DE1533589B1 - Elevator fuer Tiefbohrgestaenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elevator für Tiefbohrgestänge, der mit einem geschlitzten Rollenblock gekoppelt ist und zwei um einen vertikalen Gelenkzapfen gegeneinander verschwenkbare zangenartige Greifbacken aufweist. Diese Greifbacken sind aus einer Schließstellung, in der sie ein Rohr einer an den Verbindungsstellen der Rohre mit äußeren Aufweitungen versehenen Rohrtour mit dichter Anlage umfassen und eine vertikale Bewegung des Elevators an den Aufweitungen der Rohrtour vorbei verhindern, in eine Offenstellung oder umgekehrt verschwenkbar sind, in der sie die Rohrtour freigeben und der Elevator über die Aufweitungen der Rohrtour hinwegbewegbar ist.

"Unter »geschlitzter Rollenblock« ist ein Block mit einem längsverlaufenden Schlitz zu verstehen, durch den die Rohrtour hindurchgehen kann, wenn der Block gleichachsig zur Bohrung in dem Kran des Bohrgerätes aufwärts oder abwärts bewegt wird. Bei Anwendung eines solchen geschlitzten Rollenblocks zusammen mit einer Übergabe-Hubvorrichtung zum Ablegen von Rohren auf ein Rohrmagazm und zum Abnehmen von Rohren von diesem kann ein erheblicher Teil der Zeit, die sonst durch das Warten auf die Bewegung der leeren Hubvorrichtung von der einen in die andere Stellung in dem Kran verlorengeht, eingespart werden. Hierbei gibt es jedoch kurze Zeitspannen, in denen ein aus mehreren Rohren bestehender Rohrschuß beim Zufügen zu einer in dem Bohrloch befindlichen Rohrtour oder beim Wegnehmen von dieser weder von den an dem Rollenblock hängenden Elevator noch von der Übergabe-Hubvorrichtung getragen wird. Während dieser Zeit kann ein solcher Rohrschuß seitlich aus dem Schlitz des Rollenblockes heraustreten, wenn er hieran nicht durch das Bedienungspersonal gehindert wird. Um dies zu vermeiden, sind Elevatoren bekannt, die bei ihrer Auf- oder Abwärtsbewegung gegenüber dem freihängenden Rohrschuß diesen ganz umschließen und deren Gewicht bzw. Masse einer seitlichen Bewegung des Rohrschusses entgegenwirkt. Auf diese Weise wird einem solchen Rohrschuß bei seiner Verbindung mit der Rohrtour oder beim Wegnehmen von dieser durch den Elevator eine gewisse Seitenstabilität verliehen, wenn der Elevator mit dem Rollenblock vertikal an dem Rohrschuß entlang bewegt wird. Gegenüber solchen Elevatoren, die den Rohrschuß auch bei ihrer Freigabestellung ganz umschließen, sind jedoch die bekannten Elevatoren der eingangs genannten Art mit um eine vertikale Achse gegeneinander schwenkbaren Greifbacken, die bei ihrer Freigabestellung zwischen den freien Enden ihrer Greifbacken eine seitliche Öffnung aufweisen, nicht in der Lage auch in ihrer Freigabe- bzw. Offenstellung den Rohrschuß seitlich zu halten und ihm in dieser Hinsicht eine stabile Lage zu übermitteln.

Durch die Erfindung soll demgegenüber ein Elevator dieser Art, der mit einem geschlitzten Rollenblock gekoppelt ist, derart ausgebildet werden, daß er einen aus mehreren Rohren bestehenden Rohrschuß, wenn dieser mit der Rohrtour verbunden oder von dieser abgenommen wird und der Elevator in seiner Freigabe- bzw. Offenstellung an dem Rohrschuß entlang bewegt wird, in seitlicher Richtung in stabiler Lage hält, ohne daß seine freie Bewegbarkeit an den z. B. durch Verbindungsmuffen gebildeten Aufweitungen des Rohrstranges vorbei beeinträchtigt wird. Diese vorteilhafte Wirkung soll auch bei bereits in Betrieb befindlichen Elevatoren der genannten Art durch einfachen Umbau ermöglicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einem seitlich öffnenden Elevator der angegebenen Art darin, daß an dem Gelenkzapfen eine mit einer zentralen Durchgangsöffnung für die Rohrtour versehene Führungsvorrichtung angeordnet ist, daß die Durchgangsöffnung, die einen größeren Durchmesser als die Rohrtour aufweist, kleiner ist, als die in ίο Offenstellung zwischen den Greifbacken bestehende Öffnung, und die Führungsvorrichtung an der dem Gelenkzapfen gegenüberliegenden Seite mit einem seitlichen Schlitz versehen ist, der durch eine um eine horizontale Achse frei drehbare Leitrolle überbrückt ist.

Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Elevator ist auch bei geöffnetem Elevator, wenn zwischen den freien Enden der Greifbacken eine seitliche Öffnung besteht, eine seitliche Relativbewegung zwischen Rohrtour und Elevator verhindert bzw. begrenzt, da die Führungsvorrichtung die Rohrtour auch bei geöffnetem Elevator ständig und ganz umgibt. λ Nachstehend ist die Erfindung an Hand der in der " Zeichnung als Beispiele dargestellten Ausführungsformen beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Elevators nach der Erfindung mit geschlossenen Greifbacken,

F i g. 2 eine Seitenansicht, zu F i g. 1, F i g. 3 den Elevator nach F i g. 1 und 2 mit geöffneten Greifbacken in Draufsicht,

F i g. 4 eine Seitenansicht zu F i g. 3 von der Linie 4-4 der F i g. 3 aus gesehen,

F i g. 5 eine Teil-Vorderansicht eines den F i g. 1 bis 4 entsprechenden Elevators mit einer Abänderung für mit winklig abgesetzten Flanschen versehene Rohre,

F i g. 6 den Elevator nach F i g. 5 mit geöffneten Greifbacken in Draufsicht,

F i g. 7 die Draufsicht eines den F i g. 1 bis 4 entsprechenden Elevators mit einer weiteren Abänderung für mit winklig abgesetzten Flanschen versehene Rohre, und -

F i g. 8 eine Teil-Seitenansicht des Elevators nach ( Fig. 7.

Der in der Zeichnung dargestellte Elevator weist, wie an sich bekannt, zwei um einen vertikalen Gelenkzapfen 14 gegeneinander verschwenkbare Greifbacken 10 und 11 auf, die aus einer Schließstellung in eine Offenstellung und umgekehrt bewegbar sind. Die Greifbacken 10, 11 sind auf ihrer Innenseite mit der Umfangsform der zu erfassenden Rohre einer Rohrtour entsprechenden Anlageflächen 12, 13 versehen, die sich in der Schließstellung des Elevators an den Umfang des mit gestrichelten Linien angedeuteten Rohres anlegen und dieses zwischen sich aufnehmen. In F i g. 1 und 2 ist der Elevator in der Schließstellung und in F i g. 3 und 4 in der Offenstellung dargestellt. In der Schließstellung sind die Greifbacken 10, 11 durch eine Verriegelungsvorrichtung 15 bekannter Art verriegelt.

Der Elevator ist, wie bekannt, zum Erfassen und Halten einer Rohrtour bestimmt, deren Rohre an den Verbindungsstellen mit z. B. durch die Verbindungsmuffen gebildeten konischen Aufweitungen versehen sind, die sich auf den Außendurchmesser des Rohres zu mit einem Winkel von etwa 18° verjüngen. Die inneren Anlageflächen 12,13 der Greifbacken 11, 12

sind hierzu in ihrem oberen Teil mit entsprechenden konischen Abschrägungen 16 und 17 versehen, die sich beim Schließen des Elevators von unten her an die Verbindungsmuffe anlegen. Die Greifbacken 11, 12 verhindern in der Schließstellung eine vertikale Bewegung des Elevators an den Verbindungsmuffen der Rohrtour vorbei und geben in der Offenstellung die Rohrtour frei, so daß der Elevator über die Verbindungsmuffen hinweg heb- und senkbar ist. Der Elevator ist mit dem nicht dargestellten geschlitzten Rollenblock in üblicher Weise durch ebenfalls nicht gezeigte Hubketten verbunden, für deren Befestigung Bügel 18 und 19 an den Greifbacken 10, 11 angebracht sind.

Zum Herausheben von Rohren aus dem Bohrloch wird der Elevator in bekannter Weise unmittelbar unter der Verbindungsmuffe der obersten Rohrverbindung entsprechend F i g. 1 angelegt und dann geschlossen. Die Rohrtour wird dann mittels des Elevators so weit angehoben, daß eine aus zwei oder drei Rohren bestehende Rohrlänge in den nicht gezeigten

»Kran hochgezogen wird. Das Gewicht der Rohrtour wird sodann auf den Drehtisch des Bohrgerätes abgesetzt, worauf die Verriegelung des das oberste Rohr umfassenden Elevators gelöst und die Greifbacken 10, 11 in ihre Offenstellung nach F i g. 3 und 4 verschwenkt werden. Der geschlitzte Rollenblock kann dann zusammen mit dem Elevator herabgelassen werden, um den Elevator an das oberste Rohr der dann folgenden Rohrlänge anzulegen. Bei dieser Abwärtsbewegung stabilisieren der Rollenblock und der Elevator durch ihr Beharrungsvermögen die im Kran befindliche Rohrlänge, während diese von der Rohrtour abgenommen und zum Ablegen auf dem Rohrgestell mit der Hubvorrichtung verbunden wird. Diese Vorgänge erfolgen in der umgekehrten Reihenfolge, wenn die Rohrlängen wieder in das Bohrloch eingebracht werden.

Die bekannten Elevatoren dieser Art kippen in geöffnetem Zustand mit ihrer Vorderseite nach unten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Elevator in geschlossenem Zustand, wie er in F i g. 1 und 2 ge~ . zeigt ist, zur genauen Anlage seiner die Rohrtour be- f rührenden Anlageflächen an die jeweilige Verbindungsmuffe die Horizontallage einnehmen muß und durch die Bügel 18, 19 Drehpunkte gebildet werden, die beim Öffnen des Elevators gegenüber dem Schwerpunkt derselben nach hinten wandern und um die der Elevator dann mit seiner Vorderseite nach unten kippt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Elevator derart ausgebildet, daß er auch in geöffnetem Zustand, wie er in F i g. 3 und 4 gezeigt ist, in der Horizontallage an den Hubketten hängt. Das bedeutet jedoch, daß der Elevator in geschlossenem Zustand zum Kippen nach hinten neigt. Um dies zu verhindern, kann zwischen dem Handgriff 9 des Elevators und dem Rollenblock ein nicht gezeigtes Verbindungsglied beliebiger Art angeordnet sein, das den Elevator auch in der Schließstellung in der Horizontallage hält.

Gemäß der Erfindung ist der Elevator mit einer Führungsvorrichtung 20 versehen, die eine seitliche Relativbewegung zwischen der Rohrtour und dem in Offenstellung befindlichen Elevator verhindert und die Rohrtour infolge des Beharrungsvermögens des Elevators beim Absenken oder Heben desselben in seitlicher Richtung stabil hält. Die Führungsvorrichtung 20 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 21 auf und besteht vorzugsweise aus einer mit der Durchgangsöffnung versehenen Führungsplatte. Der Durchmesser der Durchlaßöffnung 21 ist einerseits größer als der Durchmesser der Rohrtour an den Verbindungsmuffen, andererseits aber kleiner als die zwischen den Anlageflächen 12, 13 der Greifbacken 10, 11 bestehende Öffnung, wenn die Greifbacken geöffnet sind. Die Führungsvorrichtung 20 ist unmittelbar unter den Greifbacken 10, 11 an dem Gelenkzapfen 14 des Elevators angebracht. Die Durchgangsöffnung

21 kann dabei am oberen und unteren Rand mit abgeschrägten Führungskanten versehen sein, die den Eintritt der Verbindungsmuffen in die Durchgangsöffnung sowie deren Austreten erleichtern.

Im allgemeinen wird bei der Bewegung des Elevators durch den Rollenblock zur Stabilisierung der Rohrtour von ihrem Kopf aus die Hubvorrichtung durch die Bedienungsperson des Krans befestigt oder weggenommen oder die Rohrtour einfach festgehalten. Hierbei besteht aber die Möglichkeit, daß die Bedienungsperson die Rohrtour auf sich zu bewegt und sie in dem Elevator nach vorn zieht. Da hierdurch die Vorderseite der Führungsöffnung 21 meistens in Berührung mit der Rohrtour kommen würde, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Führungsvorrichtung 20 an der dem Gelenkzapfen 14 gegenüberliegenden Seite mit einem seitlichen Schlitz

22 versehen, der vorn durch eine Leitrolle 23 überbrückt ist. Die Leitrolle ist auf einer horizontalen Achse 24 frei drehbar und läuft beim Heben oder Absenken des Elevators gegenüber der Rohrtour, wenn auf der Rohrwandung, wodurch die Reibung zwischen dem Elevator und der Rohrtour verringert wird. Die Rollenachse 24 ist an der Platte der Führungsvorrichtung 20 mittels Bolzen 31 und 32 befestigt.

Damit die Führungsvorrichtung bei der Bewegung des Elevators an der Rohrtour entlang nicht an den Verbindungsmuffen hängenbleibt, ist eine Zentriervorrichtung angeordnet, welche die Durchgangsöffnung 41 in einer Mittellage hält. Hierzu sind bei der dargestellten Ausführungsform an den Enden der Achse 24 der Leitrolle 23 gekrümmte seitliche Arme 25 und 26 fest angebracht, die die Führungsvorrichtung 20 in einer entsprechenden Lage halten und deren Krümmungsmittelpunkt auf der Längsachse des Gelenkzapfens 14 liegt. Auf den Armen 25 und 26 sind L-förmige Führungsglieder 27 und 28 verschiebbar angeordnet, deren einer Schenkel jeweils mit einer zur Durchführung des betreffenden Armes dienenden Öffnung versehen ist und deren anderer Arm jeweils an einem der Greifbacken 10, 11 befestigt ist. Wenn die Greifbacken aus ihrer Offenstellung in die Schließstellung oder umgekehrt verschwenkt werden, so werden die Führungsglieder 27 und 28 auf den Armen 25, 26 entlang verschoben. Diese Verschiebebewegung wird beim Schließen der Greifbacken durch die Bolzen 31 und 32 beim Öffnen der Greifbacken an den äußeren Enden der Arme 25, 26 durch Anschläge 29 und 30 begrenzt. Bei geöffneten Greifbacken 10,11 wird daher durch das Anlegen der Führungsglieder 27, 28 an die äußeren Anschläge 29, 30 die Führungsvorrichtung 20 mit der Leitrolle 23 innerhalb der Öffnung des Elevators zentriert gehalten, so daß die Rohrtour durch die Durchgangsöffnung 21 der Führungsvorrichtung 20 hindurchbewegt werden kann, ohne an den sie umgreifenden Gliedern hängenzubleiben. Wenn die Greifbacken 10, 11 geschlossen

sind, so sind die Führungsglieder 27,28 mit den Bolzen 31 und 32 in Berührung, wodurch die Durchgangsöffnung 21 ebenfalls zentriert, d. h. mit ihrem Mittelpunkt auf der vertikalen Längsachse des Elevators gehalten wird.

Die Führungsvorrichtung 20 kann statt unterhalb der Greifbacken des Elevators auch unmittelbar über den Greifbacken angeordnet sein und verhindert bei jeder solchen Anordnung, daß der Elevator beim Absenken oder Anheben gegenüber der Rohrtour an den Verbindungsmuffen derselben hängenbleibt, wenn diese gemäß F i g. 1 oder 4 konisch gestaltet sind und auch die Greifbacken mit entsprechend gestalteten Anlageflächen versehen sind. Damit ein solches Hängenbleiben auch vermieden wird, wenn die Rohre der Rohrtour durch rechtwinklig abgesetzte Flansche miteinander verbunden sind und die Greifbacken des Elevators mit Anlageflächen versehen sind, die eine den Flanschen der Rohre entsprechende Gestaltung aufweisen, kann gemäß Fig.5 und 6 eine zusätzliche Führung, z. B. in Form einer Rohrführungshülse 40 vorgesehen sein, die um den Gelenkzapfen 14 drehbar ist und an dem der Führungsvorrichtung 20 gegenüberliegenden oberen bzw. unteren Rand der Greifbacken 10, 11 angeordnet ist. Der Hohlraum 41 der Führungshülse 40 erweitert sich zur Einführung der Rohrtour in die Hülse von deren Mitte aus nach oben und nach unten und ist an der dem Gelenkzapfen 14 gegenüberliegenden Seite ebenfalls mit einer Schlitzöffnung 42 versehen, damit sich die Rohrtour in dem Elevator nach vorn bewegen und an die Leitrolle 23 anlegen kann.

Die Führungshülse 40 wird sowohl in der Offenstellung als auch in der Schließstellung des Elevators ■ ebenfalls in der Mitte der zwischen den Greifbacken bestehenden Elevatoröffnung gehalten. Hierzu sind bei der Ausführungsform nach F i g. 5 und 6 am oberen Rand der Greifbacken 10, 11 Führungsplatten 43 und 44 angebracht, die sich mit den Greifbacken bewegen. Außerdem sind an einander gegenüberliegenden Seiten der Führungshülse 40 Führungsstifte 45 und 46 befestigt, die an ihren unteren Enden mit Führungsköpfen 45 b und 46 b versehen sind und mit diesem in im Querschnitt T-förmige Führungsschlitze 47 und 48 der Führungsplatten 43, 44 eingreifen. Diese Führungsschlitze verlaufen auf einem Kreisbogen mit der Längsachse des Gelenkzapfens 14 als Kreismittelpunkt. Wenn daher die Greifbacken 10,11 geöffnet oder geschlossen werden, gleiten die Köpfe der Führungsstifte 45, 46 in den Führungsschlitzen 47, 48, deren Länge so bemessen ist, daß die Führungsköpfe 45 b, 46 b bei geschlossenem Elevator sich an den äußeren Enden der Führungsschlitze und bei geöffnetem Elevator an den inneren Enden der Führungsschlitze befinden. Hierdurch wird der Innenraum 41 der Führungshülse 40 sowohl bei geöffnetem Elevator als auch bei geschlossenem Elevator in der richtigen Mittellage zu der zwischen den Greifbacken befindlichen Öffnung gehalten.

In F i g. 7 und 8 ist eine andere Ausführungsform einer Rohrführung zur Anwendung bei Rohrtouren dargestellt, deren Rohre durch rechtwinklig abgesetzte Flansche miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist anstelle einer Führungshülse am oberen Rand des Elevators eine Gruppe aus mehreren Führungsrollen 50 auf einem Ring 51 gelagert, der mittels einer Lageröse 52 an dem Gelenkzapfen angeordnet ist. Der Ring 51 ist nicht ganz geschlossen, damit sich die Rohrtour bei geöffnetem Elevator in diesem nach vorn bewegen und an die Leitrolle 23 anlegen kann. Zur zentrierten Halterung des Ringes 51 mit den Führungsrollen 50 kann die gleiche Anordnung getroffen sein wie bei der Führungshülse 40 der F i g. 5 und 6. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Lageröse 52 gegen eine Drehung gegenüber dem Gelenkzapfen 14 durch einen Keil 53 gesichert. Wenn die untere Führungsvorrichtung 20 ebenfalls durch einen Keil od. dgl. an einer Drehung um den Gelenkzapfen gehindert wird, so können die obere Rohrführung und die untere Führungsvorrichtung 20 allein durch die Arme 25, 26 und die zugehörigen Teile in der richtigen Mittellage zu der Öffnung des Elevators gehalten werden.

Die Ausführungsformen nach den F i g. 5 bis 8 sind, obwohl sie in erster Linie für Rohrtouren mit rechtwinklig abgesetzten Flanschverbindungen bestimmt sind, nicht darauf beschränkt, sondern können auch bei Rohrtouren aus Muffenrohren verwendet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elevator für Tiefbohrgestänge, der mit einem geschlitzten Rollenblock gekoppelt ist und zwei um einen vertikalen Gelenkzapfen zangenartig gegeneinander verschwenkbare Greifbacken aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gelenkzapfen (14) eine mit einer zentralen Durchgangsöffnung (21, 41, 52^4) für die Rohrtour versehene Führungsvorrichtung (20, 40, 50) angeordnet ist, daß die Durchgangsöffnung (21, 41, 52^4), die einen größeren Durchmesser als die Rohrtour aufweist, kleiner ist als die in Offenstellung zwischen den Greifbacken (10, 11) bestehende Öffnung und die Führungsvorrichtung (20, 40, 50) an der den Gelenkzapfen gegenüberliegenden Seite mit einem seitlichen Schlitz (22, 42, 52 B) versehen ist, der durch eine um eine horizontale Achse frei drehbare Leitrolle (23) überbrückt wird.

2. Elevator nach Anspruch 1, gekennzeichnet \ durch eine Zentriervorrichtung (25 bis 32; 43 bis

48) zum Zentrieren der Durchgangsöffnung (21, 41, 52,4) der Führungsvorrichtung (20, 40, 50) in einer Mittellage, die im wesentlichen auf der Winkelhalbierenden des zwischen den Greifbacken (10,11) bei ganz geöffnetem Elevator gebildeten Winkels liegt.

3. Elevator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung mit zwei seitlich an der Führungsvorrichtung (20) angeordneten, in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Führungsarmen (25, 26) versehen ist, die jeweils eine kreisförmige Krümmung mit einem in der Längsachse des Gelenkzapfens (14) des Elevators liegenden Krümmungsmittelpunkt aufweisen und auf denen zwei, jeweils an einem der Greifbacken (10, 11) befestigte Führungsglieder (27, 28) zwischen Anschlägen (29, 30, 31, 32) bewegbar sind, die jeweils an den der ganz geschlossenen oder ganz geöffneten Stellung der Greifbacken entsprechenden Stellen an den Führungsarmen angeordnet sind.

4. Elevator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung (43

bis 48) mit zwei seitlichen, jeweils an einem der Greifbacken (10, 11) angeordneten Führungsschlitzen (47, 48) versehen ist, die jeweils eine kreisförmige Krümmung mit einem in der Längsachse des Gelenkzapfens (14) des Elevators liegenden Krümmungsmittelpunkt aufweisen und in denen jeweils das freie Ende (45 b, 46 b) von zwei mit ihren anderen Enden an der Führungsvorrichtung (40) befestigten Führungsstiften (45,46) geführt ist, wobei die Führangsschlitze eine solche Länge haben, daß die geführten Enden (45 b, 46 b) der Führungsstifte sich an die Enden der Führungsschlitze anlegen, wenn die Greifbacken

ihre volle Offenstellung oder ihre volle Schließstellung einnehmen.

5. Elevator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (41) der Führungsvorrichtung (40) durch eine Hülse gebildet ist, deren Hohlraum sich von einer etwa auf halber Höhe der Hülse angeordneten kleinsten Durchlaßweite aus nach oben und unten konisch erweitert.

6. Elevator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung (50) mehrere die Rohrtour umgebende Führungsrollen (50) aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 009514/41