DE19701172A1 - Gestängemagazin für Bohrgeräte - Google Patents
Gestängemagazin für BohrgeräteInfo
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- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
- E21B19/146—Carousel systems, i.e. rotating rack systems
Description
Die Erfindung betrifft ein Gestängemagazin für Bohrgeräte
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 39 01 664 A1 ist ein Gestängemagazin für Bohrge
räte bekannt, welches auf einem Teilkreis angeordnete Bohr
gestängehalterungen für Doppelgestängeschüsse aufweist.
Eine Beschickungs- und Übergabeeinrichtung im Mittelpunkt
des teilkreisförmigen Gestängemagazins bewirkt die Entnah
me eines Doppelgestängeschusses aus der Halterung und die
Positionierung in der Bohrflucht zur Verbindung mit Kraft
drehköpfen eines Bohrantriebs.
In der EP 0 527 460 A2 ist ein Bohrgerät zur Herstellung
von Verpreßankern beschrieben, welches beidseitig einer
Bohrlafette angeordnete Revolvermagazine aufweist. Die Re
volvermagazine sind für Außengestängeschüsse und für Innen
gestängeschüsse vorgesehen und müssen jeweils aus einer
Vorratsstellung in eine Betriebsstellung geschwenkt werden,
um eine Entnahme oder eine Rückführung eines Außengestänge
schusses und eines Innengestängeschusses zu ermöglichen.
Aus der EP 0 533 714 B1 ist ein Bohrgerät bekannt, welches
zwei gegensinnig rotierende Magazine mit Führungen und Ro
toren für Gestängeschüsse aufweist. Ein Gestängeschuß ge
langt in eine gemeinsame Zuführöffnung. Mit Hilfe von axial
und koaxial wirkenden Verschiebevorrichtungen wird der
Gestängeschuß in die Bohrflucht überführt.
Die bekannten Gestängemagazine sind derart ausgebildet und
angeordnet, daß jeweils eine Verstellung aus einer Vorrats
stellung in eine Arbeitsstellung durchgeführt werden muß.
Auch bei Magazinen, bei welchen ein Gestängeschuß aus einem
Magazin entnommen und in die Bohrflucht bewegt wird, sind
Verstelleinrichtungen erforderlich. Aufgrund der erhebli
chen Massen, welche an der Bohrlafette bewegt werden müssen
und aufgrund der Eigendynamik des gesamten Systems kann es
zu ungünstigen Schwerpunktverlagerungen und Gefährdungen
kommen. Weitere Nachteile sind die für die Verstellbewe
gungen erforderlichen Mechanismen und Bauteile, welche ho
hen Genauigkeitsforderungen genügen müssen. Es sind me
chanische und indukte Stellungsgeber einzusetzen, welche zu
einer Kostenerhöhung des gesamten Systems führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Gestängemagazin für Bohrgeräte zu schaffen, welches beson
ders einfach aufgebaut und kostengünstig herzustellen ist
und derart an einer Bohrlafette angeordnet werden kann, daß
bei einer äußerst geringen Schwerpunktverlagerung eine hohe
Standsicherheit erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige und vorteil
hafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen sowie in
der Figurenbeschreibung enthalten.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ein Gestänge
magazin als einen Revolver oder Rotor mit einem virtuellen
Drehpunkt auszubilden und das Gestängemagazin derart im Be
reich einer Lafette anzuordnen, daß der virtuelle Drehpunkt
innerhalb oder außerhalb der Bohrlafette zu liegen kommt.
Erfindungsgemäß weist ein Gestängemagazin mit revolverkopf
artig angeordneten Gestängeschüssen eine virtuelle Dreh
achse oder einen virtuellen Drehpunkt auf, welcher inner- oder
außerhalb der Bohrlafette liegt. Die kreisförmige, re
volverkopfartige Anordnung zur Aufnahme der Gestängeschüsse
ist drehbar gelagert und weist einen derartigen Radius auf,
daß ein Gestängeschuß in der Bohrflucht des Bohrgerätes
liegt und zum Verlängern oder Ziehen mit einem Bohrantrieb
verbunden werden kann.
In einer bevorzugten Ausbildung ist das Gestängemagazin
kreisringförmig und revolverkopfartig ausgebildet und um
gibt die Bohrlafette derart, daß es sich unmittelbar auf
der Lafette drehen kann. Die virtuelle Drehachse des Ge
stängemagazins stimmt bei dieser Ausbildung mit der Längs
achse der Bohrlafette überein. Der radiale Abstand der vir
tuellen Drehachse und der Drehachsen der Gestängeschüsse
entspricht dem Abstand zwischen der Längsachse der Bohrla
fette und der Kraftdrehköpfe des Bohrantriebs. Bei einer
Drehung des Gestängemagazins gelangen die Gestängeschüsse
nacheinander in die Bohrflucht und können zum Verlängern
eines Bohrgestänges mit den Kraftdrehköpfen und danach mit
dem bereits abgeteuften Gestängeschuß verbunden werden.
In Abhängigkeit vom Durchmesser kann das Gestängemagazin
derart angeordnet sein, daß die virtuelle Drehachse außer
halb der Bohrlafette verläuft. Insbesondere bei einem
größeren Durchmesser des Gestängemagazins bzw. der im Quer
schnitt kreisringförmigen Anordnung der Gestängeschüsse
wird die Bohrlafette außermittig innerhalb des Kreisrings
angeordnet sein. Der virtuelle Drehpunkt der Kreisring-An
ordnung bzw. des Gestängemagazins liegt dann außerhalb der
Bohrlafette.
Die Positionierung des Gestängemagazins relativ zu der
Bohrlafette sollte dann derart erfolgen, daß die in dem
Kreisring gehaltenen Gestängeschüsse in einer vorgebbaren
Arbeitsposition in der Bohrflucht des Bohrgerätes angeord
net sind und die Drehachse des jeweiligen Gestängeschusses
mit der Bohrflucht zusammenfällt.
In einer weiteren Ausbildungsvariante ist ein Gestängemaga
zin mit wenigstens einem drehbaren Kreisring oder Revolver
zur Halterung der Gestängeschüsse achsparallel zur Bohrla
fette angeordnet. Das Gestängemagazin kann beispielsweise
über entsprechende Befestigungsflansche an der Bohrlafette
befestigt sein. Bei dieser Anordnung befindet sich nicht
nur der virtuelle Drehpunkt, sondern das gesamte Gestängema
gazin außerhalb der Bohrlafette.
Zweckmäßigerweise ist das Gestängemagazin oberhalb und
achsparallel zur Bohrlafette in einem derartigen Abstand
von der Bohrlafette angeordnet, daß der sich jeweils in ei
ner unteren Position befindliche Gestängeschuß mit dem
Bohrantrieb fluchtet. Ein Bohrgerät mit einem derartigen
außerhalb der Bohrlafette angeordneten, drehbaren Gestänge
magazin ist ebenfalls äußerst stabil und standsicher.
Zweckmäßigerweise wird der Kreisring des Gestängemagazins
von einem äußeren Stützring und einem inneren Stützring ge
bildet, welche miteinander verbunden sind. Die Stützring- -
Anordnung ist drehbar gelagert und kann z. B. mit Hilfe ei
nes Motors angetrieben werden.
Die Länge der Gestängeschüsse, welche zwischen den Stütz
ringen drehbar gehalten sind, wird unter anderem vom Ab
stand eines Tragarmangriffs an der Bohrlafette und einer
Brech- und Klemmvorrichtung an einem bodenseitigen Ende der
Bohrlafette bestimmt.
Es kann vorteilhaft sein, etwa 2 m lange Gestängeschüsse in
einem Magazin mit einer virtuellen Drehachse anzuordnen,
welches unmittelbar um eine Bohrlafette drehbar angeordnet
ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ein Gestängemaga
zin mit virtueller Drehachse derart ausgebildet und ange
ordnet werden, daß die Lagerung längerer Gestängeschüsse
möglich ist.
Ein derartiges Gestängemagazin kann im Querschnitt gesehen
als ein Teilkreisring, beispielsweise als ein Halbkreis
ring, ausgebildet sein und einen teilkreisförmigen Ver
stellweg aufweisen. Bei Drehung des Teilkreisrings und
der darin angeordneten Gestängeschüsse um eine virtuelle
Drehachse wird der Teilkreisring nach Entnahme des jeweils
in der Bohrflucht angeordneten Gestängeschusses in den Ver
stellweg bewegt und kann nach dem Bohrvorgang zur Aufnahme
der Gestängeschüsse wieder zurückbewegt werden.
Zweckmäßigerweise umgibt der Teilkreisring eine Bohrlafette
nahezu und weist im Bereich des Tragarms eine entsprechende
axiale Ausnehmung auf.
Die Vorteile eines um eine virtuelle Drehachse rotierenden,
revolverkopfartigen Gestängemagazins, welches insbesondere
um eine Bohrlafette drehbar angeordnet ist, sind ein beson
ders einfacher Aufbau und relativ geringe Fertigungskosten.
Außerdem weisen die Bohrgeräte eine günstige Kinematik und
eine hohe Standsicherheit wegen einer geringen Schwerpunkt
verlagerung auf. Indem keine Schwenk- oder Einhebemechanis
men erforderlich sind, entfallen kostenaufwendige Steue
rungen und elektronische Sensoren. Das relativ einfache Re
volversystem ist robust und wenig reparaturanfällig.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung wei
ter erläutert; in dieser zeigen in einer stark schemati
sierten Darstellung
Fig. 1 eine Ansicht eines Bohrgerätewagens mit einem
erfindungsgemäßen Gestängemagazin;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des erfindungs
gemäßen Gestängemagazins gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie A-A nach
Fig. 2;
Fig. 4 eine stark schematisierte Darstellung einer al
ternativen Anordnung des erfindungsgemäßen Ge
stängemagazins und
Fig. 5 eine alternative Ausbildung des erfindungsge
mäßen Gestängemagazins.
In Fig. 1 ist ein Bohrwagen 1 mit Raupenfahrwerk 21 und ei
nem Geräteoberteil 22 dargestellt. Das Geräteoberteil 22
trägt ein nicht näher dargestelltes Antriebsaggregat und
eine Führerkabine und weist einen Tragarm 23 auf, an dem
eine Bohrlafette 2 heb- und senkbar und über einen Drehtel
ler 24 nach allen Richtungen verdrehbar angeordnet ist.
An der Bohrlafette 2 ist ein Bohrantrieb 3 längsverfahrbar
angeordnet, welcher bei Verwendung von Doppelgestänge
schüssen zwei Antriebsköpfe aufweist.
Am unteren Ende der Bohrlafette 2 ist eine Brech-, Klemm-
und Führungseinrichtung 25 angeordnet, welche zum Sichern,
Verbinden und Lösen der Gestängeschüsse dient.
Ein Gestängemagazin 4 ist in einem unteren Bereich der
Bohrlafette 2 zwischen dem Tragarm 23 und der Brech-,
Klemm- und Führungsvorrichtung 25 derart angeordnet, daß es
die Bohrlafette 2 umgibt. In dem Gestängemagazin 4 sind in
einer kreisförmigen Anordnung (s. Fig. 3) Gestängeschüsse 5
drehbar angeordnet. Die revolverkopfartig angeordneten
Gestängeschüsse 5 können um einen virtuellen Drehpunkt 10
verstellt werden. Bei einem gemäß den Fig. 1 bis 3 angeord
neten Gestängemagazin 4 befindet sich der virtuelle Dreh
punkt 10 innerhalb der Bohrlafette 2 und fällt mit der
Längsachse 12 der Bohrlafette 2 zusammen. Eine Bohrflucht
13 wird von der Längsachse 13 des Bohrantriebs 3 sowie der
Klemm- und Führungseinrichtung 25 gebildet.
Das Gestängemagazin 4 ist mit einem Kreisring 14 derart um
die Bohrlafette 2 angeordnet, daß jeweils ein Gestängeschuß
5 mit seiner Drehachse 15 in der Bohrflucht 13 angeordnet
ist, wenn das Gestängemagazin 4 bzw. der Kreisring 14 im
Abstand der Gestängeschüsse 5 um die virtuelle Drehachse
10 verdreht wird.
In Fig. 2 ist das Gestängemagazin 4 des Bohrgerätes 1 gemäß
Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung und in Fig. 3 in
einem Querschnitt dargestellt. Aus Fig. 1 geht hervor, daß
die Länge der Gestängeschüsse 5 u. a. durch den Tragarm 23
mit Drehteller 24, welcher an der Bohrlafette 2 angreift,
begrenzt wird. Eine stabile Anordnung ist beispielsweise
gewährleistet, wenn die Gestängeschüsse 5 etwa 2 m lang
sind. Sie können dann über den gesamten Kreisumfang des
Gestängemagazins 4 mit Hilfe des Kreisrings 14 revolver
kopfartig gedreht werden.
Der Kreisring 14 kann aus einem inneren Stützring 34 und
einem äußeren Stützring 33 gebildet werden. Im Beispiel
gemäß Fig. 3 sind acht Gestängeschüsse 5 zwischen dem
äußeren Stützring 33 und dem inneren Stützring 34 drehbar
angeordnet. Der Gestängeschuß 5 in der oberen Position
fluchtet mit dem oder den Kraftdrehköpfen des Antriebs 3
(siehe Fig. 1).
Die Drehbewegung des Kreisrings 14 mit den Gestängeschüssen
5 erfolgt über einen Lagerungsring 7 mit Hilfe eines Motors
6, der an der Bohrlafette 2 befestigt sein kann. Der Lage
rungsring 7 ist zwischen dem inneren Stützring 34 und einem
Befestigungselement 8 angeordnet. Der Lagerungsring 7 kann
beispielsweise Rollen 37 aufweisen.
Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, sind jeweils zwei
Befestigungselemente 8 vorgesehen, welche zwei Lagerungs
ringe 7 gegen den inneren Stützring 34 abstützen. Der in
nere Stützring 34 und der äußere Stützring 33 weisen eine
axiale Länge auf, die der halben Länge der Gestängeschüsse
entsprechen kann. Auf diese Weise wird eine stabile Halte
rung der Gestängeschüsse 5 erreicht.
Insbesondere Fig. 3 verdeutlicht, daß das Gestängemagazin 4
auch derart an einer Bohrlafette 2 angeordnet werden kann,
daß die virtuelle Drehachse 10 des Gestängemagazins 4
außerhalb der Bohrlafette 2 verläuft. Dies ist beispiels
weise dann der Fall, wenn das Gestängemagazin 4 einen im
Vergleich zur Fig. 3 größeren Durchmesser aufweist. Die
Bohrlafette 2 ist dann bezogen auf den Kreisring 14 des
Gestängemagazins 4 außermittig, beispielsweise nach oben
versetzt, angeordnet. Die Drehachse 15 des jeweils oberen
Gestängeschusses 5 liegt in der Bohrflucht 13 und gewährlei
stet ein Verbinden mit den Antriebsköpfen des Bohrantriebs
3 (siehe Fig. 1).
Fig. 4 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung
eine alternative Anordnung eines Gestängemagazins 4 mit
virtueller Drehachse 10.
Das Gestängemagazin 4 ist in seiner Gesamtheit oberhalb und
damit außerhalb der Bohrlafette 2 angeordnet. Das Gestänge
magazin 4 ist über Tragstützen 19 an der Bohrlafette 2
befestigt. Die Tragstützen 19, welche auch rahmenartig aus
gebildet sein können, greifen in diesem Beispiel im Bereich
von Stirnseiten 18 des Gestängemagazins 4 an und sind win
kelartig ausgebildet. Die Tragstützen verlaufen außerhalb
der Bohrflucht 13, so daß die Gestängeschüsse 5 zum
Verlängern eines Bohrgestänges entnommen oder beim Ziehen
eines Bohrgestänges wieder in dem Gestängemagazin 4 gela
gert werden können.
Bei der Anordnung des Gestängemagazins 4 gern. Fig. 4 sind
der Abstand zwischen der Drehachse 15 der Gestängeschüsse 5
und der virtuellen Drehachse 10 des Kreisrings 14 des
Gestängemagazins 4 sowie der Abstand des Gestängemagazins 4
von der Bohrlafette 2 derart aufeinander abgestimmt, daß
jeweils ein unterer Gestängeschuß 5 in der Bohrflucht 13
angeordnet ist.
Eine weitere Ausbildungsvariante eines Gestängemagazins 4
mit einer virtuellen Drehachse 10 ist in Fig. 5 im Quer
schnitt gezeigt. Wie in den vorangegangenen Figuren wurden
für gleiche Merkmale identische Bezugszeichen verwendet.
Das Gestängemagazin 4 umgibt eine Bohrlafette 2 nahezu
vollständig. Der virtuelle Drehpunkt 10 liegt auf der
Längsachse 12 der Bohrlafette 2. Um längere Gestängeschüsse
5 einsetzen zu können, welche über den Tragarm 23 in Richt
ung Bohrantrieb 3 (siehe Fig. 1) hinausreichen, ist das
Gestängemagazin 4 im Querschnitt gesehen als ein Teilkreis
ring 30 ausgebildet und weist eine axiale Ausnehmung 26 im
Bereich des Tragarms 23 auf.
Der Teilkreisring 30 nimmt die Gestängeschüsse 5 in einer
etwa halbkreisförmigen Anordnung auf und reicht nahezu bis
zu dem Tragarm 23. Die Bohrflucht 13 ist im Bereich der
Drehachse 15 des oben positionierten Gestängeschusses 5
vorgesehen.
Wenn dieser obere Gestängeschuß 5 aus dem Gestängemagazin 4
entnommen und abgeteuft ist und eine weitere Verlängerung
des Bohrgestänges durchgeführt werden muß, wird der Teil
kreisring 30 gemäß Pfeil A verstellt, bis sich ein weiterer
Gestängeschuß 5 in der Bohrflucht 13 befindet. Um die Dre
hung des Teilkreisrings 30 über nahezu 180 Grad zu gewähr
leisten, ist ein teilkreisförmiger Verstellweg 35 vorgese
hen, welcher bis nahe an den Tragarm 23 heranreicht.
Claims (11)
1. Gestängemagazin für Bohrgeräte, welches im Bereich
einer Bohrlafette (2) angeordnet ist und zur achspa
rallelen Lagerung von Gestängeschüssen (5) in einer im
Querschnitt kreisförmigen, drehbaren Anordnung ausge
bildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gestängeschüsse (5) in ihrer kreisförmigen Anordnung um eine virtuelle Drehachse (10) drehbar sind,
daß ein fester Abstand zwischen virtueller Drehachse (10) des Magazins und Lafettenachse (12) sowie vir tueller Drehachse (10) des Magazins und Bohrachse (13) besteht,
daß die virtuelle Drehachse (10) örtlich nicht ver schiebbar ist,
daß die virtuelle Drehachse (10) innerhalb oder außerhalb der Bohrlafette (2) liegt und
daß die kreisförmige Anordnung mit jeweils einem Gestängeschuß (5) in der Bohrflucht (13) des Bohr gerätes (1) liegt und der Gestängeschuß (5) mit einem Bohrantrieb (3) verbindbar ist.
daß die Gestängeschüsse (5) in ihrer kreisförmigen Anordnung um eine virtuelle Drehachse (10) drehbar sind,
daß ein fester Abstand zwischen virtueller Drehachse (10) des Magazins und Lafettenachse (12) sowie vir tueller Drehachse (10) des Magazins und Bohrachse (13) besteht,
daß die virtuelle Drehachse (10) örtlich nicht ver schiebbar ist,
daß die virtuelle Drehachse (10) innerhalb oder außerhalb der Bohrlafette (2) liegt und
daß die kreisförmige Anordnung mit jeweils einem Gestängeschuß (5) in der Bohrflucht (13) des Bohr gerätes (1) liegt und der Gestängeschuß (5) mit einem Bohrantrieb (3) verbindbar ist.
2. Gestängemagazin nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als kreisförmige Anordnung der Gestängeschüsse
(5) ein Kreisring (14) ausgebildet ist, welcher um
die virtuelle Drehachse (10) revolverkopfartig
gelagert ist.
3. Gestängemagazin nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kreisring (14) die Bohrlafette (2) umgibt und
die virtuelle Drehachse (10) auf der Längsachse (12)
der Bohrlafette (2) angeordnet ist.
4. Gestängemagazin nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kreisring (14) und die virtuelle Drehachse
(10) außerhalb der Bohrlafette (2) angeordnet sind
und daß der Kreisring (14) mit jeweils einem
Gestängeschuß (5) in der Bohrflucht (13) des Bohr
gerätes (1) angeordnet ist.
5. Gestängemagazin nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kreisring (14) mit den Gestängeschüssen (5)
oberhalb der Bohrlafette (2) angeordnet ist und der
jeweils untere Gestängeschuß (5) in der Bohr
flucht (13) angeordnet ist.
6. Gestängemagazin nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gestängeschüsse (5) in einem Teilkreisring
(30) angeordnet sind und ein teilkreisringförmiger
Verstellweg (35) zur Aufnahme des Teilkreisringes
(30) vorgesehen ist.
7. Gestängemagazin nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Teilkreisring (30) ein Halbkreisring ausge
bildet ist, an den sich ein halbkreisförmiger Ver
stellweg als teilkreisförmiger Verstellweg (35) an
schließt.
8. Gestängemagazin nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kreisring (14) von einem äußeren Stützring
(33) und einem inneren Stützring (34) gebildet ist,
zwischen denen die Gestängeschüsse (5) drehbar gehal
ten sind.
9. Gestängemagazin nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Stützring (34) über zwei Lagerringe
(7) und ein Getriebe (9) mit einem Motor (6) ver
bunden ist.
10. Gestängemagazin nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerringe (7) im Abstand voneinander zwi
schen einem Befestigungselement (8) und dem inneren
Stützring (34) angeordnet sind und Rollen (37) auf
weisen.
11. Gestängemagazin nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Befestigungselemente (8) Anschweißbleche vor
gesehen sind, welche an der Bohrlafette (2) befestigt
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997101172 DE19701172C2 (de) | 1997-01-15 | 1997-01-15 | Gestängemagazin für Bohrgeräte |
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DE19701172C2 DE19701172C2 (de) | 1998-11-05 |
Family
ID=7817444
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DE1997101172 Expired - Fee Related DE19701172C2 (de) | 1997-01-15 | 1997-01-15 | Gestängemagazin für Bohrgeräte |
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