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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 61/732 068, die am 30. November 2012 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Werkzeug, das in Verbindung mit einem Horizontalbohrsystem bzw. Horizontalrichtbohrsystem verwendet werden kann, welches eine Vielzahl von Bohrgestängen bzw. Bohrrohren aufweist, die an Gestängeverbindungen miteinander verbunden sind, und ein Verfahren zum Verwenden eines derartigen Werkzeugs. Im Spezielleren umfasst die Erfindung ein Werkzeug, das verwendet wird, um verschiedene Funktionen an den oder in Bezug auf die Bohrgestänge- bzw. Bohrrohrabschnitte/n des Bohrstranges auf der Ausgangsseite der Bohrung auszuüben.
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HINTERGRUND
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Viele (öffentliche) Versorgungsleitungen, Rohrleitungen und andere unterirdische Komponenten werden im Boden oder unterirdisch installiert, indem ein Bohrloch in einer allgemein horizontalen Richtung in dem Boden gebohrt wird, anstatt einen Graben zu graben. Diese Art von Konstruktion, die gelegentlich als "Horizontalbohren", "Richtbohren" oder "Horizontalrichtbohren" bezeichnet wird, verringert die Notwendigkeit, einen Graben zu graben, um eine unterirdische Komponente zu installieren, und erspart dadurch mehrere Schritte in dem Installationsvorgang. Wenn kein Graben gegraben wird, wird es keinen Graben gegeben, der aufgefüllt werden muss, und keine durcheinandergebrachte Oberfläche, die regeneriert werden muss. Eine Richtbohrmaschine kann betrieben werden, um eine Bohrung entlang eines geplanten Weges unterirdisch zu bohren. In der Regel weist der geplante Weg eine allgemein gekrümmte Form von dem Eingangspunkt an der Oberfläche des Geländes auf, die sich unter einem Straßenkörper, Fluss oder einem anderen Hindernis bis zu einem Ausgangspunkt an der Oberfläche auf der anderen Seite des Hindernisses fortsetzt.
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Eine typische Richtbohrmaschine weist einen Schubrahmen auf, der unter einem schrägen Winkel in Bezug auf den Boden ausgerichtet werden kann. An einem Antriebswagen auf dem Schubrahmen ist ein Gestängedrehmechanismus befestigt, der eingerichtet ist, um eine Reihe von miteinander verbundenen Gestängeabschnitten bzw. -teilstücken (üblicherweise als Bohrstrang bezeichnet) zu drehen und vorzuschieben oder zurückzuziehen. Der Antriebswagen weist auch eine Wagenantriebsanordnung auf, die eingerichtet ist, um den Wagen entlang des Schubrahmens zu schieben. Die Kombination aus einer Drehung des Bohrstrang und der Längsbewegung des Antriebswagens entlang des Schubrahmens bewirkt, dass der Bohrstrang in den Boden hinein vorgerückt oder daraus zurückgezogen wird.
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Um eine erste oder Pilotbohrung unter Verwendung einer Richtbohrmaschine zu bohren, wird der Schubrahmen unter einem Winkel in Bezug auf den Boden ausgerichtet, und der Antriebswagen wird zu einem oberen Ende des Rahmens zurückgezogen. Ein Bohrgestängeabschnitt wird mit einem Gestängedrehmechanismus an dem Antriebswagen gekoppelt. Ein Bohrwerkzeug oder Schneidkopf ist an dem äußeren Ende des Gestänges bzw. Rohrs montiert, und der Antriebswagen wird in einer Abwärtsrichtung entlang des geneigten Schubrahmens angetrieben. Während der Antriebswagen nach unten angetrieben wird, dreht der Gestängedrehmechanismus das Gestänge um die Bohrachse und bewirkt dadurch, dass das Gestänge bzw. Rohr (mit dem darauf montierten Bohrwerkzeug) in den Boden hinein geschoben wird, um ein Loch zu bohren oder niederzubringen.
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Während der Bohrvorgang voranschreitet, wird der Bohrstrang durch Hinzufügen von Gestänge- bzw. Rohrabschnitten zu dem Strang verlängert. Die Gestängeabschnitte bzw. Gestängeteilstücke können an einem Ende mit einem männlichen mit einem Gewinde versehenen Verbindungselement bzw. -anschluss und an dem anderen Ende mit einem weiblichen mit einem Gewinde versehenen Verbindungselement bzw. -anschluss versehen sein. Jedes Mal, wenn dem Bohrstrang ein Gestängeabschnitt hinzugefügt wird, wird der Gestängeabschnitt, der hinzugefügt wird, mit dem Bohrstrang ausgerichtet, und der mit einem Gewinde versehene Verbindungsanschluss an seinem entfernten Ende wird mit dem mit einem Gewinde versehenen Verbindungsanschluss an dem nahen Ende des Bohrstranges zusammengepasst. Im Allgemeinen wird der Bohrstrang gegen eine Drehung festgehalten, während das Gestänge bzw. Rohr, das hinzugefügt wird, gedreht wird, um den mit einem Gewinde versehenen Verbindungsanschluss an dem entfernten Ende des Gestängeabschnitts mit dem mit einem Gewinde versehenen Verbindungsanschluss an dem nahen Ende des Bohrstranges in Eingriff zu bringen, um eine Schraubverbindung zwischen den Komponenten zu schaffen.
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Typischerweise sind hydraulisch betätigte Schlüssel an der Horizontalbohranlage montiert und können verwendet werden, um den Bohrstrang zu halten, wenn Gestängeabschnitte hinzugefügt werden, um den Bohrstrang zu verlängern. Diese Schlüssel werden auch verwendet, um Gestängeabschnitte zu trennen, und weisen typischerweise zwei Paare gegenüberliegender Backen bzw. Klauen auf, eine für das männlich mit einem Gewinde versehene Gestänge bzw. Rohr und das andere für das weiblich mit einem Gewinde versehene Gestänge bzw. Rohr der benachbarten Komponenten des Bohrstrangs. Jedes Paar von Backen ist angepasst, um sich um einen Gestängeabschnitt zu klemmen, eines auf der entfernten Seite und das andere auf der nahen Seite der Gewindeverbindung. Zumindest ein Paar von Backen der Schlüsselanordnung wird in Bezug auf das andere Paar von Backen schwenken, um einen der Gestängeabschnitte in Bezug auf den anderen zu verdrehen. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch verstehen, dass das Verbinden der Gestängeabschnitte unter Verwendung eines Schlüssels und des Drehantriebes der HDD-(vom engl. horizontal directional drilling- bzw. Horizontalbohr-)Maschine bewerkstelligt werden kann.
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Wenn das Bohrwerkzeug während des Bohrvorganges eine gewünschte Tiefe erreicht, kann es entlang eines allgemein horizontalen Weges und wieder nach oben gerichtet werden, um die Oberfläche des Bodens an einem entfernten Ausgangspunkt aufzubrechen. Um die Richtung des Bohrloches zu steuern, kann ein Bohrwerkzeug mit einer abgewinkelten Fläche oder einem Auslenkelement verwendet werden. Wenn die Richtung des Bohrlochs geändert werden muss, wird das Bohrwerkzeug mit der abgewinkelten Fläche oder dem Auslenkelement derart ausgerichtet positioniert, dass das Werkzeug dazu gebracht wird, sich in die gewünschte Richtung zu bewegen. Diese Fähigkeit, die Bewegungsrichtung des Bohrstrangs zu ändern, gestattet es dem Bediener auch, den Bohrstrang um unterirdische Hindernisse wie große Wurzeln und Gestein herum zu lenken.
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Wenn die Pilotbohrung fertig ist, wird das Bohrwerkzeug von dem zweiten Ende des Bohrstranges entfernt, und die Gestängeabschnitte werden voneinander getrennt, um den Bohrstrang auf der Ausgangsseite der Bohrung auseinanderzubauen bzw. zu zerlegen. Alternativ kann die Bohrung durch Ersetzen des Bohrwerkzeuges durch eine Vergrößerungsvorrichtung, die allgemein als Aufweitvorrichtung bzw. Backreamer bekannt ist, vergrößert werden. Wenn eine Aufweitvorrichtung verwendet wird, wird sie anstelle des Bohrwerkzeugs mit dem entfernten oder distalen Ende des Bohrstrangs verbunden und durch die Pilotbohrung in Richtung der Bohrmaschine, entweder mit oder ohne Drehung des Bohrstrangs, zurück bewegt. Die Aufweitvorrichtung bzw. das Aufweitwerkzeug erweitert und stabilisiert die Wände der Bohrung, im Allgemeinen während sie bzw. es ein Produktrohr oder eine andere unterirdische Komponente durch die vergrößerte Bohrung hindurch hinter sich herzieht. Die Bewegung der Aufweitvorrichtung zurück zu der Bohrmaschine wird bewerkstelligt, indem der Antriebswagen in eine Rückwärtsrichtung an dem Schubrahmen angetrieben wird, um einen Gestängeabschnitt zurückzuziehen, der zurückgezogene Gestängeabschnitt von dem Bohrstrang getrennt wird, der nächste in dem Bohrstrang verbleibende Gestängeabschnitt mit dem Gestängedrehmechanismus an dem Antriebswagen verbunden wird und der Vorgang wiederholt wird, bis alle Gestängeabschnitte aus dem Boden zurückgezogen worden sind. Jeder Gestängeabschnitt in dem Bohrstrang kann mit Hilfe der gleichen Schlüsselanordnung, die verwendet wurde, um die Bohrgestänge zu verbinden, als die Pilotbohrung gebohrt wurde, von dem Bohrstrang entkoppelt werden. Der getrennte Gestängeabschnitt wird in einem Stapel angeordnet oder in ein Gestängeabschnittmagazin der Richtbohrmaschine verladen.
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Es gibt verschiedene Arbeitsschritte, die auf der Ausgangsseite der Bohrung ausgeführt werden müssen, wo der Bohrstrang aus dem Boden herauskommt. Zum Beispiel kann das Bohrwerkzeug von dem Ende des Bohrstrangs getrennt werden, und die Gestängeabschnitte des Bohrstrangs können nacheinander von dem Bohrstrang getrennt werden. Wenn eine Aufweitvorrichtung verwendet wird, kann sie anstelle des Bohrwerkzeugs installiert werden. Es wird typischerweise ein großes Drehmoment verwendet, um das Bohrwerkzeug oder einen Gestängeabschnitt zum Entfernen von dem Bohrstrang zu lösen, oder um die Aufweitvorrichtung an dem Bohrstrang zu installieren. Am häufigsten wird die Bohrmannschaft ein Paar großer Schlüssel, wie etwa Gestänge- bzw. Rohrschlüssel oder Bohrfeldzangen verwenden, um das Bohrwerkzeug und jeden Gestängeabschnitt zu entfernen oder um eine Aufweitvorrichtung zu installieren. Regelmäßig wird die Bohrmannschaft den Griff des Schlüssels mit Hilfe einer Kette oder eines Riemens mit dem Löffel eines Hydraulikbaggers verbinden und dann den Bagger verwenden, um eine vertikale Kraft auf den Löffel anzuwenden, während der Bohranlagenbediener den Bohrstrang dreht, um das Bohrwerkzeug oder einen Gestängeabschnitt zu lösen oder um die Aufweitvorrichtung an dem Ende des Bohrstrangs festzuziehen. Wenn der Bohrstrang auf der Ausgangsseite zerlegt werden soll, können die einzelnen Gestängeabschnitte in einem Stapel oder in einem Gestängeabschnittmagazin angeordnet werden. Diese Gestängeabschnitte sind schwer und lang, und es ist arbeitsintensiv, sie auf der Ausgangsseite der Bohrstätte von Hand zu trennen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist auf eine Vorrichtung zum Bohren unter Verwendung eines Bohrstrangs gerichtet. Der Bohrstrang weist ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen mittleren Bereich auf, wobei sich der mittlere Bereich unter einer Oberfläche des Bodens befindet. Die Vorrichtung weist eine Horizontalbohrmaschine bzw. Horizontalrichtbohrmaschine und eine Gestänge- bzw. Rohrhandhabungsvorrichtung auf, die eine Klemm- bzw. Einspannbackenanordnung und eine erste und eine zweite Halteanordnung aufweist. Die Horizontalbohrmaschine ist an dem ersten Ende des Bohrstrangs angeordnet. Die Klemmanordnung dient dazu, eine Verdrehungskraft auf das zweite Ende des Bohrstrangs auszuüben. Die erste und die zweite Halteanordnung sind jeweils auf einer ersten Seite der Klemmanordnung angeordnet, um einen Gestänge- bzw. Rohrabschnitt bzw. ein Gestänge- bzw. Rohrteilstück zu halten.
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In einer anderen Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Bohren eines Loches mit einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite gerichtet. Das Verfahren weist auf, dass ein Loch mit einer Horizontalbohrmaschine bzw. Horizontalrichtbohrmaschine gebohrt wird, ein Bohrstrang, der eine Vielzahl von Gestänge- bzw. Rohrabschnitten bzw. Gestänge- bzw. Rohrteilstücken aufweist, von der Eingangsseite des Loches zu der Ausgangsseite des Loches vorgerückt wird, ein Werkzeug, welches eine Klemm- bzw. Einspannbackenanordnung, eine Rollenanordnung und eine Halteanordnung aufweist, nahe der Ausgangsseite des Loches angeordnet wird, das Werkzeug derart eingestellt wird, dass sich ein Paar benachbarter Gestängeabschnitte des Bohrstrangs innerhalb der Klemmanordnung des Werkzeugs befindet, das Paar benachbarter Gestängeabschnitte mit der Klemmanordnung getrennt wird, eines des Paares benachbarter Gestängeabschnitte durch einen Betrieb der Rollenanordnung durch Schrauben mit dem Bohrstrang außer Eingriff gebracht wird, und der außer Eingriff gebrachte Gestängeabschnitt in der Halteanordnung festgehalten wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht einer Horizontalbohrmaschine und eines Bohrstrangs mit einem Teilbereich, der sich über die Ausgangsseite einer Bohrung hinaus erstreckt.
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2 ist eine perspektivische Darstellung einer Maschine, die ein Werkzeug zum Bilden oder Zusammenschrauben und zum Lösen eines Bohrstrangs an der Ausgangsseite einer Bohrung trägt.
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3 ist eine perspektivische Seitenansicht des Werkzeuges von 2.
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4 ist eine Stirnansicht des Werkzeuges von 3.
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5 ist eine perspektivische Unteransicht des Werkzeugs von 2, das einen Bohrstrang innerhalb des Werkzeugs aufweist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nunmehr auf die Zeichnungen Bezug nehmend veranschaulicht 1 die Verwendung der Horizontalbohrmaschine 20 zum Schieben bzw. Vortreiben und Drehen eines Bohrstrangs 22 zum Bohren einer Bohrung 24 von einem Eingangspunkt 26 zu einem Ausgangspunkt 28. Die folgenden Figuren veranschaulichen die Verwendung eines Werkzeugs zur Verwendung an dem Ausgangspunkt 28, um Rohr- bzw. Gestängeabschnitte von dem Bohrstrang 22 zu trennen. Die Horizontalbohrmaschine 20 kann mit einem Ein-Gestänge- oder einem Zwei-Gestänge-Bohrstrang verwendet werden.
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Nun auf 2 Bezug nehmend ist dort eine Ausführungsform einer Gestängehandhabungsvorrichtung oder Werkzeugs 30 gezeigt, welche bzw. welches an dem Ausgangspunkt 28 der Bohrung verwendet werden kann, um verschiedene Funktionen an dem oder in Bezug auf den Bohrstrang 22 auszuführen. Wie gezeigt ist, ist eine hydraulische Maschine 32 vorgesehen, um das Werkzeug 30 zu tragen. Zu Illustrationszwecken ist die hydraulische Maschine 32 von 2 ein Raupen- bzw. Kettenbagger. Fachleute werden in Erwägung ziehen, dass viele hydraulische Maschinen angepasst werden können, um eine Betätigungskraft an das Werkzeug 30 bereitzustellen.
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Das Werkzeug 30 weist einen Rahmen 34 auf. Der Rahmen 34 ist über eine Befestigungsanordnung 42, die unter Bezugnahme auf 3 nachfolgend in näherem Detail beschrieben wird, mit der hydraulischen Maschine 32 verbunden. Die Befestigungsanordnung 42 stellt eine Schwenkverbindung bereit, so dass das Werkzeug 30 geeignet in Bezug auf den Bohrstrang 22 ausgerichtet werden kann, um Gestängeabschnitte 80 mit benachbarten Gestängeabschnitten 81 zu verschrauben bzw. zu verbinden oder von diesen zu lösen.
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Nun auf 3 Bezug nehmend ist das Werkzeug 30 in näherem Detail gezeigt. Der Rahmen 34 weist eine rohrförmige Rahmenkomponente auf. Der Rahmen 34 weist ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 40 auf. Die Befestigungsanordnung 42 weist eine Basis 46, die verschwenkbar an dem Rahmen befestigt ist, und einen Befestigungsbügel 48 auf. Der Rahmen 34 wird durch einen Zylinder 50, der zwischen der Basis 46 und dem Rahmen angeordnet ist, um eine im Wesentlichen horizontale Achse 52 verschwenkt. Der Befestigungsbügel 48 dient als eine mechanische Verbindung zu der Maschine 32 (2). Der Rahmen 34 verschwenkt infolge einer Betätigung eines Zylinders 60, der sich zwischen der Basis 46 und dem Befestigungsbügel 48 erstreckt, um eine zweite Achse 54 in Bezug auf den Befestigungsbügel 48. Der Rahmen 34 wird durch Zylinder 50, 60 so betätigt, dass er im Wesentlichen parallel mit einem zu entfernenden Gestänge- bzw. Rohrabschnitt 80 (2) ist.
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Weiter auf 3 Bezug nehmend trägt der Rahmen 34 eine Vielzahl von Komponenten des Werkzeugs 30 und stellt für diese eine Befestigung bereit. Das Werkzeug 30 weist eine erste Einspannbacken- bzw. Klemmanordnung 62, eine zweite Einspannbacken- bzw. Klemmanordnung 64, eine erste Halteanordnung 66, eine zweite Halteanordnung 68 und eine Rollenanordnung 70 auf. Diese Anordnungen arbeiten zusammen, um Gestängeabschnitte gemäß der Erfindung zu verschrauben oder zu verbinden und zu trennen oder zu lösen. Die erste Klemmanordnung 62 greift den Bohrstrang 22 (1) an einem benachbarten Gestängeabschnitt 81 (2), und die zweite Klemmanordnung 64 greift den zu entfernenden Gestängeabschnitt 80 (2), wobei sich eine Gestängeverbindung zwischen der ersten Klemmanordnung und der zweiten Klemmanordnung befindet. Die erste Halteanordnung 66 und die zweite Halteanordnung 68 halten den zu entfernenden Gestängeabschnitt fest. Die Rollenanordnung 70 übt eine Drehkraft auf den zu entfernenden Bohrgestängeabschnitt aus, nachdem die Gestängeverbindung durch die erste und die zweite Klemmanordnung 62, 64 gelöst worden ist.
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Bügelanordnungen 72 stellen eine Verbindung zwischen den Komponenten 62, 64, 66, 68, 70 des Werkzeuges und dem Rahmen 34 bereit. In einer Ausführungsform können die Rollenanordnung 70 und die Halteanordnungen 66, 68 lösbar bzw. abnehmbar oder entlang des Rahmens 34 bewegbar sein. Wie gezeigt ist, weisen die Bügelanordnungen 72 mehrere Konfigurationen in Bezug auf den Rahmen 34 auf. Die Bügelanordnungen 72 können an eine Unterseite des Rahmens 34 geschweißt sein oder können einen oberen Abschnitt 73 aufweisen, der sich über die Oberseite des Rahmens 34 erstreckt. Ferner kann eine Kappe bzw. ein Verschluss 74 oben auf die Bügelanordnung 72 geschraubt sein.
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Die erste Klemmanordnung 62 und die zweite Klemmanordnung 64 weisen jeweils eine erste Backe bzw. Klaue 84 und eine zweite Backe bzw. Klaue 86 auf. Die erste Backe 84 und die zweite Backe 86 sind derart montiert, dass sie in Bezug aufeinander zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position, in der die Backen einen Gestängeabschnitt greifen können, bewegbar sind. Ein Aktor 88 ist an der ersten Backe 84 montiert und angepasst, um die erste Backe zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position zu bewegen. In ähnlicher Weise ist ein Aktor 88 an der zweiten Backe 86 montiert und angepasst, um die zweite Backe zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position zu bewegen. Der Aktor 88 kann einen hydraulischen Motor oder einen anderen geeigneten Aktor aufweisen. Somit werden die erste Backe 84 und die zweite Backe 86 der ersten Klemmanordnung 62 zusammenwirken, um einen Gestängeabschnitt zu greifen, wenn sie sich in der geschlossenen Position befinden.
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Nun auf 4 Bezug nehmend ist die erste Klemmanordnung 62 fixiert, und die zweite Klemmanordnung 64 ist in Bezug auf die erste Klemmanordnung bewegbar, um eine Verdrehungskraft auf einen Gestängeabschnitt in Bezug auf einen benachbarten Gestängeabschnitt anzuwenden, der von der ersten Klemmanordnung ergriffen ist. Das Werkzeug 30 weist einen Linearaktor 100 zum Bewegen der zweiten Klemmanordnung 64 in Bezug auf die erste Klemmanordnung 62 auf. Der Linearaktor 100 kann ein Hydraulikzylinder sein. Ein Ausfahren und Zurückziehen des Linearaktors 100, wenn sich die erste Klemmanordnung 62 in der geschlossenen Position befindet, wird den Gestängeabschnitt 80 in Bezug auf einen benachbarten Abschnitt 81 drehen, was bewirkt, dass sich die zwischen diesen Abschnitten gebildete Gestängeverbindung löst (2).
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Die erste Klemmanordnung 62 ist in Bezug auf die zweite Klemmanordnung 64 versetzt gezeigt. Für einen Fachmann ist es ersichtlich, dass die zweite Klemmanordnung 64 alternativ fixiert sein kann und die erste Klemmanordnung 62 in Bezug auf dieselbe bewegbar sein kann. Des Weiteren können in einer anderen Ausführungsform der Erfindung beide Klemmanordnungen 62, 64 in Bezug aufeinander bewegbar sein, um eine Verdrehungskraft auf den Bohrstrang 22 auszuüben (1). Ferner sind die Klemmanordnungen 62, 64 bevorzugt durch eine Betätigung des Zylinders 50 in Bezug auf den Bohrstrang 22 bewegbar, um den Rahmen 34 in Bezug auf den Befestigungsbügel 48 zu verschwenken.
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Nun auf 5 Bezug nehmend ist die erste Halteanordnung 66 gezeigt. Die erste Halteanordnung 66 weist zumindest einen Bügelrahmen 102 mit einer Gestängeaufnahmeöffnung 104 und einem Paar nach unten gerichteter Beine bzw. Schenkel 110 und 112 auf, die nach außen abgewinkelt sein können, während sie sich von der Gestängeaufnahmeöffnung erstrecken. Wie gezeigt ist, weist die erste Halteanordnung 66 zwei Bügelrahmen 102 auf. Die erste Halteanordnung 66 weist außerdem einen ersten Haltearm 114 auf, der schwenkbar an dem Bügelrahmen 102 angebracht und angepasst ist, um zwischen einer offenen Position, die es ermöglicht, dass ein Bohrgestängeabschnitt in der Gestängeaufnahmeöffnung 104 aufgenommen wird, und einer geschlossenen Position (wie gezeigt) bewegt zu werden, welche den Gestängeabschnitt 80 in der Öffnung festhält. Wie gezeigt ist, weist der erste Haltearm 114 zwei Komponenten auf, die sich parallel zueinander bewegen. Der erste Haltearm 114 wird durch einen ersten Halteaktor 116 gesteuert. Wie gezeigt ist, ist der erste Halteaktor 116 ein Hydraulikzylinder. Die erste Halteanordnung 66 kann auch einen zweiten Haltearm 120 aufweisen. Der zweite Haltearm 120 ist gleichermaßen schwenkbar an dem Bügelrahmen 102 angebracht und ist angepasst, um zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegt zu werden. Ein zweiter Aktor 122 bewegt gleichermaßen den zweiten Haltearm 120 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position.
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Wie gezeigt ist, ist die zweite Halteanordnung 68 mit identischen Komponenten wie die erste Halteanordnung 66 und von der ersten Halteanordnung beabstandet gezeigt, um zwei Haltestellen für den Gestängeabschnitt 80 bereitzustellen. Für einen Fachmann ist es ersichtlich, dass der ersten 66 und der zweiten 68 Halteanordnung andere Stellen entlang des Rahmens 34 zugewiesen sein können. Wie gezeigt ist, befindet sich die zweite Halteanordnung 68 nahe dem zweiten Ende 40 des Rahmens. Ferner ist vorgesehen, dass die Funktionen des Werkzeugs 30 mit nur einer Halteanordnung ausgeführt werden können.
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Die Rollenanordnung 70 weist ein Mittel zum Drehen eines Gestängeabschnitts 80, der in der ersten Halteanordnung 66 und in der zweiten Halteanordnung 68 aufgenommen ist, um eine lange Achse des Gestängeabschnitts auf. Die Rollenanordnung 70 kann verwendet werden, um einen Bohrgestängeabschnitt zu drehen, um die Gewinde der mit einem Gewinde versehenen Verbindungselemente des Bohrgestängeabschnitts 81 in Eingriff zu bringen oder deren Gewinde außer Eingriff zu bringen. In den hierin gezeigten Ausführungsformen würde ein begrenztes radiales Ausmaß der Verdrehungskraft der zweiten Klemmanordnung 64 erfordern, dass die zweite Klemmanordnung den Gestängeabschnitt 80 viele Male ergreift, verdreht und freigibt, um ihn von dem Bohrstrang zu trennen. Die Rollenanordnung 70 ist vorgesehen, um diese Einschränkung zu überwinden. Die Rollenanordnung 70 weist eine erste Rollenbacke bzw. -klaue 130, die eine erste Rolle 134 aufweist, und eine zweite Rollenbacke bzw. -klaue 132 auf, die eine zweite Rolle 136 aufweist. Jede von der ersten Rollenbacke 130 und der zweiten Rollenbacke 132 ist in Bezug auf den Rahmen schwenkbar montiert. Bevorzugt weist jede Rollenbacke 130, 132 eine Vielzahl von Rollen auf, die drehend angetrieben sind bzw. werden. Die Rollenanordnung 70 weist ferner einen Motor 138 auf, um jede der Rollen 134, 136 zu drehen. Wie in 5 gezeigt ist, wird ein Motor 138 in der Nähe jeder Rollenbacke 130, 132 verwendet, um die Rollen 134, 136 zu drehen. Die Motoren 138 können die erste und die zweite Rolle 134, 136 drehen, um eine Rotation bzw. Drehung auf den Gestängeabschnitt zu übertragen und dadurch den Gestängeabschnitt 80 außer Eingriff zu bringen. Ein erster Rollen-Linearaktor 140 (3) schwenkt die erste Rollenbacke 130 in Bezug auf den Rahmen 34. Es kann ein zweiter Rollen-Linearaktor (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um die zweite Rollenbacke 132 in Bezug auf den Rahmen 34 zu schwenken. Es ist auch möglich, dass die Rollenanordnung 70 betätigt werden kann, um eine Festziehrotation bzw. -drehung auf einen Gestängeabschnitt oder eine andere Komponente auf der Ausgangsseite der Bohrung zu übertragen, indem die erste und die zweite Rolle in die entgegengesetzte Richtung zu derjenigen gedreht werden, die verwendet wird, um den Gestängeabschnitt 80 außer Eingriff zu bringen.
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Weiter auf 5 Bezug nehmend weist das Werkzeug 30 ferner eine Steuerventilanordnung 150 auf, die mit dem hydraulischen Hilfskreis (nicht gezeigt) einer hydraulischen Maschine wie etwa der hydraulischen Maschine 32 (2) verbunden ist, die verwendet werden kann, um die verschiedenen Gestängeergreifungs- und Drehmomentanforderungen für den Betrieb der ersten und der zweiten Klemmanordnung 62, 64, der ersten und der zweiten Halteanordnung 66, 68 und der Rollenanordnung 70 zu steuern. Es ist bevorzugt ein Druckminderer vorgesehen, um die Steuerventilanordnung 150 davon abzuhalten, Hydraulikflüssigkeit mit einem Druck von mehr als etwa 3000 PSI von der hydraulischen Maschine 32 (2) zu erhalten.
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Die Steuerventilanordnung 150 kann einen Funkfernsteuerungsempfänger aufweisen, der mit den Hydraulikaktoren 88, 116, 122, 140 des Werkzeugs 30 und den Zylindern 50, 60 (3) funktionell verbunden ist. Der Funkfernsteuerungsempfänger ist angepasst, um mit einer entfernten Fernbedienung (nicht gezeigt) für eine Fernbetätigung des Werkzeugs 30 zu kommunizieren.
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Während der Großteil dieser Beschreibung die Verwendung des Werkzeugs 30 zum Zweck des Entfernens oder Lösens von Gestängeabschnitten von dem Bohrstrang 22 beschreibt, könnten Fachleute den gegenteiligen Zweck ins Auge fassen. Zum Beispiel kann, nachdem ein Bohrmeißel (nicht gezeigt), der für primäre Bohrvorgänge verwendet wird, von dem Ausgangspunkt 28 der Bohrung 24 entfernt worden ist und von dem Bohrstrang 22 entfernt worden ist, der Bohrstrang mit einem Backreamer bzw. Aufweitkopf oder anderen Werkzeug versehen werden. Dies wird bewerkstelligt, indem der Bohrstrang 22 unter Verwendung des Werkzeuges 30 "gebildet wird". Wie in 5 gezeigt ist, kann ein hinzuzufügender Gestängeabschnitt 80 in den Halteanordnungen 66, 68 gehalten werden. Die Rollenanordnung 70 kann eine Verdrehungskraft bereitstellen, um zu bewirken, dass der Gestängeabschnitt 80 mit dem Bohrstrang 22 an dem benachbarten Gestängeabschnitt 81 verschraubt wird. Die Verbindung wird dann fertiggestellt, indem der benachbarte Gestängeabschnitt 81 mit der ersten Klemmanordnung 62 gegriffen wird, während die zweite Klemmanordnung 64 verwendet wird, um eine Verdrehungskraft bereitzustellen, um die Verbindung festzuziehen.
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Auch wenn diese Beschreibung viele Details enthält, sollten diese nicht als den Umfang der Erfindung beschränkend interpretiert werden, sondern lediglich so, dass sie Veranschaulichungen einiger der derzeit bevorzugten Ausführungsformen von dieser liefern.
