DE19901001A1 - Erdbohranlage mit Gestängewechsler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Erdbohranlage mit einem Rahmen (48) und einem daran verschiebbaren Drehantrieb (50, 54) für ein Bohrgestänge mit mindestens zwei Bohrstangen, die lösbar miteinander verbindbar sind, mit einem am Rahmen (48) befestigten Bohrstangenmagazin (44), mit einer am Rahmen angeordneten Lösevorrichtung, die eine an einer ersten Bohrstange angreifende Klemmeinheit (102, 104, 106, 110) und eine an einem Teil des Drehantriebs (50, 54) oder einer zweiten Bohrstange angreifende Losbrecheinheit hat, und mit mindestens einem am Rahmen angeordneten Transportarm (66), der eine vom Bohrgestänge gelöste Bohrstange in eine Lagerstellung im Bohrstangenmagazin (44) transportieren kann oder eine Bohrstange aus ihrer Lagerstellung heraus an das Bohrgestänge einsetzen kann. Erfindungsgemäß wird mindestens eine Einheit der Lösevorrichtung am Transportarm (66) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erdbohranlage mit einem Rahmen und einem daran verschiebbaren Drehantrieb für ein Bohrgestänge mit mindestens zwei Bohrstangen, die lösbar miteinander verbindbar sind, mit einem am Rahmen befestigten Bohrstangenmagazin, mit einer am Rahmen angeordneten Lösevorrichtung, die eine an einer ersten Bohrstange angreifende Klemmeinheit und eine an einem Teil des Drehantriebs oder einer zweiten Bohrstange angreifende Losbrecheinheit hat, und mit mindestens einem am Rahmen angeordneten Transportarm, der eine vom Bohrgestänge gelöste Bohrstange in eine Lagerstellung im Bohrstangenmagazin transportieren kann oder eine Bohrstange aus ihrer Lagerstellung heraus an das Bohrgestänge ansetzen kann.

Eine derartige Erdbohranlage ist beispielsweise aus der Druckschrift EP-A-0 819 820 bekannt. Sie hat Bohrstangen, die zum Verlängern des Bohrgestänges aneinandergeschraubt werden können. Beim Erstellen einer Bohrung wird eine zusätzliche Bohrstange mit Hilfe des Transportarms aus dem Magazin herausbefördert, an das Gestänge angelegt und dann einerseits mit dem Drehantrieb, der dazu in eine hintere Anschlagstellung gefahren wird, und andererseits mit dem hinteren Ende des Bohrgestänges verschraubt. Beim Herausziehen des Gestänges nach Beendigung der Bohrung werden die Bohrstangen in analoger Weise von hinten her abgeschraubt. Der Transportarm befördert sie anschließend zurück in das Magazin.

Während des Bohrens werden die Schraubverbindungen am Drehantrieb und zwischen den Bohrstangen in der Regel über das ursprüngliche Maß hinaus festgezogen, weil das Erdreich der angetriebenen Drehung des Bohrgestänges einen großen Widerstand entgegensetzt. Sind sowohl das wirkende Antriebsdrehmoment als auch der diesem entgegenstehende Widerstand des Erdreichs größer als der Haftreibungswiderstand zwischen Kontaktflächen zweier Bohrstangen, wird die Schraubverbindung zwischen diesen Bohrstangen fester gezogen. Dabei werden die Bohrstangen gegen den Gleitreibungswiderstand ihrer Kontaktflächen gedreht und in axialer Richtung stärker aufeinander gepreßt.

Da der Haftreibungswiderstand größer als der Gleitreibungswiderstand ist, muß zum Lösen der Schraubverbindungen ein Drehmoment aufgebracht werden, das das beim Festziehen während des Bohrens ausgeübte Drehmoment noch übertrifft.

Um daher auch für das Losschrauben der Bohrstangen ein ausreichend hohes Drehmoment und einen die Haftreibung übertreffenden Widerstand zur Verfügung zu stellen, wird beim Stand der Technik eine Losbrecheinheit verwendet. Die in der Druckschrift EP-A-0 819 820 offenbarte Losbrecheinheit hat am vorderen Ende ihres Rahmens eine Klemmeinheit und unmittelbar dahinter eine Losbrecheinheit.

Soll etwa das Bohrgestänge um eine Bohrstange verlängert werden, wird zunächst der an einen vorderen Anschlag des Rahmens gefahrene Drehantrieb angehalten. Anschließend werden hydraulisch betriebene Klemmbacken der Klemmeinheit gegen das hintere Ende der hinteren Bohrstange gepreßt, während ähnliche, an der Losbrecheinheit angeordnete Klemmbacken einen Antriebsstutzen am Drehantrieb einklemmen. Die Klemmbacken der Losbrecheinheit sind an einem Gehäuse befestigt, das mit Hilfe eines Hydraulikzylinders um die Bohrachse geschwenkt werden kann. Um die Schraubverbindung loszubrechen, übt der Hydraulikzylinder über das Gehäuse auf den Antriebsstutzen ein hohes Drehmoment aus, das entgegen der zum Bohren eingestellten Drehrichtung wirkt. Dadurch wird die Haftreibung an den Kontaktflächen von Antriebsstutzen und hinterster Bohrstange überwunden und beide Teile werden um einen Winkel gegeneinander verschwenkt.

Anschließend werden die Klemmbacken der Losbrecheinheit gelöst, und der Drehantrieb setzt die Drehung des Antriebsstutzens mit relativ geringem Drehmoment fort, wodurch die Schraubverbindung vollständig gelöst wird. Der Drehantrieb wird dann entgegen der Vorschubrichtung in eine hintere Anschlagstellung am Rahmen verschoben, um mit Hilfe zweier Transportarme eine weitere Bohrstange einzufügen.

Die Transportarme sind mehrgelenkige Greifarme und haben an ihrem vorderen Ende je einen hydraulisch betriebenen, etwa sichelförmigen Greifer und ein Gegenlager. Durch Betätigung der Hydraulik kann der Greifer beim Zugriff auf eine Bohrstange geöffnet und anschließend wieder geschlossen werden. Beim Transport zwischen dem Stangenmagazin und dem Bohrgestänge wird die Bohrstange zwischen der Innenfläche des Greifers und dem Gegenlager gehalten.

Nachteilig ist beim Stand der Technik, daß die Losbrecheinheit viel Raum benötigt und eine solche Erdbohranlage daher für Bohrplätze, an denen dem Rahmen nur wenig Raum zur Verfügung steht, nicht geeignet ist. Weiterhin sind Konstruktion und Betriebsweise des Transportarms beim Stand der Technik sehr kompliziert und daher fehleranfällig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache und nur wenig Raum beanspruchende Erdbohranlage mit einer Lösevorrichtung anzugeben.

Die Aufgabe wird für eine Erdbohranlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens eine Einheit der Lösevorrichtung am Transportarm angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Erdbohranlage wird entweder die Klemmeinheit oder die Losbrecheinheit der Lösevorrichtung am Transportarm angeordnet. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer separaten Haltekonstruktion für die Bauteile der entsprechenden Einheit am Rahmen der Erdbohranlage, die aufgrund der Erfindung also kürzer gebaut werden kann und auch bei beengten Platzverhältnissen einsetzbar ist.

Erfindungsgemäß erfüllt die am Transportarm angeordnete Klemm- oder Losbrecheinheit mindestens zwei Aufgaben, für die beim Stand der Technik zwei unterschiedliche Baugruppen erforderlich sind. Zum einen wird eine Bohrstange festgehalten, während sie zwischen dem Magazin und dem Bohrgestänge hin- oder herbefördert wird. Zum anderen kann aber auch eine mit dem Bohrgestänge verschraubte Bohrstange bzw. ein Antriebsstutzen des Drehantriebs mit so großer Kraft umfaßt werden, daß beim Losbrechen der entsprechenden Schraubverbindung eine Drehung der Bohrstange bzw. des Antriebsstutzens innerhalb der Umfassung unmöglich ist. Ist die Losbrecheinheit in den Transportarm integriert, so wird als dritte Aufgabe auch noch das Verschwenken dieser Einheit um die Achse des Bohrgestänges ausgeführt. Durch die Erfindung werden also an sich bekannte Funktionen unterschiedlicher Baugruppen in einem einzigen Bauteil vereinigt, wodurch eine erhebliche Vereinfachung des Aufbaus der Erdbohranlage erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Erdbohranlage hat den weiteren Vorteil, daß nach dem Erstellen einer Bohrung das Bohrgestänge besonders schnell auseinandergebaut werden kann. Nach dem Losbrechen der Schraubverbindungen der jeweils hinteren Bohrstange ist der Transportarm ohne weitere Bewegung in der richtigen Position, um die Bohrstange sofort zurück ins Magazin zu befördern. Dadurch kann die Zeitspanne eingespart werden, die beim Stand der Technik nach dem Losbrechen benötigt wird, um den Transportarm zur hinteren Bohrstange zu bewegen und diese greifen zu lassen.

Bei einer bevorzugten, besonders einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erdbohranlage ist die Klemmeinheit am Transportarm angeordnet. Die Klemmeinheit hat weniger Bauteile als die Losbrecheinheit und ist daher besonders leicht in den Transportarm zu integrieren.

Es ist aber auch möglich, die Losbrecheinheit am Transportarm unterzubringen. Eine Integration der Losbrecheinheit ist zwar komplizierter als die der Klemmeinheit, weil für das Schwenken der Einheit um die Achse des Bohrgestänges in bekannter Weise zusätzlich eine entsprechende Lagerung und ein Antrieb vorzusehen sind. Jedoch hat diese Variante den Vorteil, daß auch die aufwendigere und platzraubende Haltekonstruktion für die Losbrecheinheit am Rahmen entfällt und die Platzersparnis dadurch besonders groß wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Transportarm auf einer parallel zur Bohrachse und unterhalb des Bohrstangenmagazins verlaufenden Schwenkachse gelagert und mit einer Antriebsvorrichtung verbunden ist, und wenn die Klemm- oder Losbrecheinheit an einem Ende des Transportarms angeordnet ist. Bei dieser Ausführung des Transportarms genügt eine einfache Schwenkbewegung, um eine Bohrstange zwischen dem Magazin und dem Bohrgestänge hin- oder herzutransportieren. Es ist also nicht notwendig, den Transportarm mit komplizierten Gelenken auszustatten, deren Betätigung jeweils einen eigenen Antrieb erfordern würde. Der Transportarm wird durch seine einfache Konstruktion auch wesentlich weniger anfällig für technische Störungen. Da die Schwenkbewegung zudem besonders einfach, zuverlässig und schnell durchführbar ist, wird beim Auseinander- oder Zusammenbauen des Bohrgestänges viel Zeit eingespart.

Wird ein solcher Transportarm im wesentlichen als sich senkrecht zur Schwenkachse erstreckende Scheibe mit der Kontur eines Ellipsenabschnitts ausgebildet, dessen gekrümmte Seite von der Schwenkachse abgewandt ist, werden hinsichtlich der Stabilität und der zum Schwenken des Transportarmes benötigten Antriebsleistung optimale Eigenschaften erzielt. Denn einerseits bietet die genannte Form des Transportarms die notwendige Fläche und Robustheit, um die Klemm- oder die Losbrecheinheit zu tragen. Andererseits wird das Trägheitsmoment des Transportarms bezüglich seiner Schwenkachse und damit die zum Schwenken erforderliche Antriebsleistung relativ gering gehalten.

Bei einer weiteren Ausführungsform hat der so ausgebildete Transportarm eine Klemmeinheit mit zwei Klemmbacken, von denen mindestens eine relativ zur anderen bewegt werden kann. Vorzugsweise ist die bewegliche Klemmbacke um eine am Transportarm angeordnete Achse schwenkbar und wird von einer ebenfalls am Transportarm befestigten, fluidbetätigten Antriebseinrichtung zu ihrer Schwenkbewegung angetrieben. Durch diese Maßnahmen wird sowohl das Greifen einer Bohrstange für den Transport als auch das Einklemmen einer Bohrstange für das Losbrechen einer Schraubverbindung auf einfache Weise realisiert. Die fluidbetätigte Antriebseinrichtung für die Schwenkbewegung der Klemmbacke kann eine dem Bedarf angemessene Kraft auf die Bohrstange übertragen. Beim Transport genügt es, zum Festhalten der Bohrstange eine geringere Kraft auszuüben, während für das Einklemmen der Bohrstange die Kraft sehr groß gewählt werden kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform hat die Klemmeinheit Elemente zum Herstellen einer formschlüssigen Verbindung mit einer jeweiligen Bohrstange. Durch eine formschlüssige Verbindung kann ein besonders großes Drehmoment von der Losbrecheinheit über die Bohrstange auf die Klemmbacken übertragen werden, ohne daß die Bohrstange beim Losbrechen einer Schraubverbindung gegen die Klemmbacken gedreht wird.

Werden austauschbare Klemmeinsätze bei den Klemmbacken verwendet, kann die Erdbohranlage leicht für die Verwendung unterschiedlicher Typen von Bohrstangen umgerüstet werden. Weiterhin ist ein Ersatz verschlissener Klemmeinsätze mit geringem Aufwand auch während des Betriebs der Bohranlage möglich.

Die Klemmeinsätze sind besonders langlebig und wirkungsvoll, wenn sie aus gehärtetem Stahl gefertigt sind und rauhe Oberflächen haben. Die Rauhigkeit der Oberflächen erhöht den Haftreibungswiderstand der Klemmeinsätze, wodurch zum Losbrechen einer Schraubverbindung ein größeres Drehmoment auf die Bohrstange übertragen werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung deutlich. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Erdbohranlage,

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Erdbohranlage aus Fig. 1 Fig. 3 eine Seitenansicht einer Bohrrampe der Erdbohranlage mit einem Bohrstangenmagazin,

Fig. 4 eine Vorderansicht der Bohrrampe mit dem Bohrstangenmagazin, und

Fig. 5 eine Vorderansicht einer Losbrecheinheit der Erdbohranlage.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Erdbohranlage 10, von der aus sich ein Bohrgestänge 12 mit einem lenkbaren Bohrkopf 14 an seiner Spitze in eine Erdbohrung 16 hinein erstreckt. Um den gekrümmten Verlauf der Erdbohrung 16 sichtbar zu machen, ist das Erdreich 18 in Fig. 1 geschnitten dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der als Raupenfahrzeug konzipierten Erdbohrbohranlage 10, deren Fahrgestell 20 eine Trägerstruktur 22 für die im folgenden beschriebenen Aufbauten hat. Am vorderen Ende des Fahrzeugs ist eine Fahrerkabine 24 angeordnet, in der ein Steuerpult 26 und ein Sitz 28 vorgesehen sind. Hinter dem Sitz 28 bilden ein Kraftstofftank 30 und ein Hydrauliköltank 32 die Rückwand der Fahrerkabine 24. Ein Dieselmotor 34 mit Hydraulikkomponenten ist hinter der Rückwand der Fahrerkabine angeordnet. Nach hinten hin folgen ein Spülflüssigkeitstank 36 und eine Mischanlage 38 für Spülflüssigkeit.

An der dem Betrachter abgewandten Seite der Erdbohranlage 10 ist eine zum Boden hin geneigte Bohrrampe 40 befestigt, deren Vorderseite mit ihrer Unterkante auf einer Stütze 42 aufliegt, die im Boden verankert werden kann. Mit der Oberseite der Bohrrampe 40 ist ein Bohrstangenmagazin 44 verbunden.

Im hinteren Bereich der Erdbohranlage 10 ist eine Stütze 46 am Fahrgestell 20 befestigt, die auf den Boden herabgefahren werden kann. Die Stütze 46 kann eine unerwünschte Bewegung der Erdbohranlage 10 verhindern, wenn beim Bohren der Widerstand des Erdreichs gegen den Vorschub des Bohrkopfes 16 durch das Bohrgestänge 12 auf die Erdbohranlage 10 übertragen wird.

Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der Bohrrampe 40, deren verschiedene Funktionselemente an einem Rahmen 48 angeordnet sind. Ein Antriebsschlitten 50, der mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebs längs des Rahmens 48 hin- und hergefahren werden kann, wird in dieser Figur in einer hinteren Anschlagposition gezeigt. An der Rückseite des Antriebsschlittens ist ein Anschluß 52 für Spülflüssigkeit vorgesehen. An der Vorderseite des Antriebsschlittens 50 sind ein Drehantriebsmotor 54 und eine von diesem zur Drehung angetriebene Bohrstangenaufnahme 56 mit einem Antriebsstutzen 57 befestigt.

In der Darstellung der Fig. 3 ist die Bohrstangenaufnahme 56 leer. Eine strichpunktiert gezeichnete Gerade 58 verdeutlicht die Lage der Achse einer am Antriebsstutzen 57 befestigten Bohrstange beim Betrieb der Erdbohranlage 10.

Zwei vertikale Träger 60 und 62 sind am Rahmen 48 der Bohrrampe 40 nahe dessen vorderem und hinterem Ende in etwa gleichem Abstand von einer gedachten, vertikalen Mittelachse 64 der Bohrrampe 40 befestigt. An den Trägern 60 und 62 sind Transportarme 66 bzw. 68 um Achsen 67 bzw. 69 schwenkbar gelagert. Die Transportarme werden unten anhand der Fig. 4 detailliert beschrieben.

An der Vorderseite des Rahmens 48 ist eine Losbrecheinheit 79 angeordnet, die unten anhand der Fig. 6 und 7 im einzelnen beschrieben wird.

Ebenfalls in etwa gleichem Abstand zur Mittelachse 64 sind ein vorderer und ein hinterer Ausstoßzylinder 70 und 72 am Rahmen befestigt. Sie dienen dazu, eine von den Transportarmen 66 und 68 getragene Bohrstange zurück in das Bohrstangenmagazin 44 zu schieben, das mit der Oberseite des Rahmens 48 der Bohrrampe 40 verbunden ist.

Das Bohrstangenmagazin 44 erstreckt sich etwa über die Länge einer Bohrstange zwischen dem vorderen und hinteren Ende des Rahmens 48. Das Bohrstangenmagazin selbst hat einen nach oben und unten hin offenen Rahmen 74 mit daran vertikal beweglich gelagerten Halterungselementen 76, die in ihrer vertikalen Position jeweils paarweise am vorderen und am hinteren Ende des Bohrstangenmagazins 44 angeordnet sind. Jedes Paar Halterungselemente 76 kann eine Bohrstange 78 aufnehmen. Mit Hilfe einer dem Fachmann bekannten, nicht dargestellten Antriebsvorrichtung können alle Halterungselemente 76 gemeinsam aufwärts oder abwärts bewegt werden.

Eine in Fig. 4 vereinfacht dargestellte Vorderansicht der Erdbohranlage 10 zeigt, daß das Bohrstangenmagazin 44 fünf vertikale Schächte 80 bis 88 zur Aufnahme von Bohrstangen hat. Die Schächte sind von einander durch vier Wände 90 bis 96 abgetrennt, die an unteren und oberen Abschnitten des Rahmens 74 befestigt sind. Möglich ist auch die Verwendung eines Bohrstangenmagazins mit einem einzelnen Schacht für Bohrstangen, der etwa S-förmig zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Bohrstangenmagazins 44 verläuft.

Der vordere Transportarm 66 hat annähernd die Kontur eines Ellipsenabschnitts mit zwei einander schneidenden, im wesentlichen geraden Seiten und einer gekrümmten Seite. Die Schwenkachse 67 ist nahe dem Schnittpunkt der beiden geraden Seiten angeordnet. Zum Antrieb der Schwenkbewegung greift ein Kolben 98 eines fluidbetätigten Zylinders 100 mit einem Abstand zur Schwenkachse 67 am Transportarm 66 an. Sowohl das am Transportarm angreifende Kolbenende als auch das am Rahmen befestigte hintere Ende des Zylinders 100 sind schwenkbar gelagert. Auf diese Weise kann durch Ein- oder Ausfahren des Kolbens 98 die Schwenkposition des Transportarms 66 verändert werden.

Eine am Transportarm 66 ausgebildete, erste Klemmbacke 102 und eine um eine Achse 104 schwenkbare, zweite Klemmbacke 106 sind in der in Fig. 4 dargestellten Schwenkposition des Transportarms 66 dem Gestängemagazin zugewandt. Die Achse 104 steht senkrecht zur Fläche des Transportarms. Beide Klemmbacken sind auf ihren Innenseiten so ausgeformt, daß sie eine Bohrstange formschlüssig zwischen sich aufnehmen können. Beispielsweise können sie in stumpfem Winkel aneinander anschließender Flächenabschnitte haben, wie unten anhand einer Klemmbacke 126 der Losbrecheinheit 79 näher beschrieben wird (vgl. Fig. 6). Die Bohrstangen oder der Antriebsstutzen 57 haben dort, wo die Klemmbacken 102 und 106 angreifen, eine ihnen entsprechende Mantelfläche, so daß beim Einklemmen eine formschlüssige Verbindung entsteht. Die zweite Klemmbacke 106 kann mit Hilfe eines fluidbetätigten Klemmzylinders 108 auf die erste Klemmbacke 102 zu oder von ihr weggeschwenkt werden.

Hierfür ist der Klemmzylinder 108 einerseits mit seinem hinteren Ende am Transportarm und andererseits mit dem vorderen Ende seines Kolbens 110 an der zweiten Klemmbacke 106 schwenkbar befestigt. Der Kolben 110 greift mit einem Abstand von der Achse 104 an der zweiten Klemmbacke 106 an. Der Klemmzylinder 108 kann beim Losbrechen einer Schraubverbindung eine so große Kraft aufbringen, daß bei Betätigung der Losbrecheinheit 79 eine Drehung einer zwischen den Klemmbacken 102 und 106 gehaltenen Bohrstange verhindert wird.

Der zweite Transportarm 68 ist ähnlich aufgebaut wie der erste, hat jedoch keine Klemmeinheit.

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht der Losbrecheinheit 79, die am vorderen Ende des Rahmens 48 der Bohrrampe 40 angeordnet ist. Die Losbrecheinheit 79 hat einen um die Achse 58 schwenkbar gelagerten Träger 112 mit zwei Flügeln, die sich senkrecht zu und beiderseits einer gedachten vertikalen, die Achse 58 enthaltenden Mittelebene 114 erstrecken. An jedem Flügel des Trägers 112 ist ein Klemmzylinder befestigt. In der Vorderansicht trägt der linke Flügel auf seiner Vorderseite einen fluidbetätigten ersten Klemmzylinder 116 und der rechte Flügel auf seiner Rückseite einen gleichartigen zweiten Klemmzylinder 118.

Der erste Klemmzylinder 116 hat Anschlußstutzen 120 und 122, durch die ein Antriebsfluid ein- und ausströmen kann, um einen Kolben 124 zum Einklemmen einer Bohrstange in Richtung ihrer Achse 58 auszufahren oder ihn zum Loslassen der Bohrstange einzufahren. Am vorderen Ende des Kolbens 124 ist eine Klemmbacke 126 befestigt, deren zur Achse 58 weisende Innenseite aneinander anschließende, ebene Flächenabschnitte hat. Der mittlere Abschnitt bildet mit den beiden äußeren Abschnitten jeweils einen stumpfen Winkel von etwa 120°. Die beiden äußeren Abschnitte tragen lösbare Klemmeinsätze 128 und 130 aus gehärtetem Stahl, deren Oberflächen rauh sind.

Der zweite Klemmzylinder 118 der Losbrecheinheit 79 ist wie der erste aufgebaut.

Die Bohrstangen haben dort, wo die Klemmbacken der Klemmzylinder 116 und 118 an ihnen angreifen, eine Mantelfläche mit ebenfalls in Richtung des Umfangs unter ca. 120° aneinander anschließenden Flächenabschnitten, so daß beim Einklemmen der Bohrstange eine formschlüssige Verbindung entsteht.

Das Bohrgestänge 12 erstreckt sich durch eine U-förmige Öffnung 132, die am Träger 112 spiegelsymmetrisch bezüglich der vertikalen Mittelebene 114 ausgebildet ist. Die offene Seite des U kann mit einer auf der Oberseite des Trägers festschraubbaren Brücke 134 geschlossen werden.

Für seine Lagerung hat der Träger 112 unterhalb der Öffnung 132 ein Langloch 136, das kreisbogenförmig um einen auf der Achse 58 liegenden Mittelpunkt und ebenfalls spiegelsymmetrisch bezüglich der vertikalen Mittelebene 114 ausgebildet ist. Zwei an einem mit dem Rahmen 48 verbundenen Lagerblock 138 befestigte Lagerbolzen 140 und 142 erstrecken sich parallel zur Achse 58 durch das Langloch 136 hindurch und stützen den Träger 112 auch bei seiner Schwenkbewegung um die Achse 58 des Bohrgestänges.

Die Schwenkbewegung der Losbrecheinheit 79 wird von einem Losbrechzylinder 144 angetrieben, dessen Kolben 146 seitlich der Achse 58 am rechten Flügel des Trägers 112 angreift. Hierfür ist der Kolben 146 mit seinem vorderen Ende über ein Gelenk 148 schwenkbar am Träger 112 befestigt. Der Zylinder 144 wird von einem am Lagerblock 138 festgeschraubten Ausleger 150 an einer Gelenkverbindung 152 gehalten. Durch diese Anordnung kann der Losbrechzylinder 144 beim Schwenken des Trägers 112 nicht axial auf den Kolben 146 wirkenden Kräften durch eine eigene Schwenkbewegung nachgeben.

Zum Losbrechen einer Schraubverbindung zwischen dem Antriebsstutzen 57 und einer Bohrstange greifen die Klemmbacken 102 und 106 der Klemmeinheit des Transportarms 66 am Antriebsstutzen 57, und die Klemmbacken 126 der Losbrecheinheit 79 an der Bohrstange an. Anschließend wird der Losbrechzylinder 144 betätigt und die Bohrstange mit der Losbrecheinheit 79 um etwa 40° entgegen der Drehrichtung des Bohrgestänges beim Erstellen der Bohrung geschwenkt, während der Antriebsstutzen 57 festgehalten wird.

Claims (15)

1. Erdbohranlage

• - mit einem Rahmen (48) und einem daran verschiebbaren Drehantrieb (50, 54, 56, 57) für ein Bohrgestänge (12) mit mindestens zwei Bohrstangen, die lösbar miteinander verbindbar sind,
• - mit einem am Rahmen (48) befestigten Bohrstangenmagazin (44),
• - mit einer am Rahmen (48) angeordneten Lösevorrichtung, die eine an einer ersten Bohrstange angreifende Klemmeinheit (102, 104, 106, 108, 110) und eine an einem Teil (57) des Drehantriebs oder an einer zweiten Bohrstange angreifende Losbrecheinheit (79) hat,
• - und mit mindestens einem am Rahmen (48) angeordneten Transportarm (66, 68), der eine vom Bohrgestänge (12) gelöste Bohrstange in eine Lagerstellung im Bohrstangenmagazin (44) transportieren kann oder eine Bohrstange (78) aus ihrer Lagerstellung heraus an das Bohrgestänge (12) ansetzen kann,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einheit der Lösevorrichtung am Transportarm (66, 68) angeordnet ist.

2. Erdbohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Losbrecheinheit (79) am Transportarm (66, 68) angeordnet ist.

3. Erdbohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinheit (102, 104, 106, 108, 110) am Transportarm (66, 68) angeordnet ist.

4. Erdbohranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportarm (66, 68) auf einer parallel zur Bohrachse (58) und unterhalb des Bohrstangenmagazins (44) verlaufenden Schwenkachse (67, 69) gelagert und mit einer Antriebsvorrichtung (98, 100) verbunden ist, und daß an einem Ende des Transportarms (66, 68) die Klemm- oder Losbrecheinheit angeordnet ist.

5. Erdbohranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportarm (66, 68) im wesentlichen als sich senkrecht seiner Schwenkachse (67, 69) erstreckende Scheibe mit der Kontur eines Ellipsenabschnitts geformt ist, und daß die Schwenkachse (67, 69) etwa am Schnittpunkt der beiden geraden Seiten des Ellipsenabschnitts liegt.

6. Erdbohranlage nach Anspruch 3 und Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinheit (102, 104, 106, 108, 110) zwei Klemmbacken (102, 106) hat, von denen mindestens eine relativ zur anderen bewegt werden kann.

7. Erdbohranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Klemmbacken (102, 106) um eine am Transportarm (66) gelagerte Achse (104) schwenkbar ist.

8. Erdbohranlage nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine am Transportarm (66) angeordnete, fluidbetätigte Antriebseinrichtung (108, 110) für die bewegliche Klemmbacke (106).

9. Erdbohranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinheit (102, 104, 106, 108, 110) Elemente zum Herstellen einer formschlüssigen Verbindung mit einer jeweiligen Bohrstange hat.

10. Erdbohranlage nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken austauschbare Klemmeinsätze (128, 130) haben.

11. Erdbohranfage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinsätze (128, 130) aus gehärtetem Stahl gefertigt sind und rauhe Oberflächen haben.

12. Erdbohranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei Transportarme (66, 68), an deren einem die Klemmeinheit (102, 104, 106, 108, 110) oder die Losbrecheinheit (79) vorgesehen ist.

13. Erdbohranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Losbrecheinheit (79) eine um die Bohrachse (58) schwenkbare Klemmvorrichtung (126) hat.

14. Erdbohranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrstangenmagazin (44) mindestens zwei nebeneinander angeordnete, annähernd senkrecht zur Bohrachse (58) stehende Bohrstangenschächte (90, 92, 94, 96) hat.

15. Erdbohranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrstangenmagazin (44) einen S-förmigen Bohrstangenschacht hat.