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Klemmvorrichtung für Bohrgestänge oder Rohre Die Erfindung bezieht
sich auf eine Klemmvorrichtung für Bohrgestänge oder Rohre, mit beweglichen Klemmbacken,
die von einem Drehteil gehalten sind und deren radiale Anstellung durch die Axialbewegung
eines Klemmringes über Keilflächen erfolgt.
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Es ist eine mit solchen Mitteln arbeitende ältere Vorrichtung bekannt,
die aus einem über dem Bohrloch aufzustellenden tonnenförmigen Aggregat besteht
und u. a. auch Teile zum Abfangen des Gestänges enthält. Der Drehteil der zum Verschrauben
von Rohren dienenden Einrichtung wird dabei durch einen Hohlzylinder gebildet, der
mit einem Zahnkranz versehen ist und von einer Kraftquelle her drehend antreibbar
ist. Mittels eines Hebels kann dieser Hohlzylinder gehoben oder gesenkt werden.
In dem Hohlzylinder befindet sich ein weiterer Hohlzylinder, der ebenfalls mittels
eines Hebels verschoben werden kann. Er bildet den Klemmring, durch den über Keilflächen
die auf dem anderen Hohlzylinder befindlichen Klemmbacken gegen das Rohr oder Gestänge
gedrückt werden können.
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Diese bekannte Vorrichtung ist verwickelt in ihrem Aufbau, beansprucht
viel Platz und erfordert eine umständliche und anstrengende Betätigung von Hand.
Sie kann daher modernen Anforderungen nicht mehr gerecht werden.
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Mit der Erfindung soll eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
geschaffen werden, die bei einfachem und raumsparendem Aufbau ohne Mühe ein schnelles
Klemmen von Gestängen oder Rohren ermöglicht, wobei dieses Klemmen zur Durchführung
von Verschraubungsarbeiten oder auch von Bohrarbeiten dienen kann, sei es, daß eine
Sicherung gegen Drehen oder eine drehende Mitnahme erfolgen soll.
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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß der Kleminring oder ein
mit ihm auf Mitnahme verbundener Körper mit dem Drehteil der Vorrichtung über ein
Bewegungsgewinde in Verbindung steht und unter Belassung axialer Verschiebbarkeit
wahlweise gegen Drehung feststellbar ist. Hierdurch ist es möglich gemacht, von
ein und demselben Antrieb aus das Gestänge oder Rohr sowohl einzuspannen und festzuhalten
als auch zum Brechen bzw. Losschrauben oder zum Zusammenschrauben zu drehen. Das
gleiche gilt auch für andere Arbeiten. Die Vorrichtung läßt sich dabei aus wenigen
unkomplizierten Teilen aufbauen.
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Die Vorrichtung kann mit einem eigenen Antrieb versehen sein, z. B.
einem Hydraulikmotor oder Elektromotor, oder es kann auch ein bei dem betreffenden
Bohrgerät bereits vorhandener Drehantrieb benutzt werden. Die Erfindung sieht insbesondere
vor, daß die Vorrichtung in einen Drehkopf, Drehtisch od. dgl. einsetzbar und durch
diesen antreibbar ist. So ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr gut geeignet,
ein Zusatzgerät zu dem an einem Mast verstellbaren Kraftdrehkopf solcher Bohrgeräte
zu bilden, wie sie z. B. im Steinbruch zum Bohren von Sprenglöchern oder im Tiefbau
zur Herstellung von Bohrungen für Pfähle, Versorgungsleitungen usw. eingesetzt werden.
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Für das wahlweise Festlegen des Klemmringes in Umfangsrichtung bestehen
verschiedene Möglichkeiten. Bei einer zweckmäßigen Ausführung weist der Klemmring
bzw. ein mit ihm verbundener Teil einen oder mehrere radiale Anschläge oder Rasten
auf, in deren Bewegungsbahn ein Sperrglied einschwenk-oder einschiebbar ist. Das
Sperrglied kann dabei unter derWirkung einer es inLösestellung zu halten suchenden
Feder stehen.
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Zur Fernbetätigung des Sperrgliedes läßt sich beispielsweise ein Elektromagnet
oder eine hydraulische Einrichtung vorsehen. Für den rauhen läohrbetrieb gut geeignet
ist eine einfache Betätigung durch einen Seilzug.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Drehteil der Vorrichtung
mit einem Anschlußgewinde für einen Gestängeteil oder ein Rohr ausgestattet. Dies
ist besonders in solchen Fällen von Vorteil, in denen die Vorrichtung in einen Drehkopf
od. dgl. eingesetzt und zusammen mit diesem benutzt wird.
Die Vorrichtung
kann gemäß der Erfindung weiterhin so ausgebildet sein; -daß eine freie Durchgangsöffnung
für Gestänge oder Rohre vorhanden ist. Dies gestattet es, einen ganzen Gestängestrang
bei Vorhandensein eines entsprechenden Turmes oder unter Zuhilfenahme eines Kranes
od. dgl. einfach nach oben herauszuziehen, wenn beispielsweise ein Werkzeug am unteren
Ende des Gestänges ausgewechselt werden muß, eine Schappe entleert werden soll oder
eine sonstige Verrichtung durchzuführen ist. Bei geklemmtem Gestänge oder Rohr kann
diesem eine Drehung erteilt werden oder es kann mittels einer sogenannten -»pull-down«-Einrichtung
gedrückt werden.
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Gemäß der Erfindung läßt sich die Vorrichtung ferner mit einem zur
drehenden Mitnahme eines von ihr aufgenommenen Teiles geeigneten Innenprofil ausstatten.
Damit kann dann eine Drehrnomentübertragung auf eine z. B. Vierkant- oder Sechskaritquerschnitt
aufweisende Mitnehmerstange erfolgen und es gleichzeitig in vorteilhafter Weise
die Möglichkeit zum Klemmen gegeben, um beispielsweise zu drücken. Unter einem zur
Mitnahme geeigneten Innenprofil sind auch Vorsprünge, Lappen u. dgl. zu verstehen.
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Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, und zwar jeweils teils in Ansicht und teils in senkrechtem Längsschnitt.
Es zeigt F i g. 1 eine Ausführung mit Anschlußgewm'de, F i g. 2 eine
Ausführung mit freiem Durchgang und F i g. 3 eine Ausführung mit Drehmitnahme,
wobei im unteren Teil der Figur einige Querschnittsprofile von Mitnehmerstangen
od. dgl. wiedergegeben sind.
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Der insgesamt mit der Ziffer 1 bezeichnete Drehteil der Vorrichtung
besteht bei dem in F i g. 1 dargiestellten Beispiel aus einem Rohrstück 2,
dessen Innen-und Außendurchmesser dernjenigen eines Bohrgestängerohres
5 entspricht, und einem daran angeschweißten Muffenkörper 3. Das Rohrstück
2 weist in seinem unteren Ende ein übliches Außengewinde 4 auf, mit dem das Innengewiüde
6 eines Gestängerohres 5 verschraubbar ist. Am oberen Ende ist das
Rohrstück. 2 mit einem Flansch 7 versehen, der auf einer Schultet im Innern
der drehbaren Aufnahme eines bekannten, strichpunktiert angedeuteten Kraftdrehkopfes
D zu liegen kommt und m* axialer Richtung festgesetzt werden kann. Durch
einen oder mehrere Zapfen 8 wird der Drehteil 1 der Vorrichtung mit
dem angetriebenen Teil des Kraftdrehkopfes auf Mitnahme gekuppelt Der Muffenkörper
3 des Drehteiles 1 ist auf einem Teil seiner Länge mit einem TrapezgeWinde
9 Vera sehen und weist unterhalb desselben z. B. vier oder sechs gleichmäßig
über den Umfang verteilte Durchbrüche 10 zur Aufnahme der Klemmbacken
11 auf, die durch einen Sprengring 12 od. dgl. nach außen gedrückt werden.
An den abgeschrägten bzw. Teile von Kegelflächen bildenden Außenseiten der Klemmbacken
11 greift ein mit entsprechender Innenkegelfläche versehener Klemmring
13 an, mit dem ein Überwurfring 14 auf Mitnahine in radialer und axialer
Richtung verbunden ist. Diese Verbindung wird durch Kugeln 15 bewirkt, die
einerseits in Bohrungen des überwurfringes 14 eingesetzt sind und an Vetschlußschrauben
16 anliegen und andererseits von halbkugelföfmigen Ausnehmungen des Klemmringes
13 aufgenommen werden. Der übetwurfring 14 weist ein dem Außengewinde
9 des Muffenköipers 3 entsprechendes Innengewinde auf. Zum Festhalten
des Klemmringes in Umfangsrichtung dient ein abgewinkelter Schwenkriegel
17, dessen nach unten weisender Schenkel zwischen zwei auf der Außenseite
des überwurfringes 14 vorgesehene benachbarte Anschläge 18 greifen bzw. in
die Bewegungsbahn mehrerer solcher auf dem Umfang verteilter Anschläge oder sonstiger
Rastglieder gebracht werden kann. Der Schwenkriegel 17 ist in einem an dem
Drehkopf D angeschraubten Lagerböckchen 19
auf einer Achse 20 gelagert,
wobei eine Schraubenfeder 21 mit einem Ende an dem Betätigungsschenkel 17a des Schwenkriegels
angreift und diesen in der Ruhe- oder Lösestellung zu halten sucht, die in der Zeichnung
strichpunktiert angedeutet ist. Durch Ziehen an einem Seil 22 kann der am Bohrloch
stehende Bedienungsmann den Schwenkriegel 17 in die mit ausgezogenen Linien
gezeichnete Wirkstellung bringen.
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Wenn in dieser Stellung des Schwenkriegels der Drehteil
1 vom Kraftdrehkopf D her angetrieben wird, so erfährt der überwurfring
14 und mit ihm der Klemmring 13 infolge der Schraubverbindung mit dem Muffenkörper
3 eine Axialverstellung nach oben oder nach unten, je nachdem, in
welcher Richtung der Drehteil 1 gedreht wird. Dadurch werden die Klemmbacken
11 gegen das Gestänge 5 gedrückt5 um dieses einzuspannen, oder sie
werden wieder freigegeben. Ist das Gestängerohr 5 von den Klemmbacken
11 erfaßt, so kann der Schwenkriegel losgelassen werden und es kann nun mit
demselben Antrieb der gewünschte Schraubvorgang durchgeführt werden, sei es ein
Brechen des Gestänges, sei es ein Zusammenschrauben desselben, Die in F i
g. 2 dargestellte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet
sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß bei ihr kein Rohrstück 2 mit
Anschlußgewinde 4 vorhanden ist. Der Drehteil 31 weist vielmehr einen glatt
in den Muffenkörper 33 übergehenden Hülsenteil 32 auf, derart, daß
ein freier Durchgang für das Bohrgestänge 5, Sa vorhanden ist. Dasselbe
kann somit im Bedarfsfall ohne Schwierigkeiten in seiner Gesamtheit nach oben herausgezogen
und auch wieder abgesenkt werden, Das Klemmen geschieht in der bereits erläuterten
Weise. Die sonstigen Teile der Vorrichtung stimmen völlig mit der Ausführung nach
F i g. 1 überein und sind mit denselben Ziffern wie dort bezeichnet.
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Bei der Ausführung nach F i g. 3 bildet der aus Hülsenteil
42 und Muffenkörper 43 bestehende Drehteil 41 ebenfalls einen freien Durchgang,
jedoch ist hier an Stelle eines Kreisquerschnitts ein Innenprofil in Form eines
Vierkants vorhanden. Dadurch kann von dem Drehteil unmittelbar ein Drehmoment
auf eine Vierkantmitnehmerstange 44 übertragen werden. Im unteren Teil der F i
g. 3 sind außer dem Querschnitt einer solchen Mitnehmerstange 44 noch die
Querschnitte einer Sechskantstange 45 und einer mit Längsnuten 47 versehenen runden
Mitnehmerstange 46 wiedergegeben. Entsprechend ist dann das Innenprofil des Drehteils
ausgebildet. Letzterer weist z. B. bei der Verwendung von Stangen 46 leistenförmige
Vorsprünge auf, die in die Nuten 47 eingreifen. Ein Klemmen der Mitnehmerstange
geschieht ebenso wie das Klemmen eines Gestänges.
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Bei den in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtungen
kann der Drehteil gegen einen anderen ausgewechselt werden, wenn eine Umstellung
auf andere Gegebenheiten erforderlich oder erwünscht ist. Es ist
aber
auch möglich, jeweils zwischen dem Muffenkörper und dem betreffenden Kopfstück des
Drehteils eine lösbare Verbindung vorzusehen, so daß dann das Kopfstück ausgetauscht
werden kann.