DE1298472B

DE1298472B - Device for pulling and releasing the drill string in drilling rigs or drilling rigs

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Publication number: DE1298472B
Application number: DEP42040A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-04-29
Filing date: 1967-04-29
Publication date: 1969-07-03
Also published as: US3456745A; SE311876B; IL25639A; FR1521103A; NL6706063A; NO122637B; GB1153880A; DK115463B

Description

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Einrichtungen zum Ziehen und Nachlassen des sich auf verschiedene Weise, je nach dem Einsatz Bohrgestänges in Bohrtürmen oder Bohrinseln mit und Zweckmäßigkeit, verwirklichen. So kann der mindestens einer Seilrolle, einem Bohrseil, einem Antrieb zum Anheben und Absenken des Elevators Turmhaken, einem Elevator und einem Antrieb zum aus einem mit diesem gekuppelten Motor bestehen. Betätigen dieser Vorrichtungen sind in verschiedenen 5 Es besteht jedoch ferner die Möglichkeit, daß der Ausführungsformen bekannt. Bei diesen bekannten Antrieb zum Anheben und Absenken des Elevators Ausführungsformen erfolgt das Anheben und Ab- aus einer untergetauchten Glocke besteht, über senken des Bohrgestänges über einen Elevator, der welche zum Anheben mittels Preßluft ein Auftrieb zumeist über einen Turmhaken an das Bohrseil ange- erzielbar ist.Means for pulling and releasing itself in different ways, depending on the use Realize drill rods in drilling rigs or drilling rigs with and expediency. So can he at least one pulley, a drilling rope, a drive for raising and lowering the elevator Tower hook, an elevator and a drive to consist of a motor coupled with this. Actuating these devices are in different 5 However, there is also the possibility that the Embodiments known. In this known drive for raising and lowering the elevator Embodiments are carried out the raising and lowering consists of a submerged bell, over lowering the drill string via an elevator, which lifts it by means of compressed air can usually be reached via a tower hook on the drilling rope.

schlossen ist. Dieses ist über Seilrollen bzw. Seil- ίο Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung bescheiben im Bereich der Turmspitze geführt. Diese steht der Antrieb zum Anheben und Absenken des Maßnahme macht erforderlich, daß der gesamte Elevators aus mit ihm gekuppelten Hydraulikzylin-Bohrturm bis hinauf zu seiner Spitze zur Aufnahme dem. Zweckmäßig ist der Elevator als verdrehbare der auftretenden Beanspruchungen insbesondere Rohrklemme zum Ergreifen und Festhalten des beim Ziehen des Bohrgestänges eingerichtet sein 15 Bohrgestänges vorgesehen. Nach einem weiteren muß. Da die bekannten Bohrtürme im allgemeinen Vorschlag ist eine zweite bewegliche Rohrklemme schlank und hoch ausgebildet sind, wirkt sich beim zum Ergreifen und Festhalten des Bohrgestänges Ziehen des Bohrgestänges die ausgeübte Zugkraft vorgesehen. Nach einem besonderen Vorschlag ist im wesentlichen an der Basis und der Turmspitze die bewegliche Rohrklemme aus mehreren, das festaus. Das führt zu einer entsprechend aufwendigen 20 zuklemmende Bohrgestänge umgebenden keilförmi-Bauweise des gesamten Bohrturmes bzw. des zu- gen Segmenten aufgebaut und sind diese von einem geordneten Teils der Bohrinsel. Insbesondere bei eine Kurvenfläche aufweisenden Druckring umgeben, Bohrinseln ergibt sich bei Verwirklichung dieser über welchen die Segmente bei senkrechtem Anheben bekannten Maßnahmen ein verhältnismäßig hoch des Ringes gegen das Rohr preßbar sind und ist gelegener Schwerpunkt, der die Stabilität beeinträch- 25 außerdem ein den Druckring ergreifender Hebering tigt. Ferner ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift zum Anheben des ihm gegenüber verdrehbaren 1063 096 und britische Patentschrift 941961), auf Druckringes vorgesehen.is closed. This is described via pulleys or rope ίο According to another proposal of the invention led in the area of the spire. This is the drive for raising and lowering the Measure requires that the entire elevator from the hydraulic cylinder derrick coupled to it up to its tip to accommodate the. The elevator is useful as a rotatable one the stresses that occur, in particular pipe clamps for gripping and holding the when pulling the drill pipe set up 15 drill pipe is provided. After another got to. As the known rigs in general suggestion is a second movable pipe clamp are slim and tall, has an effect on gripping and holding the drill string Pulling the drill string provided the tensile force exerted. According to a special proposal is essentially at the base and the top of the tower the movable pipe clamp made up of several, the fixed one. This leads to a correspondingly complex wedge-shaped design surrounding the drill rods to be clamped of the entire derrick or the associated segments and these are built by one orderly part of the oil rig. Surrounded especially in the case of a pressure ring having a curved surface, Drilling rigs result from the implementation of this over which the segments are lifted vertically known measures a relatively high of the ring can be pressed against the pipe and is located center of gravity, which affects the stability 25 also a lifting ring gripping the pressure ring does. It is also known (German interpretation for lifting the opposite to it rotatable 1063 096 and British patent specification 941 961), provided on the pressure ring.

ein Ziehen oder Absenken des Bohrgestänges durch Ferner kann die bewegliche Rohrklemme nacha pulling or lowering of the drill string by Further, the movable pipe clamp can after

den Turmhaken zu verzichten und mit einer zumeist einem besonderen Vorschlag der Erfindung in einem einseitig an den Bohrturm angelenkten hydraulischen 30 Gehäuse angeordnet sein, dessen oberes Ende am Zugvorrichtung zu arbeiten. Diese bestehen aus einer Bohrturm befestigt ist und dessen unteres Ende zum Vielzahl aneinander "angelenkter Hebel, welche mit- Bohrloch hinabreicht, und ist ferner eine Einrichteis Zylinderkolbenanordnungen verschwenkbar sind. tung vorgesehen, durch welche das Bohrwasser durch Neben einem komplizierten Aufbau dieser hydrauli- das Gehäuse in Kontakt mit der Rohrklemme hinsehen Zugvorrichtungen sind komplizierte Steuerun- 35 durchpreßbar ist.to do without the tower hook and with a mostly a special proposal of the invention in one be arranged on one side hinged to the derrick hydraulic housing 30, the upper end of the Pulling device to work. These consist of a derrick and its lower end attached to the A plurality of "hinged levers", which extend down with the borehole, and is also a set-up ice Cylinder piston assemblies are pivotable. device provided through which the drilling water through In addition to the complicated structure of this hydraulic system, look at the housing in contact with the pipe clamp Pulling devices are complicated controls that can be pressed through.

gen erforderlich, um ein Verkanten des Bohrgestän- Ferner weist nach einem besonderen Vorschlaggen required to prevent tilting of the drill pipe. Furthermore, according to a special proposal

ges zu vermeiden und ein genau vertikal ausgerich- der Erfindung die bewegliche Rohrklemme einen die tetes Ziehen herbeizuführen. Ferner werden durch oberen Enden der Segmente tragenden Ver- und die einseitige Anordnung der hydraulischen Zug- Entriegelungsring auf, und sind zwischen diesem Vorrichtung nachteilige Momente in die Konstruktion 40 und dem Hebering Organe angeordnet, über welche eingeleitet, was sich insbesondere bei Bohrinseln durch Heben oder Senken der Segmente letztere bemerkbar macht. gegen das Bohrgestänge drückbar oder von diesenges to avoid and an exactly vertical aligning the invention, the movable pipe clamp one the to bring about tense pulling. Furthermore, through the upper ends of the segments, load-bearing and the one-sided arrangement of the hydraulic pull release ring on, and are between this Device detrimental moments in the structure 40 and the lifting ring organs arranged over which initiated, which is particularly the case with drilling rigs by raising or lowering the segments of the latter makes noticeable. can be pressed against the drill pipe or by these

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbar sind.The invention is based on the object of being solvable.

Einrichtung zum Ziehen und Nachlassen des Bohr- Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sindMeans for pulling and releasing the drilling The advantages achieved by the invention are

gestänges in Bohrtürmen oder Bohrinseln zu schaf- _{4S VO}r allem darin zu sehen, daß das Oberteil des fen, die auf Grund ihrer Ausbildung und Anordnung Bohrturmes auf Grund der Anordnung des Elevators eine wesentliche Senkung des Schwerpunktes bei von den beim Ziehen auftretenden Beanspruchungen Bohrtürmen und Bohrinseln zuläßt. befreit wird. Das führt zu einer wesentlichen Herab-linkage in oil rigs or drilling platforms to sheep _{4S VO} r especially to be seen in that the upper part of the fen, which due to their design and arrangement of the turret due to the arrangement of the elevator a significant reduction of gravity at from occurring when pulling stresses rigs and Oil rigs. is released. This leads to a significant degradation

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ziehen setzung des Eigengewichts des Turmoberteils und zu und Nachlassen des Bohrgestänges in Bohrtürmen 50 einer Senkung des Schwerpunktes der Gesamtkonoder Bohrinseln mit mindestens einer Seilrolle, einem struktion. Insbesondere bei Bohrinseln läßt sich da-Bohrseil, einem Turmhaken, einem Elevator und bei die erfindungsgemäße Einrichtung unter die einem Antrieb zum Betätigen dieser Vorrichtung. Die Plattform und sogar unter den Wasserspiegel verErfindung besteht darin, daß der Elevator von den legen. Dabei läßt sich die Vorrichtung unschwer so anderen Vorrichtungen getrennt im Unterteil des ₅₅ verwirklichen, daß nachteilige Kippmomente, insbe-Bohrturmes bzw. der Bohrinsel angeordnet, mit sondere beim Ziehen des Bohrgestänges, nicht mehr einem eigenen Antrieb versehen und selbständig in Erscheinung treten.The invention relates to a device for pulling, setting the dead weight of the upper part of the tower and closing and releasing the drill rods in drilling rigs 50, lowering the center of gravity of the total con or drilling rigs with at least one rope pulley, a structure. In particular in the case of drilling rigs, there can be a drill rope, a tower hook, an elevator and, in the case of the device according to the invention, a drive for actuating this device. The platform and even under the water level invention consists in that the elevator lay from the. The device can easily be realized so other devices separated in the lower part of the ₅₅ that disadvantageous overturning moments, especially the derrick or the drilling platform, with special when pulling the drill rod, no longer have their own drive and appear independently.

betätigbar ist. Im folgenden wird die Erfindung an Hand eineris actuatable. In the following the invention is based on a

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der EIe- 60 Zeichnung näher erläutert. Es zeigt vator für das Bohrgestänge bei Bohrinseln derart F i g. 1 eine schwimmende Bohrinsel, teilweise imA particularly advantageous embodiment of the only one embodiment shown The invention is characterized in that the EIe- 60 drawing is explained in more detail. It shows vator for the drill pipe in drilling rigs such F i g. 1 a floating oil rig, partly in

angeordnet ist, daß er zum Ziehen des Bohrgestänges Schnitt,is arranged to cut for pulling the drill string,

aus dem Bohrgrund nur in einem unterhalb bzw. F i g. 2 einen Bohrturm, ebenfalls im Schnitt,from the bottom of the hole only in one below or FIG. 2 a derrick, also in section,

in unmittelbarer Nähe des Schwerpunktes der F i g. 3 einen Längsschnitt durch den Elevator fürin the immediate vicinity of the center of gravity of FIG. 3 shows a longitudinal section through the elevator for

Schwimmplattform liegenden Bereich bewegbar ist. 65 das Bohrgestänge mit umlaufenden Klemmteilen und Zweckmäßig ist ferner in an sich bekannter Weise F i g. 4 einen Längsschnitt durch den Elevator fürSwimming platform lying area is movable. 65 the drill rod with circumferential clamping parts and It is also expedient in a manner known per se F i g. 4 shows a longitudinal section through the elevator for

ein Antrieb zum Drehen des vom Elevator ergriffe- das Bohrgestänge mit zugeordneter Taucherglocke nen Bohrgestänges vorgesehen. Die Erfindung läßt als Antrieb.a drive for rotating the drill rod gripped by the elevator with an associated diving bell NEN drill rod provided. The invention leaves as a drive.

Der in F i g. 1 dargestellte Bohrturm besteht aus einem auf einer waagerechten Plattform 11 aufgebauten Turm 8, wobei das Ganze durch eine Reihe von Schwimmkammern 14 getragen wird. Zur Verankerung des Ganzen sind in an sich bekannter Weise Seeanker 16 vorgesehen. Eine Reihe von Bohrrohren 1 werden zusammengekuppelt und je nach Bedarf abgesenkt oder angehoben, wobei sie durch die Mittelachse des Bohrturmes hindurchlaufen. Zum Senken oder Heben dient ein nachstehend im einzelnen noch zu beschreibender Elevator 2, welcher mit einer Halteklemme 7 kombiniert ist. Wie die Figur zeigt, ist ein oberes Bohrgestängeteil IA von dem restlichen Bohrgestänge 1 abgekuppelt und hängt von der. Spitze des Turmes an einem über eine Seilrolle 9 laufenden Seil 19 herab. Zum Aufsetzen des Bohrgestänges IA auf das im Bohrloch befindliche Bohrgestänge 1 dient ein Motor 10 als Antrieb, welcher lediglich das Gewicht des im oberen Teil des Turmes 8 frei hängenden Bohrrohres \A zu tragen braucht.The in F i g. 1 consists of a tower 8 built on a horizontal platform 11, the whole being carried by a series of floating chambers 14. To anchor the whole, sea anchors 16 are provided in a manner known per se. A number of drill pipes 1 are coupled together and lowered or raised as required, passing through the central axis of the derrick. An elevator 2, to be described in detail below, which is combined with a holding clamp 7, is used for lowering or lifting. As the figure shows, an upper drill pipe part IA is uncoupled from the rest of the drill pipe 1 and depends on the. The top of the tower on a rope 19 running over a pulley 9. A motor 10 serves as a drive for placing the drill rod IA on the drill rod 1 located in the borehole, which only needs to carry the weight of the drill pipe \ A hanging freely in the upper part of the tower 8.

Nicht mehr benötigte Rohrlängen \A werden nach Lösung vom Bohrgestänge 1 ebenfalls vom Seil 19 abgenommen und dann, wie in F i g. 1 mit 18 bezeichnet, in den Behältern 17 am Rande der Plattform 11 untergebracht. Sobald sich im Turm 8 keine Rohrlänge \A mehr befindet, kann die nächste Rohrlänge 1 folgendermaßen herausgezogen werden: Tube lengths \ A that are no longer required are also removed from the cable 19 after being removed from the drill rod 1 and then, as in FIG. 1 denoted by 18, housed in the containers 17 on the edge of the platform 11. As soon as there is no more pipe length \ A in the tower 8, the next pipe length 1 can be pulled out as follows:

Die Rohrlänge 1 wird in die in der Figur dargestellten Position abgesenkt. Der Elevator 2 kann in beliebiger Weise ausgebildet sein, d. h. er kann beispielsweise aus einer Art Schlinge bestehen oder aus einer hydraulisch betätigten Rohrklemme oder auch aus irgendeiner jedem Fachmann bekannten Klemmvorrichtung. Der Elevator 2 wird dann geschlossen, so daß er das Bohrrohr 1 ergreift. Daraufhin wird der Motor 3 eingeschaltet, welcher über ein Hebegeschirr 5 den Elevator verstellt, wobei es über am unteren Teil des Bohrturmes 4 sitzende Seilrollen 6 eine Zugkraft ausübt. Dieser Motor 3 muß so stark sein, daß er das Rohr 1 hinausziehen kann, wodurch bei eingeschaltetem Motor das Rohr sich aus dem Bohrgrund herauszuheben beginnt. Das Hochhieven wird so lange fortgesetzt, bis der Elevator 2 sich der Halteklemme 7 nähert. Daraufhin wird der Ausziehmotor 3 abgeschaltet und nunmehr die Halteklemme 7 festgeklemmt, so daß sie das Rohr 1 ergreift. Daraufhin wird der Elevator 2 gelöst und bis nach unten abgesenkt, indem die Laufrichtung des Motors 3 umgeschaltet wird. Daraufhin wird der Elevator 2 erneut an das Rohr 1 angeschlossen und die Halteklemme 7 gelöst, woraufhin der soeben beschriebene Vorgang erneut abläuft. Der vollständige Arbeitsablauf wird so oft wiederholt, bis das Bohrgestänge mit seinem oberen Ende an der Seilrolle 9 angekommen ist. Während dieses Hochhievens oder Anhebens eines Bohrgestänges 1 dienen die Maschinen 10, das Seil 19 und die an der Spitze des Turmes 8 gelagerte Seilrolle 9 lediglich zum Führen und Manipulieren der Rohrlänge IA, da lediglich das Eigengewicht in dem Turm 8 angehoben zu werden braucht. Mit anderen Worten, die Maschine 10 wird nicht zum Herausziehen der Rohrlänge 1 aus dem Bohrgrund verwendet, und die über das Seil 19 übertragene Zugkraft ist wesentlich kleiner als die zum Herausreißen des im Bohrgrund festsitzenden Rohres, welche bei der erfindungsgemäßen Ausbildung über die Maschine 3, die Seilscheiben 6 und das Hebegeschirr 5 erzeugt wird.The pipe length 1 is lowered into the position shown in the figure. The elevator 2 can be designed in any way, ie it can consist, for example, of a type of loop or of a hydraulically operated pipe clamp or of any clamping device known to any person skilled in the art. The elevator 2 is then closed so that it grips the drill pipe 1. Then the motor 3 is switched on, which adjusts the elevator via a lifting gear 5, whereby it exerts a tensile force via rope pulleys 6 seated on the lower part of the derrick 4. This motor 3 must be so strong that it can pull out the pipe 1, so that when the motor is switched on, the pipe begins to lift out of the drill bed. The hoisting is continued until the elevator 2 approaches the holding clamp 7. The pull-out motor 3 is then switched off and the retaining clamp 7 is now clamped so that it grips the tube 1. The elevator 2 is then released and lowered down to the bottom by switching the direction of rotation of the motor 3. The elevator 2 is then reconnected to the pipe 1 and the retaining clip 7 is released, whereupon the process just described is repeated. The complete workflow is repeated until the upper end of the drill rod has reached the pulley 9. During this hoisting or lifting of a drill rod 1, the machines 10, the rope 19 and the rope pulley 9 mounted at the top of the tower 8 only serve to guide and manipulate the pipe length IA, since only the dead weight in the tower 8 needs to be lifted. In other words, the machine 10 is not used to pull the pipe length 1 out of the drill bed, and the tensile force transmitted via the cable 19 is significantly smaller than that for tearing out the pipe stuck in the drill bed, which in the embodiment according to the invention is via the machine 3, the pulleys 6 and the lifting gear 5 is generated.

Während der vorbeschriebenen Arbeitsgänge wird das Bohrgestänge 1 ständig durch den Antrieb 13 in Drehung versetzt, welcher die hierzu erforderliche Kraft über die Antriebswelle und das Getriebe 12 an das Bohrgestänge 1 überträgt.During the operations described above, the drill rod 1 is constantly driven by the drive 13 set in rotation, which the force required for this via the drive shaft and the gear 12 transmits to the drill pipe 1.

Aus der vorbeschriebenen Verwendung des erfindungsgemäßen Bohrturmes ergeben sich gewisse Vorteile:The above-described use of the derrick according to the invention results in certain Advantages:

Erstens sind, da die zum Ausziehen der Rohrlänge erforderliche Auszugskraft an einer unter dem Schwerpunkt des Bohrturmes liegenden Stelle am Rohr angreift, die beim Herausziehen entstehenden Momente Richtmomente, d. h. diese Momente erhöhen die Stabilität des schwimmenden Aggregates. Infolgedessen kann die gesamte Anlage wesentlich kleinere Abmessungen aufweisen als dies bisher üblich war und sie liegt wesentlich sicherer unter allen Betriebsbedingungen. Der Konstrukteur braucht daher keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen, um den Bohrturm stabiler zu machen, da er im Prinzip bereits stabil ist. Das Hauptaugenmerk bei der Konstruktion des erfindungsgemäßen Bohrturmes oder der Bohrinsel ist darauf zu richten, daß die Auftriebskraft der Bohrinsel größer ist als die Summe aus dem Eigengewicht der Anlage und der zum Herausziehen des Bohrgestänges erforderlichen Kraft.First, since the pull-out force required to pull out the length of pipe is at a below the The center of gravity of the derrick located on the pipe attacks, which arise when pulling out Moments, directional moments, d. H. these moments increase the stability of the floating unit. As a result, the entire system can have significantly smaller dimensions than before was common and it is much safer under all operating conditions. The designer needs therefore not to take any special precautionary measures to make the derrick more stable, since it is already stable in principle. The main focus in the construction of the invention The rig or the drilling platform is to be directed so that the lifting force of the drilling platform is greater than the sum of the dead weight of the system and the amount required to pull out the drill rod Force.

Zweitens ist durch die erfindungsgemäße Ausbildung, selbst wenn die Auszugskraft an einer etwas über dem Schwerpunkt des Bohrturmes liegenden Stelle ansetzt, was beispielsweise der Fall sein kann, wenn die Bohrarbeiten von gewissen Schiffen aus oder von in Niedrigwasser ankernden Bohrinseln aus durchgeführt werden, die Stabilität der gesamten Bohrinsel wesentlich größer als bei den bisher bekannten Ausführungen, da die Auszugskräfte nicht an der Spitze des Bohrturmes ansetzen, wie dies sonst üblich ist. Wenn die zum Ausziehen einer Rohrlänge erforderliche Kraft an einem nahe der Spitze des Bohrturmes liegenden Turmhaken angreift, ergeben sich sehr große Momente, und zwar insbesondere bei rauher See, welche unter Umständen die Bohrinsel zum Kentern bringen, es sei denn, daß die Plattform oder sonstigen schwimmenden Träger der Bohrtürme sehr große Abmessungen haben, um die erforderliche Stabilität zu erreichen.Second, the inventive training, even if the pull-out force on something place above the center of gravity of the derrick, which may be the case, for example, if the drilling work is carried out from certain ships or from oil rigs anchored in low tide carried out, the stability of the entire drilling rig is much greater than with the previously known Versions, since the pull-out forces do not start at the top of the derrick, like this is otherwise common. When the force required to pull out a length of pipe is close to the Attacking the top of the derrick lying tower hook, there are very large moments, in particular in rough seas, which may capsize the rig, unless that the platform or other floating support of the derrick have very large dimensions to to achieve the required stability.

Drittens sind ein erfindungsgemäßer Bohrturm oder eine Bohrinsel wesentlich leichter zu verankern, da ihre Abmessungen wesentlich kleiner sind als bei den bisher üblichen Bohrinseln. Infolge der kleineren Abmessungen ergeben sich wesentlich geringere Widerstände gegenüber Wind, Wellen, Strömungen und anderen Störkräften. Infolgedessen können schwächere Ankerseile oder schwächere Anker verwendet werden, bzw. bei Verwendung gleichartiger Verankerungselemente wie bei den bisher üblichen Bohrinseln läßt sich die erfindungsgemäße Bohrinsel wesentlich leichter an der gewünschten Stelle bei jeglichem Zustand der See verankern.Thirdly, a derrick or an oil rig according to the invention is much easier to anchor, because their dimensions are much smaller than those of the previously common drilling rigs. As a result of the smaller Dimensions result in much lower resistance to wind, waves, currents and other disruptive forces. As a result, weaker anchor ropes or weaker anchors can be used be, or when using similar anchoring elements as with the previously usual Drilling rigs can be the drilling rig according to the invention much easier at the desired location anchor in any condition of the sea.

Schließlich läßt sich bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der eigentliche Bohrturm wesentlich kleiner und leichter ausführen als dies bei den bisher üblichen Bohrtürmen der Fall ist. Dies resultiert daher, daß der eigentliche Turm lediglich die sich aus dem Gewicht der frei hängenden Bohrlänge im oberen Teil des Turmes ergebende Kraft aufzunehmen braucht. Es wird in diesem Zusammenhang nochmals darauf hingewiesen, daß der eigentlicheFinally, in the design according to the invention, the actual derrick can be essential run smaller and lighter than is the case with the drilling rigs customary up to now. This results hence the fact that the actual tower is simply the result of the weight of the freely suspended drilling length needs to absorb the resulting force in the upper part of the tower. It will be in this context again pointed out that the real

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Turm in keiner Weise der eigentlichen zum Heraus- beschriebenen Arbeitsgänge in umgekehrter Reihenreißen der Rohrlänge unter der Plattformhöhe erfor- folge ab. Der in F i g. 2 dargestellte und vorstehend derlichen Zugkraft zu widerstehen braucht. Da der beschriebene erfindungsgemäße Bohrturm hat gegeneigentliche Bohrturm leichter ist als bisher, ergibt über bisher üblichen Bohrtürmen einen bedeutenden sich, daß der Schwerpunkt der gesamten Bohrinsel 5 Vorteil. Da lediglich der untere Teil des Bohrturmes ebenfalls niedriger liegt. Dadurch wird zusätzlich die den zum Herausziehen des Rohres erforderlichen Stabilität der gesamten Anlage vergrößert. Zugkräften zu widerstehen braucht, braucht lediglichTower in no way the actual work steps described in reverse tearing the pipe length below the platform height. The in F i g. 2 shown and above needs to withstand the same pulling force. Since the derrick according to the invention described has counter-actual The derrick is lighter than before, results in a significant one over the previously usual derricks that the center of gravity of the entire oil rig 5 advantage. Since only the lower part of the derrick is also lower. This also provides the necessary for pulling out the pipe Increased stability of the entire system. Needs to withstand tensile forces only needs

Zusammenfassend ist daher festzustellen, daß das dieser Turmteil sehr kräftig und verhältnismäßig Bohrgerüst nach der Erfindung wesentliche Ein- schwer ausgebildet zu werden. Der obere Turmteil sparungen bei der Konstruktion von Bohrtürmen io braucht lediglich das Gewicht der abgekuppelten ermöglicht, da, während alle anderen Faktoren gleich Rohrlänge und der Antriebswelle zu tragen, so daß sind, die gesamte Anlage wesentlich kleiner und er leicht gebaut werden kann, wodurch wesentlich wesentlich leichter gebaut werden kann. Dies be- weniger Material, insbesondere für seine Versteifung, deutet, daß wesentlich weniger Baumaterial erforder- erforderlich ist und infolgedessen der Turm wesentlich ist und die Bauzeit wesentlich kurzer ist. Infolge 15 lieh schneller aufgebaut werden kann. Die Konstrukder kleineren Abmessung ist auch die zum Versetzen tion des erfindungsgemäßen Turmes und die zu einer erfindungsgemäßen Anlage von einer Einsatz- seinem Aufbau erforderlichen Kosten sind daher stelle zur anderen erforderliche Kraft wesentlich wesentlich geringer als bei den bisher bekannten kleiner. Schließlich sind die Verankerungsprobleme Konstruktionen.In summary, it can therefore be stated that this part of the tower is very strong and proportionate Drilling rig according to the invention is essential to be made difficult. The upper part of the tower savings in the construction of drilling rigs io only need the weight of the uncoupled allows because, while all other factors are equal to tube length and the drive shaft to wear, so that are, the entire system is much smaller and it can be easily built, making it significantly can be built much more easily. This requires less material, especially for its stiffening, indicates that much less building material is required and consequently the tower is essential and the construction time is much shorter. As a result, 15 borrowed can be set up faster. The constructors smaller dimension is also the offset tion of the tower according to the invention and the too a system according to the invention of an application its structure required costs are therefore put to the other required force much less than with the previously known smaller. After all, the anchoring problems are constructions.

infolge der relativ kleinen Abmessung des erfindungs- ao In F i g. 3 ist eine umlaufende Keilrohrklemme inas a result of the relatively small size of the invention. 3 is a circumferential wedge tube clamp in

gemäßen Bohrturmes wesentlich geringer, gelöster Position dargestellt. Diese Klemme besitztaccording to the derrick much lower, shown released position. This clamp has

Bei dem in Fig. 2 dargestellten für Bohrungen an mehrere keilförmige Elemente 30, welche rund um Land bestimmten erfindungsgemäßen Bohrturm trägt die festzuklemmende Rohrlänge 1 herum und mit eine im Bohrgrund 24 verankerte horizontale Platt- ihren oberen Enden an einem Ver- und Entriegeform 26 einen senkrecht aufragenden Turm. Dieser 25 lungsring 29 angeordnet sind. Zum Anheben wird in Turm besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, wobei Hydraulikzylindern 32 eine nach oben wirkende der untere Teil 8 A des Turmes relativ massiv, steif Druckkraft erzeugt. Mehrere derartige Zylinder sitzen und kräftig ausgebildet ist, während das obere Teil auf einer Plattform 34, wobei die Kolbenstangen 8 B des Turmes langgestreckt und schlank ausge- 32 A durch diese Plattform hindurchgehen und an bildet ist und wesentlich schwächer ist als der untere 30 mehreren Stellen am Außenrand eines Heberinges 33 Turmteil. In F i g. 2 ist das Bohrgestänge I gerade angeschlossen sind. Wenn in die Zylinder 32 ein entherausgezogen worden. Die keilartige Halteklemme sprechendes Druckmittel eingeleitet wird, wird der IA hat gerade das Bohrgestänge ergriffen und hält Hebering so weit angehoben, bis seine Tragfläche es fest. Der Elevator 2 zum Herausziehen des Rohres 33.4 an der Tragfläche 3XA des Druckringes anliegt, ist bereits gelöst worden und befindet sich in seiner 35 Sobald beide Ringe aneinander anliegen, wird der obersten Lage. Die Rohrlänge IA ist vom unteren eine mit dem anderen angehoben. Bei dieser AufBohrgestänge 1 losgeschraubt worden und hängt an wärtsbewegung beginnt der Druckring 31, die verder sie in Drehung versetzten Welle 27. Diese An- schiedenen Keilsegmente 30 zu ergreifen und drückt triebswelle besitzt im allgemeinen quadratischen sie gegen die Rohrlänge 1, so daß ihre Innenflächen Querschnitt und ist derart ausgebildet, daß sie durch 40 304 fest gegen den Mantel des Rohres 1 gepreßt das hydraulisch angetriebene, sich ständig drehende werden. Durch weitere Zufuhr des Druckmittels zu Getriebe 23 hindurchläuft, Dieses Getriebe wird den Zylindern 32 klemmen diese Keile das Rohrl über einen Hydraulikmotor und eine Welle 23 A in zwischen sich fest. Die hierbei auftretende Reibung Drehung versetzt, welches das hydraulische Drucköl reicht aus, um der zum Herausreißen des Rohres 1 von einer Pumpe 25 über eine Druckleitung 20 45 aus dem Bohrgrund mittels der Hydraulikzylinder 32 erhält. Der abgekuppelte Rohrabschnitt IA und die erforderlichen Kraft widerstehen zu können.
Antriebswelle 27 werden durch das Seil 19, welches Während des gesamten Auflaufes der vorgenannüber die an der Bohrturmspitze angeordnete Seil- ten Arbeitsgänge und auch während des Absenkens rolle 9 hinwegläuft, vertikal festgehalten. Die Maschine des Bohrgestänges kann das Bohrgestänge selbst in 10 wird zum Anheben oder Senken der Antriebs- 50 Drehung versetzt werden. Beispielsweise wird es, wie welle 27 und des Bohrgestänges IA verwendet. Nach bei der Ausbildung nach Fig. 1, über den Motor 13 dem Ankuppeln der Rohrlänge XA vom Bohrge- und die Antriebswelle mit dem zugeordneten Gestänge 1 wird die Rohrlänge XA von der Antriebs- triebe 12 in Drehung versetzt. Solange die vorbewelle27 abgezogen und beiseite gelegt. schriebene umlaufende Keilklemme nicht fest amIn the drilling tower according to the invention shown in FIG. 2 for drilling several wedge-shaped elements 30, which are intended around land, the pipe length 1 to be clamped carries around and with a horizontal plate anchored in the drilling base 24 its upper ends on a locking and unlocking mold 26 a vertical soaring tower. This 25 lung ring 29 are arranged. For lifting purposes, the tower consists essentially of two parts, with hydraulic cylinders 32 generating an upwardly acting force of the lower part 8A of the tower, which is relatively massive and rigid. Several such cylinders are seated and strongly formed, while the upper part is on a platform 34, the piston rods 8 B of the tower elongated and slender 32 A pass through this platform and forms and is considerably weaker than the lower 30 in several places on the outer edge of a lifting ring 33 tower part. In Fig. 2 is the drill pipe I have just connected. When the cylinder 32 has been pulled out. The wedge-like holding clamp speaking pressure medium is initiated, the IA has just gripped the drill pipe and holds the lifting ring raised until its wing holds it firmly. The elevator 2 for pulling out the pipe 33.4 rests on the support surface 3XA of the pressure ring, has already been released and is in its 35. As soon as both rings are in contact with one another, the topmost position becomes. The pipe length IA is raised from the lower one with the other. With this AufBohrgestänge 1 unscrewed and hangs on downward movement begins the pressure ring 31, the verder it is set in rotation shaft 27. This various wedge segments 30 and presses the drive shaft has generally square them against the pipe length 1, so that their inner surfaces cross-section and is designed such that they are pressed firmly against the jacket of the pipe 1 by 40 304 which is hydraulically driven, continuously rotating. By further supplying the pressure medium to gear 23, this gear is the cylinders 32, these wedges clamp the Rohrl via a hydraulic motor and a shaft 23 A in between them. The friction that occurs in this case displaces rotation, which the hydraulic pressure oil is sufficient to receive from a pump 25 via a pressure line 20 45 from the drilling bed by means of the hydraulic cylinder 32 to tear the pipe 1 out. To be able to withstand the uncoupled pipe section IA and the required force.
Drive shafts 27 are held vertically by the rope 19, which runs over the entire run-up of the above-mentioned operations over the ropes arranged at the top of the rig and also during the lowering roller 9. The machine of the drill pipe, the drill pipe itself in 10 will be displaced for raising or lowering the drive 50 rotation. For example, it is used, such as shaft 27 and the drill string IA . After, in the embodiment according to FIG. 1, the coupling of the pipe length XA from the drilling unit and the drive shaft with the associated rod 1 via the motor 13, the pipe length XA is set in rotation by the drive unit 12. As long as the vorbewelle27 peeled off and put aside. written circumferential wedge clamp not firmly on

Um das Bohrgestänge weiter herauszuziehen, wird 55 Rohr anliegt, dreht sich keines ihrer Teile. SobaldTo pull the drill pipe further out, the pipe is attached and none of its parts rotates. As soon

der Elevator 2 so weit wie möglich nach unten ge- sich jedoch die Keile festklemmen, beginnen sie, denthe elevator 2 as far down as possible, however, if the wedges clamp, they begin to move

bracht. Der Elevator wird dann derart betätigt, daß Druckring in Drehung zu versetzen, welcher ambrings. The elevator is then operated in such a way that the pressure ring is set in rotation, which is on

sie das Bohrgestänge 1 festklemmt. Alsdann wird die Hebering anliegt, so daß die Flächen 31A und 33 A it clamps the drill pipe 1. Then, the lifting ring is applied, so that the surfaces 31A and 33 A

Antriebswelle 27 abgesenkt und mit dem Bohrge- aufeinanderliegen.Drive shaft 27 lowered and lie on top of one another with the drill holes.

stange verbunden. Sodann wird das Getriebe 23 ein- 60 Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführung derrod connected. The transmission 23 is then switched on. 3 illustrated embodiment of the

geschaltet, die Keilklemme IA gelöst und der Motor 3 Erfindung ist die gesamte umlaufende Keilklemmeswitched, the wedge clamp IA released and the motor 3 invention is the entire circumferential wedge clamp

eingeschaltet. Dieser betätigt über die Seile 5 den in einem Gehäuse 38 angeordnet. Dieses Gehäuse 38switched on. This is actuated via the cables 5 which are arranged in a housing 38. This housing 38

Flanschenzug 22 und zieht dadurch den Elevator 2 ist an der Plattform 34 befestigt und ragt nach untenFlange pull 22 and thereby pulls the elevator 2 is attached to the platform 34 and protrudes downwards

und das mit ihr verbundene Bohrgestänge 1 nach bis zum Bohrloch hinab. In diesem Gehäuse istand the drill pipe 1 connected to it down to the borehole. In this case is

oben. Sobald die in Fig. 2 dargestellte Position 65 zentral das Bohrgestänge 1 und die Greifeinrichtungabove. As soon as the position 65 shown in FIG. 2 is centered, the drill rod 1 and the gripping device

erreicht ist, wird der vorbeschriebene Arbeitsablauf angeordnet. Die Bohrkrone am untersten Ende desis reached, the workflow described above is arranged. The drill bit at the bottom of the

wiederholt, und zwar so lange, bis das gesamte Rohr Bohrgestänges 1 wird unter Druck eine Bohrspülungrepeatedly, until the entire pipe drill string 1 is pressurized a drilling fluid

herausgezogen ist. Zum Absenken laufen die vor- 39 zugeführt. Diese Bohrspülung 28 wird dann unteris pulled out. For lowering, the 39 fed in front run. This drilling fluid 28 is then under

Claims

7 87 8

Pressure is applied through the housing 38 upwards until illustrated embodiment of the invention works fol-

it exits through line 28 '. The drilling fluid as follows:

The drill pipe 1 is set in rotation and

forwarded. While the drilling fluid should be increased in the following description gear serves as a lubricant, it flows around it when it rises. The drill rod 1 is thereby attached

rise the entire gripping or clamping device, lifted that corresponding compressed air for the line 46

whereby the friction due to the mutual in the interior 42 ^ 4 of the bell 42 is pressed.

Rotation between the surfaces 31Λ and 33.4 due to the penetration of the air, the water

is discontinued. To hold the lifting ring 33, displaced from the bell 42, the water level 15.4 d. H. at a rotation as a result of which the pressure drops and a buoyancy force arises. The lower one

ring 31 to prevent the torque exerted, the clamp 2 L has meanwhile been on the drilling

various piston rods 32, 4 so rigidly rod 1 by introducing a pressure medium into the

forms that it secures the hydraulic cylinder 36 L exerted by the rotational forces via the line 47

Can withstand tension. As an alternative to stuck. The clamping process runs as in

Prevention of rotation of the lifting ring 33 is shown in FIG. 15. 3 described, from. To turn the bell

To prevent a vertical guide 40 on the wall of the device 42, this is done by guide arms 43

Housing 38 is provided on which the guide ring is guided on guide rails 44.

33 in a slot 41 along its circumference- The upper clamp 2 U is during lifting

can slide. As a result, the whole can naturally come loose, so that the tube 1 can pass through unhindered

Clamping or gripping device unhindered with fixed ao they can slide through.

clamped wedges and rotating drill rods. Lifting is continued until the

Without turning the lifting ring 33 up and down, the bell 42 appears or appears on the water surface.

move. until its lower edge is above the water level 15.

In order to release the circumferential wedge clamp 30, there is no more buoyancy at this point,

the drill pipe 1 stopped. The lower wedges 7 25 so that the bell is no longer the drill pipe 1

after the training of Fig. 1 or IA can lift. Then terminal 2 U is

Fig. 2 are driven to actuate the drill pipe by the cylinders 36 U a pressure medium

to hold on. Then it is fed through the opening 36 in order to hold the drill pipe in place.

Hydraulic cylinder 35 introduced a pressure medium and the wedges of the clamp 2 U then begin to work with

thereby rotating the lifting ring 33 downwards against the pipe together hold the pipe

Pressure ring 31 pressed, whereby the wedges 30 free but fixed in its vertical position when to

come. next lifting the lower clamp 2 L loosened

Instead of the simple wedges 7 or IA, it becomes fixed. As soon as this clamp 2 L is released, the

holding the tube while releasing the gripping bell 42 can be lowered again by simply

or to use a clamping device, the air can be deflated. Since they are draining the

alternatively, an additional circulating wedge air loses most of its buoyancy,

insert the clamp. By using two of the- it sinks under its own weight and increases

like clamps, the drill rod can constantly be pushed down into clamp 2 L until both of them

Rotation remain while it is clamped, have reached stop ring 45,

is raised, released or lowered. 40 As soon as the bell is back to its lowest position

The main advantage of the in Fig. 3, terminal 2 L is tightened again.

proper clamp is that the clamps and the upper clamp 2 U released , whereupon

Drill rod itself is again introduced into the bell while pulling out air and the

can turn. In today's common practice, the process described above runs again. this will

this combined effect can be repeated with a single one until the entire drill pipe

umpteen, pulled out between the ends of a rotating one.

Do not perform the clamp arranged in the pipe. By using the above-described combination

Another embodiment of the invention is nation of a lifting bell with the circumferential wedge F i g. 4 shown. A floating clamp is used, the drill pipe can be lowered, or the chamber can be used to pull the 50 out while it is rotating. Up to now, this has not allowed the drill rods required from the borehole to be carried out in drilling rigs which achieve vertical drafts. Like F i g. 2 shows, for lifting while drilling, lifting bells are used in conjunction with one or two of these air chambers. Another advantage arises from the fact that circumferential wedge clamps are used. When using the buoyancy force can be adjusted exactly to the requirements of only a single clamp 2 L for lifting 55 the drilling process, so that the holding clamp 2 U can be designed in any conventional shape to carry out the drilling with optimal drilling force. When using two can be wedge-like clamps, ie one clamp 2 L and

Another 2 t /, as shown in Fig. 4, the drilling process, namely either the 60 ^F actual drilling or pulling out the drill pipe, can be carried out continuously, while the 1st device for pulling and releasing the drill pipe 1 rotates continuously if required- drill rods borrowed from drilling rigs or drilling rigs. By using a suitable control with at least one rope pulley, a drilling rope, the entire drilling or pull-out 65, a tower hook, an elevator and a process can be carried out automatically. Such control drive for operating these devices, as ments are well known and should therefore be characterized here by that the elevator are not specifically described. The in F i g. 4 (2) separated from the other devices in

The lower part (8 Ä) of the derrick (8) or the drilling platform is arranged, provided with its own drive (3, 32, 42) and can be operated independently.

2. Device according to claim 1, characterized in that the elevator (2) for the drill pipe is arranged in drilling rigs in such a way that it is movable to pull the drill pipe out of the drill bed only in an area below or in the immediate vicinity of the center of gravity of the swimming platform .

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a drive (13) for rotating the drill rod (1) engaged by the elevator (2) is provided in a manner known per se.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the drive for raising and lowering the elevator (2) consists of a motor (3) coupled to this.

5. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the drive for raising and lowering the elevator consists of a submerged bell (42) via which a buoyancy can be achieved for lifting by means of compressed air.

6. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the drive for raising and lowering the elevator (2) consists of a hydraulic cylinder (32) coupled to it.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the elevator is designed as a rotatable pipe clamp (2L).

8. Device according to claim 7, characterized in that

indicates that a fixed pipe clamp (7, 7 A) is also provided for gripping and holding the drill pipe.

9. Device according to claim 7, characterized in that a second movable pipe clamp (2 U) is provided for gripping and holding the drill rod.

10. Device according to claim 7, characterized in that the movable pipe clamp consists of several wedge-shaped segments (30) surrounding the drill rod to be clamped (1) and these are surrounded by a pressure ring (31) having a curved surface, over which the segments are lifted vertically of the ring can be pressed against the tube, and that a lifting ring (33) engaging the pressure ring is also provided for lifting the pressure ring which can be rotated relative to it.

11. Device according to claim 10, characterized in that the movable pipe clamp is arranged in a housing (38), the upper end of which is attached to the derrick and the lower end extends down to the borehole, and that means is provided through which the Drilling fluid (39, 28) can be pressed through the housing into contact with the pipe clamp.

12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that the movable Pipe clamp a locking and unlocking ring carrying the upper ends of the segments (30) (29) and between this and the lifting ring (33) organs (35) are arranged over which by raising or lowering the segments, the latter can be pressed against the drill rod or are detachable from this.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings