DE1063096B - Bohranlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

3101

DEUTSCHES mm^S. PATENTAMT

INTERNAT. KL.

E 2 I

AUSLEGESCHMIFT 1063 096

F 24000 VI/5a

ANMELDETAG: 23. SEPTEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 1 3. AU G U S T 1 9 5 9

Die Erfindung betrifft Bohranlagen, insbesondere für Tiefbohrungen zur Ölgewinnung.

Beim Vortreiben von Bohrlöchern für Ölbohrungen wird viel Zeit dafür beansprucht, daß das hohle Bohrgestänge zum Zwecke der Auswechselung des Meißels aus dem Bohrloch herausgezogen und wieder in das Bohrloch eingeführt werden muß. Je größer die Tiefe ist, auf welche gebohrt werden muß, um so größer ist der Zeitverlust, der durch das jeweilige Herausziehen und Wiedereinführen des Bohrgestänges entsteht.

Das Bohrgestänge wird normalerweise aus einzelnen Rohrlängen von jeweils etwa 10 m Länge gebildet, wobei die aufeinanderfolgenden Rohrlängen durch Gestängeverbinder miteinander verbunden sind, die jeweils kegelige Gewinde aufweisen. Das jeweilige Außen- bzw. Innengewinde dieser Gestängeverbinder ist jeweils an einem der beiden Enden jeweils einer Rohrlänge aufgeschraubt. Wenn infolgedessen das Bohrgestänge aus dem Bohrloch herausgezogen werden muß, dann muß dasselbe jeweils um eine Rohrlänge herausgezogen werden und die betreffende Rohrlänge abgeschraubt und beiseite gelegt werden. Dieser Vorgang umfaßt das »Lockern« der fest aufgeschraubten Gestängeverbinder, das Abschrauben des jeweils oberen Rohres vom Gestängeverbinder und das Beiseitestellen des oberen Rohres. Um die durch diesen Arbeitsvorgang beanspruchte Zeitspanne zu kürzen, ist man allmählich dazu übergegangen, jeweils mehrere miteinander verschraubte Rohrlängen gleichzeitig in Form eines zusammenhängenden Abschnittes, nämlich eines sogenannten Gestängezuges, abzuschrauben, wobei jedoch das Bohrgerüst hoch genug ausgeführt werden mußte, um eine solche, aus mehreren Rohrlängen bestehende Rohrfolge handhaben zu !tonnen. Die Folge war, daß die Bohranlagen immer höher und größer wurden.

Die Erfindung bezweckt demzufolge die Schaffung einer räumlich weniger ausladenden Bohranlage, mit welcher es möglich ist, beträchtliche Bohrgestängelängen selbsttätig und kontinuierlich zu ziehen und die einzelnen Rohrabschnitte abzustellen, ohne daß der Ziehvotigang unterbrochen zu werden braucht.

Die Erfindung ermöglicht es, die Vorteile hydraulischer Zieheinrichtungen auszunutzen, indem das Bohrgestänge in einzelnen Rohrlängen gezogen wird, so daß nur mehr ein verhältnismäßig kurzer Hub der Ziehvorrichtung erforderlich ist, wobei gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Entlastung der Ziehhydraulik von dem Gestängezug während des Bohrens vorgesehen ist. Ein Vorteil der Anordnung nach der Erfindung liegt darin, daß die Antriebsmotoren bzw. die einzelnen Kraftquellen auf dem Erdboden in sicherem Abstand vom Bohrloch Bohranlage

Anmelder:
F. N. R. D. Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

IO

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 24. September 1956 und 9. August 1957

Hew Dalrymple Fanshawe,

Aylesbury, Buckinghamshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

angeordnet sein können und daß die während des Bohrens zur Verfügung stehende hydraulische Energie zum Betrieb von Membranpumpen für den Bohr-

Schlammumlauf verwendet werden kann, wodurch es möglich ist, die Pumpanlage wesentlich wirtschaftlicher auszugestalten und zu betreiben.

Es sind bereits vollautomatische Bohranlagen mit Hebezeugen vorgeschlagen worden, welche zugleich

Einrichtungen zum Lockern bzw. Festziehen der Schraubverbindungen zwischen einzelnen Rohrlängen des Gestängezuges, Einrichtungen zum Losschrauben bzw. Anschrauben solcher Rohrlängen und gegebenenfalls Einrichtungen zum Festhalten des Gestängezuges

aufweisen und die mit Einrichtungen zum selbsttätigen Ab- und Antransport und zur systematischen Lagerung abgeschraubter Rohrlängen ausgestattet sind. Bei diesen Einrichtungen nach dem erwähnten Vorschlag wird das Bohrgestänge mittels eines in verti-

kaier Richtung angeordneten, kräftigen endlosen Kettenzuges, an welchem Greifzangen für das Bohrgestänge angeordnet sind, kontinuierlich vorgetrieben bzw. gezogen, wobei besondere Vorrichtungen vorgesehen sind, mittels welcher die an den vorzutreiben-

den Gestängezug anzufügenden bzw. die vom gezogenen Gestängezug abzunehmenden Rohrlängen aus einem Magazin, in welchem sie waagerecht gelagert werden, zum Gestängezug transportiert bzw. von diesem weg zurück ins Magazin befördert werden.

Die Beförderung der einzelnen Rohrlängen erfolgt ebenfalls in waagerechter Lage mittels endloser Förderketten.

Die waagerechte Lagerung der Rohre im Magazin und deren Transport vom Magazin zum Gestängezug

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wiederum in waagerechter Lage erfordert nicht nur wird von einem in die Bahn des Gestängezuges' eineinen erheblichen Platzbedarf für das Rohrmagazin, schwenkbaren Lockerungskopf Gebrauch gemacht, sondern außerdem auch ein Schwenken der Rohre vor Dieser Lockerungskopf ist gemäß der Erfindung im dem Ansetzen an den Gestängezug bzw. nach der Gegensatz zu der bekannten Anordnung jedoch min-Abtrennung derselben. Da sowohl die räumliche Länge 5 destens an einem der beiden Schlitten angeordnet und als auch das Gewicht einer einzelnen Rohrlänge wird vorzugsweise hydraulisch derart automatisch erheblich sind, wird für den Schwerikvorgang nicht betätigt, daß die Abtrennung der einzelnen Rohrnur sehr viel Platz gebraucht, sondern derselbe ist längen bei bewegtem Gestängezug in zweckrichtiger auch mit erheblichen Gefahren für die Umgebung Einordnung mit Bezug auf die übrigen Arbeitsgänge verbunden, da die Wucht einer derartigen Rohrlänge, io des Einbringens und Ausbringens der einzelnen Rohrfalls sie von der Greifereinrichtung nicht ordnungs- längen des Gestängezuges erfolgt, gemäß erfaßt wird und seitlich umkippt oder in Hydraulisch betätigte Einrichtungen zum Lockern vertikaler Lage nach unten stürzt, außerordentlich bzw. Festziehen der Schraubverbindungen zwischen groß ist und folglich große Zerstörungen verursachen einzelnen Rohrlängen des Gestängezuges sind ebenkann. 15 falls an sich bereits vorgeschlagen worden. Diese Im Gegensatz zu dieser bereits vorgeschlagenen bereits vorgeschlagenen Einrichtungen sind jedoch im vollautomatischen Bohranlage beinhaltet die vor- Gegensatz zur Anordnung nach der Erfindung nicht liegende Erfindung eine Bohranlage mit Hebezeugen, auf längs vertikaler Bahnen bewegbaren Schlitten, welche zugleich Einrichtungen zum Lockern bzw. sondern entweder auf einer feststehenden Bühne des Festziehen der Schraubverbindungen zwischen einzel- 20 Bohrturms montiert oder am Gerüst des Bohrturms nen Rohrlängen des Gestängezuges, Einrichtungen aufgehängt. Diese Anordnung ermöglicht infolgezum Losschrauben bzw. Anschrauben solcher Rohr- dessen kein Lockern bzw. Festziehen der Schraublängen und gegebenenfalls Einrichtungen zum Fest- verbindungen bei bewegtem Gestängezug, halten des Gestängezuges aufweist, sowie mit einer Gegenüber den bekannten Anordnungen bzw. den Einrichtung zum selbsttätigen Ab- und Antransport 25 älteren Vorschlägen auf dem Sachgebiet stellt die und zur systematischen Lagerung abgeschraubter Anordnung nach der Erfindung insoweit einen erheb-Rohrlängen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß liehen technischen Fortschritt dar, als sie eine volldie Hebezeuge zwei unabhängig voneinander längs automatische Abwicklung sämtlicher aufeinandervertikaler Bahnen vorzugsweise gegenläufig bzw. folgender Arbeitsgänge sowohl beim Vortrieb als abwechselnd bewegbare Schlitten aufweisen, von 30 auch beim Zurückziehen des Bohrgestänges einschließweichen mindestens einer mit den Einrichtungen zum Hch des Ansetzens bzw. Abnehmens der einzelnen Lockern, Festziehen sowie zum Ab- und Anschrauben Rohrlängen und deren Magazinierung ermöglicht, ausgestattet ist. ohne daß die Gesamtanlage wesentlich mehr Platz Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der beansprucht als die bisher üblichen, nicht vollauto-Erfindung sind die beiden Hebezeuge übereinander 35 matisch betätigten Bohranlagen. Infolge ihres verangeordnet und haben verschieden große Hübe. Die hältnismäßig einfachen Aufbaues gibt die Anordnung Arbeitshübe der beiden Hebezeuge können sich wenig- nach der Erfindung dem Fachmann die Möglichkeit, stens teilweise überschneiden, wobei die Greifer- derartige Anlagen mit einem verhältnismäßig niedrieinrichtung eines der beiden Hebezeuge spreizbare gen Kostenaufwand zu erstellen. Auch die Betriebs-Greifbacken besitzt, die einerseits den Gestängezug 40 kosten einer derartigen Anlage sind bei Anwendung zum Zwecke der Loetrennung eines Rohres zu um- der grundsätzlichen Merkmale der Erfindung niedriger fassen vermögen und andererseits derart spreizbar als bei den bisher bekannten bzw. vorgeschlagenen sind, daß sie zwischen sich eine vom jeweils anderen Anlagen solcher Art, da einerseits die zu bewegenden Hebezeug gehaltene Greifereinrichtung hindurch- Massen auf kürzestem Wege transportiert werden passieren lassen können. 45 und da andererseits infolge dieser kurzen Transport-Die Hebezeuge sind gemäß einer bevorzugten Aus- wege und der Vermeidung unnötiger Manipulationen führungsform der Erfindung hydraulisch betätigt. mit zu den transportierenden Rohren auch Beschädi-Dabei kann gemäß einer weiteren bevorzugten Aus- gungen der Rohrenden in weitestgehendem Maße verführungsform der Erfindung mindestens eines der mieden werden.

Hebezeuge einen hydraulischen Haupt- und einen 5° Eine beispielsweise Ausführungsform einer Anlage hydraulischen Hilfszylinder aufweisen, wobei am nach der Erfindung wird nunmehr beschrieben, deren hydraulischen Hauptzylinder ein zweiseitiger Hebel Hebezejj_:g£_ir!_zwei hydraulischen Pressenpaaren beangelenkt ist, an dessen einem Ende ein den Gestänge- sTehenTwobei jedes ""Pressenpaa'r eine PYa'ttform hält, zug haltender Spannkopf angebracht ist und dessen auf welcher jeweils ein Rohrspannkopf und eine anderes Ende am Hilfszylinder angelenkt ist, so daß 55 Vorrichtung zum Abschrauben von Rohrlängen angeder Hauptzylinder vom Gestängezug entlastet ist. ordnet ist. Die beiden Pressenpaare sind jeweils Einrichtungen zum Lockern bzw. Festziehen der seitlich zueinander versetzt angeordnet, wobei eines Schraubverbindungen zwischen einzelnen Rohrlängen der beiden Pressenpaare wiederum mit Bezug auf das des Gestängezuges, die bei Nichtgebrauch in eine Bohrloch seitlich versetzt ist, derart, daß die beiden außerhalb der Bahn des Gestängezuges liegende Ruhe- ⁶° Plattformen beiderseits einer Mittelebene wegragen, stellung zurückgeschwenkt werden können, sind an die mit Bezug auf die beiden Pressenpaare durch die sich in Verbindung mit vorzugsweise auf Kraftfahr- Achse des Bohrlochs gelegt ist. Die Rohrlösevorrichzeugen montierten kleinen Bohranlagen mit hydrau- tung besteht aus drei Teilen, wobei einer dieser drei lischem Vortrieb des Meißels bereits bekannt. Diese Teile dazu dient, das jeweils oberste Rohr des Gebekannten Lockerungsköpfe gestatten ein Lockern 65 stängezuges beim Herausziehen desselben zu fassen, bzw. Festziehen der Schraubverbindungen bei beweg- während der Lockerungsteil zum Lockern der Rohrtem Gestängezug. Das Einschwenken bzw. Aus- verbindung vor dem Abschrauben und der dritte Teil schwenken des hängend angeordneten Lockerungs- zum Abschrauben der jeweils letzten Rohrlänge nach kopfes erfolgt bei diesen bekannten Anordnungen von Lockerung der Schraubverbindung dient. Der Rohr-Hand. Auch bei der Bohranlage nach der Erfindung 70 greifer bzw. »Spannkopf« und die Gewindelockerungs-

vorrichtung bzw. der »Lockerungskopf« sind beide jeweils aus zwei Hälften gebildet und an von den betreffenden Plattformen wegragenden Auslegern derart angeordnet, daß sie zentrisch mit Bezug auf die Mittelebene der Maschine liegen, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die gestatten, daß diese jeweiligen Hälften zeitweise aneinandergerückt und in diesem Zustand miteinander verriegelt werden, so daß sie als jeweils ganze Vorrichtungen wirksam werden, während sie andererseits zeitweise auseinandergerückt werden, so daß das Bohrgestänge und die Rohrlöseeinrichtung des jeweils anderen Hebezeugs zwischen ihnen hindurchpassieren können.

Der Spannkopf der Rohrlösevorrichtung ergreift das Rohr jeweils unterhalb eines Verbindungsstückes, so daß er die Last des Gestängezuges während des Ziehens aufzunehmen vermag, während der Lockerungskopf das jeweilige Verbindungsstück oberhalb und unterhalb der Trennfuge faßt und die Abschraubvorrichtung das betreffende Rohr jeweils oberhalb des Verbindungsstückes greift, um die jeweils oberste Rohrlänge abzuschrauben. In diesem Zusammenhang muß erwähnt werden, daß der Lockerungskopf das jeweilige Verbindungsstück selbst greifen muß und nicht das Rohr, so daß tatsächlich das Verbindungsstück an der richtigen Stelle vom Rohr gelöst wird. Wenn dies nicht der Fall wäre, dann bestünde die Gefahr, daß ein Teil des Verbindungsstückes nicht von dem zugehörigen Rohrende abgeschraubt würde, und es könnte eine Beschädigung des betreffenden Rohres hervorgerufen werden.

Die beiden Pressenpaare haben gleichen Hub, wobei dieser Hub etwas größer ist als die größte Rohrlänge. Jedes Pressenpaar dient dann zum Ziehen jeweils einer Rohrlänge, worauf die Rohrverbindung gelockert und das betreffende Rohr abgeschraubt wird, welches sodann (in jetzt noch nicht beschriebener Weise) in ein Gestell abgelegt wird, während das jeweils andere Pressenpaar zum untersten Punkt seines Hubes zurückkehrt, wo es dann bereit steht, das nächste Verbindungsstück zu greifen, den Ziehvorgang zu übernehmen und die jeweils nächste Rohrlänge abzutrennen.

Es ist klar, daß dieser Vorgang nur dann stoßfrei und ununterbrochen verlaufen kann, wenn die jeweils obersten Rohrlängen genügend schnell weggenommen werden, so daß der Ziehvorgang weitergehen kann, ohne daß ein bereits abgetrenntes Rohr den nach oben sich nachschiebenden Gestängezug behindert. Es sind infolgedessen Einrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die abgetrennten Rohrlängen beiseite geschafft und einem am Fuße des Bohrkrans angeordneten Lagerplatz zugeführt werden.

Der ganze Bohrkran ist vorzugsweise in einem Fachwerkbau untergebracht, der folgende Hauptaufgaben zu übernehmen hat:

1. Abstützung des Bohrkrans und Führung der verschiedenen, in vertikaler Richtung hin- und hergehenden Teile.

2. Abstützung der Rohrtransporteinrichtung, mittels welcher die Rohre vom Gestängezug wegtransportiert bzw. zu diesem hintransportiert werden.

3. Abstützung sämtlicher Hilfseinrichtungen, beispielsweise des Rohrleitungssystems, mittels welchem der Bohrschlamm während des Bohrvorganges dem Spülkopf zugeführt wird, ferner des Antriebes für das Bohrgestänge während des Bohrens usw.

Die Steuereinrichtung, mit deren Hilfe die verschiedenen Bewegungen der hydraulischen Hebezeugpressen, die Spannköpfe und die Abschraubvorrichtungen sowie die Rohrtransporteinrichtungen gesteuert werden, ist zweckmäßig zum größten Teil hydraulisch, obwohl Teile derselben vorteilhaft auch elektrisch ausgeführt werden können, wobei Fühleinrichtungen vorgesehen sein müssen, mit deren Hilfe die jeweilige Ankunft eines Verbindungsstückes an einer für den Bohrkran zugänglichen Stelle erfühlt wird, wobei ferner eine Einrichtung vorgesehen sein muß, mit

ίο deren Hilfe erreicht wird, daß die Spannköpfe die Rohre jeweils an der richtigen Stelle greifen, und wobei weiter Einrichtungen vorgesehen sein müssen, die bewirken, daß die Lockerung und das Abschrauben der einzelnen Rohre an den Verbindungsstellen jeweils

'S in der richtigen zeitlichen Folge und Lage erfolgt. Außerdem muß mittels der Steuereinrichtung die Rohrtransportvorrichtung so betätigt werden, daß immer dann, wenn wieder eine Rohrlänge das obere Ende des Gestängezuges verläßt, eine Halterung bereitsteht, welche das jeweils abgetrennte Rohr aufnimmt. Weitere Funktionen der Steuereinrichtung ergeben sich im Verlauf der nachstehenden, die Einzelheiten behandelnden Beschreibung.

Der \'^Torgang des Rohrziehens spielt sich wie folgt ab:

Es sei angenommen, daß das eine Hebezeug, welches zunächst »Hebezeug A« benannt sei, am untersten Punkt seines Hubes bereitstehe, um den Ziehvorgang mit Bezug auf den Gestängezug zu übernehmen. Das andere Hebezeug, nämlich das »Hebezeug B«, zieht gerade den Gestängezug. Sowie sich ein Verbindungsstück dem Spannkopf des Hebezeuges A nähert, tritt die Fühleinrichtung in Tätigkeit und bewirkt, daß das Hebezeug A in Bewegung versetzt wird. Das Hebezeug A wird infolgedessen anfangen, sich nach oben zu bewegen und schnell dieselbe Geschwindigkeit annehmen, mit welcher sich der Gestängezug nach oben bewegt. Der Spannkopf wird den Gestängezug etwas unterhalb desjenigen Verbindungsstückes greifen, welches soeben aus dem Bohrloch hervorgetreten ist. Kurz danach wird, wenn das Hebezeug A den Gestängezug fest ergriffen hat, das Hebezeug B sich dem obersten Punkt seines Hubes nähern und den obersten Teil des Gestängezuges loslassen. Der vom Hebezeug A gehaltene Mechanismus muß nun während des Ziehens des Gestängezuges den neu zutage tretenden Verbinder lockern und das darüber befindliche Rohr abschrauben, wobei dieser Vorgang beendigt sein und die obere Rohrlänge aus der Bahn des von unten nach oben nachschiebenden Gestängezuges entfernt sein muß, bevor das Hebezeug A den obersten Punkt seiner Bahn erreicht. Das Abschrauben des vom Gestängezug abzunehmenden Rohres kann entweder in der oben beschriebenen Weise mittels eines Mechanismus vorgenommen werden, der an dem Hebezeug angeordnet ist, oder aber mittels eines Mechanismus, der für diesen Zweck an der Rohrtransportvorrichtung angeordnet ist. In diesem Fall muß die Rohrtransportvorrichtung so eingerichtet sein, daß sie das oberste Rohr aufnimmt, bevor die Abtrennung des Rohres vom Gestängezug vollzogen ist.

Wenn diese Vorgänge abgeschlossen sind und das Hebezeug A beinahe den obersten Punkt seines Hubes erreicht hat, dann ergreift das Hebezeug B das nächste Verbindungsstück, und das Hebezeug A kehrt zum untersten Punkt seines Hubes zurück. Diese Abwärtsbewegung verläuft rascher als die Aufwärtsziehbewegung, so daß das Hebezeug A seine unterste Stellung erreicht haben wird, bevor das Hebezeug B seinerseits wieder den obersten Punkt seines Hubes erreicht hat.

Dadurch ist es möglich, die Tätigkeit der Einrichtung der praktisch auftretenden Verschiedenheit der einzelnen Rohrlängen anzupassen, da jedes Hebezeug am untersten Punkt seiner Bahn jeweils nur so lange wartet, bis das jeweils nächste Verbindungsstück aus dem Bohrloch hervortritt. Die Wartezeit hängt also stets immer nur von der jeweiligen Länge des aus dem Bohrloch hervortretenden Rohres ab. Sobald das jeweils nächste Verbindungsstück aus dem Bohrloch hervortritt, wird es von der Fühleinrichtung gemeldet, welche bewirkt, daß das jeweils unten wartende Hebezeug mit seiner Tätigkeit beginnt, d. h. daß der dazugehörige Greifermechanismus das Verbindungsstück ergreift, wonach die Schraubverbindung gelockert und das darüberliegende Rohr abgeschraubt und beiseite geschafft wird.

Wenn im Verlauf des Ziehvorganges die am Ende des Gestängezuges befindliche Schwerstange erreicht wird, dann dürfte es von Vorteil sein, die Anlage abzustellen und von Hand weiterzuarbeiten, da die Werkzeuge, mit welchen der Gestängezug gehandhabt wird, hinsichtlich ihres Durchmessers für eine weitere selbsttätige Arbeit der Anlage nicht geeignet sind, weil die Durchmesser der Schwerstange verschieden von denjenigen der einzelnen Rohre und Verbindungsstücke sind. In Abwandlung der Erfindung kann die Anordnung auch so konstruiert sein, daß es möglich ist, selbsttätig sowohl Verbindungsstücke als auch Schwerstangen mit der erfindungsgemäßen Anlage zu handhaben. Um dies zu erreichen, muß mindestens eine zusätzliche Fühleinrichtung vorgesehen sein, mit deren Hilfe es möglich ist, die Ankunft einer Schwerstangenverbindung von einem Verbindungsstück normaler Art zu unterscheiden, wobei beispielsweise dieser Unterschied sich darin ausdrücken kann, daß der bei Verbindungsstücken normalerweise vorhandene Absatz mit Bezug auf die einzelnen Rohrlängen bei einer Verbindung zwischen zwei Schwerstangen fehlt.

Beim Einfahren des Bohrgestänges in das Bohrloch vollzieht sich der ganze Vorgang im allgemeinen in umgekehrter Weise. Das im Augenblick am obersten Punkt seines Hubes befindliche Hebezeug wird sich nach abwärts bewegen und den Gestängezug in das Bohrloch absenken, und die nunmehr in umgekehrter Richtung arbeitende Rohrtransporteinrichtung wird nunmehr eine neue Rohrlänge darbieten, welche an den sich absenkenden Gestängezug angesetzt werden soll. Das zweite Hebezeug wird am obersten Punkt seines Hubes so lange warten, bis der oberste Teil des neuangesetzten Rohres seinen Grcifermechanismuß erreicht. Eine Fühleinrichtung, die wenigstens teilweise derjenigen Fühleinrichtung ähnelt, die am unteren Ende dazu benutzt wurde, um die Ankunft eines Verbindungsstückes am Greifermechanismus anzukündigen, wird nunmehr auf die Ankunft des am oberen Ende des einzusetzenden Rohres befindlichen Verbindungsstückes ansprechen und bewirken, daß der Greifermechanismus das betreffende Rohr unmittelbar unterhalb des Verbindungsstückes faßt, so daß nunmehr die volle Belastung vom Rohr auf den Greifer übertragen wird. Das betreffende Hebezeug wird gleichzeitig im Sinne einer Abwärtsbewegung in Bewegung gesetzt und rasch auf die Geschwindigkeit des sich nach unten bewegenden Gestängezuges beschleunigt. Gleichzeitig, wird mittels der Rohrtransportvorrichtung dem Greifermechanismus eine neue Rohrlänge dargeboten, und der Greifermechanismus durchläuft nunmehr seine ganze Folge der einzelnen Tätigkeiten des Aufschraubens der neuen Rohrlänge und des Festziehens der neugebildeten Schraubverbindung, wobei für diesen Zweck derselbe Mechanismuß verwendet wird, wie er zuvor zum Abschrauben bzw. zur Lockerung der Schraubverbindung zwischen Rohr und Verbindungsstück während des Ziehvorganges benutzt wurde.

Während des Einfahrens werden die Hebezeuge mit Bezug auf ihre Betriebsrichtungen während des Ziehvorganges in umgekehrter Richtung betrieben, d. h.,

ίο sie werden nunmehr in Abwärtsrichtung langsamer bewegt als in Aufwärtsrichtung. Mit anderen Worten: Das jeweils entlastete Hebezeug wird sich in kürzerer Zeit von unten bis zum obersten Punkt seines Hubes bewegen, als das belastete Hebezeug braucht, um den untersten Punkt seines Hubes zu erreichen. Dadurch ergibt sich wieder eine Wartezeitspanne, wie bereits oben erwähnt. Diese Wartezeit ist selbstverständlich auch hier wieder in Abhängigkeit von der Länge des jeweils an dem Gestängezug anzufügenden Rohres verschieden.

Es ist vorteilhaft, die Anlage so einzurichten, daß beide Hebezeuge für den Bohrvorgang selbst verwendet werden können. Mit Bezug auf Zeitersparnis ist es jedoch bedeutungslos, ob beide Hebezeuge oder nur ein Hebezeug für den Bohrvorgang eingerichtet sind. Mit Bezug auf die Anlagekosten kann es vorteilhaft sein, nur eines der beiden Hebezeuge für die Verwendung zum Bohren selbst herzurichten. Dasjenige Hebezeug, welches im Bedarfsfall für den Bohrvorgang selbst mit herangezogen wird, muß für diesen Fall mit einem Bohrspülkopf versehen sein, wobei dieser Ausdruck in diesem Zusammenhang auch die Antriebseinrichtung zur Dehnung des Gestängezuges und die Einrichtung zur Einführung des Bohr-Schlammes umfaßt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nunmehr nachstehend eine beispielsweise Beschreibung der Einzelheiten eines Bohrkranzes gegeben, der hinsichtlich seiner grundsätzlichen Konstruktionsmerkmale der soeben geschilderten Bauart entspricht. Es wird dabei auf die Zeichnungen Bezug genommen, in welchen

Fig. 1 eine Vorderansicht eines vollständigen Bohrkrans nach der Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Bohrkrans zeigt,

Fig. 3 eine Hinteransicht des Oberteiles des Bohrkrans zeigt,

Fig. 4 eine Aufsicht auf den gesamten Bohrkran zeigt,

Fig. 5 eine teilweise Schnittansicht einer in dem Bohrkran nach der Erfindung benutzten hydraulischen Presse zeigt,

Fig. 6 eine Aufsicht auf die beweglichen Plattformen des Bohrkrans nach der Erfindung nebst deren Zubehör in einer Stellung zeigt, in welcher die beiden Plattformen soeben aneinander vorbeipassieren,

Fig. 7 eine Aufsicht auf einen Teil des Spannkopfes zeigt,

Fig. 7 a eine Einzelheit der in Fig. 7 gezeigten An-Ordnung zeigt,

Fig. 8 eine Seitenansicht der in Fig. 7 dargestellten Anordnung zeigt,

Fig. 9 eine Aufsicht auf die beiden Plattformanordnungen in einer Stellung zeigt, in welcher diese beiden Plattformen aneinander vorbeipassieren, wobei jedoch zwecks größerer Deutlichkeit der Zeichnung die Plattformen und die darauf befindlichen Abschraubvorrichtungen weggelassen sind,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Plattformanordnung zeigt,

Fig. 11 eine Ansicht eines Rohrabstellwagens, von einer Seite des Bohrkrans aus gesehen, zeigt,

Fig. 12 eine Seitenansicht dieses Rohrabstellwagens und der dazugehörigen Einrichtungen, von hinten vom Bohrkran aus gesehen, zeigt,

Fig. 13 eine Aufsicht auf diesen Rohrabstellwagen zeigt,

Fig. 14 ein Schaltschema der Steuereinrichtung nach der Erfindung zeigt und

Fig. 15 eine Vorderansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Bohrkrans nach der Erfindung zeigt.

Die allgemeine Anordnung des Bohrkrans nach der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Ansicht des Bohrkrans sei der Einfachheit halber als Vorderansicht bezeichnet, so daß Fig. 2 eine Seitenansicht und Fig. 3 eine Rückansicht des Bohrkrans nach der Erfindung zeigen. Die Anordnung weist einen Fachwerkrahmen 1 auf, innerhalb welchem zwei Paar hydraulische Pressen 2a, 2b und 3a, 3b angeordnet sind. Diese hydraulisehen Pressen sind innerhalb der Mittelebene des Fachwerkrahmens angeordnet und liegen beiderseits des Bohrloches, welches natürlich die Mittelachse der Anordnung bildet. Hinter dem Hauptfachwerkrahmen ist noch ein Hilf sstützrahmen 4 angeordnet, der dazu dient, die Rohrtransportvorrichtung abzustützen, mittels welcher die vom Gestängezug abgetrennten Rohrlängen auf eine am Erdboden angeordnete Lagerstelle abgesetzt werden. Der Fachwerkrahmen 4 liegt beiderseits eines Gleises 5, auf welchem ein Wagen 120 läuft, in welchem diejenigen Rohre gelagert werden, welche nicht im Bohrloch gebraucht werden, wie dies im einzelnen weiter unten noch beschrieben werden wird. Das äußere Pressenpaar 2 a, 2 b hält eine Plattform 7, die als am oberen Ende ihres Hubes angekommen dargestellt ist, während das innere Pressenpaar 3 a, 3 b eine Plattform 8 trägt, die als am unteren Ende ihres Hubes befindlich dargestellt ist. Es ist zu sehen, daß diese Plattformen an Gestängen 15 hängen, die ihrerseits wiederum an Querhäuptern 17 befestigt sind, die an den oberen Enden der hydraulischen Pressen angeordnet sind. Die Plattformen sind in vertikal angeordneten U-Profilen 32 geführt, die ihrerseits vom Fachwerkrahmen 1 gehalten werden.

Die Plattformen 7 und 8 tragen Einrichtungen, mit deren Hilfe die Rohre jeweils unterhalb eines Verbindungsstückes ergriffen werden können, mit deren Hilfe die Rohrverbindung gelockert werden kann und mit deren Hilfe die oberhalb der Rohrverbindung befindliche Rohrlänge zum Zwecke des Abschraubens gegriffen werden kann. Diese Einrichtungen werden im einzelnen weiter unten beschrieben. Am oberen Ende des Bohrkrans ist ein Laufschienensystem 10 angeordnet, welches dazu dient, die einzelnen Rohrlängen, welche vom Gestängezug abgetrennt werden bzw. auf diesen aufgeschraubt werden sollen, aus der Mittelachse des Bohrkrans zu entfernen bzw. in diese einzufahren. Am Schienensystem 10 sind Transportelemente 11 beweglich angeordnet, die nachstehend »Rohrkatzen« benannt werden sollen und die dazu dienen, jeweils die einzelnen abzutrennenden bzw. aufzubringenden Rohrlängen zeitweilig zu halten. Es ist eine größere Anzahl von Rohrkatzen vorgesehen, d. h. eine Anzahl, welche diejenige Anzahl übersteigt, welche gleichzeitig Rohre hält, und diese Rohrkatzen können längs der geschlossenen Schienenschleife des Schienensystems 10 zirkulieren, so daß sie an verschiedenen Zeitpunkten an verschiedenen Stellen des Schienensystems zur Verfügung stehen, wie dies im einzelnen nachstehend dargelegt werden wird. Ein Teil des Schienensystems 10, der nachstehend als »Bündler« bezeichnet werden soll, kann aus dem übrigen Schienensystem herausgelöst und in vertikaler Richtung mittels eines Hebezeuges verschoben werden, welches sich auf dem Hilfsrahmen 4 abstützt. Der Bündler dient dazu, die unterhalb des Schienensystems 10 gruppenweise angesammelten Rohre nach unten in den Wagen 6 abzusetzen, in welchem sie während des

ίο Gestängeziehens aufbewahrt werden, und er dient dazu, in umgekehrter Weise diese Rohre aus dem Wagen 6 zur Oberseite des Bohrkrans hochzuheben, wenn das Bohrgestänge eingefahren wird. Die Gesamtanordnung des Schienensystems 10, der Rohrkatzen 11 und des Bündlers 12 wird nachstehend zusammenfassend mit »Rohrtransporteinrichtung« bezeichnet. Ihre Funktion wird später im einzelnen beschrieben, weshalb jetzt lediglich eine allgemeine kurze Schilderung derselben gegeben wird. Es sei angenommen, daß der Gestängezug aus dem Bohrloch gezogen wird und der Bündler 12 sich in einer Lage befindet, in welcher er innerhalb des Schienensystems 10 liegt. Der Bündler nimmt von dem im Bohrkran angeordneten Schienensystem 10 Rohrkatzen auf, wobei jede dieser Rohras katzen ein Rohr hält. Sowie sich im Bündler ein Satz Rohre angesammelt hat, wird die Rohrzufuhr vom Schienensystem her mittels einer Sperrklinke unterbrochen, und der Bündler 12 wird nach unten bewegt, so daß er das daranhängende Rohrbündel in den Wagen 6 absetzen kann. Am unteren Punkt der Verschiebungsbahn des Bündlers 12 wird veranlaßt, daß die Rohrkatzen 11 die Rohre selbsttätig loslassen, so daß der Bündler 12 unmittelbar darauf wieder in seine oberste Stellung zurückbewegt werden kann, in welcher er die inzwischen entstandene Lücke im Schienensystem 10 wieder schließt. Die leeren Rohrkatzen können nun wieder vom Bündler weg in das Schienensystem hineinbewegt und durch solche Rohrkatzen ersetzt werden, die Rohre tragen und sich h\- zwischen an demjenigen Ende des Schienensystems 10 angesammelt haben, welches an die Lücke, welche durch den Bündler 12 geschlossen wird, anschließt. Der Bündler 12 wird also wieder geladen und wird abermals, wenn das auf ihm angesammelte Rohrbündel komplett ist, nach unten bewegt, um das nächste Rohrbündel in den Wagen 6 abzusetzen. In der Zwischenzeit hat der Wagen 6 sich um einen kleinen Betrag längs seines Gleises nach vorn bewegt, so daß nunmehr das neue Rohrbündel in eine Seilung abgesenkt wird, in welcher es Seite an Seite mit dem zuvor abgesetzten Rohrbündel liegt. Die leeren Rohrkatzen werden längs des Schienensystems 10 stets neu zugeführt und sammeln sich in einer Bereitschaftsstellung in der Nähe der Mittelachse des Bohrkrans, so daß jeweils immer eine dieser Rohrkatzen in eine Stellung bewegt werden kann, in welcher sie genau oberhalb der Achse des Gestängezuges liegt und dadurch in der Lage ist, eine weitere Rohrlänge aufzunehmen, die infolge des Ziehvorganges aus dem Bohrloch hervortritt und vom Gestängezug abgetrennt wird.

Beim Einfahren des Bohrgestänges ist die Wirkungsweise natürlich umgekehrt, d. h., der Bündler bewegt sich mit einem Satz leerer Rohrkatzen in Richtung auf den Wagen 6 nach unten, greift ein Rohrbündel auf, kehrt zur Ebene des Schienensystems 10 zurück, und die mit Rohren geladenen Rohrkatzen werden sodann durch leere Rohrkatzen ersetzt. Die beladenen Rohrkatzen werden längs des Schienensystems an eine Wartestelle geschoben, von welcher sie einzeln an entsprechenden Zeitpunkten abgeschoben

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und in eine Stellung oberhalb des Gestängezuges bewegt werden, so daß das jeweils an der Rohrkatze aufgehängte Rohr zur Anfügung an den Gestängezug in der gewünschten Weise bereitsteht.

Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten allgemeinen Anordnung ist auch der angetriebene Bohrspülkopf 10 gezeigt, der in vertikaler Richtung auf einer Mitnehmerstange 13 mit quadratischem Querschnitt verschoben werden kann, welche in einer Ecke des Bohrkrans nach oben und durch die Plattform 7 hindurchragt. Diese Mitnehmerstange überträgt den Bohrantrieb vom Antriebsmotor 18 zum Bohrspülkopf, der während des Bohrvorganges mit dem Gestängezug in Verbindung gebracht wird, während er bei Nichtgebrauch oberhalb der Plattform 7, zur Seite ger.chwenkt, in Ruhestellung gehalten wird. Der nicht in Benutzung befindliche Bohrspülkopf 14 kann mittels einer Huböse 19 und eines nicht dargestellten Halteseils am Bohrkran aufgehängt werden. Während des Bohrens ist der Bohrspülkopf zur Mitte des Bohrkrans verschwenkt und wird von einer der beiden Plattformen 7 oder 8 gehalten. Der normale Hub der Plattformen 7 und 8 ist am unteren Hubende bis auf eine zweckmäßige Höhe oberhalb der Erdbodenebene begrenzt, so daß der übliche Arbeitsraum um die Eintrittsstelle des Gestängezuges um das Bohrloch herum zur Verfügung steht, in welchem Hilfsgerät, beispielsweise eine Bohrlochglocke, zur Verhütung von sogenannten »Springern«, wie sie bei 9 angedeutet ist, untergebracht werden kann. Dieses Hilfsgerät bildet jedoch keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Ein gewisses Sicherheitsspiel wird noch vorgesehen, damit keine Beschädigungen eintreten können, falls die Plattformen beim Einfahren des Gestängezuges in das Bohrloch etwas über ihren normalen Hub hinausfahren sollten. Ein Teil dieses Sicherheitsspieles wird auch benötigt, um zu ermöglichen, daß beim Bohren der Hub des Bohrspülkopfes etwas über das normale Maß hinaus vergrößert wird.

Es werden nunmehr die einzelnen Bauteile des Bohrkrans nach der Erfindung im einzelnen der Reihe nach beschrieben.

Die hydraulischen Pressen

Die Pressen 2 a, 2b und 3 a, 3 & sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau alle gleich. Es genügt infolgedessen, nachstehend nur eine dieser Pressen im einzelnen zu beschreiben. Fig. 5 zeigt einen teilweise gebrochenen Längsschnitt durch eine solche Presse. Es ist zu sehen, daß diese Presse aus einem äußeren Zylinder 20, einem inneren Zylinder 21 und einer hohlen Kolbenstange 22 besteht, die in dem Zwischenraum zwischen den beiden Zylindern untergebracht ist. Eine, am oberen Ende des äußeren Zylinders 20 angeordnete öldichtung 23 dichtet den Zwischenraum zwischen diesem äußeren Zylinder und der Außenfläche der Kolbenstange oben ab, während an der Kolbenstange angeordnete Öldichtungen 24 diesen Zwischenraum am unteren Ende des Kolbens abdichten. Eine mit 25 bezeichnete Einlaßöffnung für die Druckflüssigkeit hat Verbindung mit dem zwischen dem äußeren Zylinder und dem Kolben befindlichen Raum. Am oberen Ende des inneren Zylinders ist eine weitere öldichtung 26 vorgesehen, welche den Zwischenraum zwischen der Außenwandung des inneren Zylinders und der Innenwandung der hohlen Kolbenstange abdichtet. Der Zwischenraum zwischen dem inneren Zylinder und der Innenwandung der hohlen Kolbenstange wird über eine Einlaßöffnung 27 mit Druckflüssigkeit beschickt. Eine weitere Flüssigkeitseinlaßöffnung hat Verbindung mit dem Inneren des Zylinders 21. Die Abmessungen der verschiedenen Durchtrittsöffnungen sind so gewählt, daß die wirksamen Querschnitte der hydraulischen Schübe α am unteren Ende der Kolbenstange b, an der Innenseite der Kolbenstange über den Zylinder 21 und c an der Außenseite der Kolbenstange zueinander das Verhältnis 4:2:1 haben. Es ist zu sehen, daß der von der durch die öffnung 25 eintretenden Flüssigkeit ausgeübte Druck nach unten auf die Kolbenstange wirkt,

ίο während die anderen beiden Drücke nach oben wirken. Es zeigt sich nun, daß durch entsprechende Wahl verschiedener Kombinationen der Druckflüssigkeitszufuhr verschiedene hydraulische Schübe mit Bezug auf die Druckpresse ausgeübt werden können, wie dies aus nachstehender Tabelle ersichtlich ist:

Jeweils wirksame

Druckmitteldurditrittsöffnung

Effektiver Schub
(a wirksame Fläche)

27, 28	4 +	2 = 6	Einheiten
25, 27, 28	4 + 2-	1 =5	Einheiten
27		4 = 4	Einheiten
27, 25	4-	1 =3	Einheiten
28		ry sy	Einheiten
28, 25	2 —	A Λ	Einheit
keine		Null
25	—	1 = 1	abwärts

Auf diese Weise ist die gleiche Wirkung erzielbar, wie sie mit einem Wechselgetriebe erzielbar wäre, welches sechs Vorwärtsgänge, eine Leerlaufstellung und einen Rückwärtsgang aufweist.

Dadurch ist es möglich, Druckflüssigkeitspumpen mit geringem Flüssigkeitsdurchsatz zu verwenden, deren volle Leistung nahezu bei geringster Belastung ausgenutzt werden kann, so daß sich innerhalb eines großen Gestängezug-Längenbereiches eine maximale Ziehgeschwindigkeit innerhalb der durch die vorhandene Leistung gesetzten Grenzen ergibt.
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Plattformanordnung

Allgemeine Anordnung

Die auf den beiden Ziehplattformen 7 und 8 angeordneten Einrichtungen sind im einzelnen in den Fig. 6 bis 10 dargestellt. Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf die gerade aneinander vorbeigehenden Plattformen, während Fig. 9 eine gleiche Aufsicht zeigt, wobei jedoch die Bildebene unterhalb der Plattformen verlegt ist, so daß die dargestellten Gewindelockerungsvorrichtungen besser zu sehen sind. Die Fig. 7,7 a und 8 zeigen Einzelheiten der verschiedenen Spannköpfe, während die Fig. 10 eine Seitenansicht einer vollständigen Plattformanordnung zeigt. Aus den Aufsichten ist zu ersehen, daß die hintere Plattform 8 enger ist als die vordere Plattform 7. Dies hat seinen Grund darin, daß es zweckmäßig ist, die beiden Plattformen hinsichtlich ihrer Größenabmessungen auf die zwischen den jeweiligen hydraulischen Pressenpaaren, mit welchen sie zusammenhängen, befindlichen Abstände abzustimmen. Die beiden Plattformen werden in vertikaler Richtung durch die U-Profile 32 geführt, die, wie oben beschrieben, ihrerseits an der Hauptrahmenkonstruktion befestigt sind. An der Plattform 7 ist eine Achse 30 gelagert, an deren Enden Räder 31 angeordnet sind, die in den U-Profilen 32 laufen, während entsprechende Ritzel 29 in Zahnstangen 16 eingreifen, die innerhalb der U-Profile 32 angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird die Plattform in waagerechter Lage gehalten. An der Plattform 8 ist

13 14

in gleicher Weise eine Achse 33 gelagert, an welcher aneinandergeschoben werden. Nicht dargestellte VerRäder 34 befestigt sind, die in U-Profilen 35 laufen, riegelungsklinken dienen dazu, die beiden Spannkopfwährend entsprechende Ritzel in Zahnstangen ein- hälften in Arbeitsstellung während ihrer Tätigkeit greifen, die innerhalb der U-Profile 35 angeordnet miteinander unlösbar zu verriegeln. Zum Greifen des sind. Da die beiden Plattformanordnungen im wesent- 5 Rohres sind Griffbacken 53 vorgesehen, die von liehen gleich sind, genügt es, im Zuge dieser Beschrei- Gleitkeilen 54 gehalten werden, die ihrerseits wiederbung nur eine dieser Anordnungen im einzelnen zu um in Führungsnuten 55 geführt werden, die im beschreiben. Der Hauptrahmen der Plattform 8 be- Gehäuse 50 gebildet sind. Oberhalb der Keile ist ein steht aus einem Seitenstrebenpaar 36 und 37, zwi- jochförmiges Glied 58 angeordnet, welches ebenfalls sehen welchem sich Querstreben 38 erstrecken, io in zwei Hälften unterteilt ist, wobei jeweils eine welche die eigentliche Plattform halten. Zwischen dieser beiden Hälften von jeweils einem Ausleger den Seitenstreben 37 liegen Halteglieder 39 und 40, gehalten wird und wobei jede dieser beiden Hälften welche zwei Auslegerarme 41 halten. Diese Ausleger- mit je einem Paßzapfen 51 α und einem Zapfenloch arme ragen in die Mittelebene des Bohrkrans hinein 52 a (Fig. 8) ausgestattet ist, wodurch es möglich ist, und halten an ihren äußeren Enden Spannköpfe 42 15 die beiden einander gegenüberliegenden Hälften und Gewindelockerungsvorrichtungen 43. Die Aus- ebenso wie den Hauptkörper 50 in Arbeitsstellung legerarme 41 können längs der Halteglieder zuein- aneinanderzupassen. Nicht dargestellte Verriegelungsander hingeschoben bzw. voneinander weggeschoben klinken sind vorgesehen, um die beiden Jochhälften werden, wobei diese Verschiebungen jeweils mittels in Arbeitsstellung fest miteinander zu verriegeln, hydraulischer Pressen 48 erfolgen, die sich an den 20 Mit jedem Keil ist jeweils eine Zugstange 61 ver-Seitenstreben abstützen. Die Spannköpfe 42 mit den bunden, die durch eine radiale Ausnehmung 62 des unmittelbar darüber angeordneten Gewindelockerungs- Jochkörpers hindurch nach oben ragt. Durch entvorrichtungen 43 sind am besten aus Fig. 10 ersieht- sprechende Kopfstücke dieser Zugstangen sind jeweils Hch. Achsen 60 geschoben, auf welchen sich Rollen 59 be-Die Plattformen halten außerdem auch die »Ab- 25 finden, wobei die Anordnung dieser Rollen derart ist, Schraubvorrichtungen«. Diese Vorrichtungen ergreifen daß jeweils ein Rollenpaar oberhalb des Joches 58 und das betreffende Rohr jeweils oberhalb des betreffenden ein weiteres Rollenpaar unterhalb desselben beiderseits Verbindungsstückes und schrauben, sobald die der Zugstange angeordnet ist (Fig. 7 a). Es zeigt Schraubverbindung mittels des Lockerungskopfes ge- sich nun, daß beim Anheben bzw. Absenken des löst wurde, die darüberliegende Rohrlänge ab, heben 3° Joches die Keile 54 ebenfalls angehoben und abgesenkt sie von dem Gestängezug weg, bewirken, daß sie in werden und sich außerdem dabei aber auch in radialer eine der Rohrkatzen der Rohrtransportvorrichtung Richtung bewegen, wobei diese Radialbewegung da-, eingeführt wird und bewirken, daß das untere Ende durch ermöglicht wird, daß die Radialausnehmungen des abgeschraubten Rohres aus dem Bereich des nach 62 in den Jochteilen 58 vorgesehen sind und daß -die oben nachrückenden Gestängezuges herausbewegt 35 Rollen 59 auf diesen Teilen abrollen können. Das wird. Diese Einrichtung weist eine Rohrgreif- und Joch 58 wird mittels eines hydraulischen Kraft-Drehvorrichtung 44 auf, die im einzelnen später be- kolbens 56 angehoben und abgesenkt, der in einem schrieben werden wird und die auf einer vertikalen Zylinder 57 angeordnet ist, welcher seinerseits über Säule 45 sowohl schwenkbar als auch in vertikaler einen später zu beschreibenden Steuermechanismus Richtung verschiebbar angeordnet ist und durch einen 4° mit der hydraulischen Hauptkraftquelle Verbindung Betätigungshebel 46 bewegt wird, der seinerseits von hat.

einem hydraulischen Preßzylinder 44 aus angetrieben Die Tätigkeit der Spannköpfe ergibt sich ohne ist (s. Fig. 6 und 10). Die im Zuge dieser Beschrei- weiteres aus ihrer technischen Anordnung,
bung erwähnten hydraulischen Preßzylinder sind Wenn ein Spannkopf das betreffende Rohr loslassen sämtliche doppeltwirkend, so daß nachstehend immer 45 _son, dann wird das Joch 58 mittels des hydraulischen nur von einer »Spreizung« bzw. »Zusammenziehung« Preßkolbens 56 angehoben, und die Keile 54 werden der Preßzylinder gesprochen wird. infolgedessen ebenfalls angehoben und gleichzeitig in „. „ . .. radialer Richtung nach außen zurückgezogen, da Die bpannkopte Paßfedern, die seitlich in diese Keile eingelegt sind, Die Spannköpfe sollen das Rohr jeweils unterhalb 5° in schräg innerhalb der Führungsnuten im Hauptdes Verbindungsstückes so fest fassen, daß das ganze körper 50 angeordneten Führungskanälen gleiten Gewicht des Gestängezuges aufgenommen werden können. Wenn ein Rohr gegriffen werden soll, dann kann und außerdem die erforderliche Zugkraft aus- wird der Kolben 56 innerhalb seines Zylinders nach geübt werden kann, die erforderlich ist, um den Ge- unten bewegt, so daß er das Joch 58 nach unten zieht stängezug aus dem Bohrloch herauszuziehen. Wie 55 und gleichzeitig die Keile innerhalb ihrer Nuten nach bereits im Zuge der vorhergegebenen allgemeinen Be- unten und damit radial nach innen bewegt, so daß Schreibung angedeutet wurde, bestehen diese Spann- das Rohr eingespannt wird. Es ergibt sich außerdem köpfe jeweils aus zwei Teilen, wobei diese beiden aus der Zeichnung klar, daß das Gewicht des Rohres Hälftenpaare jeweils auf einem der in horizontaler unter Vermittlung der an den Griffbacken 53 auf-Richtung verschiebbaren Ausleger derart angeordnet ⁶° tretenden Reibung außerdem versucht, die Keile nach sind, daß, wenn die beiden Ausleger zusammenge- unten zu ziehen, wodurch die auf das Rohr ausgeübte schoben werden, eine Arbeitseinheit gebildet wird, die Spannwirkung in der Weise einer Keilspannbacke während bestimmter Zeitspannen innerhalb des verstärkt wird. Aus Fig. 10 ist zu ersehen, daß die Arbeitsspieles der Maschine in Tätigkeit tritt. Fig. 7 Spannkopf half ten auf ihren jeweils zugehörigen Auszeigt eine Aufsicht einer Hälfte dieser Einrichtung, 65 legern unmittelbar unterhalb des nunmehr zu beschreiwährend Fig. 8 eine Seitenansicht dieser Hälfte benden Lockerungskopfes angeordnet sind,
wiedergibt. Der Hauptkörper bzw. der Kopf 50 ist ..
mit Paßzapfen 51 bzw. Zapfenlöchern 52 ausgestattet, ^Dle Lockerungskopfe
die dazu dienen, ihn mit der jeweils anderen Hälfte Die Tätigkeit eines Lockerungskopfes besteht darin, zusammenzupassen, wenn beiden Hälften arbeitsmäßig 70 die Verbindung zwischen jeweils zwei Gestängerohren

zu lockern, um das wegzunehmende Rohr darauf vorzubereiten, mittels des Abschraubmechanismus abgeschraubt zu werden. Er muß die zu lösende Rohrverbindung am Verbindungsstück ergreifen und die Schraubverbindung um einen Bruchteil einer Umdrehung lösen. Die einzelnen Rohrverbindungen sind während des Einfahrens jeweils auf einen bestimmten Spannungswert festgeschraubt worden und werden beim Bohren durch das auf den Gestängezug ausgeübte Drehmoment hierbei nachträglich noch weiter festgezogen. Infolgedessen muß das Drehmoment, welches der Lockerungskopf auf die Rohrverbindung ausübt, beträchtlich groß sein. Es kann für den Lockerungsvorgang größer sein als es für den Festziehvorgang, der beim Einfahren erforderlich ist, wenn ein neues Verbindungsstück aufgeschraubt wird, erforderlich wäre.

Die Einrichtung kann in vier Teile eingeteilt werden, wobei zwei Teile, nämlich jeweils ein Oberteil und ein Unterteil, jeweils von einem Ausleger gehalten werden. Ein Ausleger hält den Hauptbetätigungsmechanismus und Rohrspannelemente, welche sich um die eine Seite des Verbindungsstückes herumlegen, während der andere Ausleger Rohrspannelemente hält, welche von der anderen Seite her das Rohr umfassen, wobei diese Teile bei Betätigung Bewegungen ausführen, die jeweils in entgegengesetztem Sinne verlaufen. Die auf den betreffenden Auslegern angeordneten Teile werden wie beim Spannkopf dadurch zusammengebracht, daß die beiden Ausleger einander angenähert werden. Beide Teile sind mit (nicht dargestellten) Paßzapfen und Paßlöchern sowie mit (ebenfalls nicht dargestellten) Verriegelungsklinken versehen, durch welche sichergestellt wird, daß sie in Arbeitsstellung als gemeinsame Einheit zusammenwirken. Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Einrichtung ist es zweckmäßig, den Umstand zu vernachlässigen, daß diese Einrichtung eigentlich aus zwei Hälften besteht, und dieselbe wird im Zuge der nachstehenden Beschreibung infolgedessen so behandelt, als handele es sich um eine einzige Einheit. Fig. 9 zeigt die Anordnungen mit Bezug auf beide Plattformen in Aufsicht, wobei die zur Plattform 7 gehörige Anordnung sich in Ruhestellung in gespreiztem Zustand befindet, so daß es möglich ist, die zur Plattform 8 gehörige Anordnung, welche sich in Arbeitsstellung befindet, zwischen den gespreizten Teilen der zur Plattform 7 gehörigen Anordnung hindurchzuführen. Die Arbeitsstellung wird jeweils innerhalb einer bestimmten Zeitspanne im Verlauf des Gewindelockerungs- bzw. Anziehungsvorganges eingenommen. Die einzelnen für die Wirksamkeit der Anordnung wesentlichen Teile sind in Fig. 10 im Aufriß dargestellt.

Die Ober- und Unterteile des Lockerungskopfes müssen jeweils die obere und untere Hälfte einer Rohrverbindung ergreifen. Die Greifmechanismen zur Ausführung dieses Greif- bzw. Spannvorganges sind bei beiden Teilen gleich ausgebildet. Es wird nunmehr zunächst der Oberteil betrachtet. Dieser weist einen Llaupthebel 60 und einen Verriegelungshebel 61 auf, wobei die Hebelenden beider Hebel durch einen hydraulischen Preßzylinder mit Preßkolben 62 miteinander verbunden sind, welcher bewirkt, daß beim Auseinanderspreizen dieser Hebelarme mit Bezug auf das Verbindungsstück eine Spannwirkung eintritt. Dies wird durch einen Nockenmechanismus erreicht, welcher - Greifbacken 63 aufweist, die innerhalb des Kopfkörpers in. radialer Richtung beweglich angeordnet sind. Diese Radialbewegung erfolgt unter der Wirkung von nockenartig schräg verlaufenden Führungsflächen 64_; welche an der Innenwandung des zylindrischen Teiles gebildet sind, der mittels des Hebelarmes 61 bewegt wird. Der Unterteil des Lockerungskopfes weist ebenso wie der Oberteil einen Haupthebel 70 und einen Verriegelungshebel 71 auf, wobei beide Hebel mittels eines hydraulischen Preßzylinders und zugehörigen Kolbens 72 gelenkig miteinander verbunden sind. Die Verriegelungswirkung

ίο ist bei diesem unteren Teil des Lockerungskopfes gleich derjenigen im Oberteil, so daß sie hier im einzelnen nicht beschrieben zu werden braucht.

Die Oberteile und Unterteile sind untereinander jeweils durch ein hydraulisches Preßzylinderpaar 73, 74 miteinander verbunden, deren jeweilige Kraftkolben bei Betätigung des Lockerungskopfes den Oberteil jeweils mit Bezug auf den Unterteil um einen genügend großen Winkel verschwenken, um sicherzustellen, daß die Rohrverbindung gelöst bzw. bei umgekehrter Anwendung genügend fest angezogen wird. In Fig. 9 ist der Lockerungskopfoberteil in seinem betätigten Zustand dargestellt. Der Hebelarm 71 ist mit Bezug auf den Hebelarm 70 weggespreizt, so daß dieser Lockerungskopfteil den unteren Teil der Rohrverbindung festspannt. Der Hebelarm 61 ist mit Bezug auf den Hebelarm 60 ebenfalls weggespreizt, wodurch der obere Lockerungskopfteil den oberen Teil der Rohrverbindung festspannt. Beide Hebelarme 60 und 70 sind um ungefähr einen Winkel von 45° umeinander verschwenkt, welcher Winkel genügend groß ist, um die Spannung einer Gewindeverbindung zu lösen. In dieser Stellung sind natürlich alle hydraulischen Preßzylinder vollständig gespreizt. Die Folge der einzelnen von dieser Einrichtung ausgeführten Tätigkeiten, ausgehend von dem im unteren Teil der Fig. 9 gezeigten Zustand, bis zu dem im oberen Teil der Fig. 9 gezeigten Zustand und wieder zurück zu dem im unteren Teil der Figur gezeigten Zustand hängt selbstverständlich jeweils davon ab, ob die Einrichtung zur Lockerung einer Rohrverbindung beim Ziehen des Bohrgestänges oder zum Festziehen einer Rohrverbindung beim Einfahren des Bohrgestänges benutzt wird. Die Folge der einzelnen Arbeitsspiele beim Lockern der Rohrverbindung ist wie folgt:

la) Der Preßzylinder 62 wird gespreizt, Ί Diese wodurch der Hebelarm 61 von dem beiden Hebelarm 60 abgespreizt wird und Tätigder Oberteil des Lockerungskopfes an keiten der Rohrverbindung festgespannt können

wird. gleich-

Ib) Der Preßzylinder 72 wird gespreizt, zeitig wodurch der Hebelarm 71 mit Bezug ausauf den Hebelarm 70 weggespreizt geführt

wird. ₎ werden.

2. Die Preßzylinder 73 und 74 werden gespreizt, wodurch der Lockerungskopfoberteil mit Bezug auf den unteren Lockerungskopfteil, der festgehalten wird, entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, was zur Folge hat, daß die Rohrverbindung gelockert wird (s. oberer Teil der Fig. 9).

3. Die Preßzylinder 62 und 72 werden zusammengeschoben, wodurch die Spannwirkung mit Bezug auf die beiden Hälften der Rohrverbindung aufhört.

4. Die Preßzylinder 73 und 74 werden zusammengeschoben, wodurch die ganze Einrichtung wieder in die im unteren Teil der Fig. 9 dargestellte Ausgangsstellung zurückgebracht wird.

17 18

Beim Anziehen einer Rohrverbindung wird die schiebbar, wobei diese Vertikalverschiebung vermittels

nachstehende Folge einzelner Arbeitsgänge durch- eines doppelarmigen Hebels 46 erzielt wird, dessen

laufen: Schwenkachse bei 94 liegt und dessen Außenende

1. Die Preßzylinder 73 und 74 werden gespreizt, mittels eines hydraulischen Preßzylinders 47 betätigt wodurch der Lockerungskopfoberteil entgegen 5 wird.

dem Uhrzeigersinn mit Bezug auf den festgehal- Die Tätigkeit dieser Rohrabschraubeinrichtung

tenen Kopfunterteil verschwenkt wird. ergibt sich nunmehr klar aus ihrer technischen An-

2. Die beiden Preßzylinder 62 und 72 werden ge- Ordnung. Die Einrichtung wird im geeigneten Augenspreizt, wodurch die Lockerungskopfober- und blick eingeschwenkt, und ihre Backen werden knapp -unterteile jeweils mit Bezug auf die beiden io oberhalb des Verbindungsstückes, an welches sich der Hälften der Rohrverbindung festgespannt werden. Lockerungskopf angelegt hat, an das aus dem Bohr-

3. Die Preßzylinder 73 und 74 werden zusammen- loch hochsteigende Rohr angelegt. Nachdem der geschoben, wodurch die Einrichtung in die Aus- Lockerungskopf seine Tätigkeit ausgeführt hat, wird gangslage zurückverschwenkt und die Schraub- das Rohr vermittels des Antriebs des Elektromotors verbindung zwischen den beiden Rohren fest- 15 88 entgegen dem Uhrzeigersinn abgeschraubt, und gezogen wird. sobald dasselbe frei ist, wird der Zylinder 47 zusam-

4. Die Preßzylinder 62 und 72 werden zusammen- mengeschoben, wodurch das äußere Ende des Hebels geschoben, wodurch die oberen und unteren 46 nach unten gezogen und die Rohrabschraubvorrich-Lockerungskopfteüe die betreffenden Teile der tung angehoben wird. Diese Anhebebewegung erfolgt Rohrverbindung loslassen. 20 verhältnismäßig rasch und ist selbstverständlich der

__ _ , , , , . . , allgemeinen Anhebebewegung des die Plattform

Die Rohrabschraubeinrichtung anhebenden Hebezeugs überlagert, so daß das nun-

Die Abschraubeinrichtung ist im allgemeinen in mehr abgetrennte Rohr einen Stoß nach oben erhält, Fig. 2 in zwei Betriebzuständen sichtbar. Sie ist in welcher es in eine darüberhängende Rohrkatze ein-Fig. 10 im einzelnen im Aufriß und in Fig. 6 in Auf- 25 führt. Es kann erforderlich sein, daß mit Rücksicht sieht dargestellt. Die Einrichtung ist jeweils oberhalb auf diese Bewegung des abgetrennten Rohres während der Plattform des Hebezeugs angeordnet und umfaßt dieses Vorganges eine feste Führung oberhalb der eine Vorrichtung, mit deren Hilfe das betreffende Plattform angeordnet sein muß, welche dazu dient, Rohr ergriffen und oberhalb der gelockerten Rohr- das Rohr abzustützen und das obere Ende desselben schraubverbindung gedreht wird, sowie eine Vor- 30 in Richtung auf die Rohrkatze, in welche es einrichtung, mit deren Hilfe die letztgenannte Vorrich- geführt wird, zu führen. Die Rohrabschraubvorrichtung angehoben und abgesenkt werden kann. tung wird sodann mittels des Motors 90 beiseite ge-

Die Hauptfunktionseinheit dieser Einrichtung be- schwenkt und bewegt mit sich das untere Ende des

steht aus einem Körper, der von zwei Platten 81, 82 nunmehr abgetrennten Rohres ebenfalls zur Seite,

gebildet wird, wobei die jeweils vorderen Enden 35 Gleichzeitig wird die nunmehr das Rohr haltende

dieser Platten obere und untere Backen 81a und 82 a Rohrkatze längs des Schienensystems 10 weiterbewegt,

bilden, zwischen welchen Rollen 85, 86 gehalten wer- und das nunmehr abgetrennte Rohr wird dadurch aus

den, die sich an das betreffende Rohr anlegen können. der Bahn des von unten nach oben nachschiebenden

Außerdem ist eine bewegliche Backe 83 vorgesehen, Gestängezuges herausbewegt, wobei der Zug des

welche eine dritte Rolle 84 hält. Die bewegliche Backe 40 Gestängezuges nunmehr von dem unteren Hebezeug

wird mittels eines hydraulischen Preßzylinders mit übernommen wird, welches unten auf die Ankunft

Kraftkolben 87 so betätigt, daß sie während bestimm- des nächsten Verbindungsstückes wartet. Die gleich-

ter Zeitspannen an das Rohr angelegt wird. Mit der zeitige seitliche Ausschwenkung der Rohrabschraub-

Rolle 86 ist ein Elektromotor 88 gekuppelt, wodurch vorrichtung bewirkt, daß das Rohr aus der Mittel-

diese Rolle angetrieben und somit ein Drehmoment 45 achse des Bohrkrans herausbewegt wird, so daß das

auf das Rohr übertragen wird. Dieser Elektromotor Hebezeug, mit welchem es verbunden war, nunmehr

muß natürlich umsteuerbar sein, so daß er auf das nach unten bewegt werden kann und das andere

Rohr sowohl ein Drehmoment im Uhrzeigersinn als Hebezeug, welches nunmehr den Gestängezug hält,

auch ein solches entgegen dem Uhrzeigersinn zu über- an diesem vorbei nach oben laufen kann. Während

tragen vermag, so daß das Rohr sowohl aufgeschraubt 50 des Vorbeiganges des sich nach unten bewegenden

als auch abgeschraubt werden kann. Die ganze An- Hebezeuges wird der Preßzylinder 47 gespreizt, wo-

ordnung ist auf einem vertikalen Schwenkzapfen 45 durch die Rohrabschraubvorrichtung wieder in ihre

(der bereits weiter oben erwähnt wurde) befestigt, relativ untere Lage zurückbewegt wird, in welcher

um welchen sie ungefähr um einen rechten Winkel sie sodann für ihre nächste Tätigkeit bereit liegt,

aus einer Stellung, in welcher die Backen an einem 55

Rohr des Gestängezuges anliegen, in eine Stellung Die Rohrtransportvorrichtung

verschwenkt werden kann, in welcher sie oberhalb Γ)" Ϊ? Vi 1 t
der Plattform außerhalb des Weges der aneinander

anliegenden Plattform-Greifmechanismen des jeweils Die einzelnen Rohrkatzen haben jeweils ein röhrenanderen Hebezeugs liegen. Diese Schwenkbewegung 60 förmiges Gehäuse, welches einen genügend großen kann mittels eines weiteren Elektromotors 90 aus- Innendurchmesser hat, um in der Lage zu sein, dengeführt werden, welcher an seinem unteren Ende ein jenigen Teil des Verbindungsstückes aufzunehmen, Ritzel 91 aufweist, welches in ein festes Zahnsegment der am oberen Ende eines jeweils in die Rohrkatze eingreift, das seinerseits am Rahmen der Plattform einzuschiebenden Rohres angeordnet ist. Das untere befestigt ist. Dieser Elektromotor muß selbstverständ- 65 Ende des röhrenförmigen Gehäuses kann glockenlich ebenfalls umsteuerbar sein, um zu ermöglichen, förmig ausgeweitet sein, um kleine Abweichungen der daß die Einheit in der oben beschriebenen Weise in jeweiligen Lage des oberen Endes eines Rohres bei beiden Richtungen verschwenkt werden kann. der Ankunft an der Rohrkatze auszugleichen. Die

Die ganze oben beschriebene Einrichtung ist außer- Länge der Rohrkatze muß groß genug sein, um die

dem in vertikaler Richtung längs der Säule 45 ver- 70 in der Praxis vorkommenden Längenabweichungen

der einzelnen Rohrlängen berücksichtigen zu können. Es wird bemerkt, daß die Rohrabschraubvorrichtung jedesmal die betreffende abzuschraubende Rohrlänge jeweils im wesentlichen im gleichen Abstand oberhalb des Verbindungsstückes greift, so daß, wenn diese Rohrlänge nunmehr an die Rohrkatze übergeben wird, das untere Ende der betreffenden Rohrlänge sich stets im wesentlichen innerhalb der gleichen Ebene befindet. Daraus folgt, daß die Lage des jeweiligen oberen Endes des abgeschraubten Rohres entsprechend der Länge des jeweiligen Rohres verschieden sein wird. Dies ist, wie weiter unten noch zu sehen sein wird, wünschenswert, da die unteren Enden der an den einzelnen Rohrkatzen aufgehängten Rohre im wesentliehen innerhalb einer gemeinsamen Ebene liegen sollen, so daß, wenn eine Gruppe von Rohren auf den Ablagewagen 6 abgesenkt wird, diese Rohre den Fußboden des Wagens gleichzeitig erreichen und gleichzeitig auf diesem abgesetzt werden.

Einzelheiten einer Rohrkatze sind aus Fig. 3 ersichtlich. Das äußere Gehäuse 100 ist zum Teil weggebrochen dargestellt, so daß die im Inneren des Gehäuses an den Gehäusewandungen angeordneten Griffnocken 101 zu sehen sind. Diese Nocken sind jeweils paarweise einander gegenüberliegend angeordnet. Sie sind, wie dies bei 102 ersichtlich ist, derart verschwenkbar aufgehängt, daß ihre inneren Enden beim Eintritt eines Rohres in die Rohrkatze durch das Verbindungsstück nach oben gestoßen werden und daß dieselben, wenn das Verbindungsstück an ihnen vorbeipassiert ist, unter der Wirkung des Rohrgewichtes wieder zurückschwingen und sich gegen die Rohrwandung anlegen, so daß das Rohr nach Art einer Keilspannvorrichtung ergriffen wird, sobald das Rohrgewicht auf die Griffnocken nach unten wirkt. Die Griffwirkung kann mit Bezug auf das Rohr dadurch noch verbessert werden, daß die an der Rohrwandung anliegenden Flächen dieser Griffnocken gezahnt oder mit einem griffigen Belag belegt werden. Die äußeren Enden der Nocken sind mittels einer Verbindungsstange 103 aneinander angelenkt, welche nach oben durch das Gehäuse hindurch nach außen ragt, so daß ein Anschlag 104 gebildet wird. Dadurch wird ermöglicht, daß das von den Griffnocken gehaltene Rohr an entsprechenden Zeitpunkten mittels eines Hilfsmechanismus wieder aus dem Griff der Rohrkatze entlassen wird. Ein Druck auf das Ende der Verbindungsstange bewirkt, daß die Griffnocken nach oben geschwungen werden und das Rohr loslassen. Die Betätigungsstange wird durch einen entsprechenden Anschlag betätigt, wenn die Rohre in den Ablagewagen an der Unterseite des Bohrkrans abgesenkt werden, d. h. wenn die Rohre während des Ziehvorganges abgelegt werden. Beim Einfahren wird die Verbindungsstange 103 mittels eines Nockens, der oben am Bohrkran angebracht ist, so betätigt, daß die Rohrkatze das Rohr losläßt, sobald dasselbe von der Abschraubeinrichtung (die in diesem Fall als Einschraubeinrichtung wirkt) übernommen wird.

Die Rohrkatze hängt an einem Arm 105, welcher eine Laufrolle 106 hält, die ihrerseits auf der Schiene 107 läuft, welche einen Teil des allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Schienensystems (Fig. 4) bildet.

Der Aufhängearm 105 weist außerdem einen nach oben stehenden Anschlag 108 auf, mittels welchem die Rohrkatze längs des Schienensystems bewegt werden kann. Dieser Anschlag wirkt mit Mitnehmern 109 zusammen, die auf einer endlosen Kette 110 angebracht sind, welche sich längs des Schienensystems 10 bewegt. Der Anschlag 108 ist in der Triebrichtung der endlosen Kette, d. h. in der Mitnehmerrichtung der Mitnehmer 109 federbelastet. Dies hat den Zweck, die Steuerung der Bewegungen der einzelnen Rohrkatzen längs des Schienensystems zu erleichtern. Sobald durch Einschiebung eines weiteren Anschlages in die Bahn der einzelnen Rohrkatzen diese in ihrer Bewegung aufgehalten werden, laufen die Mitnehmer 109 der Kette 110 über die Anschläge 108 hinweg, indem sie diese Federn zur Seite schwenken, wobei die betreffende Rohrkatze in der durch den Anschlag festgelegten Stellung stehenbleibt.

In Fig. 4 ist eine aus acht Rohrkatzen bestehende Gruppe dargestellt, die im Bündler zusammengefaßt ist.

-p, "Rüncll

Der Bündler ist in Fig. 3 im Aufriß und in Fig. 4 in Aufsicht gezeigt. Außerdem ist er allgemein in Fig. 2 angedeutet. Er besteht aus einer Rahmenkonstruktion 111, die sich innerhalb einer vertikalen Ebene erstreckt und vermittels von Laufrollen 112 innerhalb vertikal angeordneter U-Profüe 113 derart geführt wird, daß sie zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Bohrkrans auf und ab bewegt werden kann. Die U-Profile 113 bilden einen Teil der in Fig. 2 bei 4 angedeuteten Hilfskonstruktion. Der Rahmen 111 hält an seinem oberen Ende einen Bügel 115, der seinerseits einen Schienenabschnitt 116 trägt, der, wenn der Bündler sich in seiner obersten Stellung befindet, in die Lücke der Schiene 107 derart hineinpaßt, daß eine geschlossene Gleisschleife gebildet wird. Die auf der Schiene 107 ankommenden Rohrkatzen können infolgedessen mittels der Förderkette 110 auf den Schienenabschnitt aufgeschoben bzw. von diesem auf das Hauptschienensystem weitergeschoben werden. Der Bündler ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, gerade so breit, daß acht Rohrkatzen nebeneinander auf ihm Platz finden können. Am Rahmen des Bündlers sind an jeder Seite nicht dargestellte Anschläge angeordnet. Diese dienen dazu, um die Anordnung in der nachstehend geschilderten Weise zu steuern. Einer der beiden Anschläge hält die auf dem Bündler auflaufenden Rohrkatzen so lange fest, bis sich ein Bündel von acht Rohrkatzen auf dem Bündler angesammelt hat. Der andere Anschlag bewirkt, daß, wenn der Bündler gefüllt ist, der Zulauf weiterer Rohrkatzen zum Bündler aufgehalten wird, solange der Bündler das nunmehr an ihm aufgehängte Rohrbündel auf den Abstellwagen absetzt und in die dargestellte Stellung zurückkehrt. Der soeben geschilderte Arbeitsverlauf bezieht sich auf das Ziehen des Gestängezuges aus dem Bohrloch heraus. Wenn eingefahren wird, ist die Wirkungsweise umgekehrt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Bündler mittels eines Kabelzuges 117, der über eine Umlenkrolle 118 am Oberende des Bohrkrans geführt ist, betätigt, wobei dieser Kabelzug 117 weiter über eine Umlenkrolle und von dort nach unten zu einem hydraulischen Betätigungsglied 119 weiterläuft.

£,_as Schienensystem

Das Schienensystem ist im obersten Teil des Bohrkrans untergebracht und dient zum Transport der einzelnen Rohrkatzen zu und vom Bündler und zu und von der Mittelachse des Bohrkrans. Die Fig. 4 zeigt, wie das Schienensystem innerhalb des Bohrkrans angeordnet ist. Es ist zu sehen, daß das

21 22

Schienensystem aus einer einfachen Schienenschleife Damit die einzelnen nebeneinanderliegenden Rohrvon im wesentlichen rechteckiger Form besteht. Eine reihen jeweils in ihren richtigen gegenseitigen Stel-Schmalseite dieses Schienenrechtecks verläuft durch lungen abgesetzt werden können, wird der Ablagedie Mittelachse des Bohrkrans und geht über ab- wagen jeweils im gleichen Rhythmus mit der Tätiggerundete Kurvenstücke in die beiden Längsseiten 5 keit des Bündlers schrittweise weiterverschoben. Die über, welche sich nach hinten bis über das Gleis weg Einrichtung zur Weiterschaltung des Wagens besteht erstrecken, auf welchem der Abstellwagen läuft, wobei aus zwei beiderseits des Wagens 123 an diesen angedie Schienenschleife durch eine vierte Seite vervoll- brachten Zahnstangen 123, wobei diese Zahnstangen ständigt wird, welche im hintersten Teil des Bohr- sowohl unten als auch oben am Wagen angeordnet krans verläuft. Die Bauweise dieses Schienensystems ¹O sind. In diese Zahnstangen greifen Zahnräder 124 ein, ist in einigen Einzelheiten bereits in Verbindung mit die am Fachwerkrahmen der Anlage gelagert sind. Fig. 3 beschrieben worden. Es besteht aus einem Die oberen und unteren Zahnräder werden vermittels aufrecht stehenden U-Profil, dessen unterer Flansch Kettenräder angetrieben, über welche Triebketten 126 die eigentliche Schiene 107 hält, während die zuvor gelegt sind.

erwähnte endlose Förderkette 110 in einem weiteren ¹S Es ist natürlich von Vorteil, die einzelnen Rohre U-Profil oberhalb der Schiene gelagert ist. Die Kette so eng wie möglich aneinanderzustapeln. Da die einwird fortgesetzt mittels eines Antriebsmotors 114 zelnen Rohrbündel, die auf den Ablagewagen abgebewegt, der an der hinteren Ecke des Bohrkrans senkt werden, jeweils noch in den betreffenden Rohrangeordnet ist (s. Fig. 4). Wie an Hand des in Fig. 3 katzen gehaltert werden, und da mit Rücksicht auf im einzelnen ersichtlichen, innerhalb des Bündlers ²⁰ diese Rohrkatzen zwischen dem jeweils neu hinzuverlaufenden Kettenabschnittes zu sehen ist, sind an kommenden Rohrbündel und dem bereits auf dem der Förderkette in engen Abständen einzelne Mit- Wagen abgesetzten Rohrbündel ein Zwischenraum nehmer in großer Zahl angeordnet. Die auf dem vorgesehen sein muß, muß dafür gesorgt werden, daß Schienensystem angeordnete Zahl von Rohrkatzen ist nach Abziehen der Rohrkatzen diese überschüssigen wesentlich höher als diejenige Zahl, die jeweils im ^a5 Zwischenräume beseitigt werden. Dies geschieht in Augenblick in Gebrauch ist. Dies wird deshalb ge- der Weise, daß jedes Rohrbündel nach dem Ablassen macht, weil man sicher sein will, daß jederzeit eine zunächst in vertikaler Lage abgesetzt und sodann genügend große Reserve von leeren Rohrkatzen zur jedoch auf das bereits vorher abgesetzte Rohrbündel \^rerfügung steht, um die während des Ziehvorganges aufgelegt wird. Dadurch ist genügend Platz für das von unten nach oben vorstoßenden Rohre aufzu- 3o nächste, von oben ankommende Rohrkatzenbündel nehmen. Dadurch wird außerdem sichergestellt, daß geschaffen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß zwibeim Einfahren jeweils stets ein genügend großer sehen den einzelnen Rohrreihen Abstandshalter 127 Vorrat leerer Rohrkatzen zur Verfügung steht, um angeordnet werden. Diese Abstandshalter sind wellenden Bündler füllen zu können, bevor er nach unten förmig ausgebildet, wie dies im einzelnen aus der in in Richtung zur Rohrablage bewegt wird und mit 35 Fig. 13 gezeigten Aufsicht ersichtlich ist. Dadurch einer neuen Rohrladung nach oben zurückkehrt. werden Kerben gebildet, deren jede jeweils ein Rohr

aufzunehmen vermag. Diese Abstandshalter werden

rv t> u u i u ι an ihren beiderseitigen Enden auf Schienen 128 ab-

Die Rohrabstellanlage .. ,. ... , _T ■· · , λιι

gestutzt, die längs der Längsseiten der Ablagewagen

Am Unterende des Hilfsfachwerks ist der bereits 4° verlaufen. Die Abstandshalter weisen an ihren beidermehrfach erwähnte Abstellwagen 120 angeordnet, seitigen Enden Vorsprünge auf, welche als Kulissenweicher auf einem Gleis 121 läuft. Der Wagen kann steine mit Bezug auf später zu erwähnende Kulissen auf seinem Gleis unmittelbar durch das Fachwerk 4 wirken. Diese kulissensteinartigen Vorsprünge 129 hindurchtreten, so daß er unmittelbar unterhalb des werden von Kulissen 130 geschaltet, welche im Bündlers vorbeiläuft und die in vertikaler Lage an ⁴⁵ Arbeitsrhythmus mit der den Wagen bewegenden den Bündler aufgehängten Rohre in eng gepackter Zahnstange und dem Bündler auf folgende Weise Form aufnehmen kann, wie dies in der in Fig. 13 zusammenwirken: Es sei angenommen, daß Rohre auf dargestellten Aufsicht auf den Abstellwagen zu sehen dem Wagen abgesetzt worden seien und daß die bei ist. Die Rohre werden dem Abstellwagen jeweils in 131 angedeutete Rohrreihe die zuletzt abgesetzte Bündeln zu je acht Stück dargeboten, wobei jeweils 5o Rohrreihe sei. Der Abstandshalter 127A liegt dann ein Bündel gleichzeitig eine Reihe des abgestellten gegen diese Rohrreihe an, während der Abstandshalter Rohrstapels bildet. Der Boden des Abstellwagens ist 1275 sich in einem bestimmten Abstand davon bevorzugsweise mit Holz oder einem anderen verhältnis- findet. Die von oben her zugeführten Rohre werden mäßig weichen Material belegt, so daß eine Beschädi- in vertikaler Richtung zwischen den beiden Abstandsgung der Rohrenden beim Ablassen auf den Wagen- 55 haltern 127^4 und 1275 herunterragen. Die Kulisse boden vermieden wird. Der Wagenboden ist zweck- 130 bewegt sich sodann nach unten und kommt mit mäßig außerdem auch in der in der Zeichnung dar- ihrer rechten Kulissenausnehmung in Zusammengestellten Weise profiliert, so daß ein Raster gebildet wirkung mit dem Kulissenstein auf dem Abstandswird, auf welches die Rohrenden aufgesetzt werden halter 127^4, so daß dieser nach links verschoben können. Die einzelnen nebeneinanderliegenden Rohr- ⁶° wird, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, reihen sind, wie in der Zeichnung ersichtlich, zum wodurch der Abstandshalter in Berührung mit der Zwecke der wirtschaftlicheren Raumausnutzung neu angekommenen Rohrreihe kommt. Gleichzeitig gegeneinander seitlich versetzt. Diese Staffelung kann kommt der Abstandshalter 1275 in Berührung mit in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß das dem jeweils linken Zweig der Führungsausnehmung jeweilige Rohrkatzenbündel auf dem Bündler jeweils 65 der V-förmigen Führungskulisse 130 und wird infolgeabwechselnd in einer von zwei Stellungen zum Still- dessen nach rechts verschoben, wie dies in der Zeichstand gebracht wird, wobei diese beiden Stellungen nung ebenfalls ersichtlich ist, so daß der Abstandsjeweils um die halbe Dicke einer Rohrkatze vonein- halter 127B in Berührung mit der neu eingebrachten ander abweichen. Dadurch werden die einzelnen Rohre Rohrreihe kommt. Die Rohre werden also nunmehr in der gewünschten Weise plaziert. 7° zwischen den beiden Abstandshaltern 127A und 1275

gehalten. Wenn die Rohrkatzen zurückgezogen wurden, dann bewegt sich auch die Kulisse 130 wieder nach oben, und der als Kulissenstein wirkende Vorsprung am Abstandshalter 127^4 kehrt wieder längs der rechten geraden Führungsausnehmung der Kulisse in eine verschobene Stellung zurück, während der als Kulissenstein wirkende Vorsprung des Abstandshalters 127 dem rechten Ast der V-förmigen Kulissenausnehmung folgt, wodurch die beiden Abstandshalter 127^4 und 1275 tatsächlich einander nähergerückt nach rechts verschoben werden und die Rohre in eine Stellung parallel zu derjenigen der bereits abgelegten Rohre gerückt werden. Der Hin- und Hergang der Schaltkulisse 130 in vertikaler Richtung wird mittels eines Preßzylinders 133 erzielt, der gleichzeitig die vertikale Bewegung der Zahnstangen 132 hervorruft, die mit den Zahnrädern 122 zusammenwirken, welche die Räder 125 über einen umschaltbaren Ratschentrieb antreiben. Dadurch wird der Wagen jeweils schrittweise weitergerückt, so daß der Wagen jeweils selbsttätig in die Stellung gebracht wird, in welcher er die jeweils nächste Rohrreihe aufzunehmen vermag, wobei die Kulisse 130 in Zusammenwirkung mit den als Kulissensteinen wirkenden Vorsprüngen der Abstandshalter 1275 und 127 C die jeweils nächstfolgende Tätigkeit der Anordnung im Rahmen des Gesamtarbeitsspiels auslösen. Diese Tätigkeiten spielen sich natürlich in umgekehrter Richtung ab, wenn Rohre entnommen werden und dem Bohrkran beim Einfahren zugebracht werden. Damit der Wagen 120 sich dann in der richtigen Richtung bewegt, müssen die Antriebe zwischen den Rädern 125 und den Ritzeln 124 die Form umschaltbarer Ratschentriebe haben, so daß beim Einfahren entgegengesetzte Bewegungen erzielt werden im Gegensatz zu denjenigen, welche beim Ziehen des Gestängezuges erforderlich sind.

Die Steuereinrichtung
Allgemeines

Die Steuereinrichtung dient zur gegenseitigen Koordinierung aller Tätigkeiten des Bohrkrans, wobei die entsprechenden Steuervorgänge in zwei Gruppen eingeteilt werden können, nämlich in Hauptsteueryorgänge und in Hilfssteuervorgänge. Die Umschaltung der hydraulischen Pressen von Anheben auf Ablassen und umgekehrt während des Ziehvorganges bzw. während des Einfahrens bildet beispielsweise einen Steuervorgang, welcher den Gesamtablauf der Tätigkeit innerhalb der hydraulischen Hauptsteuerung betrifft. Mit diesen Steuervorgängen koordiniert sind Hilfstätigkeiten, welche beispielsweise vom Lockerungskopf, vom Spannkopf, von der Rohrabschraubvorrichtung und von den Rohrkatzen ausgeführt werden, wobei jede dieser Tätigkeiten die Steuerung eines untergeordneten Arbeitsspiels bedingt, welche in sich selbst koordiniert und außerdem auch in das Hauptarbeitsspiel richtig einbezogen sein muß.

Es wird im Zuge dieser Beschreibung absichtlich davon abgesehen, die verschiedenen Fühlgeräte, welche die Koordinierung der Bewegungen der Anlage herbeiführen, im einzelnen zu beschreiben. Sie können vielerlei Form haben und beispielsweise in Form von Kleinstschaltern gegeben sein, die jeweils durch den zu erfühlenden Vorgang mechanisch geschaltet werden und dann ein elektrisch betätigtes hydraulisches Steuerventil erregen. Falls im Einzelfall das jeweils zu steuernde Element ein Elektromotor ist, kann in diesem Fall der Schalter, falls erforderlich, über einen Schaltschützen den Stromkreis des Motors schließen oder öffnen.

Es ist aus den oben angegebenen Gründen zweckmäßig, das Hauptarbeitsspiel der beiden Hebezeuge und die hierfür erforderliche Steuereinrichtung jeweils für sich zu betrachten und die Steuerung der untergeordneten Arbeitsspiele, innerhalb welcher Hilfsmechanismen betätigt werden, ebenfalls für sich zu betrachten, wobei auf die gegenseitige Koordination der untergeordneten Arbeitsspiele unter sich und mit Bezug auf andere Arbeitsspiele im einzelnen später eingegangen wird.

Das Hauptarbeitsspiel der Hebezeuge

Die Hauptsteuereinrichtung hat im Rahmen des Hauptarbeitsspiels, unabhängig davon, ob nun der Bohrkran einen Gestängezug aus dem Bohrloch zieht oder denselben in das Bohrloch einführt, stets dieselbe Steueraufgabe zu lösen. Diese Aufgabe betrifft im wesentlichen nur das jeweils entlastete Hebezeug, welches entweder zum untersten Punkt seines Hubes zurückkehrt, um von neuem die Zugaufgabe zu übernehmen, oder welches sich mit Bezug auf den Bohrkran nach oben bewegt, wo es in entlastetem Zustand bereitsteht, den Gestängezug um eine weitere Rohrlänge nach unten abzulassen. In jedem Fall ist das jeweils belastete Hebezeug, ob es nun die Last nach oben bewegt oder nach unten bewegt, jeweils einer stetigen Kraftmittelzufuhr bzw. Kraftmittelabfuhr unterworfen, und es sind im Verlauf seiner Tätigkeit so lange keine Änderungen hinsichtlich der Kraftmittelzufuhr bzw. Kraftmittelabfuhr notwendig, bis das jeweils andere Hebezeug die Last übernimmt und dasjenige Hebezeug, welches bisher belastet war, nunmehr das unbelastete Hebezeug wird. Demgemäß wird nachstehend zunächst unter Bezug auf Fig. 14 eine Beschreibung gegeben, in welcher die Steuerung des jeweils entlasteten Hebezeugs berücksichtigt wird, wobei zunächst der Vorgang des Ziehens des Gestängezuges betrachtet wird.

Sobald die Last von einem sich nach oben bewegenden Hebezeug kurz vor Erreichung des obersten Punktes seines. Hubes weggenommen wird, wird das betreffende Hebezeug das entlastete Hebezeug und muß von da an das folgende Arbeitsspiel im Rahmen der nachstehenden Tätigkeiten durchlaufen:

.1. Fortsetzung der Aufwärtsbewegung mit einer Geschwindigkeit, die derjenigen des.zu ziehenden Gestängezuges entspricht.

2. Verzögerung bis zum Ruhezustand.

3. Beschleunigung in Abwärtsrichtung auf eine Geschwindigkeit, welche der doppelten Geschwindigkeit entspricht, mit welcher das Gestängerohr bewegt wird.

4. Abwärtslauf mit dieser doppelten Rohrgeschwindigkeit.

5. Verzögerung bis zum Stillstand.

6. Verharren im Ruhezustand am untersten Punkt des Hubes.

7. Beschleunigung in Aufwärtsrichtung bis auf die Rohrgeschwindigkeit.

Wenn die Tätigkeit (7) vollendet ist, d. h. wenn das Hebezeug die Rohrgeschwindigkeit erreicht hat, dann muß es infolge der Betätigung seiner Rohrgreifer und des Lockerungskopfes die Belastung übernehmen, und es hört auf, das entlastete Hebezeug zu sein. Von diesem Zeitpunkt an überträgt die Steuereinrichtung ihre Steuertätigkeit auf das andere Hebezeug, welches sodann dasselbe Arbeitsspiel im Rahmen derselben

Tätigkeiten durchläuft. Daraus ergibt sich, daß die Tätigkeit (7) des einen Hebezeugs die Tätigkeit (1) des anderen Hebezeugs auslöst, und infolgedessen können, da diese beiden Tätigkeiten unter der jeweils gleichen Einstellung der Hebezeugsteuerung erfolgen, diese als zwei Teile ein und derselben Tätigkeit angesehen werden.

In Fig. 14 sind die vier Hauptpressen jeweils mit ihren drei Teilen dargestellt, die mit

(A) dem inneren Ringraum zwischen dem Kolben und dem Innenzylinder,

(B) der inneren Bohrung und

(C) dem Ringraum zwischen dem Kolben und dem äußeren Zylinder Verbindung haben.

Diese sind, wie dies mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben wurde, ausgebildet. Die verschiedenen Durchtrittsöffnungen des inneren Pressenpaares Za und 3b sind jeweils paarweise miteinander verbunden, so daß die beiden Pressen parallel arbeiten und in gleicher Weise sind die verschiedenen Durchtrittsöffnungen des äußeren Pressenpaares 2a, 2b miteinander verbunden. Die verschiedenen paarweise angeordneten Durchtrittsöffnungen sind entsprechend der obigen Liste jeweils mit dem Beiwert »O« für das äußere Pressenpaar und dem Beiwert »/« für das innere Pressenpaar versehen. Überall dort, wo der Beiwert »L« verwendet wird, gibt dieser an, daß es sich um eine Durchtrittsöffnung einer belasteten Presse handelt, und dort, wo der Beiwert »U« angegeben ist, handelt es sich um eine entlastete Presse. Diese Beiwerte beziehen sich ihrerseits nun wiederum auf die einzelnen Durchtrittsöffnungen jedes einzelnen Preßzylinders.

Der Übergang von einem Pressenpaar auf das andere wird durch einen hydraulischen Umschalter vollzogen, der allgemein mit der Bezugsziffer 150 bezeichnet ist. Er wird durch einen hydraulischen Servomotor 151 betätigt, der seinerseits durch einen Steuerschieber betätigt wird, der wiederum unter der Steuerung der Kontakte 153 a, 153 b an entsprechenden Zeitpunkten im Rahmen des Arbeitsablaufs elektrisch betätigt wird, wie dies nachstehend im einzelnen beschrieben werden wird. Der hydraulische Umschalter 150 ist in drei Abschnitte, nämlich in die drei Abschnitte 150a, 150b und 150c eingeteilt, die ihrerseits mit den Durchtrittsöffnungspaaren OB, IB, OA, IA und OC, IC Verbindung haben. Der Einfachheit der Erläuterung der zu beschreibenden Anordnungen wegen sind jeweils nur zwei Belastungsgrößen, nämlich leichte Last und schwere Last, zugrunde gelegt, wobei im Rahmen der nachstehenden Beschreibung absichtlich darauf verzichtet wird, die tatsächlich infolge des \^orhandenseins von. Mehrzylinderpressen gegebenen sechs verschiedenen Belastungsgrade, die oben im einzelnen erwähnt wurden, näher zu erläutern.

Infolgedessen dienen die Durchtrittsöffnungen C nur zur Steuerung des jeweils entlasteten Hebezeugs. Die leichte bzw. schwere Belastung werden jeweils durch wahlweise Benutzung der beiden Durchtrittsöffnungspaare A und B für schwere und leichte Last hergestellt.

Die Wahl zwischen leichter und schwerer Belastung erfolgt jeweils mittels des Drehschiebers 155, und zwar dadurch, daß derselbe entweder auf mittlere oder auf linke Stellung gebracht wird. Dieser Steuerschieber bereitet in seiner rechten Stellung den hydraulischen Kreislauf für das Einfahren des Gestängezuges im Gegensatz zum Ziehvorgang vor, und für einen derartigen Wechsel ist auch eine Umschaltung des Drehschiebers 156 erforderlich. Diese beiden Schieber werden natürlich je nach den jeweils gegebenen Erfordernissen willkürlich betätigt, und ihre Betätigung wird nicht durch den Rhythmus der Hebezeugtätigkeit bestimmt, der oben im einzelnen erläutert wurde.

Bei dem zur Anwendung kommenden hydraulischen System handelt es sich um einen geschlossenen Kreislauf, und die Bezugsziffern T geben an, daß es sich

ίο jweils um Verbindungsleitungen handelt, die zum Vorratsbehälter führen. Es werden zwei Pumpensätze verwendet, wobei der eine, mit MP bezeichnete Pumpensatz den hydraulischen Hauptkreislauf beliefert, welcher die durch die Betätigung der Hebezeuge belasteten Preßzylinder speist. Der andere Pumpensatz, welcher mit CP bezeichnet ist, liefert einen konstanten Druck und wird für die Steuerung der Tätigkeit der entlasteten Preßzylinder verwendet.

Ein Schieber 157 stellt den Hauptstufenschieber dar, mit dessen Hilfe der Rhythmus des Steuersystems für die Beschleunigung und die Verzögerung der entlasteten Druckpressen in Übereinstimmung mit den oben im einzelnen angegebenen Programm gesteuert wird. Das entlastete Hebezeug wird über die Durchtrittsöffnungen B der betreffenden Druckpressen von der Druckmittelzufuhr CP her so betrieben, daß das entlastete Hebezeug in der ersten Phase der Steuerfolge beim Ziehen des Gestängezuges angehoben wird. Wenn der Gestängezug eingefahren wird, dann wird das Hauptpumpensystem dazu benutzt, das entlastete Hebezeug mit hoher Geschwindigkeit nach oben zu bewegen. Während der anderen Zeitspannen fällt das entlastete Hebezeug unter seinem Eigengewicht und unter der Steuerung eines Drosselventils 158a bzw. 158 b (je nachdem, ob es sich um einen Einfahr- oder um einen Ziehvorgang handelt) mit veränderlichem Querschnitt nach unten. Die Druckmittelzufuhr CP wird außerdem bei bestimmten Gelegenheiten dazu benutzt, um das in seiner Abwärtsbewegung befindliehe Hebezeug durch Druckmittelzufuhr über die Durchtrittsöffnung C nach abwärts zu beschleunigen. Alle diese verschiedenen Forderungen werden an den jeweiligen Zeitpunkten, an welchen sie sich ergeben, durch die Tätigkeit des Stufenschiebers 157 erfüllt, wobei durch entsprechende Einstellung des Schiebers 156 diese Tätigkeiten jeweils in dem Sinn ausgeführt werden, welcher mit Rücksicht auf einen Ziehvorgang oder einen Einfahrvorgang gewünscht wird.

Es sei nun angenommen, daß das Bohrgestänge gezogen wird und daß eine große Belastung auftritt, so daß sich der Schieber 155 in seiner linken Stellung befindet. Die Hauptzugkraft ward dann dadurch ausgeübt, daß die Hauptdruckmittelzufuhr über die Schieber 155 & und 150 b entsprechend der Stellung des hydraulischen Umschalters 150 zu den Durchtrittsöffnungen A sowohl des inneren als auch des äußeren Pressenpaares gelangt. Dadurch wird die Haupthubkraft erzeugt, welche den Gestängezug zu ziehen vermag. Wird angenommen, daß die Durchtrittsöffnung IA durchflossen wird, dann ist die Durchtrittsöffnung OA mit dem Vorratsbehälter verbunden, so daß die äußeren Pressenpaare zusammengeschoben werden und folglich das betreffende Hebezeug abgelassen werden kann. Daraus ergibt sich, daß die Durchtrittsöffnung OB mit der Durchtrittsöffnung UB und die Durchtrittsöffnung IC mit der Durchtrittsöffnung LC verbunden ist.

Es wird nunmehr diejenige Tätigkeit des Systems beschrieben, welche erforderlich wird, wenn die Fühleinrichtung das jeweils nächste Verbindungsstück

909 607/67

fühlt und die Tätigkeit der beiden Hebezeuge umgekehrt werden muß. Es ist zweckmäßig, bei demjenigen Zeitpunkt zu beginnen, an welchem der hydraulische Umschalter 150 in Tätigkeit tritt. Dies wird dadurch erzielt, daß der Kontakt 153 a betätigt wird, der seinerseits wiederum auf ein Signal anspricht, welches vom Spannkopf des jeweils anderen Hebezeuges dann abgegeben wird, wenn dieses das Rohr gegriffen hat. Dadurch wird die Hauptdruckmittelzufuhr zur Durchtrittsöffnung IA abgesperrt und die Durchtrittsöffnung IB mit der Durchtrittsöffnung UB einerseits sowie die Durchtrittsöffnung IC mit der Durchtrittsöffnung UC andererseits in Verbindung gebracht. Nunmehr interessiert die Tätigkeit des inneren Pressenpaares, da dasselbe nunmehr das entlastete Hebezeug betätigt.

Die Druckmittelzufuhr CP ist an diesem Zeitpunkt über die Drehschieberabschnitte 156 a und 157a (Stellung 1) mit der Durchtrittsöffnung UB verbunden, wodurch veranlaßt wird, daß das den inneren Druckpressen zugeordnete Hebezeug sich mit der Geschwindigkeit des aufsteigenden Gestängezuges nach oben bewegt. Dieser Vorgang verläuft innerhalb der Zeitspanne, während welcher der mit diesem Hebezeug verbundene Greifermechanismus den Gestängezug losläßt. Inzwischen ist die Durchtrittsöffnung UC über die Schieberabschnitte 157 & (Stellung 1) und 156 c mit dem Vorratsbehälter verbunden worden. Der Stufenschieber 157 wird jetzt in die Stellung 2 bewegt. In dieser Stellung ist die Druckmittelzufuhr CP noch mit den Durchtrittsöffnungen UB und UC sowie mit dem Vorratsbehälter verbunden. Die beiden Druckpressen schlagen, wenn sie die obersten Punkte ihrer Hübe erreicht haben, an entsprechende Anschläge an, so daß ihre weitere Aufwärtsbewegung abgestoppt wird.

Der Stufenschieber 157 wird nunmehr in die Stellung 3 bewegt. In dieser Stellung ist die Durchtrittsöffnung UB über die Schieberabschnitte 157a und 156 & sowie über ein Drosselventil 158 & mit veränderlichem Querschnitt mit dem Vorratsbehälter verbunden, so daß die inneren Druckpressen IB anfangen können, sich nach unten in Bewegung zu setzen. Die Durchtrittsöffnung UC ist noch mit dem Vorratsbehälter verbunden.

Der Stufenschieber wird dann in die Stellung 4 bewegt. In dieser Stellung ist die Durchtrittsöffnung UC über die Schieberabschnitte 157 & und 156 c mit der Druckmittelquelle CP verbunden, was zur Folge hat, daß das von dem inneren Druckpressenpaar betätigte Hebezeug in seiner Abwärtsbewegung beschleunigt wird.

Wenn das Hebezeug sich dem untersten Punkt seines Hubes nähert, dann wird die Druckmittelquelle CP durch Betätigung des Stufenschiebers 157, der sich nunmehr in seine Stellung 5 bewegt, von der Durchtrittsöffnung UC abgetrennt, wobei die Durchtrittsöffnung UB noch über die Schieberabschnitte 156 b und 158 & mit dem Vorratsbehälter verbunden ist.

Das mit den inneren Druckpressen verbundene Hebezeug kommt nunmehr zur Ruhe, und der Stufenschieber wird nunmehr weiter in die Stellung 6 verschoben. In dieser Stellung ist die Durchtrittsöffnung UC immer noch mit dem Vorratsbehälter verbunden, während jetzt jedoch die Durchtrittsöffnung UB durch den Schieberabschnitt 157a dichtgesetzt ist. In diesem Zustand verharrt das System so lange, bis das nächste Verbindungsstück erfühlt wird, worauf der Stufenschieber 157 wieder in die Stellung 1 weiterbewegt wird, in welcher die Druckmittelzufuhr CjP mit der Durchtrittsöffnung UB verbunden ist, worauf das Hebezeug auf die Geschwindigkeit des von unten nachschiebenden Gestängezuges beschleunigt wird und der Greifermechanismus das Verbindungsstück umfaßt. In dem Augenblick, in welchem der Spannkopf das Rohr ergriffen hat, wird von dort ein Signal abgegeben, welches die Betätigung des hydraulischen Umschalters 150 auslöst, wonach der ganze Ablauf der einzelnen Tätigkeiten von neuem begonnen wird, wobei dieses Mal das mit den äußeren Druckpressen verbundene Hebezeug die Rolle des entlasteten Hebezeugs übernimmt.

Durch eine Betrachtung der Zeichnung erkennt man, daß beim Einfahren im wesentlichen derselbe Ablauf der einzelnen Tätigkeiten stattfindet, wobei jedoch lediglich bestimmte Funktionen in umgekehrtem Sinn verlaufen müssen, so daß das Arbeitsspiel des entlasteten Hebezeugs im wesentlichen wie folgt verläuft, wobei mit dem Zeitpunkt begonnen wird, an welchem das jeweils andere Hebezeug in der Nähe des untersten Punktes seines Hubes die Tätigkeit übernimmt:

1. Fortsetzung der Abwärtsbewegung mit einer Geschwindigkeit, welche diejenige des einzufahren-

²^ den Gestängezuges leicht übersteigt, so daß die

Gleitkeile der Spannköpfe angehoben werden.

2. Verzögerung bis zum Stillstand.

3. Beschleunigung auf doppelte Gestänge-Vorschubgeschwindigkeit, jedoch in aufwärts gerichtetem Sinn (unter Verwendung der Hauptpumpen).

4. Aufwärtsbewegung mit doppelter Gestängegeschwindigkeit.

5. Verzögerung bis zum Stillstand.

6. Verharren bis zur Ankunft des nächsten Rohres.

7. Beschleunigung in Abwärtsrichtung auf Rohrgeschwindigkeit und Übernahme des Gestängezuges.

Aus der obigen Tabelle ist zu ersehen, daß der Tätigkeitsablauf im wesentlichen derselbe ist, wie er oben bereits für den Ziehvorgang listenmäßig erfaßt wurde, und daß auch hier die Tätigkeiten (1) und (7) ineinander überfließen, so daß dieselben jeweils als Teil ein und derselben Tätigkeit angesehen werden können. Sie können als Tätigkeiten la und \b angesehen werden und finden unter der Steuerung statt, die dann eintritt, wenn sich der Stufenschieber 157 in seiner Stellung 1 befindet.

Beim Einfahren liefert das jeweils in Tätigkeit befindliche Hebezeug (d. h. dasjenige Hebezeug, an welchem nunmehr der Gestängezug hängt) Druckflüssigkeit zum Vorratsbehälter zurück. Das in Tätigkeit befindliche Hebezeug ist infolgedessen über zwei Bremseinrichtungen PAU mit dem Vorratstank verbunden. Diese Bremseinrichtungen können jede brauchbare Form haben. Beispielsweise können sie die Form von Drosselventilen haben, die mit Wärmeaustauschern zusammenwirken, über welche die durch die Drosselung erzeugte Hitze des Flüssigkeitsstroms nach außen abgeführt wird.

Die einzelnen Tätigkeiten des Stufenschiebers 157 werden auf elektrischem Wege durch Signale ausgelöst, die von einer Mehrzahl von Fühleinrichtungen, die an geeigneten Stellen am Bohrkran angeordnet sind, abgeleitet werden (nur zwei dieser Fühleinrichtungen sind in Form der Schalter 159 a und 159 & dargestellt). Da möglichst vermieden werden soll, daß diese hochempfindlichen elektrischen Kleinstschalter den rauhen Verhältnissen des Bohrkranbetriebes ausgesetzt werden sollen, kann der Bohrkran mit einer

Fernanzeigeeinrichtung versehen sein, in welcher die Bewegungen der Hebezeuge in verkleinertem Maßstab in einem normalerweise vorgesehenen Führerhaus reproduziert werden. Die Kleinstschalter können dann an der Fernanzeigevorrichtung vorgesehen sein und dort mechanisch durch die verkleinerten Bewegungen der die Bewegung der Hebezeuge reproduzierenden Anzeigemittel betätigt werden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß diese Schalter jeweils mit Bezug auf die jeweiligen Stellungen und Bewegungen der Hebezeuge im richtigen Zeitpunkt betätigt werden. Bei der Einstellung dieser Schalter muß natürlich die zwischen der Auslösung des Schalters und der Ausführung der jeweils zu steuernden Tätigkeit liegende Zeitspanne berücksichtigt werden, ebenso wie auch die jeweilige Vorschubgeschwindigkeit des Hebezeugs am betreffenden Zeitpunkt Berücksichtigung finden muß. Es dürfte von Vorteil sein, jeweils getrennte Schaltersätze für die Steuerung der Einfahr- und der Ziehvorgänge vorzusehen, wobei es keiner weiteren Erwähnung bedarf, daß je nach der durchzuführenden Tätigkeit jeweils der in Frage kommende Schaltersatz in Tätigkeit gesetzt wird.

Es wird außerdem bemerkt, daß das oben beschriebene hydraulische System selbstverständlich auch noch zusätzlicher Hilfseinrichtungen, wie z. B. zusätzlicher Luftabscheider und ähnlicher Geräte bedarf. Da diese Hilfseinrichtungen nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, wurden sie in den Zeichnungen weggelassen. Weiterhin ist die oben beschriebene Steuereinrichtung ebenso wie die noch zu beschreibende HilfsSteuereinrichtung jeweils mit entsprechenden Zwischenverbindungen und Schnellschlußventilen ausgestattet, um sicherzustellen, daß die verschiedenen Elemente der Gesamtanordnung nicht in falscher Reihenfolge betätigt werden können und daß keine Beschädigungen eintreten können, falls irgendein Element aus unvorhergehenden Gründen nicht diejenige Funktion ausführt, die es im Rahmen des Gesamtprogramms ausführen müßte.

Die Einrichtungen der Hebezeuge

Die Tätigkeiten der einzelnen, mit den Hebezeugen verbundenen Einrichtungen, d. h. der Spannköpfe, der Lockerungsköpfe und der Rohrabschraubvorrichtungen sowie der Einrichtungen zum Zusammenführen bzw. Auseinanderführen der einzelnen ausspreizbaren Teile

ίο der Hebezeugeinrichtungen sind so eng miteinander verflochten, daß es am besten ist, diese Tätigkeiten unter einem gemeinsamen Leitgedanken zu betrachten. Die meisten dieser einzelnen Tätigkeiten sind jeweils von anderen dieser Tätigkeiten abhängig und werden jeweils durch die Beendigung der jeweils vorausgehenden Tätigkeit ausgelöst. Da die verschiedenen Vorrichtungen, durch welche diese Tätigkeiten ausgelöst werden, praktisch nichts anderes darstellen als Auslösevorrichtungen, die jeweils durch den betreffenden Vorgang in Tätigkeit gesetzt werden und infolgedessen jeweils z.B. ein Solenoid oder irgendein anderes Betätigungsglied erregen, ist es nicht notwendig, diese Auslöseeinrichtungen im einzelnen zu beschreiben. Es ist jedoch von Wichtigkeit, daß die zeitliche Folge, in welcher diese verschiedenen Tätigkeiten gesteuert werden, nachstehend im einzelnen angegeben wird.

In der nachstehenden Tabelle ist die zeitliche Folge dieser einzelnen Tätigkeiten für den Fall des Ziehvorganges niedergelegt, wobei die Zeitkote von oben nach unten verläuft und wobei diejenigen Arbeitsspiele, welche in der rechten Spalte angegeben sind, sich jeweils mit denjenigen Arbeitsspielen überschneiden, die innerhalb derselben Zeile in der linken Spalte angegeben sind. Die Pfeile deuten an, daß der Vorgang, welcher an der Pfeilspitze steht, durch einen Vorgang ausgelöst wird, der an der Pfeilunterseite steht, bzw. daß der betreffende Vorgang die Folge der Vollendung eines noch früher liegenden Vorganges ist.

TabeUe 1

Ziehvorgang

	-*-	Ausgelöste Tätigkeit	Aus	Tätigkeit	Aus
Jeweils vorausgehender Vorgang		Auslegerarme 41 gehen zu	führendes Organ		führendes Organ
Die Hebezeuge passieren an		sammen.	48
einander vorbei (wobei
das zur Erörterung ste		Beide Gehäusehälften wer
hende Hebezeug sich nach		den miteinander verklinkt.
unten bewegt).		Die Spannkopfkeile greifen.-!		W Die Spannköpfe des anderen
Das zur Erörterung stehende			56, 57	Hebezeugs lösen sich vom
Hebezeug bewegt sich				Gestängezug.
zusammen mit dem sich		Der Lockerungskopf greift.		Die Rohrabschraubvorrich
nach oben bewegenden		ϊ	62, 72	tung wird in Arbeitslage	90, 91
Verbindungsstück.				geschwenkt.
		Der Lockerungskopf wirkt.		Die Rohrabschraubvorrich
		I	73, 74	tung greift.	87
		Der Lockerungskopf löst		Der Motor der Rohrab
		sich von der Rohrverbin	62, 72	schraubvorrichtung läuft	88
	dung. I Der Lockerungskopf wird		an.
	in seine Ausgangslage zu		Der Motor der Rohrab
	rückgezogen.	73, 74	schraubvorrichtung hält	88
			an, und die Vorrichtung
		wandert nach oben.
		47

31

Fortsetzung Tabelle 1	Jeweils vorausgehender Vorgang	-»-	Ausgelöste Tätigkeit	Aus	Tätigkeit	Aus
	Das Hebezeug nähert sich		Die Rohrabschraubvorrich—'	führendes Organ	^ Die Rohrkatze wird mit dem	führendes Organ
dem obersten Punkt seines		tung wird zur Seite ge	90, 91	abgetrennten Rohr weg
Hubes.	-»-	schwenkt.		bewegt.
Der Spannkopf des jeweils		Die Spannkopfteile werden
anderen Hebezeugs greift.	->-	zurückgezogen.	56, 57
Das Hebezeug erreicht den		Die Rohrabschraubvorrich		Die Gehäusehälften werden
höchsten Punkt seines		tung läßt das Rohr los.	87	voneinander entriegelt.
Hubes.				I
				Die Auslegerarme gehen
				auseinander.	48

Tabelle 2

Einfahren

Jeweils vorausgehender Vorgang

Ausgelöste Tätigkeit Ausführendes
Organ

Tätigkeit

Ausführendes Organ

Die Hebezeuge passieren aneinander vorbei (wobei das zur Erörterung stehende Hebezeug sich nach oben bewegt).

Das zur Erörterung stehende Hebezeug bewegt sich zusammen mit dem nach unten gehenden Verbindungsstück.

Der Spannkopf des jeweils anderen Hebezeugs greift.

Das Hebezeug erreicht den untersten Punkt seines Hubes.

Die Auslegerarme 41 nähern sich einander.

Die beiden Gehäusehälften werden miteinander verklinkt.

Die Spannkopfkeile greifen. J

Die Rohrkatze macht die Bewegung des Rohres mit.

Der Lockerungskopf nimmt seine Ausgangslage für den Anziehvorgang.

Der Lockerungskopf schließt-¹ sich und greift.

Der Lockerungskopf zieht die Rohrverbindung fest.

Der Lockerungskopf löst sich von der Rohrverbindung.

Die Spannkopfbacken werden zurückgezogen.

Die Gehäusehälften werden entriegelt.

Die Auslegerarme gehen auseinander. 48

56,57 i+Der Spannkopf des jeweils anderen Hebezeugs löst sich vom Gestängezug.

Die Rohrabschraubvorrichtung greift das Rohr.

Die Rohrabschraubvorrichtung wird in Arbeitsstellung geschwenkt.

73, 74

Der Motor der Rohrabschraubvorrichtung
läuft an.

Die Rohrabschraubvorrichtung bewegt sich nach unten.

I

62, 72 L+Der Motor der Rohrabschraubvorrichtung hält

73,	74
62,	72
56,	57
48

an.

Die Rohrabschraubvorrichtung wird zur Seite geschwenkt.

87 90,

88

47

88

90,

Aus der Tabelle 1 ist zu ersehen, daß die Auslegerarme 41 mit ihrer gegenseitigen Annäherung schon dann beginnen können, wenn die beiden Plattformen knapp aneinander vorbeipassiert sind, da dann ja das Rohr und das Verbindungsstück zwischen ihnen liegt. Sie werden infolgedessen bereits während des Abwärtsganges einander angenähert und miteinander verriegelt, so daß sie bereitstehen, bevor das jeweils nächste Verbindungsstück des sich nach oben bewegenden Gestängezuges den Erdboden erreicht. Die zeitliche Lage der Tätigkeiten der Rohr abschraub vorrichtung mit Bezug auf die Tätigkeit des Lockerungskopfes ist nicht so kritisch. Der Abschraubevorgang wird ohnehin nicht stattfinden können, bevor die Rohrverbindung nicht gelockert ist. Es ist jedoch von Vorteil, wenn man die Rohrabschraubvorrichtung so einstellt, daß sie zur Verfügung steht, um das Rohr, sobald die Schraubverbindung gelockert ist, unverzüglich abzuschrauben.

Es ist klar, daß die in der Liste angegebenen »jeweils vorausgehenden Tätigkeiten« vom Bohrkran selbst oder aber auch, falls vorhanden, von einer Anzeigevorrichtung im Führerhaus aus gemeldet werden können.

Beim Einfahren des Gestängezuges ist der Ablauf der Ereignisse wie folgt:

Aus der Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß der Ablauf der Vorgänge beim Einfahren im wesentlichen eine unmittelbare Umkehrung der beim Ziehen auftretenden Vorgänge darstellt mit der einzigen Ausnähme, daß die Rohrabschraubvorrichtung vor dem Lockerungskopf in Tätigkeit treten muß, und daß die Tätigkeit des Lockerungskopfes so geändert werden muß, daß sich anstatt des Lockerns der Rohrverbindung ein Anziehen derselben ergibt.

Ein besonderes Arbeitsspiel ergibt sich für die Steuerung des Bündlers 111 und die Bewegungen der Rohrkatzen auf dem Schienensystem 107. Auch hier ist es nur erforderlich, daß durch einen jeweils den Anstoß für eine weitere Tätigkeit gebenden Vorgang eine Auslöseeinrichtung betätigt wird, die ihrerseits unmittelbar die Tätigkeit des betreffenden Elementes der Anlage einleitet. Es ist infolgedessen nicht notwendig, die vollständige Schaltung des Steuersystems zu zeigen, da die einzelnen Auslöseeinrichtungen im weiten Maße unabhängig voneinander gestaltet werden können. Es wird lediglich daran erinnert, daß beim Ziehen des Gestängezuges jeweils eine Rohrkatze oberhalb der Achse des Gestängezuges in Bereitschaft stehen muß, um das jeweils abzutrennende Rohr aufzunehmen und im Gleichklang mit dem Ausschwingvorgang der Rohrabschraubvorrichtung dasselbe beiseite zu rücken. Danach muß das Rohr dem Bündler zugeführt werden, und wenn der letztere mit einem vollständigen Satz von Rohrkatzen gefüllt ist, dann muß die weitere Zufuhr von Rohrkatzen zum Bündler so lange aufgehalten werden, bis der Bündler das dort angesammelte Rohrbündel im Ablagewagen abgesetzt hat und wieder in seine Ausgangsstellung zurückgreifen. In diesem Augenblick muß das obere Rohrende, d. h. die betreffende Rohrkatze, sich in Richtung zur Achse des Gestängezuges bewegen, wobei diese Bewegung im Gleichklang mit dem Einschwingvorgang der Rohrabschraubvorrichtung stehen muß. Die Rohrkatze bleibt sodann in dieser Stellung stehen, bis das betreffende Rohr, welches sie hielt, aufgeschraubt und von ihr gelöst wurde, wonach die Rohrkatze weiter in Richtung zum Bündler laufen kann, wo sie sodann verbleibt, bis der Bündler sich nach unten bewegt, um das nächste Rohrbündel zu greifen. Die später anfallenden leeren Rohrkatzen bleiben selbstverständlich so lange in Bereitschaft vor dem Bündler stehen, bis dieser seinen Greifvorgang im Zuge der Aufnahme eines neuen Rohrbündels vollzogen hat, wonach die bereitgehaltenen Rohrkatzen auf den Bündler aufgeschoben werden, um diesen wieder aufzufüllen.

Das Arbeitsspiel des Ziehvorganges sieht infolgedessen folgendermaßen aus:

a) Eine über der Achse des Gestängezuges in Bereitschaft hängende Rohrkatze nimmt ein von unten hochgeschobenes Rohr auf.

b) Die Rohrabschraubeinrichtung schwingt zur Seite, während gleichzeitig die Rohrkatze ebenfalls so zur Seite bewegt wird, daß das Rohr im wesentlichen in vertikaler Richtung gehalten wird.

c) Die Rohrabschraubvorrichtung läßt das Rohr los.

d) Die Rohrkatze wird mittels der Förderkette 110 weiterbewegt.

e) Die Rohrkatze läuft auf der dem Eintrittsende des Bündlers entgegengesetzten Seite desselben auf einen Anschlag auf.

f) Der Bündler wird mit weiteren beladenen Rohrkatzen aufgefüllt.

g) Ein Anschlag hindert, nachdem der Bündler gefüllt ist, die weiter ankommenden beladenen Rohrkatzen am Eintritt in den Bündler.

h) Der Bündler bewegt sich mit dem Bündel beladener Rohrkatzen nach unten.

i) Die einzelnen Rohre werden von den im Bündler befindlichen Rohrkatzen an den Ablagewagen abgegeben.

j) Der Bündler bewegt sich mit den nunmehr entleerten Rohrkatzen wieder nach oben.

k) Der an der Austrittsseite des Bündlers befindliche Anschlag wird zurückgezogen, so daß die leeren Rohrkatzen herausfahren können.

1) Der Anschlag an der Eintrittsseite des Bündlers wird zurückgezogen, so daß wiederum die erste beladene Rohrkatze in den Bündler einlaufen kann.

Damit ist das Arbeitsspiel abgeschlossen, wobei noch zu bemerken ist, daß die Kulisse 130 und die Zahnstange 132 am Unterteil des Bohrkrans so betätigt werden, daß das abgelegte Rohrbündel zurückgeneigt wird, um in Anlage mit dem ihm zugeordneten

gekehrt ist. Sodann werden die zurückgehaltenen 60 Abstandshalter zu kommen, und daß der Ablagewagen

Rohrkatzen in den Bündler eingeschoben.

Wenn der Gestängezug eingefahren wird, dann muß der Bündler ich zuerst nach unten bewegen, ein Rohrbündel ergreifen und nach oben bringen. Anschließend werden die einzelnen Rohre in eine Lage verschoben, in welcher sie in der Nähe der Achse des Gestängezuges bereitstehen, so daß sie leicht in den Bereich der Rohrabschraubvorrichtung eingebracht werden können, wenn dieselbe ausschwingt, um jeweils das mittels der Zahnstange um einen Schritt weitergeschaltet wird, so daß die jeweils nächste Ablagereihe für den nächsten von oben ankommenden Röhrensatz zur Verfugung steht.

Das beim Einfahren des Gestängezuges einzuhaltende Arbeitsspiel ist die genaue Umkehrung des oben dargelegten Arbeitsspiels, wobei natürlich die Förderkette 110 in umgekehrter Richtung läuft. Die einzige, an der Anlage vorzunehmende Änderung besteht dar

nächste, dem Gestängezug anzufügende Rohr zu er- 70 in, daß der Ratschentrieb, mittels welchem der Ablage-

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wagen weitergeschaltet wird, umgesteuert werden muß und daß die Greifernocken, mittels welcher die einzelnen Rohre in den Rohrkatzen gehalten werden, nicht betätigt zu werden brauchen, wenn der Bündler sich unten am Bohrkran befindet, da nunmehr das betreffende Rohrbündel hier nicht mehr abgesetzt, sondern ergriffen werden soll, während andererseits diese Nocken, nachdem der Bündler den betreffenden Rohrsatz nach oben gebracht hat, immer dann betätigt werden müssen, wenn eine beladene Rohrkatze sich oberhalb der Rohrabschraubvorrichtung befindet, da das betreffende Rohr dann losgelassen werden muß, um zusammen mit der Rohrabschraubvorrichtung nach unten bewegt und auf den Gestängezug aufgeschraubt werden zu können.

Ber Bohrvorgang

Die Verwendung des Bohrkrans nach der Erfindung beim Bohren braucht nur allgemein erläutert zu werden. Zum Bohren kann jedes der beiden Hebezeuge benutzt werden, nachdem der Bohrspülkopf 14 auf der betreffenden Plattform in Stellung gebracht worden ist. Der Bohrschlamm wird über eine (nicht dargestellte) Rohrleitung in normaler Weise zugeführt. Die selbsttätige Steuerung wird selbstverständlich beim Bohrvorgang nicht benötigt, da lediglich der Vorschub des Gestängezuges und der Bohrdruck gesteuert zu werden brauchen, was in einfacher Weise dadurch geschieht, daß der Austritt der Druckflüssigkeit aus den hydraulischen Pressen der Hebezeuge in entsprechender Weise geregelt wird.

Abgewandelte Ausführungsform der Erfindung

Mit Bezug auf Fig. 15 wird nunmehr eine weitere beispielsweise gegenüber der bisher beschriebenen Ausführungsform abgewandelte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform der Erfindung werden wiederum zwei Hebezeuge, nämlich die Hebezeuge 201 und 202, verwendet. Es werden wiederum, wie beim vorher beschriebenen Beispiel, hydraulische Pressen als Hebezeuge benutzt. Die Presse 201 ist mit einem Querhaupt 203 versehen, auf welchem ein Spannkopf 204 angeordnet ist, der geeignet ist, das obere Ende des Gestängezuges zu ergreifen. Auf diesem Querhaupt ist auch der zum Bohren benötigte Bohrspülkopf angeordnet. Das untere Hebezeug 202 hält einen Lockerungskopf 205, mit welchem die Rohrverbindung des aus dem Bohrloch austretenden Gestängezuges gelöst wird. Dieses Hebezeug hält außerdem eine »Scheide« 206, in welche die jeweils abzutrennende Rohrlänge eingeführt wird und welche diese Rohrlänge anschließend in Richtung zum Erdboden hin absetzt. Bei dieser Ausführungsform eines Bohrkrans laufen die beiden Hebezeuge nicht aneinander vorbei, sondern sie sind so angeordnet, daß sie sich bezüglich ihres Hubes so weit überschneiden, daß jeweils eine Rohrlänge abgetrennt werden kann. Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:

Das untere Hebezeug ergreift den nach oben schiebenden Gestängezug knapp unterhalb des jeweils nächsten Verbindungsstückes, und der Lockerungskopf greift das Verbindungsstück und lockert die Rohrverbindung, während der Gestängezug nach oben gezogen wird. Das obere Hebezeug stützt inzwischen das obere Ende des Gestängezuges und bewegt die jeweils oberste Rohrlänge, sobald sie vom Gestängezug abgetrennt ist, zur Seite, um sie in die Scheide 206 einzuführen. Während das untere Hebezeug fortfährt, den Gestängezug aus dem Bohrloch herauszuziehen, senkt das obere Hebezeug die jeweils abgetrennte Rohrlänge in die Scheide hinab, läßt sie los und führt anschließend seine Abwärtsbewegung fort, bis er das obere Ende des Gestähgezuges, der mittels des unteren Hebezeuges nach oben bewegt wird, erreicht. Sodann ergreift das obere Hebezeug dieses obere Ende des Gestängezuges und übernimmt den

ίο Ziehvorgang, wobei es sich bis zum obersten Punkt seines Hubes nach oben weiterbewegt, während das untere Hebezeug bis zum untersten Punkt seines Hubes nach unten gleitet und bei dieser Bewegung das zuletzt abgetrennte Rohr mitnimmt. Das betreffende Rohr wird sodann in einer nicht dargestellten Abstelleinrichtung abgestellt. Das Arbeitsspiel wiederholt sich dann, sobald das nächste Verbindungsstück am Spannkopf des unteren Hebezeugs ankommt.
Unter den Schutzumfang der Erfindung fallen natürlich auch weitere abgewandelte Ausführungsformen von Bohrkranen.

In diesem Zusammenhang wird bemerkt, daß selbstverständlich die Erfindung nicht an die Verwendung hydraulischer Pressen zur Betätigung der Hebezeuge gebunden ist, sondern daß selbstverständlich andere Hebezeugbauarten, wie z. B. Kabelzüge oder Kettenzüge, ebenfalls unter den Erfindungsgegenstand fallen. Weiterhin ist es, wenn hydraulische Pressen verwendet werden, selbstverständlich nicht unbedingt erforder-Hch, die die Hebezeuge betätigenden hydraulischen Pressen unbedingt in einer Ebene ausgerichtet anzuordnen. Vielmehr ist eine große Zahl anderer Pressenanordnungen möglich. Beispielsweise kann es für bestimmte Zwecke vorteilhaft sein, jeweils immer nur einen Preßzylinder je Hebezeug zu verwenden oder aber auch für jedes Hebezeug einen Hauptpreßzylinder und einen Hilfspreßzylinder zu verwenden, wobei der Hilfspreßzylinder seitlich des Hauptpreßzylinders in einiger Entfernung von der Achse des Bohrloches angeordnet sein kann. Der Hilfspreßzylinder würde dann zweckmäßig jeweils in umgekehrter Richtung mit Bezug auf den Hauptpreßzylinder arbeiten, beispielsweise würde er nach unten wirksam sein, während der Hauptpreßzylinder nach oben zieht, so daß ein durch zwei Hebezeugteile beiderseits des Hauptpreßzylinders gebildeter doppelarmiger Hebel im Gleichgewicht gehalten wird. Bei einer derartigen Anordnung kann der Hilfspreßzylinder weiter ab vom Hauptpreßzylinder als die Bohrlochachse angeordnet sein, so daß der soeben erwähnte doppelarmige Hebel ungleiche Hebelarmlängen erhält und die nach unten (bzw. nach oben) gerichtete kleinere Kraft nur von der Hilfspresse ausgeübt zu werden braucht, welche infolgedessen wesentlieh leichter gebaut sein kann. Ein Vorteil einer derartigen Anordnung liegt darin, daß die beiden Hauptpressen der beiden Hebezeuge sehr eng nebeneinander und sehr nahe bei der Achse des Bohrlochs angeordnet werden können, während die dahinterliegenden, jeweils diesen Hauptpressen zugeordneten Hilfspressen wesentlich weiter ab von den Hauptpressen bzw. von der Bohrlochachse angeordnet sein können, so daß also das Bohrloch über einen weiteren Winkelbereich, beispielsweise über einen Winkelbereich von etwa 250°, frei zugänglich ist.

Falls jedoch eine symmetrische Pressenanordnung gewählt wird, braucht deshalb die Anordnung nicht unbedingt ein äußeres Pressenpaar und ein inneres Pressenpaar zu umfassen, sondern die Pressen können auch so angeordnet sein, daß beispielsweise eine äußere

Presse auf einer Seite mit der inneren Presse auf der anderen Seite zusammenwirkt und umgekehrt. Wenn, wie bei der zuletzt beschriebenen abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, die beiden Hebezeuge nicht aneinander vorbeipassieren müssen, dann ist selbstverständlich noch mehr Freiheit mit Bezug auf die Grundrißanordnung der einzelnen hydraulischen Pressen gegeben, da dann die Pressen praktisch in jeder mit Bezug auf den Bohrkran symmetrischen Anordnung angeordnet werden können.

Es sind auch Abwandlungen hinsichtlich einzelner untergeordneter Merkmale der Erfindung möglich. So können beispielsweise die das Gewicht des Gestängezuges aufnehmenden Greif vorrichtungen jeweils eine andere Form haben und so auswechselbar angeordnet sein, daß mit ihnen auch Schwerstangen bzw. Schwerstangenverbindungen genauso wie Gestängezüge gehandhabt werden können. Weiterhin können die Rohrkatzen so ausgebildet sein, daß sie, anstatt die jeweils zu transportierenden Rohre von außen zu fassen, diese von innen fassen und folglich in das Rohrinnere geschoben werden können.

Weiterhin wird bemerkt, daß, obwohl der oben im einzelnen beschriebene Bohrkran nach der Erfindung grundsätzlich selbsttätig und kontinuierlich mit Bezug auf das Ziehen bzw. Einfahren großer Rohrlängen arbeiten soll, die Steuereinrichtung selbstverständlich so eingerichtet sein muß, daß jede einzelne Tätigkeit auch unter Steuerung von Hand vom Führerstand aus ausgeführt werden kann, so daß alle Situationen, welche im Zieh- und Einfahrbetrieb auftreten können oder welche sich durch das Auftreten von Längenverschiedenheiten bei den einzelnen Rohren ergeben können, tatsächlich störungsfrei beherrscht werden können. Weiterhin kann ein Bohrkran nach der Erfindung auch mit Einrichtungen versehen sein, die normalerweise auch an bekannten Bohrkranen vorgesehen sind, die jedoch im Zuge der obigen Beschreibung nicht erwähnt wurden. So können beispielsweise zur Abstützung des Gestängezuges auch vom Ziehmechanismus unabhängige Spannbacken vorgesehen sein, die beispielsweise am Erdboden oder in irgendwelchen anderen Höhen angeordnet sein können.

Im Zuge der bisherigen Beschreibung wurde nicht erwähnt, daß mit dem Erfindungsgegenstand auch die 4-5 Handhabung von Ausrohrungsrohren möglich ist. Selbstverständlich kann ein Bohrkran nach der vorliegenden Erfindung auch mit Einrichtungen versehen sein, die es gestatten, anstatt eines hohlen Bohrgestänges auch eine Ausrohrung in das Bohrloch einzubringen oder aus diesem zu ziehen. Für diesen Zweck werden vorteilhaft die einzelnen zur Handhabung der Rohre erforderlichen Werkzeuge auswechselbar ausgeführt, wobei bemerkt wird, daß zur Handhabung einer Ausrohrung ähnliche Werkzeuge \^erwendet werden können, wie sie zur Handhabung von Schwerstangen angewandt werden. Der erfindungsgemäße Bohrkran ist selbstverständlich in seiner praktischen Ausführung so gestaltet, daß alle genormten und bisher üblichen Bohrwerkzeuge im Zusammenhang mit ihm zur Anwendung kommen können.

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Bohranlage mit Hebezeugen, welche zugleich Einrichtungen zum Lockern bzw. Festziehen der Schraubverbindungen zwischen einzelnen Rohrlängen des Gestängezuges, Einrichtungen zum Losschrauben bzw. Anschrauben solcher Rohrlängen und gegebenenfalls Einrichtungen zum Festhalten des Gestängezuges aufweist, sowie mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Ab- und Antransport und zur systematischen Lagerung abgeschraubter Rohrlängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebezeuge (2, 3 bzw. 201, 202) zwei unabhängig voneinander längs vertikaler Bahnen vorzugsweise gegenläufig bzw. abwechselnd bewegbare Schlitten aufweisen, von welchen mindestens einer mit den Einrichtungen zum Lockern, Festziehen sowie zum Ab- und Anschrauben ausgestattet ist.

2. Bohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebezeuge (201, 202) übereinander angeordnet sind und verschieden große Hübe haben (Fig. 15).

3. Bohranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Lockerungskopf (205) am unteren Hebezeug (202) angebracht ist (Fig. 15).

4. Bohranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Hebezeug (201) eine Einrichtung (204) zur Entfernung eines vom Gestängezug abgetrennten Rohres aus der Bahn dieses Gestängezugs aufweist (Fig. 15).

5. Bohranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Hebezeuge (201, 202) eine Einrichtung (206) für Ablage einer vom Gestängezug abgetrennten Rohrlänge auf einem Abstellplatz im Zuge der Rückbewegung des Hebezeugs aufweist (Fig. 15).

6. Bohranlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem oberen Hebezeug (201) angeordnete Einrichtung (204) als Rohrgreif- und -transporteinrichtung (204) ausgebildet ist, die jeweils ein vom Gestängezug abgetrenntes Rohr an eine Rohrhalterung (206) abgibt, welche ihrerseits auf dem unteren Hebezeug (202) angeordnet ist (Fig. 15).

7. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (Fig. 14) zur Steuerung der Tätigkeiten der beiden Hebezeuge (2, 3 bzw. 201, 202) und der Rohrabtrenneinrichtung (43, 44 bzw. 204, 205, 206) derart, daß die Ziehwirkung abwechselnd jeweils von einem dieser beiden Hebezeuge übernommen wird und daß die Abtrennung einzelner Rohrlängen (z. B. 131) vom Gestängezug in an sich bekannter Weise bei bewegtem Gestängezug erfolgt.

8. Bohranlage nach Anpruch 7, gekennzeichnet durch Fühlerschalter (z.B. 159a, 159b), welche die beiden Hebezeuge (2, 3 bzw. 201, 202) so steuern, daß sie die Ziehwirkung abwechslungsweise derart durchführen, daß eine kontinuierliche gleichmäßige Ziehwirkung auf den Gestängezug ausgeübt wird.

9. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitshübe der beiden Hebezeuge (2, 3 bzw. 201, 202) sich wenigstens teilweise überschneiden und daß die Greifereinrichtung (42) eines der beiden Hebezeuge Greifbacken (53) besitzt, die einerseits den Gestängezug zum Zwecke der Losbrennung eines Rohres (131) zu umfassen vermögen und die andererseits derart spreizbar sind, daß sie zwischen sich eine jeweils vom anderen Hebezeug gehaltene Greifereinrichtung hindurchpassieren lassen.

10. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch hydraulisch betätigte Hebezeuge (2, 3 bzw. 201, 202).

11. Bohranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Hebezeuge (2,3 bzw. 201, 202) jeweils ein hydraulisches Zylinderpaar (2a, 2b bzw. 3 a, 3b bzw. 201, 201 bzw. 202, 202) aufweist, wobei die Zylinder (2 a, 2 b bzw. 201, 201) des Zylinderpaares jeweils eines Hebezeuges (2 bzw. 201) beiderseits der Zylinder (3 a, 3 b bzw. 202,202) des Zylinderpaares des jeweils anderen Hebezeuges (3 bzw. 202) angeordnet sind und wobei die Zylinder des Zylinderpaares dieses anderen Hebezeugs wiederum beiderseits der Bohrlochachse angeordnet sind.

12. Bohranlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zylinderpaare (2 a, 2 b und 3a, 3b bzw. 201,201 und 202,202) jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegen.

13. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Hebezeuge einen hydraulischen Haupt- und einen hydraulischen Hilfszylinder aufweist, wobei am hydraulischen Hauptzylinder ein zweiseitiger Hebel angelenkt ist, an dessen einem Ende ein den Gestängezug haltender Spannkopf angebracht ist und dessen anderes Ende am Hilfszylinder angelenkt ist.

14. Bohranlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der am Hilfszylinder angelenkte Teil des zweiseitigen Hebels länger als der den Gestängezug haltende Teil desselben ist.

15. Bohranlage nach Anspruch 13 oder 14 mit mindestens zwei jeweils einen Haupt- und Hilfszylinder aufweisenden Hebezeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptzylinder auf der gleichen Seite des Bohrloches nebeneinander angeordnet sind, wobei die betreffenden Hebelarme vom Bohrloch aus radial nach außen gerichtet sind.

16. Bohranlage nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Zylinder mindestens eines der Hebezeuge mit einer Mehrzahl von wahlweise benutzbaren Druckflüssigkeitskammern ausgestattet sind (Fig. 5).

17. Bohranlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrkammerige hydraulische Zylinder aus einem Außenzylinder (20), einem Innenzylinder (21) und einem Hohlkolben (22) besteht, welcher zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder so angeordnet ist, daß drei Druckkammern zur Aufnahme der Druckflüssigkeit gebildet sind.

18. Bohranlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen, vom hydraulischen Druck beaufschlagten Flächen der verschiedenen Druckkammern verschieden groß sind und somit eine Mehrzahl verschieden großer Schübe ermöglichen, wobei mindestens einer dieser Schübe nach unten wirkt, so daß durch entsprechende Wahl der jeweils wirksamen Druckkammern eine Mehrzahl verschieden wirksamer Schübe erzielbar ist (Fig. 5).

19. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Hebezeuge an sich bekannte Einrichtungen zum Antrieb des Bohrgestänges und zur Zuführung von Bohrschlamm für den Bohrbetrieb aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 657 908.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1 006 366, 1 032 198.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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