DE1207308B - Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen, insbesondere fuer Bohrgestaenge - Google Patents

Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen, insbesondere fuer Bohrgestaenge

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Publication number
DE1207308B
DE1207308B DEF44284A DEF0044284A DE1207308B DE 1207308 B DE1207308 B DE 1207308B DE F44284 A DEF44284 A DE F44284A DE F0044284 A DEF0044284 A DE F0044284A DE 1207308 B DE1207308 B DE 1207308B
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DE
Germany
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pressure medium
chucks
clamping jaws
clamping
tightening
Prior art date
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Pending
Application number
DEF44284A
Other languages
English (en)
Inventor
Colin Campbell Mitchell
William David Stevenson
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FNRD Ltd
Original Assignee
FNRD Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • E21B19/161Connecting or disconnecting pipe couplings or joints using a wrench or a spinner adapted to engage a circular section of pipe
    • E21B19/164Connecting or disconnecting pipe couplings or joints using a wrench or a spinner adapted to engage a circular section of pipe motor actuated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen, insbesondere für Bohrgestänge Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen, insbesondere für Bohrgestänge, dessen Rohre in einem Arbeitsvorgang, beispielsweise beim Niederbringen der Bohrung, zu einem Gestänge zusammengesetzt und später wieder voneinander gelöst werden müssen. Die einzelnen Rohrabschnitte werden dabei miteinander verschraubt, wobei das Ende eines Rohrabschnittes, unter Umständen unter Zwischenschaltung eines Verbindungsstückes, in den Anfang des jeweils folgenden Abschnittes eingeschraubt wird. Erfolgt über das Gestänge eine Leistungsübertragung, was insbesondere beim Rotary-Bohren der Fall ist, so sind zum Auseinanderschrauben des Gestänges große Kräfte erforderlich, um die Schraubverbindung zu lockern und zum Abschrauben der einzelnen Gestängeabschnitte sind daher besondere Vorrichtungen erforderlich. Solche Vorrichtungen können auch dazu verwendet werden, die Gestängeabschnitte aneinander festzuziehen.
  • Eine Reihe derartiger Vorrichtungen ist bereits vorgeschlagen worden, unter anderem auch eine Vorrichtung mit zwei hydraulisch betätigten Spannfuttern, welche jeweils an einem Teil einer zu lösenden oder festzuziehenden Schraubverbindung befestigbar sind und durch einen zwischen ihnen wirksamen hydraulischen Antrieb gegeneinander verdreht werden können, so daß die Schraubverbindung gelockert wird.
  • Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Vorrichtung, welche jedoch gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art eine gedrängtere Bauweise aufweist.
  • Die Erfindung geht demgemäß von einer Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen insbesondere für Bohrgestänge, mit zwei gegenseitig verdrehbaren, jeweils mittels Spannbacken an je einem Teil der festzuziehenden bzw. zu lockernden Schraubverbindung befestigbaren Spannfuttern aus, und eine solche Vorrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen diesen beiden Spannfuttern mindestens ein kreisbogenförmiger, im wesentlichen in einer achssenkrechten Ebene gelegener Druckmittelraum gebildet ist, durch welchen hindurch sich in im wesentlichen axialer Richtung mindestens ein mit einem der beiden Spannfutter fest verbundenes Schieberelement erstreckt, welches über in einem oder beiden Spannfuttern angeordnete Druckmittelzuführungen wahlweise auf der einen oder anderen Seite mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Vielzahl von einander zugeordneten Druckmittelräumen und Schiebern vorgesehen, welche im wesentlichen symmetrisch um die Verdrehungsachse der beiden Spannfutter der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sind. Die Druckmittelzuführungen zu den Drucknüttelräumen sind vorzugsweise zueinander parallel geschaltet, so daß das Druckmittel im wesentlichen gleichzeitig und gleichmäßig auf die verschiedenen Schieber wirkt.
  • Die Spannbacken der Spannfatter können hydraulisch betätigt sein und sind vorzugsweise ebenfalls im wesentlichen symmetrisch um die Verdrehungsachse der beiden Spannfutter der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet. Die Spannbacken können hierzu mit in hydraulischen Zylindern geführten Kolben verbunden sein, an welchen die genannten, sich an die Teile der Schraubverbindung anlegenden Spannbacken befestigt sind. Die Spannbacken können unmittelbar an den Kolben befestigt, gezahnt und vorzugsweise aus gehärtetem Material gefertigt sein.
  • Dadurch, daß die beiden Spannfutter einander übergreifend ausgebildet sind, können die Druckmittelräume und die zugehörigen Schieber sich in i--dm*al--r Richtung erstreckend ausgebildet sein, wodurch eine noch gedrängtere Bauweise erreicht wird.
  • Im folgenden wird die Erfindung durch die beispielsweise Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsforin an Hand der zugehörigen Zeichnungen näl-er erläutert, in welchen als Beispiel eine Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen an Bohrgestängen für Erdbohranlagen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Stimansieht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Richtung der Verdrehungsachse der Spannfutter, F 1 g. 2 eine Seitenansicht der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in teilweiser Schnittdarstellung entlang der in F i g. 1 angedeuteten Linie 11-II und F i g. 3 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach F i g. 1, in Richtung des in F i g. 1 angedeuteten Pfeils III gesehen.
  • Die Teile 1 und 2 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche gegeneinander um die Achse 3 verdrehbar sind, übergreifen einander in axialer Richtung. Der Teil 1 weist eine Ringnut 4 auf, in welche hinein sich ein ringförmiger Flansch 5 des Teiles 2 erstreckt. In den beiden genannten Teilen sind je- weils Ausnehmungen 6 und 7 vorgesehen, welche einen Kanal bilden, der über Kanäle 8 und 9 den einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit. dem jeweils anderen Teil verbindet. Die Ausnehmungen sind durch Dichtungen 10 und 11 gegen ein Aussickern des die Kanäle durchströmenden Druckmittels abgedichtet.
  • An dem Flansch 5 sind symmetrisch vier Schieberelemente 12 angeordnet, welche sich in radialer Richtung jeweils in Druckmittelräume 13 hinein erstrecken, welche ihrerseits durch Zwischenwandelemente 14 und 15 begrenzt werden. Die Zwischenwandelemente sind ebenfalls symmetrisch am Umfang verteilt, so daß sich je zwei von ihnen gegenüberliegen und sie erstrecken sich von dem Teil 1 aus in radialer Richtung nach innen, wobei sie sich an die zylindrischen Außenflächen des Flansches 5 anlegen. Hierdurch sind am Umfang des Teiles IL vier Druckmittelräume gebildet.
  • An den Enden der Druckmittelräume 13 münden jeweils Anschlußleitungen 16 und 17, welche mit Rohranschlüssen 18 und 19 in Verbindung stehen, über welche Drucköl in die Druckmittelräume eingelassen oder von diesen abgeführt werden kann, wodurch die eine oder die andere Seite jedes Schieberelementes mit Druckmittel beaufschlagbar oder von diesem entlastbar ist. Ist der Teil 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung feststehend ausgebildet, so kann Teil 2 in die eine oder die andere Richtung gedreht werden. Jedoch muß keiner der beiden Teile unbedingt feststehend ausgebildet sein, sondern beide Teile können, wie im folgenden noch beschrieben wird, allein an den zusammengeschraubten Bohrgestängerohren befestigt werden.
  • Die beiden Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mit hydraulischen Spannvorrichtungen 22 ausgerüstet, mittels deren die Vorrichtung an den zwei (in F i g. 1 und 2 der Zeichnungen mit den Bezugszeichen 20 und 21 versehenen) Bohrgestängerohren festgespanrit werden kann. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, sind an jedem der beiden Teile der Vorrichtung symmetrisch um das jeweils zu fassende Bohrgestängerohr herum vier Spannvorrichtungen angeordnet, jedoch kann auch eine größere Zahl vorgesehen sein, es sind jedoch zweckmäßig mindestens drei. Die Spannvorrichtungen sind, wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, vorzugsweise in ihrer Wirkungsrichtung etwas geneigt. Die Kolben 23 der Spannvorrichtung 22 sind jeweils mit gezahnten Spannbacken 24 verbunden, deren Zahnung aus einem unter dem Warenzeichen »Stellite« bekanntgewordenen Material gefertigt ist. Die Spannbacken können unmittelbar an den Kolben der Spannvorrichtung befestigt sein. Es sei darauf hingewiesen, daß die Spannbacken in den Zeichnungen zur Vereinfachung jeweils unvollständig dargestellt sind.
  • Die Kolben werden durch Druckmittelzufuhr in die Druckmittelzylinder über Rohrleitungen 25 und 26 in Tätigkeit gesetzt. Ferner ist eine Zuführungsleitung 29 vorgesehen, durch welche Druckmittel über eine hohle Kolbenstange 28 eines Sekundärkolbens und eine Auslaßöffnung 27 auf die Rückseite dieses Sekundärkolbens geführt werden kann, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung von den Bohrgestängerohren gelöst werden soll.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann so angewendet werden, daß sie dann an das Bohrgestänge angesetzt wird, wenn dieses gezogen werden muß. Die Vorrichtung kann automatisch an die Stelle der Schraubverbindung zwischen jeweils zwei Bohrgestängerohre geführt werden, worauf Druckmittel über Parallelkanäle zunächst den Kolben 23 zugeführt wird, bis ein genügender Anpreßdruck zur Einspannung der Bohrgestängerohre zwischen den jeweils vier Spannbacken erreicht ist. Hierauf wird über die entsprechenden Rohranschlüsse 18 oder 19 eine Verdrehung der beiden, von den Teilen 1 und 2 gebildeten Spannfutter herbeigeführt, welche die beiden aneinanderstoßenden Bohrgestängerohre mitverdrehen und dadurch die Schraubverbindung zwischen diesen lockern, worauf das obere Bohrgestängerohr nach Zurückziehen der Kolben 23 und dadurch bedingter Lösung der Spannbacken der erfindungsgemäßen Vorrichtung mittels einer weiteren Hilfseinrichtung vollständig abgeschraubt werden kann. Selbstverständlich kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ähnlicher Weise eine Schraubverbindung festgezogen werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß durch geeignete Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Sinne wiederholten öffnens und Festspannens der Spannbacken nach entsprechender Rückdrehung der beiden Spannfutter der Vorrichtung diese dazu verwendet werden kann, eine Schraubverbindung beliebig weit aufzuschrauben (oder natürlich auch eine beliebig weit aufgeschraubte Schraubverbindung festzuziehen).
  • Durch ein gegenseitiges übergreifen der beiden Spannfutter der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine sehr gedrängte Bauweise erzielt. Außerdem kann durch die Schrägstellung der mit den Spannbacken verbundenen Kolben erreicht werden, daß die ineinander verschraubten Enden der beiden Bohrgestängerohre unmittelbar an der Schraubverbindung von den Spannbacken gefaßt werden.
  • Selbstverständlich können auch anders gestaltete Spannbacken Verwendung finden, welche durch ausreichende Reibungskräfte ein Durchrutschen der Spannfutter verhindern und es kann eine Einrichtung vorgesehen sein, durch die bei einem trotzdem auftretenden Durchrutschen diesem durch Erhöhung des auf die Kolben 23 wirkenden Druckmitteldruckes entgegengewirkt wird.
  • Die soeben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit Vorteil für automatischen Betrieb geeignet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise in einer vollautomatisierten Bohranlage Anwendung finden, in welcher die Bohrgestängerohre mit Hilfe von zwei sich gegenläufig bewegenden, hydraulisch betätigten Schlitten entweder abgesenkt und dabei zusammengeschraubt oder gezogen und dabei auseinandergeschraubt werden, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einem dieser Schlitten befestigt ist und in entsprechender Weise beim Bohrvorgang oder beim Ziehvorgang eingesetzt wird.
  • In einer kleinen, handlichen Ausführung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung selbstverständlich auch zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen zwischen kleinen Rohren und insbesondere zum Lockern schwer lösbarer Rohrverbindungen verwendet werden.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen, insbesondere für Bohrgestänge mit zwei gegenseitig verdrehbaren, jeweils mittels Spannbacken an je einem Teil der festzuziehenden bzw. zu lockernden Schraubverbindung befestigbaren Spannfuttern, d a - durch gekennzeichnet, daß zwischen diesen beiden Spannfuttern (1, 2) mindestens ein kreisbogenförmiger, im wesentlichen in einer achssenkrechten Ebene gelegener Druckmittelraum (13) gebildet ist, durch welchen hindurch sich in im wesentlichen axialer Richtung mindestens ein mit einem der beiden Spannfutter fest verbundenes Schieberelement (12) erstreckt, welches über in einem oder beiden Spannfattem angeordnete Druckmittelzuführungen (16, 17, 18, 19) wahlweise auf der einen oder der anderen Seite mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von einander zugeordneten Druckmittelräumen (13) und Schiebern (12) vorgesehen ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelräume (13) über Verbindungskanäle zueinander parallel geschaltet sind. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (23, 24) hydraulisch betätigt sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Spannvorrichtung (22) jeweils Druckmittelzylinder (22) und mit diesen zusammenwirkende Kolben (23) enthält, welch letztere mit den Spannbacken (24) verbunden sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (24) unmittelbar an den Kolben (23) befestigt sind. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (24) eine Zahnung aufweisen und aus zähem, vorzugsweise gehärtetem Material bestehen. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfutter (1, 2) einander in axialer Richtung übergreifen und daß der bzw. die Schieber (12) sich radial durch den bzw. die Druckmittelräume (13) erstrecken.
DEF44284A 1963-10-25 1964-10-22 Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen, insbesondere fuer Bohrgestaenge Pending DE1207308B (de)

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DEF44284A Pending DE1207308B (de) 1963-10-25 1964-10-22 Vorrichtung zum Festziehen oder Lockern von Schraubverbindungen, insbesondere fuer Bohrgestaenge

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1979000704A1 (en) * 1978-03-03 1979-09-20 Wintermeyer Automat Karl Process and device for screwing tubular sleeves

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1979000704A1 (en) * 1978-03-03 1979-09-20 Wintermeyer Automat Karl Process and device for screwing tubular sleeves

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