein Drehpunkt einer der Zangen (Unterzange 24 oder Oberzange 26) von der jeweiligen Stangenmitte entfernt ist. Solche Exzenterkräfte führen zu einem erheblichen Verschleiß der Klemmbacken des Zangensystems 18 oder dergleichen und der jeweils erfassten Bereiche der Bohrgestängeelemente 14, 16. Es ist also demnach wichtig, dass solche Exzenterkräfte im Betrieb vermieden werden und ein genaues Anzugsmoment erreicht wird.However, this can happen during operation. Due to the centering of the lower tongs 24 by means of respective centering means relative to the lower drill string element 14 (the fulcrum of the lower tongs 24 coincides with the rod center of the lower drill string member 14 together) there may be a "skewing" of the arm 30 attached pliers system 18 come, so that the pliers system axis Z is no longer parallel to the Bohrgestängeachse B The lower tongs 24 pulls or pushes the pliers system 18 As part of the Agility of its attachment to the arm 30 in a position where the lower nipper 24 to the middle of the rod of the lower drill string element 14 is centered. If in this situation by means of the upper pair of pliers 26 the upper drill string element 16 is detected, the fulcrum of the upper nipper falls 26 no longer with the rod center of the upper drill pipe element 16 together. If in this situation the pliers system 18 is activated, such that the upper nipper 26 relative to the lower nipper 24 is moved, the aforementioned eccentric forces arise. These are dependent on the extent to which a pivot point of one of the pliers (lower tongs 24 or upper nipper 26 ) is removed from the respective rod center. Such eccentric forces lead to significant wear of the jaws of the pliers system 18 or the like and the respective detected areas of the drill pipe elements 14 . 16 , It is therefore important that such eccentric forces are avoided during operation and an accurate tightening torque is achieved.

Das Vorstehende wird nachfolgend anhand der schematisch vereinfachten Darstellungen in 3A bis 3D nochmals erläutert.The foregoing will be described below with reference to the schematically simplified illustrations in FIG 3A to 3D explained again.

Die Darstellung in 3A zeigt zunächst den zumindest um den Drehpunkt D drehbaren Arm 30 der Positioniervorrichtung 20 des Arbeitsgeräts 10 und das am freien Ende des Arms 30 angebrachte, insbesondere schwenkbeweglich angebrachte Zangensystem 18 mit den beiden davon umfassten Zangen 24, 26. Bei der Darstellung in 3A befindet sich das Zangensystem 18 in Ruhe, zum Beispiel weil ein Ausschwenken des Arms 30 beendet ist und/oder ein eventuelles Pendeln des Zangensystems 18 abgeklungen ist, insbesondere indem ein solches Pendeln mittels zumindest eines dafür vorgesehenen Aktors bereits anfänglich zumindest im Wesentlichen unterbunden ist oder ausreichend bedämpft ist. Das Zangensystem 18 hängt also gerade, zumindest insoweit, dass sich eine lotrechte und zur Bohrgestängeachse B parallele Zangensystemachse Z ergibt. Im Interesse der Übersichtlichkeit der Darstellung sind in 3A die beiden Bohrgestängeelemente 14, 16 und die Bohrgestängeachse B nicht gezeigt (siehe 3B bis 3D).The representation in 3A first shows the rotatable at least about the pivot point D arm 30 the positioning device 20 of the implement 10 and that at the free end of the arm 30 attached, in particular pivotally mounted pliers system 18 with the two pliers included 24 . 26 , When displayed in 3A is the pliers system 18 at rest, for example because a swinging of the arm 30 is completed and / or a possible oscillation of the pliers system 18 has subsided, in particular by such a pendulum is already initially at least substantially prevented by means of at least one intended actuator or is sufficiently damped. The pliers system 18 So depends straight, at least to the extent that results in a vertical and the Bohrgestängeachse B parallel pliers system axis Z. In the interest of clarity of presentation are in 3A the two drill pipe elements 14 . 16 and the drill string axis B not shown (see 3B to 3D ).

Die Darstellung in 3B zeigt eine Situation, bei der das Zangensystem 18 mittels des ausgeschwenkten Arms 30 so weit in Richtung auf die Bohrgestängeelemente 14, 16 bewegt ist, bis die (gedachte) Zangensystemachse Z beinahe mit der (gedachten) Bohrgestängeachse B zusammenfällt. – Das Zangensystem 18 ist mittels des Arms 30 in Richtung auf die Bohrgestängeelemente 14, 16 bewegt worden (erster Verfahrensschritt des eingangs skizzierten Verfahrens).The representation in 3B shows a situation where the pliers system 18 by means of the swung-out arm 30 so far in the direction of the drill pipe elements 14 . 16 is moved until the (imaginary) pliers system axis Z almost coincides with the (imaginary) Bohrgestängeachse B. - The forceps system 18 is by means of the arm 30 towards the drill pipe elements 14 . 16 has been moved (first step of the outlined method).

Wenn in dieser Situation das Zangensystem 18 aktiviert wird, derart, dass mittels der Unterzange 24 das untere Bohrgestängeelement 14 erfasst wird und dabei mittels der Unterzange 24 zugeordneter Zentriermittel (nicht gezeigt; siehe z.B. DE 10 2014 208 113 ) eine Zentrierung der Unterzange 24 relativ zum unteren Bohrgestängeelement 14 erfolgt, ergibt sich eine Kontaktposition des Arbeitsgeräts 10 (Ende des ersten Verfahrensschritts) und es kommt zu einer Schiefstellung des Zangensystems 18, wie dies – zur Veranschaulichung erheblich übertrieben – in der Darstellung in 3C gezeigt ist. Bei der gezeigten Situation wird das Zangensystem 18 mittels der der Unterzange 24 zugeordneten Zentriermittel in Richtung auf die Bohrgestängeachse B gezogen. Der Arm 30 steht dabei still und das am Arm 30 schwenkbewegliche Zangensystem 18 wird um den Anbringungspunkt A verschwenkt, wie dies auch mittels des Blockpfeils unterhalb des Zangensystems 18 angedeutet ist.If in this situation the pliers system 18 is activated, such that by means of the lower nipper 24 the lower drill pipe element 14 is detected while using the lower nipper 24 associated centering means (not shown, see eg DE 10 2014 208 113 ) a centering of the lower tongs 24 relative to the lower drill pipe element 14 takes place, results in a contact position of the implement 10 (End of the first process step) and there is a misalignment of the pliers system 18 , as this - for exaggeration considerably exaggerated - in the representation in 3C is shown. In the situation shown, the pliers system 18 by means of the lower tongs 24 associated centering in the direction of the Bohrgestängeachse B pulled. The arm 30 stands still and that on the arm 30 pivoting pliers system 18 is pivoted about the attachment point A, as well as by means of the block arrow below the pliers system 18 is indicated.

Durch das Erfassen des unteren Bohrgestängeelements 14 mit der Unterzange 24 wird diese relativ zu dem unteren Bohrgestängeelement 14 zentriert. Der Drehpunkt der Unterzange 24 fällt dabei mit der Stangenmitte des unteren Bohrgestängeelements 14 zusammen. In der Darstellung in 3C ist dies auch dadurch veranschaulicht, dass die durch den Drehpunkt der Unterzange 24 verlaufende Zangensystemachse Z die Bohrgestängeachse B genau im Drehpunkt der Unterzange 24 schneidet. Der ebenfalls anhand des Verlaufs der Zangensystemachse Z erkennbare Drehpunkt der Oberzange 26 fällt dagegen aufgrund der Schiefstellung des Zangensystems 18 nicht mit der Bohrgestängeachse B zusammen.By detecting the lower drill pipe element 14 with the lower nipper 24 this is relative to the lower drill string element 14 centered. The pivot point of the lower tongs 24 coincides with the rod center of the lower drill string element 14 together. In the illustration in 3C This is also illustrated by the fact that by the fulcrum of the lower nipper 24 extending pincer axis Z the Bohrgestängeachse B exactly at the pivot point of the lower tongs 24 cuts. The also on the course of the pliers system axis Z recognizable pivot point of the upper nipper 26 falls in contrast due to the misalignment of the pliers system 18 not together with the drill string axis B.

Auf die bei der gezeigten Situation bereits erfolgte zumindest anfängliche Aktivierung der Unterzange 24 zumindest derart, dass die Unterzange als Ergebnis der Aktivierung relativ zur Längsachse des unteren Bohrgestängeelements 14 fixiert ist, folgt normalerweise die Aktivierung der Oberzange 26 zum Erfassen des oberen Bohrgestängeelements 16. Das obere Bohrgestängeelement 16 kann dabei nicht auf Stangenmitte erfasst werden. Bei einer anschließenden Bewegung der Oberzange 26 relativ zur Unterzange 24 ergeben sich die bereits erwähnten Exzenterkräfte mit den ebenfalls erwähnten ungünstigen Auswirkungen.At least in the situation shown, at least initial activation of the lower nipper 24 at least such that the lower nipper as a result of activation relative to the longitudinal axis of the lower drill string element 14 is fixed, usually follows the activation of the upper nipper 26 for detecting the upper drill pipe element 16 , The upper drill pipe element 16 can not be detected on the center of the pole. In a subsequent movement of the upper nipper 26 relative to the lower nipper 24 arise the already mentioned eccentric forces with the also mentioned unfavorable effects.

Zur Vermeidung solcher Exzenterkräfte wird das Zangensystem 18 mit dem Ziel einer lotrechten Ausrichtung der Zangensystemachse Z justiert. Dafür wird zunächst in einem zweiten Verfahrensschritt des eingangs skizzierten Verfahrens eine Ist-Lage des Zangensystems 18 ermittelt. Dies kann durch einen Bediener des Arbeitsgeräts 10 erfolgen, zum Beispiel indem eine am Zangensystem angebrachte Röhrenlibelle oder dergleichen abgelesen wird. Alternativ kann die Ist-Lage des Zangensystems 18 auch mittels einer dafür vorgesehenen Sensorik, zum Beispiel einem Neigungssensor oder dergleichen, elektronisch und automatisch erfasst werden.To avoid such eccentric forces, the forceps system 18 adjusted with the aim of a vertical alignment of the pliers system axis Z. For this, in a second method step of the method outlined initially, an actual position of the pliers system is initially determined 18 determined. This can be done by an operator of the implement 10 take place, for example, by reading a clamp attached to the clamp system or the like. Alternatively, the actual position of the pliers system 18 also be detected electronically and automatically by means of a dedicated sensor, for example, a tilt sensor or the like.

Anschließend wird (dritter Verfahrensschritt) der Arm 30 erneut bewegt. Diese erneute Bewegung des Arms 30 erfolgt nach dem Erfassen des unteren Bohrgestängeelements 14 mittels der Unterzange 24 und der damit einhergehenden Zentrierung der Unterzange 24 relativ zum unteren Bohrgestängeelement 14. Das Zangensystem 18 ist damit bereits in einem Punkt, nämlich im Drehpunkt der Unterzange 24, auf Stangenmitte der Bohrgestängeelemente 14, 16 fixiert. Die erneute Bewegung des Arms 30 – hier ein auch durch den Blockpfeil veranschaulichtes Verschwenken des Arms 30 um dessen Drehpunkt D – erfolgt dabei derart, dass am Ende der Bewegung eine Soll-Lage des Zangensystems 18 resultiert. Beim erneuten Bewegen des Arms 30 kann sich auch eine Bewegung des Zangensystems 18 in axialer Richtung der Bohrgestängeelemente 14, 16 ergeben, denn beim erneuten Bewegen des Arms 30 ist mittels der Unterzange 24 das untere Bohrgestängeelement 14 erfasst und die Unterzange 24 an diesem quer zu dessen Längserstreckung fixiert. Das Erfassen des unteren Bohrgestängeelements 14 mittels der Unterzange 24 bewirkt aber keine Fixierung des Zangensystems 18 in axialer Richtung des unteren Bohrgestängeelements 14. Die angestrebte Soll-Lage des Zangensystems 18 ergibt sich, indem der Bediener des Arbeitsgeräts 10 während der erneuten Bewegung des Arms 30 die jeweilige Ist-Lage mit der Soll-Lage vergleicht und bei Erreichen der Soll-Lage die Bewegung des Arms 30 beendet und indem ein solcher Vergleich anhand entsprechender Messwerte elektronisch und automatisch durchgeführt wird.Subsequently, (third step), the arm 30 moved again. This renewed movement of the arm 30 occurs after detecting the lower drill pipe element 14 by means of the lower nipper 24 and the associated centering of the lower nipper 24 relative to the lower drill pipe element 14 , The pliers system 18 is thus already in one point, namely in the pivot point of the lower tongs 24 , on rod center of drill pipe elements 14 . 16 fixed. The renewed movement of the arm 30 - Here also illustrated by the block arrow pivoting the arm 30 about its pivot point D - takes place in such a way that at the end of the movement, a desired position of the pliers system 18 results. When moving the arm again 30 may also be a movement of the pliers system 18 in the axial direction of the drill string elements 14 . 16 arise, because when moving the arm again 30 is by means of the lower nipper 24 the lower drill pipe element 14 captured and the lower nipper 24 fixed at this transversely to its longitudinal extent. Detecting the lower drill pipe element 14 by means of the lower nipper 24 but does not fix the pliers system 18 in the axial direction of the lower drill pipe element 14 , The desired target position of the pliers system 18 arises by the operator of the implement 10 during the renewed movement of the arm 30 the respective actual position compared with the desired position and upon reaching the desired position, the movement of the arm 30 and by making such a comparison electronically and automatically using appropriate measurements.

Die Soll-Lage des Zangensystems 18 ist eine Lage, bei der die Zangensystemachse Z lotrecht steht, so dass auch die Oberzange 26 auf Stangenmitte an dem dortigen oberen Bohrgestängeelement 16 angreift. Dann greifen beide Zangen 24, 26 das jeweilige Bohrgestängeelement 14, 16 jeweils genau auf Stangenmitte. Exzenterkräfte treten dann beim Bewegen der Oberzange 26 relativ zur Unterzange 24 nicht mehr auf. Die ansonsten sich ergebenden Verschleißeffekte werden vermieden.The nominal position of the pliers system 18 is a position in which the pincer axis Z is perpendicular, so that the upper nipper 26 on the middle of the rod at the local upper drill string element 16 attacks. Then grab both pliers 24 . 26 the respective drill pipe element 14 . 16 each exactly on the middle of the pole. Eccentric forces then occur when moving the upper nipper 26 relative to the lower nipper 24 not on anymore. The otherwise resulting wear effects are avoided.

In der Darstellung in 3D, die in schematisch vereinfachter Form das Ergebnis dieser erneuten Bewegung des Arms 30 und der resultierenden Ausrichtung des Zangensystems 18 zeigt, ist die Zangenachse Z lediglich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von der Bohrgestängeachse B leicht neben dieser eingezeichnet. Tatsächlich fällt die Zangenachse Z mit dem Erreichen der Soll-Lage des Zangensystems 18 mit der Bohrgestängeachse B zusammen.In the illustration in 3D , which in a simplified schematic form the result of this renewed movement of the arm 30 and the resulting orientation of the forceps system 18 shows, the forceps axis Z is located only for reasons of distinctness of the Bohrgestängeachse B slightly adjacent to this. In fact, the pliers axis Z falls with the achievement of the desired position of the pliers system 18 with the Bohrgestängeachse B together.

Die beim Erhalt der Soll-Lage des Zangensystems 18 aktuelle Position des Arms 30 wird erfasst und für eine spätere Wiederverwendung als Soll-Position des Arms 30 abgespeichert. Bei zukünftigen Bewegungszyklen des Arbeitsgeräts 10 kann diese Soll-Position abgerufen werden. Der Arm 30 wird dann bei einer Bewegung des Zangensystems 18 in Richtung auf die Bohrgestängeelemente 14, 16 unmittelbar bis in die jeweils gespeicherte Soll-Position bewegt, beim gezeigten Ausführungsbeispiel verschwenkt. Abweichend von der in der Darstellung in 3B gezeigten Situation ergibt sich dann für das am freien Ende des Arms 30 hängende Zangensystem 18 eine Position relativ zu den Bohrgestängeelementen 14, 16, bei der die Zangensystemachse Z mit der Bohrgestängeachse B zusammenfällt oder zumindest im Wesentlichen zusammenfällt. Beim anschließenden Aktivieren der Unterzange 24 kommt es dann nicht mehr zu einer Schiefstellung des Zangensystems 18, wie dies in 3C gezeigt ist, und beim nachfolgenden Aktivieren der Oberzange 26 greift auch die Oberzange 26 das dortige Bohrgestängeelement 16 auf Stangenmitte. Anschließend kann ohne ungünstige Scherkräfte die Oberzange 26 relativ zur Unterzange 24 bewegt werden, um die beiden Bohrgestängeelemente 14, 16 in einer für den Bohrbetrieb geeigneten Art und Weise miteinander zu verbinden.The while preserving the desired position of the pliers system 18 current position of the arm 30 is recorded and for later reuse as the target position of the arm 30 stored. For future motion cycles of the implement 10 This nominal position can be called up. The arm 30 is then during a movement of the pliers system 18 towards the drill pipe elements 14 . 16 moved directly into the respective stored desired position, pivoted in the embodiment shown. Deviating from the one shown in 3B shown situation then results for the at the free end of the arm 30 hanging forceps system 18 a position relative to the drill string elements 14 . 16 in which the pincer system axis Z coincides with the drill pipe axis B or at least substantially coincides. When subsequently activating the lower tongs 24 then it no longer comes to a misalignment of the pliers system 18 like this in 3C is shown, and upon subsequent activation of the upper nipper 26 also grabs the upper nipper 26 the local drill pipe element 16 on the middle of the pole. Then, without unfavorable shearing forces, the upper nipper 26 relative to the lower nipper 24 be moved to the two drill pipe elements 14 . 16 in a suitable manner for drilling operation together.

Beim Einbau von Bohrgestänge 14, 16 wird das Arbeitsgerät 10 alternierend in eine Arbeitsposition und eine Ruheposition bewegt. Beim Anfahren der Arbeitsposition wird jeweils die nach dem hier beschriebenen Verfahren ermittelte („gelernte“) Soll-Position für die optimale Positionierung des Arms 30 und des daran angebrachten Zangensystems 18 verwendet. Sobald Bohrgestängeelemente 14, 16 mit einem anderen Durchmesser verwendet werden, ist eventuell ein erneutes Ermitteln der Soll-Position des Arms 30 notwendig. Diese kann dann beim weiteren Einbauen von Bohrgestängeelementen 14, 16 mit dem anderen Durchmesser verwendet werden. Bei Verwendung eines Zangensystems 18 wie in der DE 10 2014 208 113 mit den dortigen Zentriermitteln oder ähnlichen Zentriermitteln ist ein erneutes Ermitteln der Soll-Position des Arms 30 vorteilhafterweise nicht notwendig. Die einmal ermittelte Soll-Position kann unabhängig vom Durchmesser später verwendeter Bohrgestängeelemente weiterverwendet werden.When installing drill pipe 14 . 16 becomes the work tool 10 alternately moved to a working position and a rest position. When the working position is approached, the desired position for the optimum positioning of the arm determined by the method described here ("learned") is determined 30 and the attached pliers system 18 used. Once drill pipe elements 14 . 16 may be used with a different diameter, is possibly a re-determination of the desired position of the arm 30 necessary. This can then be used in further installation of drill pipe elements 14 . 16 to be used with the other diameter. When using a pliers system 18 like in the DE 10 2014 208 113 with the local centering or similar centering means is a renewed determination of the desired position of the arm 30 advantageously not necessary. The once determined target position can be used regardless of the diameter of later used drill string elements.

Die Darstellung in 4 zeigt abschließend eine zur automatischen oder teilautomatischen Ausführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens bestimmte Steuerungseinrichtung 40. Diese umfasst zum Beispiel in an sich bekannter Art und Weise eine Verarbeitungseinheit 42 in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors und einen Speicher 44. Bei der Steuerungseinrichtung 40 handelt es sich zum Beispiel um eine sogenannte speicherprogrammierbare Steuerung. In den Speicher 44 ist ein zur Implementierung des hier vorgeschlagenen Verfahrens ein mittels der Verarbeitungseinheit 42 ausführbares und beim Betrieb des Arbeitsgeräts 10 ausgeführtes Steuerungsprogramm 46 geladen. Anstelle einer Implementierung des Verfahrens in Software in Form eines Steuerungsprogramms 46 kommt alternativ bekanntlich auch eine Realisierung der gemäß dem Verfahren vorgesehenen Funktionalität mittels entsprechender Schaltelemente in Betracht.The representation in 4 finally shows a for automatic or semi-automatic execution of the method proposed here certain control device 40 , This comprises, for example, a processing unit in a manner known per se 42 in the form of or in the nature of a microprocessor and a memory 44 , In the control device 40 it is for example a so-called programmable logic controller. In the store 44 is one for implementing the method proposed here by means of the processing unit 42 executable and during operation of the implement 10 executed control program 46 loaded. Instead of implementing the method in software in the form of a control program 46 Alternatively, as is known, a realization of the functionality provided by the method by means of corresponding switching elements is also possible.

Bei einer automatischen Ausführung des Verfahrens wird beim Erreichen der Kontaktposition die jeweilige Ist-Lage des Zangensystems 18 in Form eines entsprechenden Messwerts 48 erfasst. Der Messwert 48 kann mittels einer dem Zangensystem 18 zugeordneten Sensorik, zum Beispiel einem Neigungssensor, erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Messwert 48 auch mittels einer dem Arm 30 zugeordneten Sensorik, zum Beispiel einem Inkrementalgeber, erfasst werden. Beim Ausrichten des Zangensystems 18 mittels einer erneuten Bewegung des Arms 30 erfolgt unter Kontrolle der Steuerungseinrichtung 40 kontinuierlich oder zyklisch ein Vergleich einer jeweils aktuell erfassten Ist-Lage des Zangensystems 18 mit einer für einen automatischen Vergleich geeigneten Kodierung der Soll-Lage. Eine zuvor unter Kontrolle der Steuerungseinrichtung 40 bewirkte erneute Bewegung des Arms 30 wird bei einer Übereinstimmung oder einer zumindest ausreichenden Übereinstimmung der jeweiligen Ist-Lage mit der Soll-Lage aufgrund eines mittels der Steuerungseinrichtung 40 generierten Steuersignals 50, hier eines Steuersignals 50 zur Ansteuerung des Antriebselements 32, beendet. Eine dann jeweils resultierende Position des Arms 30 wird in Form eines Messwerts 52 als zukünftige Soll-Position des Arms 30 erfasst und in einer Speicherzelle der Steuerungseinrichtung 40 gespeichert. Bei zukünftigen Bewegungszyklen des Arbeitsgeräts 10 wird die abgespeicherte („gelernte“) Soll-Position des Arms 30 als Sollwert 54 für eine Ansteuerung des Arms 30, hier für eine Ansteuerung des Antriebselements 32, mittels der Steuerungseinrichtung 40 verwendet.In an automatic embodiment of the method when reaching the contact position, the respective actual position of the pliers system 18 in the form of a corresponding measured value 48 detected. The measured value 48 can by means of a pliers system 18 associated sensor, for example, a tilt sensor, are detected. Alternatively or additionally, the measured value 48 also by means of an arm 30 assigned sensors, for example, an incremental encoder, are detected. When aligning the clamp system 18 by means of a renewed movement of the arm 30 takes place under the control of the control device 40 continuous or cyclical comparison of each currently detected actual position of the clamp system 18 with a suitable coding for an automatic comparison of the desired position. A previously under control of the controller 40 caused renewed movement of the arm 30 is at a match or an at least sufficient match of the respective actual position with the desired position due to one by means of the control device 40 generated control signal 50 , here a control signal 50 for controlling the drive element 32 , completed. One then resulting position of the arm 30 is in the form of a measured value 52 as the future target position of the arm 30 detected and in a memory cell of the control device 40 saved. For future motion cycles of the implement 10 becomes the stored ("learned") target position of the arm 30 as setpoint 54 for a control of the arm 30 , here for a control of the drive element 32 , by means of the control device 40 used.

Wesentliche Aspekte der hier vorgelegten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Es werden ein Verfahren zum Betrieb eines Arbeitsgeräts 10 (Iron Roughneck) sowie ein nach dem Verfahren arbeitendes Arbeitsgerät 10 angegeben, bei dem nach einer anfänglichen Positionierung eines Zangensystems 18 mittels einer Positioniervorrichtung 20 und einer anschließenden Fixierung des Zangensystems 18 an mittels des Zangensystems 18 zu verbindenden Bohrgestängeelementen 14, 16 eine resultierende Lage (Ist-Lage) des Zangensystems 18 erfasst wird, sodann das Zangensystem 18 mittels einer erneuten Bewegung der Positioniervorrichtung 20 ausgerichtet wird, bis eine Soll-Lage des Zangensystems 18 erreicht ist, und schließlich eine sich dabei ergebende Position der Positioniervorrichtung 20 als zukünftige Soll-Position für weitere Bewegungszyklen des Arbeitsgeräts 10 gespeichert wird. Bei einem gemäß der Soll-Lage ausgerichteten Zangensystem 18 werden beim Verbinden zweier Bohrgestängeelemente 14, 16 ansonsten mögliche Scherkräfte vermieden. Bei einem Bewegen der Positioniervorrichtung 20 in die erfasste und gespeicherte Soll-Position ergibt sich für das Zangensystem 18 unmittelbar die gewünschte Soll-Lage, so dass ungünstige Scherkräfte auch beim fortgesetzten Ein- und Ausbauen von Bohrgestängeelementen 14, 16 und entsprechenden Bewegungszyklen des Arbeitsgeräts 10 vermieden werden.Essential aspects of the description presented here can thus be briefly summarized as follows: A method for operating a working device 10 (Iron Roughneck) and a working device according to the method 10 in which, after an initial positioning of a tong system 18 by means of a positioning device 20 and a subsequent fixation of the pliers system 18 by means of the pliers system 18 to be connected drill string elements 14 . 16 a resulting position (actual position) of the pliers system 18 is detected, then the pliers system 18 by means of a renewed movement of the positioning device 20 is aligned until a desired position of the pliers system 18 is achieved, and finally a resulting position of the positioning device 20 as a future target position for further movement cycles of the implement 10 is stored. In an aligned according to the target position pliers system 18 when connecting two drill string elements 14 . 16 otherwise possible shear forces avoided. When moving the positioning device 20 in the detected and stored desired position results for the pliers system 18 Immediately the desired desired position, so that unfavorable shear forces also in the continued installation and removal of drill string elements 14 . 16 and corresponding movement cycles of the implement 10 be avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Arbeitsgerät implement
1212
Arbeitsplattform working platform
1414
Bohrgestänge / Bohrgestängeelement Drill pipe / drill pipe element
1616
Bohrgestänge / Bohrgestängeelement Drill pipe / drill pipe element
1818
Zangensystem (Teil des Arbeitsgeräts) Pliers system (part of the implement)
2020
Positioniervorrichtung (Teil des Arbeitsgeräts) Positioning device (part of the working device)
2222
Spinner (Teil des Arbeitsgeräts) Spinner (part of the implement)
2424
Unterzange (Teil des Zangensystems) Lower tongs (part of the tongs system)
2626
Oberzange (Teil des Zangensystems) Upper pliers (part of the pliers system)
2828
(frei) (free)
3030
Arm (Teil der Positioniervorrichtung) Arm (part of the positioning device)
3232
Antriebselement (zum Verschwenken des Arms) Drive element (for pivoting the arm)
3434
Säulensystem column system
3636
Hydraulikzylinder hydraulic cylinders
3838
Mittel zum Verhindern von Pendelbewegungen des Zangensystems Means for preventing pendulum movements of the forceps system
4040
Steuerungseinrichtung control device
4242
Verarbeitungseinheit processing unit
4444
Speicher Storage
4646
Steuerungsprogramm control program
48, 5248, 52
Messwert reading
50, 5450, 54
Steuersignal / Sollwert Control signal / setpoint
AA
Anbringungspunkt attachment point
BB
Bohrgestängeachse Bohrgestängeachse
DD
Drehpunkt / Drehachse Pivot / rotation axis
ZZ
Zangensystemachse Pliers system axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102014208113 [0018, 0022, 0024, 0039, 0046, 0046, 0053, 0061] DE 102014208113 [0018, 0022, 0024, 0039, 0046, 0046, 0053, 0061]

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb eines Arbeitsgeräts (10) auf einer Bohranlage, wobei das Arbeitsgerät (10) ein Zangensystem (18) sowie einen Arm (30) zum Positionieren des an einem freien Ende des Arms (30) schwenkbeweglich angebrachten Zangensystems (18) umfasst, wobei das Arbeitsgerät (10) und dessen Zangensystem (18) zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente (14, 16) bestimmt sind, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Zangensystem (18) mittels des Arms (30) in Richtung auf die Bohrgestängeelemente (14, 16) bewegt und das Arbeitsgerät (10) in eine Kontaktposition gebracht wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt in der Kontaktposition und bei Stillstand des Arms (30) eine Ist-Lage des Zangensystems (18) ermittelt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt mittels des Arms (30) das Zangensystem (18) erneut bewegt wird, bis eine vorgegebene Soll-Lage des Zangensystems (18) erreicht ist. Method for operating a working device ( 10 ) on a drilling rig, the implement ( 10 ) a pliers system ( 18 ) and an arm ( 30 ) for positioning the at a free end of the arm ( 30 ) pivotally mounted pliers system ( 18 ), wherein the implement ( 10 ) and its pliers system ( 18 ) for connecting or disconnecting two drill pipe elements ( 14 . 16 ), wherein in a first method step, the forceps system ( 18 ) by means of the arm ( 30 ) in the direction of the drill pipe elements ( 14 . 16 ) and the implement ( 10 ) is brought into a contact position, wherein in a second method step in the contact position and at standstill of the arm ( 30 ) an actual position of the pliers system ( 18 ) is determined, wherein in a third method step by means of the arm ( 30 ) the pliers system ( 18 ) is moved again until a predetermined desired position of the pliers system ( 18 ) is reached. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im dritten Verfahrensschritt nach Erreichen der Soll-Lage des Zangensystems (18) als Soll-Position ein Maß für eine erreichte Position des Arms (30) erfasst und abgespeichert wird und wobei auf eine Bedienhandlung eines Bedieners des Arbeitsgeräts (10) in einem nachfolgenden Bewegungszyklus des Arbeitsgeräts (10) beim Bewegen des Zangensystems (18) mittels des Arms (30) in Richtung auf die Bohrgestängeelemente (14, 16) der Arm (30) automatisch in eine Position entsprechend der im dritten Verfahrensschritt erfassten Soll-Position bewegt wird.The method of claim 1, wherein in the third step after reaching the desired position of the pliers system ( 18 ) as a target position is a measure of an reached position of the arm ( 30 ) is detected and stored, and wherein an operating action of an operator of the implement ( 10 ) in a subsequent movement cycle of the implement ( 10 ) when moving the pliers system ( 18 ) by means of the arm ( 30 ) in the direction of the drill pipe elements ( 14 . 16 ) the arm ( 30 ) is automatically moved to a position corresponding to the target position detected in the third step. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erneute Bewegen des Arms (30) im dritten Verfahrensschritt automatisch erfolgt, indem mittels einer Sensorik ein automatisch auswertbares Maß für die jeweilige Ist-Lage des Zangensystems (18) aufgenommen wird, indem die Ist-Lage automatisch mit der Soll-Lage verglichen wird und die erneute Bewegung des Arms (30) automatisch beendet wird, wenn die Ist-Lage und die Soll-Lage innerhalb vorgegebener oder vorgebbarer Grenzen übereinstimmen.Method according to one of claims 1 or 2, wherein the re-moving of the arm ( 30 ) is carried out automatically in the third method step, by means of a sensor system an automatically evaluable measure of the respective actual position of the forceps system ( 18 ) is compared by the actual position is automatically compared with the target position and the re-movement of the arm ( 30 ) is terminated automatically if the actual position and the desired position coincide within predefined or predefinable limits. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Zangensystem (18) zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente (14, 16), nämlich eines unteren Bohrgestängeelements (14) und eines oberen Bohrgestängeelements (16), zumindest eine Unterzange (24) umfasst, wobei im ersten Verfahrensschritt in der Kontaktposition die Unterzange (24) das untere Bohrgestängeelement (14) erfasst, wobei die Unterzange (24) mittels von der Unterzange (24) umfasster oder der Unterzange (24) zugeordneter Zentriermittel relativ zu dem unteren Bohrgestängeelement (14) zentriert wird und wobei das Zangensystem (18) relativ zumindest zu dem unteren Bohrgestängeelement (14) fixiert wird.Method according to one of claims 1, 2 or 3, wherein the forceps system ( 18 ) for connecting or disconnecting two drill pipe elements ( 14 . 16 ), namely a lower drill pipe element ( 14 ) and an upper drill pipe element ( 16 ), at least one lower nipper ( 24 ), wherein in the first step in the contact position, the lower nipper ( 24 ) the lower drill string element ( 14 ), the lower nipper ( 24 ) by means of the lower nipper ( 24 ) or the lower nipper ( 24 ) associated centering relative to the lower drill string element ( 14 ) and wherein the pliers system ( 18 ) relative at least to the lower drill string element ( 14 ) is fixed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Zangensystem (18) einen Anschlag umfasst, wobei im ersten Verfahrensschritt das Erreichen der Kontaktposition mittels eines Kontakts des Anschlages mit einem der Bohrgestängeelemente (14, 16) sensiert wird und wobei ebenfalls im ersten Verfahrensschritt das Zangensystem (18) in der Kontaktposition relativ zu zumindest einem der Bohrgestängeelemente (14, 16) fixiert wird.Method according to one of claims 1, 2 or 3, wherein the forceps system ( 18 ) comprises a stop, wherein in the first method step reaching the contact position by means of a contact of the stop with one of the drill string elements ( 14 . 16 ) is sensed and wherein also in the first process step, the pliers system ( 18 ) in the contact position relative to at least one of the drill pipe elements ( 14 . 16 ) is fixed. Arbeitsgerät (10) zur Verwendung auf einer Bohranlage, wobei das Arbeitsgerät (10) ein Zangensystem (18) sowie einen Arm (30) zum Positionieren des an einem freien Ende des Arms (30) schwenkbeweglich angebrachten Zangensystems (18) umfasst, wobei das Arbeitsgerät (10) und dessen Zangensystem (18) zum Verbinden oder Trennen zweier Bohrgestängeelemente (14, 16) bestimmt sind, wobei das Zangensystem (18) mittels des Arms (30) in Richtung auf die Bohrgestängeelemente (14, 16) bewegbar und das Arbeitsgerät (10) in eine Kontaktposition manövrierbar ist, wobei in der Kontaktposition und bei Stillstand des Arms (30) eine Ist-Lage des Zangensystems (18) ermittelbar ist, wobei das Zangensystem (18) mittels des Arms (30) beweglich ist, bis eine vorgegebene Soll-Lage des Zangensystems (18) erreicht ist.Working device ( 10 ) for use on a rig, the implement ( 10 ) a pliers system ( 18 ) and an arm ( 30 ) for positioning the at a free end of the arm ( 30 ) pivotally mounted pliers system ( 18 ), wherein the implement ( 10 ) and its pliers system ( 18 ) for connecting or disconnecting two drill pipe elements ( 14 . 16 ), the pliers system ( 18 ) by means of the arm ( 30 ) in the direction of the drill pipe elements ( 14 . 16 ) and the implement ( 10 ) is maneuverable in a contact position, wherein in the contact position and at standstill of the arm ( 30 ) an actual position of the pliers system ( 18 ) can be determined, wherein the pliers system ( 18 ) by means of the arm ( 30 ) is movable until a predetermined desired position of the pliers system ( 18 ) is reached. Arbeitsgerät (10) nach Anspruch 6 mit Mitteln zur Ausführung des Verfahrens nach jedem einzelnen der Ansprüche 1 bis 5.Working device ( 10 ) according to claim 6 with means for carrying out the method according to any one of claims 1 to 5. Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit durch einen Mikroprozessor ausführbaren Programmcodeanweisungen zur Implementierung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn das Computerprogramm auf einem als Steuerungseinrichtung (40) zur Steuerung eines Arbeitsgeräts (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7 fungierenden Computer ausgeführt wird.Computer program or computer program product with microprocessor-executable program code instructions for implementing the method according to one of Claims 1 to 5, if the computer program is stored as a control device ( 40 ) for controlling a working device ( 10 ) is executed according to one of claims 6 or 7 acting computer. Steuerungseinrichtung (40) zur Steuerung eines Arbeitsgeräts (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, mit einem Speicher (44), in den ein Computerprogramm nach Anspruch 8 geladen ist.Control device ( 40 ) for controlling a working device ( 10 ) according to one of claims 6 or 7, with a memory ( 44 In which a computer program according to claim 8 is loaded. Bohranlage, insbesondere Bohranlage für Tiefbohrungen, mit einem Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, insbesondere einem Arbeitsgerät (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7 mit einer Steuerungseinrichtung (40) nach Anspruch 9.Drilling rig, in particular drilling rig for deep drilling, with a Working device ( 10 ) according to one of claims 6 or 7, in particular a working device ( 10 ) according to one of claims 6 or 7 with a control device ( 40 ) according to claim 9.
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