DE1813675C3 - Keilelevater - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Keilelevator für Bohrgestänge od. dgl. mit einer Abfangkeilschale, die eine sich nach unten konisch verjüngende Innenwandfläche aufweist, an welche die komplementären Aubenflächen eines mittleren Abfangkeils und zweier beiderseits am mittleren Abfangkeil um vertikale Achsen verschwenkbar angelegte Abfangkeile, deren freie Enden sich frei auseinanderbewegen können, anlegbar sind, wobei eine handbetätigte Stellvorrichtung vorgesehen ist, mit der die Abfangkeile aus ihrem Eingriff mit der Abfangkeilschale anhebbar und die seitlichen Abfangkeile auseinanderschwenkbar sinti.

Derartige Keilelevatoren kommen bei Tiefbohrungen, z.B. Erdölbohrungen, zur Anwendung und dienen zur Handhabung von Bohrrohrzügen, Schwerstangen od. dgl. beim Absenken in ein oder Ziehen derselben aus einem Bohrloch. In erster Linie soll der Keilelevator gemäß der Erfindung bei Rohrzügen zur Anwendung kommen, deren einzelne Rohrabschnitte durch Gestängeverbinder miteinander verbunden sind. Diese Gestängeverbinder bestehen aus einer am einen Ende eines Rohrabschnitts vorgesehenen Gewindemuffe, in die das am anderen Ende vorgesehene Außengewinde eines nächsten Rohrabschnitts einschraubbar ist. Die Gewindemuffc bildet eine äußere Schulter, die bei bekannten Elevatoren zum Abfangen der Rohrzüge benutzt wird. Zu diesem Zweck können Klappen mit dem Rohrdurchmesser entsprechenden Ausnehmungen vorgesehen sein, auf denen sich die Schulter des Gestängeverbinders in der Abfangstellung der Klappen aufsetzen kann. Die so gehaltenen Rohrziige setzen einer Drehbewegung nur geringen Widerstand entgegen, was sich beim Verbinden und Absenken der Rohrzüge in das Bohrloch oder beim Ziehen des Gestänges aus dem Bohrloch und Trennen der Rohrzüge voneinander äußerst ungünstig auswirkt. Außerdem besteht die Gefahr bei losen oder beschädigten Gestängeverbindern, daß das ganze Bohrrohrgestänge in das Bohrloch fällt, was natürlich erhebliche Verluste und Unkosten verursacht.

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Bei anderen bekannten Ausführungen wiederum Keilclevator zu schaffen, der insbesondere geeignet weisen die Abfangkeile gezahnte Einsätze auf, ist, in Verbindung mit Rohren, die Gestänges erbinweiche in einen Eingriff mit dem Bohrgestänge ge- der aufweisen, verwendet zu werden. Der Keilelevabracht werden, indem sich die Zähne der Einsätze in tor soll so ausgebildet sein, daß mit Sicherheit ein die Oberfläche des Rohrgestänges eindrücken und 5 unbeabsichtigtes Lösen des Abfangkeileingriffs am dieses festhalten. Diese Einsätze dienen in erster Li- Rohr und eine Beschädigung der Rohroberflache nie zum Halten glatter Rohrgestänge (ohne Gestän- ausgeschlossen ist. Darüber hinaus soll der Keilele- ^everbinder) und können das Rohrgestänge bei ih- vator aber jederzeit umwandelbar sein, um. ohne rem Eingriff sehr leicht beschädigen. Einsätze dieser große Mühe zu machen, mit anderen Abfangkeilar-Ausführungen sind kostspielig, leicht zu beschädigen »« ten, ζ. B. solchen mit gezahnten Einsätzen die bei und können unbeabsichtigterweise verschoben wer- glatten Rohren zur Verwendung kommen, auslüden oder in das Bohrloch fallen, woraus sich ernst- stet werden zu können,
hafte Folgerungen ergeben können. Diese Aufgabenstellung wird mit der Erfindung

Der eingangs beschriebene, durch die deutsche Aus- dadurch gelöst, daß die Abfangkeilschale oberhalb legeschrift 1 174 276 bekannte Keilelevator, von dem 15 der sich konisch verjüngenden Innenwandfläche eine die Erfindung ausgeht, weist einen Elevatorkörper auf, einen größeren Winkel mit der Vertikalen einschlicdessen axialer Durchgang als Abfangkeilschale aus- ßendc konische Neigungsfläche aufweist, an die eine gebildet ist. Durch einen Verschlußbügel kann ein seit- komplementäre, an der Unterseite eines Flansches licher Zugang zur Abfangkeilschale verschlossen bzw. eines jeden Abfangkeils vorgesehene Fläche anlegbar geöffnet werden. Die Abfangkeile sind mit austausch- 20 ist, und jeder Abfangkeil eine glatic. am Bohrgebaren Fangbacken versehen, die mit gezahnten Fla- stange od. dgl. angreifende zylindrische Inneniüiche chen am Rohr angreifen und sich einbeißen, was na- aufweist, daß am oberen Ende eines jeden Ablangtürlich, wie schon erwähnt, Beschädigungen an der keils eine Schulter vorgesehen ist, auf der ein Gestän-Oberfläche der Rohre hervorruft. Für Bohrgestänge, geverbinder abstützbar ist. und daß zwischen den die Gestängeverbinder aufweisen, sind diese mit ge- *5 frei auseinanderbeweglichen Enden der seitlichen zahnten Einsätzen versehenen Abfangkeile weniger Abfangkeile ein die 'Abfangkeile auseinanderspreigeeignet, da sie nicht nur die Außenflächen der zendes Federelement angeordnet ist.
Rohre beschädigen, sondern sich unter dem Gestän- In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindunasgegeverbinder festbeiüen können, so daß das Lösen der gcnstandes ist vorgesehen, daß die Abfangkeil beim Abfangkeile vom Rohr erschwert wird. Die Abfang- 30 Einführen in die Abfangkeilschale in eine Stellung keile können durch eine handbetätigte Vorrichtung bewegbar sind, in der ihre Schultern den Gestänangehobcn und die seitlichen Fangbacken auseinan- geverbinder untergreifen, ihre Innenflächen jedoch derbewegt werden, wobei zu diesem Zweck die In- durch das- Federelement außer Eingriff mit dem nenfläche der Abfangkeilschale radiale Ausnehmun- Bohrgestänge und die konische Neigungsfläche der gen und die Außenflächen der Abfangkeile radiale 35 Abfangkeilschale auf Abstand von den Flanschflä-Rippen aufweisen, die in die Ausnehmungen der Ab- chcn der Abfangkeile gehalten sind und daß heim fangkeilschale eingreifen können. Beim Absenken Absenken des Bohrgestänges der Gestängeverbinder der Abfangkeile müssen sie von Hand geschlossen auf den Schultern der Abfangkeile abstützbar und werden. Zu diesem Zweck und zur Stabilisierung die Flanschflächen der Abfangkeile in Anlage an die sind die seitlichen Abfangkeile mit einander übcrlap- 40 konischen Neigungsflächcn der Abfangkcilschale unpenden Nasen versehen. Die mit gezahnten Einsätzen ter gleichzeitiger radialer Einwärtsbewegung der \ ersehenen Abfangkeile kommen aus den zuvor an- Fangkeile in Klemmeingriff mil dem Bohrgestänge gegebenen Gründen in erster Linie nur für glatte drückbar sind.

Rohre in Frage. Außerdem sind sie mit hohen Her- Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten K'.-ileleva-

stcllungskosten verbunden und die Einsätze können 45 tor wird der Gestängeverbinder, wenn die Abfang-

sich unbeabsichtigt verschieben oder gar in das keile durch die handbetätigte Stellvorrichtung abgc-

Bohrloch faller. senkt werden, von den Abfangkeilen Untergriffen

Aus den USA.-Patentschriften 2 890 513 und ehe die Abfangkeile ihren endgültigen Klcmmcin-

3 268 969 ist es bekannt, oberhalb der sich konisch griff mit dem Rohr einnehmen, was durch das leder-

nach unten verjüngenden Innenwandfläche der Ab- 50 element zwischen den seitlichen Abfangkeilcn er-

fangkeilschale eine sich nach oben konisch erwei- reicht wird. In dieser Stellung der Abfangkeile, die

ternde Neigungsfläche mit einem größeren Spitzen- als Vorspannstellung bezeichnet werden kann, ist cir

winkel vorzusehen, die ausschließlich dazu dient, die Durchrutschen des Rohrstranges durch den Keilelc

seitlichen Abfangkeile beim Absenken derselben in vator ausgeschlossen. Erst beim Absenken dc^ Rohr

ihre geschlossenen Stellungen zu bewegen. Mit der 55 stranges, wenn das Gewicht desselben von den Schul

Bewegung der Abfangkeile in ihrer Eingriffsstellung tern der Abfangkeile aufgenommen wird, erfolgt di<

am Rohr hat diese Ncigungsflächc nichts zu tun. endgültige Einspannung des Rohres durch das Nach

Es ist ferner aus der britischen Patentschrift geben des Federelementes und das Zusammenwirke!

899 752 ein Keilelevator bekannt, dessen Abfang- der konischen Neigungsfläche der Abfangkeilschal·

keile mit einer zylindrischen, am Rohr angreifenden 60 mit den komplementären Flächen der Abfangkeil

Fläche verschen sind, die aus einem Reibbelag be- Hinsehe sowie der sich konisch verjüngenden Innen

steht. Wie dieser Reibbelag mit Sicherheit unlösbar fläche der Abfangkeilschale mit den entsprechende

mit den Abfangkeilen verbunden werden kann, ist Außenflächen der Abfangkeile,

nicht offenbart. Hier besteht offensichtlich die Ge- Zur weiteren Verbesserung der Klemmwirkun

fahr, daß beim Lösen eines Reibbelages der ganze, 65 zwischen den Abfangkeilen und dem Rohrgestang

an den Abfangkeilen hängende Rohrstrang in das sieht die Erfindung vor, daß an der fbergangsstell

Bohrloch fällt. der Flanschflächen in die Außenflächen der Abfant

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen keile eine radiale Hintersehneidung vorgesehen is

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die in jeder Flanschfläche der Abfangkeile eine gehende Bohrung, in weiche, wie aus der nachfolgen-Kante bildet, um die die Abfangkeile durch das dar- den Beschreibung ersichtlich wird, eine Abfangkeilauf lastende Gewicht mit ihren oberen Enden radial schale 15 eingesetzt ist, die innerhalb des Elevatoreinwärts kippbar sind. Hierbei werden die inneren körpers gedreht werden kann. An dem Elevatorkör-Kantcn der Schultern der Abfangkeile in sehr festen 5 per befindet sich ein lösbarer Riegel 16, der mit einer Eingriff unter die Schulter des Rohrverbinders an Ausnehmung 17 der Abfangkeilschale in Eingriff das Rohr gedruckt. kommen kann und dazu dient, in der eingerückten

Um zu gestatten, daß die Abfangkeile sich auch Stellung eine Drehung der Abfangkeiischale zu ver-

bei geringen Unregelmäßigkeiten der Rohroberfläche hindern.

satt anlegen können, weisen die Schwenkgelenke zwi- »° An der Abfangkeilschale ist eine Vorrichtung besehen dem mittleren und den seitlichen Abfangkeilen festigt, die im ganzen als Abfang-Einstellvorrich-Spicl auf. ^tunß 18 bezeichnet werden kann. Diese besteht aus

Um beim Anheben der Abfangkeile mittels der einem Hebel 19, der drehbar auf einem Arm 21

handbetätigten Stellvorrichtung ein selbsttätiges öff- gelagert ist, welcher seinerseits auf einem an der

nen der seitlichen Abfangkeile zu bewirken, ist vor- 15 Abfangkeilschale 15 befindlichen Drehbolzen 20

gesehen, daß die Schwcnkgelenke Federn aufweisen, drehbar gelagert ist. An dem inneren Ende des He-

dic für das Auseinanderdrücken der seitlichen Ab- bels 19 ist ein mittlerer Abfangkeil 22 lösbar befe-

fangkcilc vorgesehen sind. ^stigt·

Umgekehrt, um beim Absenken der Abfangkeile An dem mittleren Abfangkeil 22 ist auf der einen

ein selbsttätiges Schließen der seitlichen Abfangkeiie " Seite vermittels eines Schwenkzapfens 23 ein erster

zu bewirken, ist vorgesehen, daß an die Außenflä- seitlicher Abfangkeil 24 und auf der anderen Seite

chen der Abfangkeile sich in bekannter Weise eine vermittels eines Schwenkzapfens 25 ein zweiter, seit-

untcrc Führungsfläche anschließt, die etwa parallel Hchcr Abfangkeil 26 schwenkbar gelagert. Der mitt-

zur unteren Flanschflächc verläuft. lere Abfangkeil 22 und die an diesem schwenkbar

Um den Keilelevator für verschiedene andere as gelagerten seitlichen Abfangkeile 24 und 26 können

Zwecke oder in Verbindung mit anderen z. B. glatten als eine zusammenhängende Abfangkeilvorrichtung

Rohren verwendbar zu machen, ist vorgesehen, daß durch Betätigung der Abfangkeil-Einstellvorrichtung

die Abfangkeilschale in an sich bekannter Weise ent- 18 angehoben, abgesenkt, gehalten oder in eine-r an-

fernbar in einem Elcvatorkörper angeordnet ist. deren Weise eingestellt werden. Wie in F i g. 1 in ge-

Wciterhin sieht die Erfindung vor, daß die Ab- 30 strichelten Linien dargestellt ist, dienen Verdre-

fangkcilschale in an sich bekannter Weise frei dreh- hungsfedern 27 und 28, welche die Schwenkzapfen

bar in dem Elevatorkörper gelagert und durch einen 23 und 25 umgreifen und mit ihren freien Enden am

am Elcvatorkörper schwenkbar gelagerten, in einer mittleren Abfangkeil 22 und den beiden seitlichen

Ausnehmung der Abfangkeilschale einführbaren Rie- Abfangkeilen 24 und 26 angreifen, dazu, die seitli-

gel gegen Drehung verriegelbar ist. 35 chen Abfangkeile 24 und 26 um die Schwenkzapfen

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Er- 23 und 25 nach außen zu schwenken, d. h. die beiden

findung soll nachfolgend in Verbindung mit den Abfangkeiie auseinanderzudrücken.

Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigt Wie F i g. 2 zeigt, weist der Elevatorkörpcr 11, wie

F i g. 1 eine Draufsicht des Keilelevators gemäß bereits erwähnt, eine senkrechte Durchgangsbohrung

der Erfindung, 4° 29 auf. Das obere Ende der Durchgangsbohrung 29

F i g. 2 einen axialen Schnitt nach Linie 2-2 der weist eine Senkbohrung 31 auf, in welcher ein Lagei

F i g. 1, in Pfeilrichtung gesehen, wobei die Abfang- 32 und ein Lagerring 33 angeordnet sind. Diesei

keile noch nicht mit der Bohrstange oder dem an der Lagerring 33 weist einen oberen Flansch auf, dei

Bohrstange befindlichen Gestängeverbinder im Ein- sich in Radialrichtung nach außen über das obere

griff stehen, ⁴⁵ Ende des Lagers 32 hinaus erstreckt. Der Lagerring

F i g. 3 einen axialen Teilschnitt ähnlich der 33 ist in dem Lager 32 drehbar gelagert und durcr

F i g. 2. mit den Abfangkeilen in einem Eingriff mit einen den Flansch übergreifenden Sicherungsring 34

einem Gestängeverbinder eines Rohrstranges und in axialer Richtung festgehalten, der seinerseits durcr

teilweise in die Abfangkeiischale hinein verlagert, Schrauben 35 an dem Elevatorkörper 11 befestigt ist

wobei die Abfangkeile jedoch noch nicht das ganze 5° O-Ring-Dichtungen 36 und 37 sind vorgesehen, urr

Gewicht des Bohrgestänges tragen, das Eindringen von Schmutz od. dgl. in das Lage

F i g. 4 einen der F i g. 3 ähnlichen Schnitt, in dem und das Austreten des normalerweise im Lager vor

die Stellung der Abfangkeile gezeigt ist, wenn das handenen Schmiermittels zu verhindern,

ganze Gewicht des Bohrrohrgestänges auf den Ab- Die in die Bohrung 29 eingesetzte Abfangkeil

fangkeilen ruht, und 55 schale 15 weist einen in Radialrichtung nach außei

F i g. 5 einen Teilschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 3, vorstehenden, oberen Ringflansch auf, der auf den

in Pfeilrichtung gesehen. Lagerring 33 aufliegt und von diesem getragen wird

In Fig. 1 ist ein Elevatorkörper 11 dargestellt, der Auf diese Weise kann sich die Abfangkeiischale Ii

einen Haltearm 12 und zwei Handgriffe 13 und 14 frei zusammen mit dem Lagerring 33 im Lager 3'.

aufweist. Der Haltearm 12 stellt den einen Haltearm 60 gegenüber dem Elevatorkörper 11 drehen,

eines Paares von Haltearmen dar (der zweite ist der Am unteren Abschnitt der Abfangkeiischale 15 is

Übersichtlichkeit halber weggelassen), durch welche in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schrauber

der Elevatorkörper an einem (nicht dargestellten) 39. ein Vcrschleißring 38 befestigt, der an der mit 4

Flanschzugblock durch Zwischenglieder od. dgl. be- bezeichneten Stelle eine äußere radiale Ausnehmunj

festigt ist. Die Handgriffe 13 und 14 dienen dazu, 65 aufweist, so daß dann, wenn der Verschleißring ai

den Elcvalorkörper zu transportieren und in die Ar- der Abfangkeiischale 15 befestigt ist, eine Ringnu

beitssiellung zu bringen. 42 entsteht. Die Abfangkeiischale und de· ,\n diese

Der Elcvatorkörper 11 hat eine senkrechte, durch- befestigte Vcrschleißring werden durch einen Siehe

rungsring 43, durch Ringsegmente oder auf andere Weise gegen eine Verschiebung nach oben in bezug auf den Elevatorkörper 11 gesichert, wobei diese Anordnung gleichzeitig gestattet, daß die Abfangkeilschale auf einfache Weise herausgenommen werden kann, indem lediglich der Sicherungsring 43 oder der Verschleißring 38 entfernt wird. Auf diese Weise können die Abfangkeile oder der Verschlußring ohne weiteres aus dem Elevatorkörper 11 ausgebaut und durch andere ersetzt werden, wenn dies erwünscht oder erforderlich ist.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weisen die Abfangkeilschale 15 und der VerschleiSring 38 einen senkrechten Durchgang 44 auf. Durch diesen Durchgang erstreckt sich ein Rohr, das in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein in gestrichelten Linien dargestelltes Bohrrohr 45 ist, das vom Elevator gehalten wird, der seinerseits dazu dient, das Bohrrohrgestänge zu halten, anzuheben, in das Bohrloch abzusenken oder auf andere Weise im Bohrloch ein- ao zustellen. An dem Bohrrohr 45 befindet sich ein Gestängeverbinder 46. In der hier dargestellten Ausführung weist das Bohrrohr 45 im Anschluß an die durch den Gestängeverbinder gebildete Schulter einen Abschnitt 47 mit vergrößertem Außendurchmesser auf. Die bei Ölbohrungen verwendeten Bohrrohre weisen in der Regel einen solchen, im Durchmesser erweiterten Abschnitt auf.

Der Durchgang 44 der Abfangkeilschale 15 hat eine stumpfkegelige sich nach unten verjüngende Innenwandflächc 48, die mit der Vertikalen einen spitzen Winkel von beispielsweise 10^ einschließen kann.

Die Abfangkeilschale 15 weist an ihrem oberen Ende eine den Umfang umgebende Neigungsfläche 49 auf, die sich von oben nach unten verjüngt, jedoch mit der Vertikalen einen wesentlich größeren Winkel einschließt als die sich verjüngende Innenwandfläche 48. Dieser Neigungswinkel kann beispielsweise 45° betragen. Die Neigungsfläche 49 schneidet die sich verjüngende Innenwandfläche 48 an deren oberem Ende. Der besondere Zweck der Neigungsflächc 49 wird nachfolgend noch ausführlich erläutert.

Als nächstes sollen die Abfangkeile betrachtet +5 werden. Der mittlere Abfangkeil 22, der insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist einen nach oben vorstehenden Gabelansatz 51 auf, der eine von einem Schwenkstift 52 durchsetzte Ausnehmung bildet, die zur Aufnahme des einen Endes eines Hebels 19 dient, der durch ein von dem Schwenkstift 52 durchgriffenes Langloch 53 schwenkbar mit dem mittleren Abfangkeil 22 verbunden ist. Vermittels dieser Anordnung kann der mittlere Abfangkeil 22 durch Heben bzw Senken des Hebels 19 angehoben bzw. gesenkt werden, wobei das Langloch 53 eine seitliche Relativbewegung des Hebels 19 gegenüber dem Schwenkstift 52 gestattet, so daß der Abfangkeil 22 in bezug auf die Abfangkeilschale 15 in der erforderlichen Stellung einstellen kann.

Wie aus den F i g. 2 bis 4 ersichtlich, weisen die Abfangkeile 22, 24 und 26 einen in Radialrichtung nach außen vorstehenden Flansch 54 au!", deren untere Flanschflächen 55 kegelförmig komplementär zu der benachbarten Neigungsfläche 49 der Abfangkeilschale 15 ausgebildet sind. Die sich verjüngenden unteren Flanschflächcn 55 der Abfangkeile weisen an ihren unteren Enden eine kleine Hinterschneidung 56 in Form einer radialen Eindrehung auf, die an ihrem oberen Rand etwa 3 bis 6 mm tief ist. Der Zweck dieser Hinterschneidung wird aus dem oberen Teil der Beschreibung ersichtlich.

Unterhalb des Flansches 54 und der Hinterschneidung 56 weisen die Abfangkeile 22, 24 und 26 eine weitere, konische, komplementär zu der sich verjüngenden Innenwandfläche 48 der Abfangkeilschale ausgebildete Außenfläche 57 auf, die sich bis zu einer oberhalb des unteren Endes der Abfangkeile liegenden Stelle erstrecken.

Das untere Ende der Abfangkeile 22, 24, 26 ist als Nase 58 mit einer sich konisch nach unten verjüngenden Führungsfläche 59 ausgebildet, die mit der Senkrechten einen wesentlich größeren Winkel einschließt als die Außenfläche 57 der Abfangkeile. Die Nase 58 weist außerdem eine sich konisch nach unten erweiternde Innenwandfläche 61 auf, die in erster Linie dazu dient, das Verhaken einer Bohrstange an dem Abfangkeil zu verhindern, wenn die Bohrstange eine Unregelmäßigkeit auf ihrer Oberfläche aufweisen sollte.

Die zylindrische, glatt ausgebildete Innenfläche 62 der Abfangkeile ist im wesentlichen der Form des Bohrgestänges in dem Bereich, in welchem es eingespannt werden soll, angepaßt. Da jedoch nur der obere Teil der Innenfläche 62 der Abfangkeile zum Einspannen dient, muß nur dieser Teil der Innenfläche dem äußeren Rohrdurchmesscr entsprechen. Die hier beschriebene Abfangkeilvorrichtung soll ohne gezahnte Einsätze od. dgl verwendet werden und keine Obcrflächenunregelmäßigkeiten aufweisen, durch welche das Metall des Bohrgestänges beschädigt werden könnte.

Die Abfangkeile weisen am oberen Ende eine Schulter 63 auf, auf der die Unterseite des Gestängeverbinders 46 aufsitzt, wenn die Abfangkeile die Einspannslellung einnehmen, wie es in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, weist der mittlere Abfangkeil 22 in seitlicher Richtung vorstehende Schwenklager 64 und 65 auf, durch welche sich die Schwenkzapfen 23 und 25 erstrecken. An den seitlichen Abfangkeilen 24 und 26 befinden sich entsprechende Schwenklager, die mit den Schwenklagcrn 64 und 65 und den Schwenkzapfen 23 und 25 ausgerichtet sind und mit diesen zusammen Gelenke bilden, durch welche die seitlichen Abfangkeile 24 und 26 mit dem mittleren Abfangkeil 22 verbunden sind. Diese Lagerung gestattet, wie bereits erwähnt, daß sich die seitlichen Abfangkeile 24 und 26 um die Schwenkzapfen 23 bzw. 25 verschwenken können. Die Schwenkzapfen 23 und 25 sind vorzugsweise unter Belassung eines gewissen Spiels in den Schwenklagern 64 und 65 des mittleren Abfangkeils 22 und/ oder den entsprechenden Schwenklagcrn der seitlichen Abfangkeile 24, 26 gelagert, so daß sich die Abfangkeile in bezug auf den mittleren Abfangkeil 22 in verschiedene Stellungen einstellen können.

Das Anheben, Absenken oder Einstellen des mittleren Abfangkeils 22 bewirkt gleichzeitig ein entsprechendes Anheben, Absenken oder Einstellen der seitlichen Abfangkeile 24 und 26. Bei dieser Anordnung können somit die Abfangkeile vermittels der Abfangkeil-Einstellvorrichtung 18 als Einheit betätigt werden.

Wie aus den verschiedenen Figuren, jedoch insbesondere aus den F i g. 1 und 5 ersichtlich ist, weisen

die seitlichen Abfangkeile 24 und 26 zusätzliche Vorrichtungen auf, die sie im Öffnungssinn beaufschlagen. Im Ausführungsbeispiel weist die Seitenfläche 66 des linken Abfangkeils 24 einen elastisch •'«,JcrnHcn Stopfen 67 auf, der in der in F i g. 5 dargestellten Weise aus einem Gummistopfen besteht, welcher in eine Bohrung der Seitenfläche 66 des Abfangkeils 24 eingesetzt und durch einen Stift 68 gesichert ist. In der Praxis läßt sich jedoch gleicherweise ein federbeaufschlagter Kolben oder eine Anordnung mit einer Blattfeder verwenden und kann unter Umständen dem Gummistopfen vorzuziehen sein. Der hier dargestellte Gummistopfen soll nur eine Ausführungsform der Federvorrichtung darstellen und dient nur /ur Veranschaulichung. Die Federvorrichtung steht von der Seitenfläche 66 des linken Abfangkeils 24 so weit vor, daß sie die Seitenfläche des rechten Abfangkeiles 26 in einem bestimmten Abstand hält. Diese Anordnung gestattet, daß die Abfangkeile unter der Einwirkung von Radialkräften näher aneinanderrücken, was dann der F^U ist, wenn die Abfangkeile in die Abfangkeilschale bineinbewegt werden und in die Einspannstellung gelangen, in welcher sie ein Bohrgestänge einspannen. Durch diese Anordnung werden die Abfangkeile so lange außer Eingriff mit dem einzuspannenden Bohrgestänge in gegenseitigem Abstand gehalten, bis der auf dem oberen Ende der Abfangkeile ruhende Gestängeverbinder das Gewicht des Bohrgestänges auf die Abfangkeil überträgt und sie in der Abfangkeilschale nach unten schiebt, wobei die freien Seitenflächen der Abfangkeile gegen die Kraft der Federvorrichtung in die Einspannstellung gedrückt werden. Dadurch wird verhindert, daß eine durch die Abfangkeile hindurchgeführte Bohrstange vorzeitig von den Abfangkeilen eingespannt wird.

Normalerweise befindet sich die Abfangkeilschale IS mit ihrer Abfangkeil-Einstellvorrichtung 18 innerhalb des Elevatorkörpers 11. Wenn Bohrgestänge mit Gestängeverbindern gehandhabt werden soll, werden die vorher verwendeten Abfangkeile dadurch aus der Einrichtung entfernt, daß der Schwenkslift 52 der Abfangkeil-Einstellvorrichtung 18 (bzw. der entsprechende Stift der vorher verwendeten Abfangkeile) entfernt wird. Dann wird die Abfangkeilvorrichtung, welche aus dem mittleren Abfangkeil Il und den daran angelenkten seitlichen Abfangkeilen 24 und 26 besteht, in die Abfangkeilschale so eingesetzt, daß der Gabelansatz 51 des mittleren Abfangkeils mit dem Ende des Hebels 19 ausgerichtet ist. Dann wird der Schwenkstift 52 durch das Langloch 53 des Hebels 19 und durch den Gabelansatz 51 des mittleren Abfangkeils 22 geschoben, und eine Mutter oder eine andere Sicherung wird auf den Schwenkstift 52 geschraubt oder in anderer Weise befestigt.

Durch Niederdrücken des nach außen vorstehenden Handgriffes des Hebels 19 wird die Abfangkeil-Vorrichtung in eine Stellung gehoben, in welcher die Führungsfläche 59 der Abfangkeile auf der Neigungsfläche 49 der Abfangkeilschale 15 aufliegt. Der Hebel wird normalerweise in dieser Stellung verriegelt, um das das Langloch aufweisende Ende des Hebels 19 in der angehobenen Stellung zu halten. Unter der Einwirkung der Federn 27 und 28 werden die seitlichen Abfangkeile 24 und 26 auseinandergedrückt, so daß die Abfangkeil-Vorrichtung den senkrechten Durchgang 44 wenigstens so weit freigibt, daß sich Keilelevator ohne Behinderung über das freie Ende des Bohrgestänges 45 hinwegbewegen kann.

Nachdem der Keilelevator über das Ende des Bohrgestänges 45 geführt und in eine unterhalb des Gestängeverbinders 46 liegende Lage gebracht worden ist, wird die Verriegelung des Hebels 19 gelöst, und die Abfangkeile 22, 24 und 26 bewegen sich infolge ihres Gewichtes entlang der Neigungsfläche 49 nach unten und in Anlage in die Innenwandfläche ίο 48 der Abfangkeilschale 15. In dieser Stellung umgeben die Abfangkeile 22, 24 und 26 die Bohrstange 45, berühren diese jedoch nicht, da die freien Seitenflächen der Abfangkeile 24 und 26 unter der Einwirkung des elastisch federnden Stopfens 67 in gegenseitigern Abstand gehalten werden. Die Abfangkeile 24 und 26 rücken jedoch so weit zusammen, daß der Abfangkeil 26 an dem elastisch federnden Stopfen 67 anliegt. In dieser Stellung, welche in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, liegen die Außenflächen 57 der ao Abfangkeile an der komplementären Innenwandfläche 48 der Abfangkeilschale 15 an, wobei sich die Abfangkeile bereits so weit um das Bohrgestänge geschlossen haben, daß die Schultern 63 an den oberen Enden der Abfangkeile in Radialrichtung so weit nach innen vorstehen, daß sie die Schulter des Gestängeverbinders 46 untergreifen und den Gestängeverbinder abstützen können, wenn der Elevator gegenüber dem Bohrgestänge 45 bewegt wird. Es soll darauf hingewiesen werden, daß in den Stellungen, welche in den F i g. 1 und 2 der Zeichnungen dargestellt sind, keine Gefahr besteht, daß sich die Abfangkeile an der Bohrstange verhaken können, was zu einem vorzeitigen Einspannen vermittels der Abfangkeile führen könnte.

Wenn sich der Keilelevator entlang dem Bohrgestänge nach oben verschiebt (oder sich das Bohrgestänge im Keilelevator nach unten verschiebt), kommen die Schulter 63 mit der Schulter des Gestängeverbinders in Eingriff und die Abfangkeile werden, wie in F i g. 3 gezeigt, noch weiter in die Abfangkeilschale 15 hineingedrückt, bis zu einer Stellung, in welcher die konische Flanschfläche 55 des Flansches 54 in Eingriff mit der Neigungsfläche 49 kommt, wodurch die Abfangkeile nach innen bewegt und die sich verjüngende Außenfläche 57 der Abfangkeile um einen kleinen Betrag von der Innenwandfläche 48 der Abfangkeilschale abgehoben wird.

Eine weitere Verschiebung nach unten unter dem auf der oberen Schulter 63 des Flansches der Abfangkeile lastenden Gewicht verursacht, daß sich die Abfangkeile ganz nach innen in die Einspannstellung verlagern, wobei der Flansch 54 auf der Neigungsfläche 49 nach unten gleitet. Wenn dieser Fall eintritt, kippen die Abfangkeile um die Kante 71 dei Hinterschneidung 56, so daß im wesentlichen das gesamte Gewicht des Bohrgestänges durch den Flansch 54 an der Kante 71 aufgenommen wird. Diese Kante 71 liegt etwas oberhalb des unteren Endes der Neigungsfläche 49. Es ist darauf hinzuweisen, daß da; untere Ende eines jeden Abfangkeils sich in Radial· richtung um einen kleinen Betrag nach außen verla gert und dabei eine Berührungslinie bildet, welch« den Abfangkeil stabilisiert. Der obere Teil der Abfangkeilinnenfläche verlagert sich unter dem Einflui des Kippmomentes um einen kleinen Betrag zun Bohrgestänge hin, spannt dieses dabei fest ein um unterstützt den Gestängeverbinder beim Tragen de Gewichtes des Bohrgestänges. Die vorstehende Be

Schreibung trifft in gleicher Weise auf alle Abfangkeile in der zusammenhängenden Abfangkeil-Vorrichtung zu. Das Kippen der Abfangkeile in bezug auf den Hebel 19 wird durch eine Verlagerung des Schwenkstifts 52 innerhalb des Langloches 53 und durch das Spiel der Schwenkzapfen 23 und 25 in den Schwenklagern 64 und 65 ermöglicht. Dabei verhindert der elastisch federnde Stopfen 67, daß die Abfangkeile mit ihren freien Seitenflächen ganz aneinander zur Anlage kommen und dabei das Bohrgestänge verformen können.

Wenn der Keilelevator in bezug auf den Gestängeverbinder nach unten bewegt wird, werden die Abfangkeile um einen kleinen Betrag angehoben und schwenken unter dem Einfluß des elastischen Stopfens 67 und der Federn 27 und 28 nach außen und

geben dabei das Bohrgestänge frei, so daß die Abfangkeile mit Hilfe der Abfangkeil-Einstellvorrichtung 18 in der Abfangkeilschale angehoben werden können.

Es ist zu beachten, daß die Kippkante 71 am Flansch 54., d. h. das obere Ende der Hinterschneidung 56 in der tiefsten Stellung immer noch oberhalb der Schnittstelle der Neigungsfläche 49 mit der Innenwandfläche 48 liegt. Dadurch wird verhindert, daß das an der Schnittstelle der beiden Flächen befindliche Metall verformt und radial nach innen gedrückt wird, wodurch es das einwandfreie Arbeiten der Abfangkeile beeinträchtigen könnte. Im allgemeinen liegt diese Kippkante 71 etwa 3 bis 6 mm oberhalb der Schnittlinie der beiden Flächen 48 und 49 der Abfangkeilschale.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Keilelevator für Bohrgestänge od. dgl., mit einer Abfangkeilschale, die eine sich nach unten konisch verjüngende Innenwandfläche aufweist, an welche die komplementären Außenflächen eines mittleren Abiangkeils und zweier beiderseits am mittleren Abfangkeil um vertikale Achsen verschwenkbar angelenkter Abfangkeile, deren freie Enden sich frei auseinanderbewegen können, anlegbar sind, wobei eine handbetätigte Stellvorrichtung vorgesehen ist, mit der die Abfangkeile aus ihrem Eingriff mit der Abfangkeilschale anhebbar und die seitlichen Abfangkeile auseinanderschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilschale (15) oberhalb der sich konisch verjüngenden Innenwandfläche (48) eine einen größeren Winkel mit der Vertikalen einschließende, konische Neigungsfläche (49) aufweist, an die eine komplementäre, an der Unterseite eines Flansches (54) eines jeden Abfangkeils (22, 24, 26) vorgesehene Fläche (55) anlegbar ist, und jeder Abfangkeil eine glatte, am Bohrgestänge (45) od. dgl. angreifende zylindrische Innenfläche (62) aufweist, daß am oberen Ende eines jeden Abfangkeils (22, 24, 26) eine Schulter (63) vorgesehen ist, auf der ein Gestängeverbinder (46) abstützbar ist, und daß zwischen den frei auseinanderbeweglichen Enden der seitlichen Abfangkeile (24, 26) ein die Abfangkeile auseinanderspreizendes Federelement (67) angeordnet ist.

2. Keiielevator nadi Anspruch i, uuduicli gekennzeichnet, daß die Abfangkeile (22, 24, 26) beim Einführen in die Abfangkeilschale (15) in eine Stellung bewegbar sind, in der ihre Schultern (63) den Gestängeverbinder (46) untergreifen, ihre Innenflächen (62) jedoch durch das Federelement (67) außer Eingriff mit dem Bohrgestange (45) und die konische Neigungsfläche (49) der Abfanpkeilschale auf Abstand von den Flanschflächen (55) der Abfangkeile gehalten sind und daß beim Absenken des Bohrgestänges (45) der (iestängeverbindcr (46) auf den Schultem (63) tier Abfangkeile abstützbar und die Flanschflächen (55) der Abfangkeile in Anlage an die konische Neigungsfläche der Abfangkeilschale unter gleichzeitiger radialer Einwärtsbewegung der Fangkeile in Klemmeingriff mit dem Bohrgestänge drückbar sind.

3. Keiielevator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Übergangsstelle der Flanschflächen (55) in die Außenflächen (57) der Abfangkeile (22, 24, 26) eine radiale Hinterschneidung (56) vorgesehen ist. die in jeder Flanschfläche der Abfangkeile eine Kante . (71) bildet, um die die Abfangkeile durch das darauf lastende Gewicht mit ihren oberen Enden radial einwärts kippbar sind.

4. Keilelevator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkgelenke (23, 64 bzw. 25, 65) zwischen dem mittleren und den seitlichen Abfangkeilen (22 bzw. 24, 26) Spiel aufweisen.

5. Keilelevator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkgelenke (23, 64 bzw. 25, 65) Federn (27, 28) aufweisen, die für das Auseinanderdrücken der seitlichen Abfangkeile (24,26) vorgesehen sind.

6. Keilelevator nach einem der'Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Außenflächen (57) der Abfangkeile (22, 24, 26) sich in bekannter Weise eine untere Führungsfläche (59) anschließt, die etwa parallel zur unteren Flanschfläche (55) verläuft.

7. Keilelevator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilschale (15) in an sich bekannter Weise entfernbar in einem Elevatorkörper (11) angeordnet ist.

8. Keilelevator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilschale (15) in an sich bekannter Weise frei drehbar in dem Elevatorkörper (11) gelagert und durch einen am Elevatorkörper schwenkbar gelagerten, in eine Ausnehmung (17) der Abfangkeilschale einführbaren Riegel (16) gegen Drehung verriege.'bar ist.