DE2115085B2 - Vorrichtung zur gewindeverbindung von bohrrohrabschnitten einer tiefbohranlage - Google Patents

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (130), die zum Halten der Backen (30 a; 311 a; 30, 31) während ihrer Bewegung in einem im wesentlichen gleichen Abstand zu den Axialöffnungen mit diesen Backen verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung (17) eine Rahmenkonstruktion (68) aufweist sowie zwei Platten (72, 73), die in der Rahmenkonstruktion (68) in Richtung aufeinander zu und voneinander fort auf entgegengesetzten Seiten der Axialöffnungen gleitend bewegbar sind, wobei die Rahmenkonstruktion (68) Anschläge (92, 93) zur Begrenzung der Bewegung der Platten (72, 73) in Richtung auf die Axialöffnungen zu und von ihr fort aufweist, sowie eine Betätigungsvorrichtung (74) zur Verschiebung der Platten (72, 73) in eine Eingriffsstellung mit den Anschlägen (92, 93) zum Instellungbiingen des Rohres (P), im wesentlichen ausgerichtet auf die Axialöffnungen, vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Greifvorrichtung (15, 16) eine Rahmenkonstruktion (32, 20) und jeder Greifer (29 a, 29) eine erste Backe (30 a, 30) und ein Joch (122) aufweisen, sowie Ankerstangen (124), die die erste Backe (30 a, 30) und das Joch (122) miteinander verbinden, eine zweite Backe (31a, 31), die mit Bezug auf die Ankerstangen (124) gleitend bewegbar ist, und eine Einrichtung (104) zur Lagerung der Backen (30 α, 30; 31 α, 31) und der Joche (30 a, 30; 31a, 31) in der Rahmenkon-

in Richtung aufeinander zu aSte W sowie B^tigungsvorrich-CUT) zwischen dem Joch (022) undI der Backe (31 α, 31) zur Bewegung der Bak-T 30 a, 30; 31 a, 31) vorgesehen and. 6 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß auf den bei- ^ Ölvorrichtungen (15 16) memanderpas-Sde SSdrische Ansätze (41, 38) sowie eine rf (44 46) zur Verhinderung emer amade/ zylindrischen Ansätze ange-

?vSchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Einnch-™? Verdrehung der oberen Greifvorrichtung SSenübiirunteren Greifvorrichtung (16)

(ISJ S^e&c" _r-₅x _d seitlich von einem der

_aUs einem Hebel (g,ae ^

und die Stange (50) mit der anderen

tÄÄt Ansprüche 1 bis? gezeichnet durch eine Anordnung (47) Z VeSenmg eines Verklemmens der Greif-Τη ί15· 16) auf den Einrichtungen S^ obere'Greifvorrichtung (15) drehbar 2?Λunteren Greifvorrichtung (I*)^'bestehend aus einer bogenförmigen Schiene (50) f Piner der Greifvorrichtungen (15, 16), die von den zyUndrSchen Ansätzen.(41 38) auf Ab-Itand gehalten ist, und Platteneinnchtungen (48) Α anderen Greifvorrichtung zur überlagerung der bogenförmigen Schiene (50).

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewindeverbtaduni von Bohrrohrabschnitten einer TteSSage, die eine Spannbackenanordnung ISst die aus einer oberen und einer unteren ^vorrichtung mit Greifern zum lösbaren Erfassen und DreS des* einen Abschnitts und zum losbaren Erfassen des anderen Abschnitts besteht, die relativ Sander mittels eines Antriebs um eine sich durch SSfnungen der Greifvorrichtung erstreckende Achse verdrehbar gelagert sind.

Derartige Vorrichtungen, die üblicherweise aus

Stellen bzw. Lösen der Schraubverbindungen zwischen den einzelnen Gestängeabschnitten und sind Über dem Bohrloch angeordnet. Wie nachfolgend noch ersichtlich werden wird, sind diese bekannten kraftbetätigten Zangen für den Erfindungszweck ^niCBeim^eiBohren von öl- und/oder Gasbohrlöchern wird üblicherweise eine im Querschnitt quadratische Mitnehmerstange benutzt, die auf das obere Ende des Bohrrohrstranges geschraubt und durch die Mitnehmerstangen-Antriebsbuchse gedreht wird wenn der Drehtisch gedreht wird, wobei sich bei fortschreitender Bohrtiefe die Mitnehmerstange durch die An-

iebsbuchse abwärts senkt Wenn sich die Mitnehicrstange um die Länge eines Bohrrohrabschnitts bwärts bewegt hat, muß sie vom oberen Ende des tohrrohrstranges getrennt und wieder mit einem zufätzlichen Bohrrohrabschnitt verbunden werden, der lann auf das obere Ende des Bohrrohrstranges geschraubt wird, um den Bohrvorgang fortzusetzen.

Um das aufeinanderfolgende Verbinden der einzelnen Bohrrohrabschnitte mit der Mitnenmerstonge zu erleichtern und zu beschleunigen, werden die einzelnen Bohrrohrabschnitte nacheinander in einem sogenannten Mauseloch gelagert, das an einer Seite der Bohrplattform des Bohrturmes angeordnet ist, so daß eine an dem üblichen Rollenblock hängende Mitnehmerstange zur Seite in Ausrichtung mit dem im Mauseloch befindlichen Bohrrohrabschnitt geschwenkt und mit diesem verschraubt werden kann. Sowohl das obere Ende des Bohrrohrabschnitts als auch das untere Ende der Mitnehmerstange sind zur Erfassung durch Greifvorrichtungen ausgebildet. Es ist allgemein üblich, sogenannte Mitnehmerstangenspinner zu benutzen, um die Mitnehmerstange gegenüber dem Bohrrohrabschnitt zu drehen, um eine anfängliche Schraubverbindung herzustellen. Danach muß ein verhältnismäßig großes Drehmoment auf die Mitnehmerstange ausgeübt werden, um die endgültige Schraubverbindung herzustellen.

Wenn sogenannte Handzangen benutzt werden, um den Bohrrohrstrang herzustellen, während er gedreht wird, können solche Handzangen bequem verwendet werden, um die Verbindung zwischen der Mitnehmerstange und einem im Mauseloch befindlichen Bohrrohrabschnitt herzustellen. Insbesondere wenn verschiedene Rohrhandhabungsvorgänge automatisiert sind, wird die Notwendigkeit, kraftbetätigte Vorrichtungen zur Herstellung der Verbindung zwischen einer Mitnehmerstange und einem im Mauseloch befindlichen Bohrrohrabschnitt zu verwenden, immer größer. Dieses Problem kann jedoch nicht durch eine einfache Übertragung und Verwendung der bekannten kraftbetätigten Zangen gelöst werden, da der in einem Mauseloch aufgenommene Bohrrohrabschnitt schräg geneigt zur Vertikalen steht und es schwierig ist, die zur Herstellung der Verbindung notwendige axiale Ausrichtung zwischen dem Bohrrohrabschnitt und der Mitnehmerstang? zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte bekannte Vorrichtung so auszubilden, daß sie zur einfachen und schnellen endgültigen Schraubverbindung eines im Mauseloch befindlichen Bohrrohrabschnitts mit einer Mitnehmeistange geeignet ist.

Diese Aufgabenstellung wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die untere Greifvorrichtung fest auf dem Mund des einen Bohrrohrabschnitt aufnehmenden Mauselochs der Tiefbohranlage angeordnet ist, während die obere Greifvorrichtung zur lösbaren Erfassung der Mitnehmerstange ausgebildet ist, und daß unterhalb der unteren Greifvorrichtung eine Zentriereinrichtung zum Instellungbringen des Rohres, im wesentlichen ausgerichtet auf die Achse durch die Axialöffnungen der Greifvorrichtungen, vorgesehen ist.

Die mit der Erfindung erstmals für diesen Zweck geschaffene Vorrichtung gestattet ein leichtes und schnelles und vor allem gefahrloses Arbeiten, vor allem in Zusammenwirkung mit anderen automatisierten Vorgängen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß jeder Greifer zwei Backen aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Axialöffnungen mit Abstand voneinander und einan-

der gegenüberliegend angeordnet sind, sowie eine Vorrichtung zur Bewegung der Backen in Richtung aufeinander zu und voneinander fort Diese Anordnung gestattet bei geöffneten Backen ein unbehindertes Einsetzen und Ausfahren des Bokrrohrabschnitts

ίο in das und aus dem Mauseloch, was. bei einer feststehenden und einer beweglichen Backe, wie sie die bekannten Vorrichtungen aufweisen, nicht der Fall wäre.

Um eine gleichmäßige vorbestimmte Bewegung

der Backen zu erzielen, sieht die Erfindung eine Regeleinrichtung vor, die zum Halten der Backen während ihrer Bewegung in einem im wesentlichen gleichen Abstand zu den Axialöffnungen mit diesen Backen verbunden ist. In weiterhin vorteilhafter

au Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Zentriereinrichtung eine Rahmenkonstruktion aufweist sowie zwei Platten, die in der Rahmenkonstruktion in Richtung aufeinander zu und voneinander fort auf entgegengesetzten Seiten der Axialöffnungen gleitend

bewegbar sind, wobei die Rahmenkonstruktion Anschläge zur Begrenzung der Bewegung der Platten in Richtung auf die Axialöffnungen zu und von ihr fort aufweist, sowie eine Betätigungsvorrichtung zur Verschiebung der Platten in eine Eingriffsstellung mit

den Anschlägen zum Instellungbringen des Rohres, im wesentlichen ausgerichtet auf die Axialöffnungen, vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist darin zu sehen, daß jede Greifvorrichtung eine Rahmenkon-

straktion und jeder Greifer eine erste Backe und ein Joch aufweisen sowie Ankerstangen, die die erste Backe und das Joch miteinander verbinden, und eine zweite Backe, die mit Bezug auf die Ankerstangen gleitend bewegbar ist, und eine Einrichtung zur La-

gerung der Backen und der Joche in der Rahmenkonstruktion in Richtung aufeinander zu und voneinander fort sowie Betätigungsvorrichtungen zwischen dem Jo<-h und der zweiten Backe zur Bewegung der Backen vorgesehen sind.

Um eine stabile Schwenklagerung zu schaffen, sieht die Erfindung vor, daß auf den beiden Greifvorrichtungen ineinanderpassende zylindrische Ansätze sowie eine Anordnung zur Verhinderung einer axialen Trennung der zylindrischen Ansätze angebracht sind.

Gemäß der Erfindung besteht die Einrichtung zur Verdrehung der oberen Greifvorrichtung gegenüber der unteren Greifvorrichtung aus einem Hebei, der seitlich von einem der zylindrischen Ansätze vor-

steht, sowie einem Betätigungszylinder und einer Stange, wobei der Zylinder mit der einen und die

Stange mit der anderen Greifvorrichtung verbunden sind.

Die bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeich-

net durch eine Anordnung zur Verhinderung eine« Verklemmens der Greifvorrichtungen auf den Ein richtungen, die die obere Greifvorrichtung drehba auf der unteren Greifvorrichtung lagern, bestehen« aus einer bogenförmigen Schiene auf einer der Greif vorrichtungen, die von den zylindrischen Ansätze auf Abstand gehalten ist, und Platteneinrichtunge: auf der anderen Greifvorrichtung zur Überlagerun der bogenförmigen Schiene.

des Erfindungssesenstan-S der ZdchSSU ein-

Αΐ5 Tefl einen

über dem Mauseloch eines

Vorrichtung rar Gewinmit Innengewinde versehenen Muffe gezeigt; am unteren Ende ist das Rohr P mit einem,«.leren Verbindungsteil3 einschließlich des üblichen Gewindeansät*? versehen. Zechen da Enden können auf das Rohr P eine oder mehrere elastische Schot* ringe 5 aufgesetzt se». In der Zeichnung ruht das

g der Vor- den teleskopartigen H^eeinrichtung? büdec der

vor-

richtune nach BeSunc der Greifvorrichtung in f ^Sl

ff ^Staweltlichen waagerechten cJL;S „«* I in* 4-» der F i e. 1 in ver^ößeriem

FiT5 einen im wesentlichen senkrechten Schnitt nach Link >5 der F i s>. 1 in versrößertem Maßstab, in dem die äußere Backe der unteren Bohrrohrgreifvorrichtunc in Anseht und das Bohrrohr in angehobener Stdhm^ erfaßt durch die eeschtosseajen Bakken der MiachmerstaiieenOT^Onictetung. gezeigt

Fi* 6 einen senkrechten Scimin nach linie6-6

Fi"~7 einer. Schute ene^rechend der Fig.6. 3^- doch ^rad dk Backen der Graifvorriclöimgen jeweils in Einsriö mn dan Werkzeieverbn«iangsiea des Bohrrohres bzw mit dem Vafcmdunsssa der Mitnehmerstanaen gezeigt. ~

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^ Ts&dmin naci link

findung und kann im Mauseloch M für andere als die im folgenden beschriebenen Zwecke benutzt werden, bei denen es sich um ein Anheben oder Absenken

« oder Senkrechtstellen des Rohres P im Mau^oeh mit Bezug auf den Flur F oder um eine solche Rohrhandhabungsvorrichtung handelt, wie sie oei aer Handhabung oder Verwendung der Einzellinse des Rohres P benutzt wird.

»o Bei der Erfindung handelt es sich um die Schaifung einer Greifvorrichtung, die allgemein mn W bezeichnet ist. Diese Greifvonichtoag ist auf ;sm Flur F oder, genauer gesagt und wie in der ^- -hnung gezeigt, an dem oben am Futterrohr S vor£c>e-

as neuen*Flansch 1 befestigt. Wie aas dta Fig. i u^dö ersichtlich, weist das Führungsrohr C einen oberen Flansch Il auf, der bei 12 an das Führungsrohr εη-geschweißt und durch Schrauben 13 rnu erm Flansch 1 des Führungsrohres S verbunden 1« Oie

so Schrauben 13 verbind«» auch den unteren F^-sch 14 der GreiK-ornchtung 1« nw dem stationärer ieil des Mauselochs.

Dk GreifxOrnchrucng It besteht im weser: cnen aus cieer Anzahl von Unterbaugruppen einsah e&-

S5 Ikh cjner oberen GreihOirichtung 15 und einer un.ereo Greif\>orric5iraj^ I* l^uier der unteren Grein orrichtung 16 befindet sich eme Zeatriervorrichiung 17. Ζ«τ Erzielung einer Wmkelbeweguaii oer chi-en Greih«rnch«mc 15 mit Bezug auf dk untere Greii-

*o vorrichtung 1« zwischen den in den Fi£. 2 ana > ^ezewten Stellungen ist eine im folgenden ausfuhr! -^er zu beschreibende Vorrichtung vorgesehen, die ü^en druckmäneJbetätJctoi Z\1inder-KoIben-MoioT IS ci*- schlkBJ. um endgälöc dk übliche Schraube;:b;n-

^⁵ dung zwwschen der Mitnehmersiance K unc äesn Rohr herzustellen, wobei dk Miraehniersiansi aus einem langgestreckten Vkrkanrrohr besteht. da> \on dem Cteehtiscii des Bohitartni gedreht werden kür

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7 ^ 8

schutzeinrichtung 19 mittels der unteren Greifvor- richteten Flanschen 45 einen nach außen vorstehen-

richtung 15 und einer Verschwenkung derselben den Flansch 46 an dem unteren Ende des Ringes 41

durch den Motor 18 aus der in Fig. 2 gezeigten Stel- übergreifen. Der Ring 41 und der Flansch 42 sind

lung in die in F i g. 3 gezeigte Stellung, wobei die vorzugsweise zur Bildung eines Seitenfensters 41 a

Schraubverbindung endgültig fest angezogen wird. 5 geteilt, wie in F i g. 4 gezeigt; hierdurch ist es mög-

Es ist ersichtlich, daß die obere Greifvorrichtung lieh, die Schraubverbindung während ihrer Herstel-

15 unter bestimmten Umständen aus der in F i g. 3 lung zu beobachten, was im folgenden noch zu begezeigten Stellung in die in F i g. 2 gezeigte Stellung schreiben sein wird.

bewegt werden kann, um ein Aufbrechen der An dem von der Drehführung 37 entfernt liegen-

Schraubverbindung zwischen der Mitnehmerstangen- io den Ende der Gehäuse 20 und 32 ist eine Führung

schutzvorrichtung 19 und dem Rohr P einzuleiten. 47 vorgesehen, die ein Verkanten der Gehäuse und ein

Die Greifvorrichtungen 15 und 16 sind jeweils im Fressen der Ringe 38 und 41 verhindert, wie dies in

wesentlichen identisch miteinander. Die obere Greif- den F i g. 4, 6, 7 und 13 gezeigt ist. Zu diesem Zweck

vorrichtung 15 besteht aus einem kastenförmigen ist an der Deckelwand 36 des unteren Gehäuses 32

Gehäuse 20 mit einer Bodenwand 21 und einer darin 15 ein ringsegmentförmiger Grundkörper 48 durch

befindlichen öffnung 22, die koaxial zu der öffnung Schrauben 49 befestigt, auf dem mittels Schrauben

23 in der Deckelwand 24 liegt. In der Öffnung 24 be- 51 eine ringsegmentförmige Schiene 50 befestigt ist,

findet sich ein Führungsring 25, der mittels Schrau- die einen nach außen vorstehenden Flansch 52 bil-

ben 26 auf der Deckelwand 24 befestigt ist und eine det; an der unteren Wand 21 des oberen Gehäuses

sich konisch nach unten verjüngende Führungsfläche 20 20 sind durch Schrauben 54 zwei seitlich auf Ab-

27 aufweist, die zur Führung des unteren Endes des stand gehaltene Führungsplatten 53 befestigt, die mit

Rohres P oder der Mitnehmerschutzvorrichtung 19 in Flanschen 54 α den bogenförmigen Flansch 52 unter-

die Greifvorrichtung hinein dient. Zu der Greifvor- greifen, um ein Verspannen der Gehäuse 20 und 32

richtung 15 gehört der Greifer 29, bestehend aus ge- relativ zu der durch die Drehführung 37 festgelegten

genüberliegenden Backen 30 und 31, die zwischen 25 Drehachse zu verhindern.

einer geöffneten Stellung, in der sie den Durchgang Um eine Schwenkbewegung des oberen Gehäuses eines Rohres P gestatten, und einer geschlossenen 20 relativ zu dem unteren Gehäuse 32 um die Dreh-Stellung, in der sie mit dem oberen Ende eines Roh- führung 37 zu erwirken, ist der Flansch 42 mit einem resP (Fig.6) oder mit der Mitnehmerstangenschutz- nach außen vorstehenden Kurbelarm 55 versehen, an vorrichtung 19 (F i g. 7) zusammenwirken, bewegt 30 dessen freiem Ende ein Winkel 56 mittels Schrauben werden können. 57 befestigt ist. Der Kurbelarm 55 und der Winkel

Entsprechend umfaßt die untere Greifvorrichtung 56 bilden eine Gabel, die durch einen Stift 58 mit der

16 ein kastenförmiges Gehäuse 32, dessen Boden- Kolbenstange 59 des Zylinder-Kolben-Motors 18 wand 33 mit einer öffnung 34 versehen ist, welche verbunden ist. Der Zylinder 60 des Motors 18 ist mit der öffnung 35 in der oberen Deckelwand 36 35 durch einen Stift 61 mit einem am unteren Gehäuse fluchtet. Zu der Greifvorrichtung 16 gehört ein Grei- 32 befestigten Konsol 62 verbunden. Der Motor ist fer 29 a, bestehend aus gegenüberliegenden Backen doppeltwirkend und hat zwei Leitungen 63 und 64, 30 α und 31 a, die zwischen einer geöffneten Stellung die von einer geeigneten unter Druck stehenden Strö-(Fig.6), in der sie den Durchgang eines RohresP mungsmittelquelle ausgehen, wodurch ein Aus- und gestatten, und einer geschlossenen Stellung, in der sie 40 Einfahren der Kolbenstange 59 eine Bewegung des das Verbindungsteil2 des RohresP erfassen oberen Gehäuses 20 um die Drehführung 37, z.B. (F i g. 7), verschoben werden können. zwischen der in F i g. 2 gezeigten Stellung und der in

Zur Lagerung des oberen Gehäuses 20 auf dem F i g· 3 gezeigten, im Winkel verschobenen Stellung unteren Gehäuse 32 ist eine Drehführung 37 vorgese- bewirkt, um den Mitnehmerstangenschutz 19 in den hen, die eine relative Schwenkbewegung um eine 45 Greifern 29 der oberen Greifvorrichtungen 15 zu Achse ermöglicht, die die Mittelpunkte der öffnun- drehen, während die Greifer 29 α der unteren Greifgen 22 und 23 im oberen Gehäuse und die Mittel- vorrichtung 16 den Verbindungsteil 2 des Rohres F punkte der öffnungen 34 und 35 im unteren Ge- gegen Drehung festhält, was im folgenden noch ausMuse 32 einschließt. Die Drehführung 37 besteht, fährlicher beschrieben wird.

wie am besten aus den Fig.4, 6, 7 und 14 ersieht- 50 Die Rohrzentriereinrichtung 17 ist am besten au: feh, aus einem zylindrischen Ringkörper 38 mit den Fig.5, 6, 7, 11 und 12 ersichtlich. Sie dien einem nach innen weisenden Flansch 39 an seinem dazu, die Rohre mit Bezug auf die öffnungen 34 unc enteren Ende, der durch Schrauben 40 konzentrisch 35 in dem unteren Gehäuse 32 und daher mit Bezuj rar öffnung 35 der Deckelwand 36 des unteren Ge- auf die Achse des Umlaufes der oberen Mitnehmer-Muses 32 mit dieser Wand verbunden ist, und einem 55 stangengreirvorrichtung 15 relativ zu der unterer äußeren zylindrischen Ringkörper 41, der den Ring- Rohrgreifvorrichtung 16 zu zentrieren. Diese Zen körper 38 umgibt und mit einem oberen nach außen triereinrichtung 17 weist einen Rahmen 68 auf, de gerichteten Flansch 42 durch Schrauben 43 konzen- auf dem Flansch 14 befestigt ist Im einzelnen er frisch zur öffnung 22 der unteren Wand 21 des obe- streckt sich eine zylindrische Hülse 69 in eine mitt ren Gehäuses 20 an dieser Wand befestigt ist Der in- 60 lere öffnung des Flansches 14 und ist an einer unte nere Ring 38 hat einen Paßsitz mit dem äußeren ren Wand 70 des Rahmens 68 durch Schweißen ode: Ring 41, so daß die Ringe 38 und 41 zusammen die anderweitig befestigt Eine obere Wand 71 des Rah koaxiale Ausrichtung der Gehäuseöffnungen 22 und mens 68 ist an die untere Wand 33 des unteren Ge 35 aufrechterhalten. Um die Ringe 38 und 41 und Muses 32 angeschweißt oder anderweitig daran befe somit die Gehäuse 22 und 35 einer Trennung festzu- €5 sögt Es können, abgesehen von den hier gezeigtei halten, sind mehrere ringsegmentförmige Platten 44 Schweißverbindungen, verschiedene Arten zur Befe mittels Schrauben 44 a an der Deckelwand 36 des stigung der Zentriereinrichtungen 17 am Oberteil de; unteren Gehäuses 32 befestigt, die mit einwärts ge- Mauselochs M zur Anwendung kommen, und es is

2917

9 * 10

daher keine weitere Beschreibung der Darstellung er- mungen versehen die einen ^n gurchgng der forderlich. Das Wesentliche besteht darin, daß im Fuhrungss angen 82 gestatten. Die Blocke «stehen Rahmen zwei einander gegenüberliegende Zentrier- in den zwischen den Buchsen 80 und 83 der ZenplattTn 72^nd 73 vorgeshen sind, die zwischen einer trierplatten 72 und 73 gebildeten Raum vor um,die Sfneten Stellung, in der sie den Durchgang des 5 Bewegung der Zentrierplatten 72 und 73 m Schließiohre P zulassen,^gund einer geschlossenen Stellung, richtungen der das Rohr P zentnert ist, zu begrenin der sie den Verbindungsteil 2 des Rohres P erfas- zen. Hierbei s.nd Zentnerplatten 12 ™d 73 als Prissen und zur Umlaufachse der oberen und unteren men mit je einem V-formigen Sitz 72 a und 73 a aus-Greifvorrichtung 15 bzw. 16 zentrieren, bewegbar gebildet, wodurch im wesentlichen eine vierseitige . . ίο öffnung zwischen den Zentnerplatten 72 und 73 ge-

^S1 Fie 11 zeigt im einzelnen den Rahmen 68 der bildet wird, in der Rohre verschiedener Größe zen-Zentriereinrichtung 17 mit dem druckmittelbetätigten triert werden können. Um RohreP verschiedenen Zvlinder-Kolben-Motor 74, dessen Kolbenstange 75 Durchmessers aufzunehmen, lassen sich die Blocke S: der Zentrierplatte 73 verbunden ist und dessen 92 leicht gegen Blöcke verschiedener Breiten und Zvlinder 76 mit der Zentrierplatte 72 verbunden ist. 15 Größen austauschen, um die maximale Schließbevveum die Platten 72 und 73 gegenläufig zu bewegen. gung der Zentrierplatten 72 und 73 zu variieren. Das Druckmittel wird dem einen oder anderen Ende Wenn das obere Ende des Rohres P in der durch

des doppeltwirkenden Zylinders 76 durch eine von die Zentrierplatten 12 und 73 gebildeten ^Öffnung zwei Leitungen 77 und 78 zugeführt, die von einem zentriert ist, kann die Milnehmerstange ieicnt in ^εη Leitunesanschluß 79 am hinteren Ende des Rahmens 20 Verbindungsteil des Rohres P, das in der unteren 68 ausgehen Greifvorrichtung 16 gehalten ist, eingeführt und ein-

Die Zentrierplatte 72 erstreckt sich quer zum Rah- geschraubt werden und schließlich durch Aufwenmen 68 und ist mit Buchsen 80, 80 versehen, die an dung eines Drehmoments festgezogen werden, wenn ihren gegenüberliegenden Enden angeschweißt oder der Teil 19 der Mitnehmerstange durch die obere anderweitig daran befestigt sind; die Buchsen sind 25 Greifvorrichtung 15 erfaßt und diese durch den Momit Stiften 81 an Führungsstangen 82 befestigt, die tor 18 um die Längsachse der Rohre verschwenkt sich in Längsrichtung an den gegenüberliegenden wird.

Seiten des Rahmens 68 erstrecken. Diese Führungs- Es werden nunmehr die Greifer 29 und 29 α uer

stangen 82 erstrecken sich gleitend durch Buchsen Greifvorrichtungen 15 und 16 unter besonderer Be-83 83 die an den gegenüberliegenden Enden der 30 zugnahme auf die untere Greifvorrichtung 16 cnt-Ze'ntrierplatte 73 angeschweißt oder anderweitig sprechend ihrer Darstellung in den Fig. 5 bis IC bedaran befestigt sind. Die Führungsstangen 82 und so- schrieben, wobei die obere Greifvorrichtung 15 im mit die Zentrierplatten 72 und 73 sind mit zwei wesentlichen gleich der unteren Greifvorrichtung 16 Lagerolatten 84, 84 gleitend abgestützt, die im Be- ist.

reich der Seitenwände des Rahmens 68 angeordnet 35 Die Backe 30 a des Greifers 29 a besteht aus einer

sind und auf Blöcken 84 α ruhen, die durch Schrau- Platte 100, die sich quer zwischen den Seitenwänden

ben 85 mit den Seitenwänden verbunden sind. Die 101 und 102 des Gehäuses 32 erstreckt. An den Ek-

Blöcke 85 a weisen hochstehende Enden 85 a auf, die ken ist die Platte 100 mit Winkelkörpern 103 vcr->e-

Lagerplatten 84 gegen eine Gleitbewegung auf den hen, die frei gleitend auf im Gehäuse angeordneten,

Blöcken 84 β in einer Richtung festhalten, während 40 sich in Längsrichtung derselben erstreckenden Eck-

die Lagerolatten 84 gegen eine Gleitbewegung in der schienen 104 geführt sind. Die Platte 100 kann durch

anderen Richtung durch Anschlag gegen den Rah- geeignete Rippen 105 verstärkt sein, die an die

men 68 begrenzt sind. An den Lagerplatten 84 sind Außenseite der Platte 100 angeschweißt sind. Auf

durch Schweißen oder anderweitig auf Abstand ge- der Innenseite der Platte 100 sind Körper 106 mit

haltene Lagerbuchsen 86 befestigt, durch welche sich 45 nach innen divergierenden Flächen 107 angeordnet,

die Führungsstangen 82 gleitend erstrecken. An dem während in der Mitte der Platte 100 eine Ausne'n-

von den Zentrierplatten 72 und 73 entfernten Ende mung 108 zur Aufnahme eines Backeneinsatzträgers

sind die Führungsstangen 82 durch Stifte 88 mit 109 (F i g. 6 und 7) für verzahnte Backeneinsätze

Buchsen 87, 87 verbunden, können aber auch ander- vorgesehen ist, die mit dem Ende des Rohres P in

weitig mit einer rückwärtigen Platte oder einem Joch 50 Eingriff bringbar sind. Zur Veranschaulichung sind

89 starr verbunden sein. Der Zylinder 76 ist durch zwei Backeneinsätze 110 mit seitlichem Abstand von

Schrauben 90 mit dem Joch 89 verbunden, und die der Mitte des Backeneinsatztragers angeordnet die

Kolbenstange 75 ist, wie bereits angedeutet, bei 91 an zwei Umfangsstellen des Verbindungsteils des

mit der Zentrierplatte 73 verbunden-Wie ersichtlich, Rohres P angreifen. Derartige Backen und Trägei

werden die Zentrierplatten 72 und 73 in Abhängig- 55 sind bei in der Erdölgewinnung verwendeten Werk-

keit von der Betätigung des Motors 74 geschlossen zeugen hinreichend bekannt und brauchen hier nichi

oder geöffnet. weiter beschrieben zu werden.

Zur Begrenzung der Bewegung der Zentrierplatten Die Backe 31 α weist, genau wie die Backe 30 a

72 und 73 in Schließrichtung and zur Zentrierung auch eine Platte 111 auf, die gleitend auf den Eck derselben mit Bezog auf die Achse der durch die 60 schienen 104 geführt ist. Diese Backe kann auch ver Hülse 69 hindurchfuhrenden öffnung 69 a, die mit stärkt werden, wie es bei 114 gezeigt ist, und mi der Umlaufachse der oberen und unteren GreifvoT- Körpern 113 mit divergierenden Flächen 114 verse richtung zusammenfällt, sind Anschläge vorgesehen, hen sein. Die Flächen 114 bilden mit den gegenüber die aus zwei Blöcken 92 bestehen, die an Platten 93 liegenden Flächen 107 der Backe 30ä eine vierseitig' befestigt sind, die ihrerseits mittels Schrauben 94 mit €5 öffnung für den Rohrverbindungsteil 2. In der Back den Seiten des Rahmens 68 verbunden sind. Die 31a befindet sich eine Ausnehmung 115 für eine Blöcke 92 erstrecken sich dorch öffnungen 92 a des üblichen verzahnten Backeneinsatz 116, der mit dei Rahmras 68 nach innen und sind bei 95 mit Ausneh- Backeneinsätzen 110 der Backe 30 α einen Dreipunkt

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eingriff zur wirksamen Zentrierung des Rohrverbindungsteils 2 bildet.

Zum öffnen und Schließen der Backen 30 a und 3Ja ist im Gehäuse 32 ein druckmittelbetätigter Motor 117 vorgesehen, der einen Zylinder 118 und eine Kolbenstange 119 aufweist, der durch Druckzufuhr über entsprechende Leitungen 120 und 121 betätigbar ist. Das äußere Ende des Zylinders 118 ist mit einer Platte 112 verbunden, deren Ecken Ausnehmungen aufweisen oder mit Winkelkörpern 123 versehen sind, die auf den Eckschienen 104 im Gehäuse in Längsrichtung gleiten. An der Platte 122 sind mittels Muttern 125 zwei Zugstangen 124 befestigt, die sich in Längsrichtung des Gehäuses 32 erstrecken und mittels Muttern 126 mit der äußeren Backe 30 α verbunden sind. Auf den Zugstangen 124 ist jeweils eine Abstandshülse 127 angeordnet zwischen den Platten 122 und 100, die den Abstand zwischen diesen beiden Teilen aufrechterhält. Die innere Backe 31 α ist mit Bohrungen 128 versehen, durch die sich die Abstandshülsen 127 frei gleitend erstrecken. Die Zugstangen 124, die Abstandshülsen 127 und die Platte 122 bilden eine wirksame Verbindung der Backe 30 a mit dem Zylinder 118 zur Ausführung einer gemeinsamen Bewegung. Andererseits ist die Kolbenstange 119 bei 129 mit der inneren Backe 31 α verbunden, so daß sich die Backe 31 α mit der Kolbenstange 119 bewegt. Somit können die Backen 30 α und 31 α durch den Motor 117 geöffnet oder geschlossen werden.

Während der Motor 117 ein gleichmäßiges Erfassen des Rohrverbindungsteils 2 zwischen den Backen 30 α und 31 α bewirkt, ist eine Vorrichtung 130 vorgesehen, um die Backen 30 α und 31 α normalerweise mit Bezug auf das Gehäuse 32 so in Stellung zu bringen. daß die durch die Flächen 107 und 114 gebildete vierseitige Öffnung und daher die Backeneinsätze 110 und 116 anfänglich im wesentlichen mit gleichen Abständen von der Umlaufachse der oberen und unteren Greifvorrichtung 15 bzw. 16 angeordnet sind. Diese Einrichtung 130 regelt auch im wesentlichen die relative öffnungs- und Schließbewegung der Bakken 30 α und 31 α, so daß sich beide relativ zu der Umlaufachsc der oberen Greifvorrichtung um die erforderliche Strecke bewegen, um das Rohr P im wesentlichen gleichzeitig auf dieser Achse zu erfassen. Diese Vorrichtung 130 wird am besten bei Betrachtung der F i g. 6 bis 10 verständlich.

Es sind zwei doppelarmige Hebel 131, 131 schwenkbar an den Seitenwänden 101 und 102 des Gehäuses 32 gelagert, deren einer Hebelann jeweils über ein Gestänge 132 mit der inneren Backe 31 β verbunden ist, während der andere Hebelarm jeweils über ein Gestänge 133 mit der Platte 122 verbunden ist. Die Hebel 131 sind zwischen ihren Enden jeweils mit einer Nabe 134 (Fig. 10) versehen, die in einer durch Schrauben 136 an einer Seitenwand des Gehäuses 32 befestigten Lagerplatte 135 drehbar gelagert ist. An einem Ende eines jeden Gestänges 132 ist eine Gabel 137 vorgesehen. Ein Stift 138 erstreckt sich durch die Gabel 137 und einen Längsschlitz 139 des Hebels 131. Am anderen Ende ist jedes Gestänge 132 mit einem Gewindeansatz 140 versehen, der durch Muttern 141 mit einer Platte 111 der Backe 31a verbunden ist An einem Ende eines jeden Gestänges 133 ist eine Gabel 142 vorgesehen. Ein Stift 143 erstreckt sich durch die Gabel 142 und einen Längsschlitz 144 des Hebels 131. Am anderen Ende ist jedes Gestänge 133 mit einem Gewindeansatz 145 versehen, der durch Muttern 146 mit der Platte 122 und über die Zugstangen 124 mit der Platte 100 der Backe 30 α verbunden ist.

Es ist nunmehr ersichtlich, daß beim öffnen und Schließen der Backen 30 α und 31 α die Regeleinrichtung 130 die jeweilige Stellung der Backen mit Bezug auf das Gehäuse durch das am Gehäuse festliegende Schwenklager der Hebel bestimmt, d. h., die Hebel 131 und die Gestänge 132 und 133 bestimmen die Stellungen der Backen relativ zu dem Schwenkpunkt der Hebel 131 oder legen diese Stellungen fest, so daß die Backen auf den gegenüberliegenden Seiten einer sich zwischen den Backen erstreckenden Querebene, die die Umlaufachse der oberen und unteren Greifvorrichtung 15 bzw. 16 schneidet, im wesentlichen gleichmäßig auf Abstand gehalten sind, wenn sich die Backen entsprechend der Darstellung in F i g. 6 in geöffneter Stellung befinden.

Verschiedene Backenanordnungen machen es unter Umständen erforderlich, daß die Hebel 131 verschieden lange Arme aufweisen, so daß der Hauptteil der durch die Regeleinrichtung 130 bewirkten Relativbewegung der Backen auf eine der Backen 30 a und 31 α übertragen wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind z.B. die Enden der Hebel 131, die mit den Gestängen 133 verbunden sind, länger als die anderen Enden der Hebel 131, wie am besten aus der Fig. 10 ersichtlich ist. Infolgedessen bewegt sich die Backe 30a um ein größeres Maß als die Backe 31 a um den Unterschied in der Anordnung der Backeneinsätze in den Backen 30 α und 31 α auszugleichen. Dieser Unterschied ist in F i g. 8 erkennbar, in der die Länge des Radius R1 vom Mittelpunkt des Rohres P zu einer Linie, die sich zwischen den Backeneinsätzen 110 der Backen 30 a erstreckt, geringer ist als die Länge des Radius Rl, der sich zu dem Bakkeneinsatz 116 der Backe 51a erstreckt. Wenn diese Backeneinsätze in jeder Backe in gleicher Weise angeordnet wären, wären die Arbeitslängen der Hebel 131 gleich.

Die obige Beschreibung der Bewegungsstev:;rung der Greifvorrichtung 16 trifft auch für die obere Greifvorrichtung 15 zu, da, wie bereits erwähnt, diese Vorrichtungen im wesentlichen gleich sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese Vorrichtungen mit Bezug zueinander seitenverkehrt sind. Es werden daher in beiden Einrichtungen zur Bezeichnung ähnlicher Teile gleiche Bezugszeichen benutzt.

An Stelle der an den Enden offenes Schlitze 139 und 144 in den Enden der Hebel 131 können auch geschlossene Schlitze vorgesehen sein. Es wurde nämlich festgestellt, daß auf ein Gestänge, z, B. das Gestänge 132, das zwischen den Hebeln 131 und der mit der Kolbenstange 119 verbundenen Backe 31 bzw. 31 α angeordnet ist, eine Kraft ausgeübt werden kann, die den Gelenkstift 136 aus dem Schlitz 138 zieht. Demzufolge können ein oder mehrere Haltebügel 200 entsprechend der Darstellung in den Fig.6 und 15 benutzt werden, um ein derartig unerwünschtes Herausgleiten der Stifte zu vermeiden. Die Bügel 200, von denen nur einer gezeigt ist, können durch Schrauben 201 in geeigneter Weise an dem Gehäuse befestigt sein.

Im Betrieb arbeitet die oben beschriebene Vorrichtung zur Herstellung von Verbindungen zwischen dem Teil 19 der Mitnehmerstange und einem einzelnen Bohrrohrabschnitt P wie folgt

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13

T7 - λ -χ. · · ι n ι, «i,r ρ Ha* in trieb sein kann, bis die Mitnehmerstangenschutzvor-Es wird zunächst em einzelnes Bohrrohr P^ das in J^^J ^ _{der V}erbindungsteü2 mit Schultern

Mauseloch^ a&enk, bis es auf ^der Platterer g-jj-. S^gJiS^JSt *!

■ - - - um die Mitnehmerstan-

zeigte Selbstve^dlich sind bei der Absenkung g^^SS £ SSJUUSÄ des RohresP durch die GreifVomchtungen 15 und art^derUr^J** _{Wenn die M}itnehmer-

16 die Backen der entsprechenden Greifer 29 uud vorncntung xa *TT,f _{1Q d de} Verhindim« 29a vollständig geöffnet Danach werden die oberen to *?«^^^f ^^ 29tew "Sto Backen 30 und 31 der oberen Greifvorrichtung 15 in teil 2 durch den oberen Grerfer 29bzw durch den die.vollständig geschlossene Stellung beweg, wie in ^fg^^^TÄ^S

hochgefahren,⁸um das RohrP anzuheben und das 15 Fig.2 gezeigten Stellung ™ «i^J^^g obere Ende des Verbindung_SteUs2 in Anlage an die Stellung zu bewirken ^fj^ ^^^ £j *5 Backen 30 und 31 zu bringfn. Somit bilden die Bak- endgültige ^.^raul7JS?KStaKn
ken 30 und 31 auch Ansilage zur Begrenzung der «^^f^^^^Send.ü

und 31« der Greifer 29a der unteren Greifvorrich- 29a und die Zentnervomchtung «geöffnet, so daß tung 16 erfaßt werden können. Vorzugsweise wird die Mitnehmersterge mit der mit ihr verbundcr.cn das RohrP durch die Hebevorrichtung7 leicht in die einzelnen RohrlangeP angehoben werden kann, unn in Fig.7 gezeigte Höhenlage abgesenkt, ie welcher das RohrP aus dem Mauseloch herauszuheben und das obere Ende des Verbindungsteils 2 mit Abstand 25 seine Verbindung mit dem oberen Ende des in dem unter der unteren Wand 21 der oberen Greifvorrich- Bohrloch vorhandenen Bohrstranges zu ermöglichen, tung 15 angeordnet ist. Der Motor 18 kann betätigt werden, um die obere

Danach wird dem Motor 74 der Zentrervorrich- Greifvorrichtung 15 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung tung 17 Druckmittel zugeführt, um die Zentrierklat- zurückzuführen, nachdem die Greifer 29e geoiiiici ten 72 und 73 in ihre Schließstellungen zu bewegen, 30 worden sind. Es ist außerdem selbstverständlich, c.-.j' die durch die Anschläge 92 bestimmt sind, in denen nötigenfalls die ooere G reif Vorrichtung 15 ein zv c, das RohrP mit dem in der unteren Greifvorrichtung tes Mal in die Stellung gemäß Fig. 3 gebracht wer-16 liegenden Verbindungsteil 2 annähernd koaxial den kann, falls dieses für erforderlich gehalten w. χ. zur Umlaufachse der oberen und unteren Greifvor- um die endgültige Verbindung zwischen der Mittun richtung 15 bzw. 16 zentriert ist. Wenn das RohrP 35 merstangeK und dem einzelnen Rohr/' herzustellen, somit entsprechend aer Darstellung in den Fig.7 Wenn es darüber hinaus erwünscht ist, die Mitnen-

und 11 zentriert ist, wird der untere Greifer 29 a be- merstangenschutzvomchtung 19 von einem im Mautätigt, um die Backen 30a und 31a um den Verbin- seloch befindlichen einzelnen RohrP zu losen, ist es dungsteil 2 zu schließen, wobei die Relativbewegung lediglich erforderlich, die obere Greifvorrichtung If der Backen 30 a und 31 durch die Hebel 131 und die 40 in die in Fi g. 3 gezeigte Stellung zu bangen und irr Gestänge 132 und 133 der Regeleinrichtung 130 be- Anschluß daran den Greifer 29 um die Mitnehmerwirkt wird, und sich die Backen 30 a und 31a um Stangenschutzvorrichtung 19 und den Greifer 29 c den Verbindungsteil 2 schließen, um diesen fest und um den Verbindungsteil 2 zu schließen, wobei durch im wesentlichen koaxial zur Umlauf achse der oberen das Zurücksc'iwenken mit dem Motor 18 em Lose- und unteren Greifvorrichtung 15 bzw. 16 einzupassen. 45 drehmoment auf die Mitnehmerstangerschutzvor-

Wenn das RohrP so in Stellung gebracht und si- richtung 19 ausgeübt wird. Ein solches Lösedrehmocher gehalten ist, wird die Mitnehmerstange K ein- ment ist im allgemeinen nur dann erforderlich, wenn schließlich der Schutzvorrichtung 19, die von der üb- die Verbindung mit einem Kreuzgewinde versehen liehen Bohrturmausrüstung herabhängt, in den Ver- ist, oder wenn es aus dem einen oder anderer bindungsteil 2 des Rohres P eingeführt und dann 50 Grunde beabsichtigt ist, ein einzelnes Rohr P, das mn durch eine bekannte Spinnvorrichtung gedreht, die der Mitnehmerstange verbunden worden ist, nicht in ein üblicher Mitnehmerstangenspinner mit Kraftan- dem Bohrstrang zu verwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Gewindeverbindung von Bohrrohrabschnitten einer Tiefbohranlage, die eine Spannbackenanordnung aufweist, die aus einer oberen und einer unteren Greifvorrichtung mit Greifern zum lösbaren Erfassen und Drehen des einen Abschnitts und zum lösbaren Erfassen des anderen Abschnitts besteht, die relativ zuein- ig ander mittels eines Antriebs um eine sich durch Axialöffnungen der Greifvorrichtungen erstrekkende Achse verdrehbfir gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die unter? Greifvorrichtung (16) fest auf dem Mund des einen Bohrrohrabschnitt (P) aufnehmenden Mauselochs (M) der Tiefbohranlage angeordnet ist, während die obere Greifvorrichtung (15) zur lösbaren Erfassung der Mitnehmerstange ausgebildet ist, und daß unterhalb der unteren Greif-Vorrichtung (16) eine Zentriereinrichtung (17) zum Instellungbringen des Rohres (P), im wesentlichen ausgerichtet auf die Achse durch die Axialöffnungen (27, 22, 35, 34) der Greifvorrichtungen (15,16), vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Greifer (29 a, 29) zwei Backen (30 α; 31α; 30, 31) aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Axialöffnungen mit Abstand voneinander und einander gegenüberliegend angeordnet sind, sowie eine Vorrichtung (117) zur Bewegung der Backen (30 α, 31 α; 30, 31) in Richtung aufeinander zu und voneinander