DE202011110844U1

DE202011110844U1 - Rohrgestängeschuss-Manipulator

Info

Publication number: DE202011110844U1
Application number: DE202011110844.2U
Authority: DE
Original assignee: PRIME DRILLING GmbH
Current assignee: PRIME DRILLING GmbH
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2021-09-08
Also published as: DE102011112740A1

Abstract

Rohrgestängeschuss-Manipulator mit einem Fahrgestell (5), einem Hubschlitten (10) und einem Gestängegreifer (12) an einem Horizontalschlitten (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrgestängeschuss-Manipulator, der dazu dient, einzelne Gestängeschüsse nacheinander einem Bohrgerät zuzuführen, das die Gestängeschüsse während des Verlegens einer Rohrleitung im Erdreich nacheinander mit einem seinerseits aus Rohrgestängeschüssen bestehenden Rohrstrang verbindet.
Im Hinblick auf ein kostengünstiges Verlegen ist es erforderlich, mit möglichst geringem Personalaufwand die einzelnen Gestängeschüsse möglichst ohne Unterbrechung, allenfalls mit möglichst kurzfristiger Unterbrechung des Rohrvortriebs dem hinteren Ende des Rohrstrangs im Erdreich zuzuführen und dort anzuschließen. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe von in einem Magazin gruppenweise abgelegten Gestängeschüssen und einem Manipulator, der die Gestängeschüsse nacheinander erfasst und der Bohrmaschine zuführt. Solche Bohrmaschinen sind beispielsweise aus der PCT-Offenlegungsschrift WO 02/44602 A1 bekannt.
Eine derartige Vorrichtung zum Einlegen und Entnehmen von Bohrgestängeschüssen beschreibt die deutsche Patentschrift 1020664584 ; sie besteht aus einem neigungsverstellbaren Ständer und einem daran angeordneten Ausleger. Dieser Ausleger ist mit einem in einer Aufnahmestellung den Gestängeschuss erfassenden und sodann in die Einlegestellung verschwenkbaren Rohrgreifer verbunden, der mit Bewegung des Manipulators bewegungsgekoppelt und um eine Achse senkrecht zur Achse des jeweiligen Gestängeschuss verschwenkbar ist.
So sehr sich diese Vorrichtung in der Praxis bewährt hat, ermöglicht sie jedoch nicht ein vollautomatisches Beschicken der Bohrvorrichtung mit Gestängeschüssen aus einem Magazin.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Manipulator zu schaffen, der in unmittelbarer Nähe der Bohrvorrichtung die Gestängeschüsse aufnimmt und ohne Schwenkbewegungen in der Bohrlochachse bzw. vor einer Bohrvorrichtung ablegt.
Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf einem Manipulator mit einem Grundrahmen, der mit einer Bohrmaschine und/oder einem Raupenfahrzeug verbunden sein kann, einem Hubschlitten und einem Gestängegreifer an einem Horizontalschlitten. Dabei kann das Fahrgestell mit Laufrollen auf Schienen verfahrbar gelagert sein.
Der Hubschlitten ist vorzugsweise verfahrbar in einem vertikalen Hubrahmen gelagert. In diesem Hubschlitten ist vorzugsweise ein mit einem Hydraulikmotor verbundener Horizontalschlitten mit dem Gestängegreifer verfahrbar gelagert. Der Horizontalschlitten ist verfahrbar, wenn er beispielsweise einen Hydraulikmotor aufweist, der über eine Antriebswelle mit in Zahnschienen eingreifenden Ritzeln versehen ist.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn an den Enden eines vorzugsweise axial beweglichen Gestängegreifers jeweils eine Greifzange angeordnet ist. Diese Greifzangen können aus über ein Hebel-Umlenksystem von jeweils einem Hydraulikzylinder betätigten Greifbacken bestehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Raupenfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Manipulator und einem Gestängemagazin.
2 den Manipulator in seiner Ausgangsposition,
3 den Manipulator der 2 in einer Zwischenposition nach dem Aufnehmen eines Rohrgestängeschusses,
4 den Manipulator in einer Vorderansicht,
5 den Manipulator in einer Rückansicht.
6 eine perspektivische Ansicht des Manipulators und
7 den Wechsel eines Gestängemagazins.
Der Manipulator 1 dient der Handhabung von in einem nach oben hin offenen käfigartigen Magazin 2 befindlichen Gestängeschüssen 3, um diese Gestängeschüsse einzeln und vorzugsweise automatisch beispielsweise einer Bohrvorrichtung 9 zum unterirdischen Verlegen von Rohrleitungssträngen zuzuführen. Das Magazin ist austauschbar in dem Manipulator 1 gelagert.
Der Manipulator 1 besteht aus einem mit Laufrollen 4 versehenen Grundrahmen 5 und einem Vertikalrahmen 6. Die Laufrollen sind in Querschienen eines Raupenfahrzeugs 8 mit einer Bohrmaschine 9 geführt. In dem Vertikalrahmen ist ein Hubschlitten 10 geführt ist. Dieser Hubschlitten nimmt einen Horizontalschlitten 11 als Träger für einen axial verfahrbaren Gestängegreifer 12 auf, der stirnseitig mit je einer Greifzange 13 ausgestattet ist. Diese Greifzangen dienen dazu, die Gestängeschüsse 3 nacheinander aufzunehmen und in der Bohrmaschine 9 abzulegen, um sie dort mit dem rückwärtigen Ende eines im Erdreich zu verlegenden, aus einzelnen Gestängeschüssen 3 bestehenden Rohrstrang zu verbinden. In umgekehrter Reihenfolge ist der Manipulator 1 jedoch auch in der Lage, beim Herausbewegen eines Rohrstrangs aus dem Erdreich einzelne Gestängeschüsse 3 nacheinander zu erfassen und beispielsweise in einem Gestängemagazin 2 abzulegen.
Im Einzelnen lässt sich der Grundrahmen 5 des Manipulators 1 mit Hilfe seiner Laufrollen 4 in den Schienen 7 quer zu der Bohrmaschine 9 verfahren. Der Vertikalrahmen 6 des Manipulators liegt dann in einer ortsfesten Position an dem Gestängemagazin 2 an, so dass seine Ausgangslage bei der Handhabung der Gestängeschüsse 3 hinreichend definiert ist.
Um einen Gestängeschuss 3 aufnehmen zu können, ist in dem Grundrahmen 5 ein sich in der vertikalen erstreckender Hubzylinder 14 gelagert, dessen Kolbenstange 15 an einem Querriegel 16 des Hubschlittens 10 angreift, mit dem sich der rahmenförmige Horizontalschlitten 11 in der Vertikalen verfahren lässt, bis er beispielsweise seine obere Endstellung (4, 5) an dem Vertikalrahmen 6 erreicht. Der Horizontalschlitten 11 ist an seinen beiden Längsseiten mit je einer Zahnschiene 17, 18 versehen, in die jeweils ein Ritzel 19, 20 eingreift, das über eine gemeinsame Antriebswelle 21 von einem Hydraulikmotor 22 am Horizontalschlitten 11 in der einen oder anderen Richtung angetrieben wird.
Der Gestängegreifer 12 ist in einer Quadratführung 23 gelagert und lässt sich demgemäß mit Hilfe eines am Horizontalschlitten 11 gelagerten Hydraulikzylinders 25, dessen Kolbenstange 26 an der Greifzange 13 angreift, axial verschieben.
Je zwei Backen 27, 28 der Greifzange 13 zum Erfassen eines Gestängeschusses 3 an den Enden des Gestängegreifers 12 werden über ein Hebel-Umlenksystem 29 von einem horizontal angeordneten Hydraulikzylinder 30 auf der einen und einem Hydraulikzylinder 31 auf der anderen Seite des Gestängegreifers 12 betätigt.
Der Grundrahmen 5 des Manipulators ist zum Verfahren quer zur Bohrachse mit einem Hydraulikzylinder 32 versehen, dessen Kolbenstange mit einem Festpunkt am Raupenfahrzeug 8 verbunden ist, um den Manipulator mit seinen Laufrollen 4 in den in Schienen verfahren zu können.
Im Fall eines Magazinwechsels wird der Manipulator 1 zunächst, wie in 7 dargestellt, nach links verfahren und sodann der Horizontalschlitten 10 in seiner linken Endstellung abgesenkt, so dass das Gestängemagazin 2 für einen Austausch gegen ein anderes Magazin frei zugänglich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 02/44602 A1 [0002]
DE 1020664584 [0003]

Claims

Rohrgestängeschuss-Manipulator mit einem Fahrgestell (5), einem Hubschlitten (10) und einem Gestängegreifer (12) an einem Horizontalschlitten (11).
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (5) mit Laufrollen (4) in Schienen (7) verfahrbar gelagert ist.
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubschlitten (10) vertikal verfahrbar in einem Vertikalrahmen (6) gelagert und mit einem Hubzylinder (14) verbunden ist.
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hubschlitten (10) ein mit einem Hydraulikmotor (22) verbundener Horizontalschlitten (11) mit dem Gestängegreifer (12) verfahrbar gelagert ist.
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydraulikmotor (22) über eine Antriebswelle (21) mit in Zahnschienen (17, 18) eingreifenden Ritzeln (19, 20) den Horizontalschlitten (11) verfährt.
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden eines Gestängegreifers (12) jeweils eine Greifzange (13) angeordnet ist.
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gestängegreifer (12) axial verfahrbar gelagert ist.
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifzangen (13) aus über ein Hebel-Umlenksystem (29) von jeweils einem Hydraulikzylinder (30) betätigten Greifbacken (27, 28) bestehen.
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine feste Verbindung mit einer Bohrmaschine (9).
Rohrgestängeschuss-Manipulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrmaschine auf einem Raupenfahrzeug (8) gelagert ist.