DE2433015C3 - Hebevorrichtung mit einem vertikal festlegbaren Mast - Google Patents
Hebevorrichtung mit einem vertikal festlegbaren MastInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hebevorrichtung mit einem vertikalfestlegbaren Mast und einer längs des
Mastes beweglichen Reffeinrichtung, über die ein Seil
geführt ist, das mit einem Laufblock verbunden ist, der mittels eines schubkolbenartigen Stellmotors an dem
Mast längsbeweglich ist, wobei der eine Teil des Stellmotors mit dem Mast und der andere Teil mit der
beweglichen Rolleneinrichtung verbunden ist
Bei einer solchen aus dem DE-GM 19 41046 bekannten Hebevorrichtung weist der aus zwei
parallelen Stangen gebildete, vertikal festlegbare Mast eine bewegliche Rolleneinrichtung auf, über die ein Seil
geführt ist, das mit einem Laufblock verbunden ist. Ein als Schubkolbenmotor ausgebildeter Stellmotor ist mit
ίο seinem ortsfesten Teil an einem Fußteil des Mastes
befestigt, während sein beweglicher Teil mit der beweglichen Rolleneinrichtung verbunden ist, die
dadurch bei einem Ausfahren des Stellmotors nach oben bewegt wird. Durch diese Bewegung der beweglichen
Rolleneinrichtung nach oben wird über das Seil auch der Laufblock nach oben bewegt, da dis andere, nicht am
Laufblock befestigte Ende des Seils an einem ortsfesten Teil des Mastes bzw. einem Grundrahmen des Mastes
befestigt ist.
Eine aus der US-PS 37 92 836 beKmnte Hebevorrichtung
weist eine fahrbare Mastkonstruktion auf, die aus ihrer horizontalen Transportlage in eine vertikale
Betriebslage aufgerichtet werden kann. Im unteren Drittel der Mastkonstruktion ist das eine Ende eines
Seils befestigt, das über eine bewegliche Rolleneinrichtung herum nach unten verläuft, wobei an seinem
anderen Ende ein Hubhaken befestigt ist, der z. B. mit dem Bohrlochrohr einer in das Erdreich eingebrachten
Bohrung zu verbinden ist, um das Bohrlochrohr aus der Bohrung herauszuheben oder aber in diese abzusenken.
Als Antrieb sind mehrere parallel zueinander angeordnete hydraulische Stellmotoren vorgesehen, deren
unteres Ende am unteren Ende der Mastkonstruktion festgelegt ist und deren oberes Ende mit der
beweglichen Rolleneinrichtung verbunden ist, so daß diese Rolleneinrichtung längs der Mastkonstruktion mit
Hilfe der hydraulischen Stellmotoren auf- und ibzubewegen ist. Bei einer Aufwärtsbewegung der Rolleneinrichtung
wird dann der mit dem einen Ende des Seils verbundene Hubhaken mit der doppelten Geschwindigkeit
wie die bewegliche Rolleneinrichtung selbst nach oben bewegt. Da jeder Strang des Seils eine dem
Gewicht der Last entsprechende Spannung hat, muß die Mastkonstruktion stark genug ausgebildet weiden, um
die durch die Anzahl der erforderlichen Hebelarme bedingte Belastung aufnehmen zu können. Die Anzahl
der erforderlichen Hebelarme ist dabei durch das Übersetzungsverhältnis der Hublänge des Hubhakens
bzw. Laufblocks zu der des Stellmotors gegeben.
Aus der GB-PS 7 28 348 ist eine Mastkonstruktion bekannt, die ebenfalls z. B. auf einem Fahrzeug als
Gan?es transportierbar ist. Auch diese bekannte iviastkonstruktion kann aus einer etwa horizontalen
Transportstellung in eine etwa vertikale Betriebsstellung aufgerichtet werden, in der sich die Mastkonstruktion
dann mit zusätzlichen Füßen auf dem Erdboden an dem Aufstellungsort abstützt.
Aus der US-P". 31 93 116 ist eine Mastkonstruktion
zum Einsptz als sogenannte Ausbesserungsanlage an
W) einem ölbohrloch bekannt, wobei zwei Winden benutzt
werden, um Rohrstränge von einer Lagerstelle aus anzuheben, über ein Bohrloch zu führen und dann mit
Hilfe der jeweils anderen Winde in das Bohrloch abzuienken. Auch bei dieser bekannten Hebevorrich-
h'i tung wird eine bewegliche Rolleneinrichtung benutzt,
über die ein Seil herumgeführt ist, dessen eines Ende am oberen Ende des Mastes befestigt ist, während das
andere Ende nach dem Herumlaufen um die bewegliche
Rolleneinrichtung und eine weitere fest am oberen Ende des Mastes gelagerte Rolleneinrichtung auf der Winde
auf- und abgewickelt wird.
Aus der US-PS 30 01 592 ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Senkkasten in den Meeresgrund eingetrieben
wird und ein Teil einer Bohrplattform bildet. Dieser Senkkasten trägt ein Ende einer Grundplatte einer
Arbeitsplattform, auf der eine Mastkonstruktion gelagert ist. Mit Hilfe einer Adapterkonstruktion kann die
Arbeitsplattform so mit dem oberen Teil des Senkkastens verbunden werden, daß annähernd das gesamte
Gewicht des Mastes über die Arbeitsplattform direkt in den Senkkasten übertragen wird.
Aus der US-PS 37 97 570 ist eine Vorrichtung bekannt zum hydraulischen Hineindrücken und Ausfahren
von Rohrsträngen in ein und aus einem Bohrloch. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird jedoch die auf
den Rohrstrang jeweils wirkende Hublänge unmittelbar durch die Hublänge des hydraulischen Stellmotors
vorgegeben. Diese bekannte Vorrichtung ist selbstverständlich unmittelbar mit dem Bohrlochkopf verbunden,
jedoch ist keine Trag- oder Mastkonstruktion vorgesehen. Vielmehr ist hier die gesamte Vorrichtung auf dem
Bohrlochkopf gelagert. Diese bekannte Vorrichtung erfordert daher einen getrennten Kran zum Aufrichten
der Vorrichtung auf dem Bohrlochkopf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hebevorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß
diese mit einer leichten und keinen großen Belastungen auszusetzenden Mastkonstruktion auskommt, obwohl
eine relativ kleine Hublänge eines eine geradlinige Bewegung erzeugenden Stellmotors in eine möglichst
große Hublänge des Laufblocks umgeformt werden soll.
Bei einer Hebevorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß beide Enden des Seiles am Mast befestigt sind und am oberen Ende des Mastes eine festliegende
Rolleneinrichtung vorgesehen ist. um welche herum das Seil zu der beweglichen Rolleneinrichtung hin geführt
ist. und daß der Stellmotor mit seinem einen Teil am oberen Ende des Mastes befestigt ist, wobei durch
Absenken der beweglichen Rolleneinrichtung der Laufblock anhebbar ist
Durch das Befestigen des ortsfesten Endes des die geradlinige Bewegung ausführenden Stellmotors am
oberen Ende des Mastes und des beweglichen Endes des Stellmotors an der beweglichen Rolleneinrichtung
sowie die Befestigung der ortsfesten Enden des Seiles am Mast und das Herumführen des Seils von diesen
Enden aus um die bewegliche Rolleneinrichtung und eine ebenfalls am oberen Ende des Mastes ortsfest
gelagerte weitere Rolleneinrichtung herum zu dem Laufblock wird sichergestellt, daß der Mast selbst
immer nur dem durch die anzuhebende Last gegebenen
Gewicht ausgesetzt ist Der Mast kann daher festigkeitsmäßig sehr viel schwächer und damit leichter als
vergleichbare Masten ausgebildet werden, wodurch ihr Transport z. B. zu Ölbohrungen an Land oder
Bohrinseln auf dem freien Meer und auch ihre Aufrichtung über dem Bohrloch stark vereinfacht
werden. Dieses gift auch dann, wenn zu einer möglichst starken Vergrößerung der Hublänge des Laufblocks
gegenüber einer vorgegebenen Hublänge des die geradlinige Bewegung ausführenden Stellmotors ein
entsprechend großes Hebelarm-Übersetzungsverhältnis von z. B. 4 :1 benutzt wird. Auch in diesem Fall trägt
der eigentliche Mast immer nur das tatsächlich an dem Laufblock hängende Gewicht Durch die hängende
Befestigung des die geradlinige Bewegung ausführenden Stellmotors ergeben sich ebenfalls optimale
Lastverteilungen, so daß keine wesentlichen äußeren Abstützungen für z. B. den Zylinder oder die Kolben-
stange eines hydraulischen Stellmotors erforderlich sind.
Die neue Anordnung kann durch Vorsehen einer
ebenfalls ortsfesten und am unteren Ende des Mastes gelagerten weiteren Rolleneinrichtung sowie einer
ίο zweiten beweglichen Rolleneinrichtung, die vorzugsweise
mit der ersten beweglichen Rolleneinrichtung auf ein und demselben Rahmen sitzt, so weitergebildet
werden, daß mit dem gleichen Stellmotor und der gleichen Seilführung auch eine erhebliche Druckkraft,
die also nach unten z. B. auf einen in ein Bohrloch einzubringenden Rohrstrang wirkt, aufgebracht werden
kann, wobei wiederum der gesamte Mast durch eine nach unten gerichtete Reaktionskraft belastet ist, die im
wesentlichen gleich der ausgeübten Druckkraft ist.
Dieses ergibt sich dadurch, daß beim Ausüben einer nach unten gerichteten Druckkraft durch den Laufblock,
der in diesem Fall über das Seil nach unten gezogen wird, die bewegliche Rolleneinrichtung von dem
Stellmotor an dem Mast nach oben heraufgezogen wird.
Gemäß einer wesentlichen anderen Weiterbildung zur weiteren Entlastung der Mastkonstruktion ist
vorgesehen, die tragenden Teile der Mastkonstruktion, also z. B. die vier Beine eines Mastes, rohrförmig und
hc hl auszubilden und als Zuführungskanäle für die Hydraulikflüssigkeit des am oberen Ende des Mastes
befestigten hydraulischen Stellmotors zu benutzen. In diesem Fall wird bei einer Beaufschlagung des
Stellmotors mit Hydraulikflüssigkeit der dadurch entstehende Reaktionsdruck in die Beine der Mastkonstruktion
eingeleitet, so daß ein auf den rohrförmigen Beinen aufgesetztes Kopfteil durch den hydraulischen
Druck in den Beinen nach oben abgestützt wird. Dadurch kann die Mastkonstruktion selbst besonders
von allen beim Umschalten des hydraulischen Stellmotors auftretenden dynamischen Belastungen entlastet
werden, so daß die Mastkonstruktion selbst eigentlich nur noch ihr eigenes Gewicht einschließlich des
Antriebs und der übrigen ihr zugeordneten Teile tragen muß.
Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Hebevorrichtung betreffende Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
Einzelheiten der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels veräständlicher.
Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung,
' " F i g. 2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen
Hebevorrichtung,
Fig.3, 4 und 5 vergrößerte Schnittdarsteliungen
gemäß 3-3,4-4 und 5-5 in F i g. 1,
F i g. 6 einen Schnitt durch den Kreuzkopf des Mastes nach 6-6 in F i g. 3,
μ F i g. 7 eine schematische Darstellung des Flaschenzugsystems,
F i g. 8 eine ausführliche Darstellung des Laufblocks,
Fig.9 eine schematische Darstellung des hydraulischen Systems für die Windenanlage,
Fig.9 eine schematische Darstellung des hydraulischen Systems für die Windenanlage,
f-· F i g. 10 eine ausführliche perspektivische Ansicht des
Rohrtransportelevators,
F i g. 11 eine Darstellung der Doppelwindenanordnung,
Fig. 12 eine schematische Darstellung des hydraulik
sehen Hauptsystems,
F i g. 13 eine ausschnittsweise Darstellung des Mastes
in für die Doppelwinde ausgerüsteter Form,
Fig. 14 eine ausführliche Darstellung eines Bohrlochkopfaufsatzes
und
Fig. ίJ bis 18 Betriebsstellungen der Hebevorrichtung
gemäß der Erfindung beim Ziehen von Rohren.
Im folgenden wird auf die Figuren, und zwar zunächst
auf die F i g. 1 und 2 eingegangen. Die Ausbesserungsanlage,
die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, weist einen aufrechten Mast 11 auf, der
auf einer Stütze bzw. Bühne 12 angebracht ist. Die Bühne 12 ist in der zeichnerischen Darstellung
abgebrochen und hat normalerweise ausreichende Länge, — ungefähr im Ausmaß der Höhe des Mastes —.
um für eine stabile Abstützung des Mastes 11 zu sorgen. Die Ausbesserungsaniage isi in einer Sicliung auf einer
Plattform 13 einer Offshore-Bohrung dargestellt. Der Mast 11 wird von vier aufrechten Rohrträgern bzw.
Beinen 14,15,16 und 17 gebildet, die im wesentlichen an
den Ecken eines Quadrates angeordnet sind. Die hinteren Beine 14 und 15 enden an einer Stelle oberhalb
der Bühne 12 in einem Bügel 18, durch den ein Zapfen bzw. eine Welle 19 gesteckt ist, die die Beine an einem
dreieckigen Rahmen 20 schwenkbar befestigt. Der Rahmen 20 ist auf der Oberseite der Büne 12 befestigt.
Die vorderen Beine 16 und 17 des Mastes ruhen auf Klötzen 22. Die Mast ist mit angemessenen konstruktiven
Querversteifungen 21 versehen, die für Steifheit der Konstruktion sorgen. Wegen der einzigartigen Auslegung
des Mastes der Erfindung, wie sie noch ausführlicher beschrieben werden wird, ist es lediglich
erforderlich, daß die Maststruktur 11 ihr eigenes Gewicht während der Aufrichtung des Mastes tragen
kann. Betriebsbelastungen, die auf den Mast aufgebracht werden, sind auf ein Minimum reduziert, so daß
Größe und Gewicht der Konstruktionselemente des Mastes im Vergleich zu herkömmlichen Masten
ähnlicher Abmessungen wesentlich vermindert werden können.
Über die vorderen Beine 16 und 17 des Mastes wird in senkrechter Richtung ein Laufblock 24 geführt, der am
ausführlichsten in F i g. 8 dargestellt ist. Der Laufblock 24 wird entlang den vorderen Beinen 16 und 17, die als
Führungen dienen, hin- und herbewegt. Ein Hauptquerteil 25 des Laufblocks 24 erstreckt sich waagerecht
zwischen den Beinen 16 und 17 und ist an beiden Enden des Rahmens bzw. Hauptquerteiles mit Führungsrollen
26 versehen, die drehbar auf Achsen 27 gelagert sind. Die Umfangsfläche der Führungsrollen ist konkav, so
daß sie der Form der Rohrträger 16 und 17 entspricht, und führt den Laufblock in senkrechter Richtung,
während er am Mast 11 verfahren wird. Am Hauptquerteil 25 sind Seilklemmen 29 und 30 befestigt,
die zur Befestigung von Antriebsseilen am Laufblock dienen. Das Hauptquerteil 25 des Laufblocks trägt einen
Drehtisch 33, der zur Erleichterung von Reinigungs- und Bohrarbeiten dient.
Der Aufbau des Drehtisches 33 ist allgemein bekannt und umfaßt eine Spindel 34, die drehbar in Lagern 36
gelagert ist und von einem hydraulischen Motor 35 über einen Kettentrieb von der Ausgangswelle des Motors 35
angetrieben wird. Ein Flansch 31 der Spindel 34 trägt eine Rohrspanneinrichtung, die aus einem Abfangkeil 37
und einem Einfahrkeil 38 besteht, die so angeordnet sind, daß sie ein durch die zentrale Öffnung in der
Spindel 34 ragendes Rohr erfassen bzw. einspannen können. Diese Beschläge gehören zum Stand der
Technik und umfassen allgemein eine konische Hülse mit einer Anzahl von Rohrkeilen oder -zähnen, die den
Umfang des Rohres einspannen können. Die Rohrspannzähne können mittels eines hydraulischen Kolbens
oder eines anderen Antriebs in und äußer Eingriff mit der Rohroberfläche gebracht werden. Der Abfangkeil
37 ist so ausgebildet, daß seine Zähne 43 das Rohr so einklemmen können, daß verhindert wird, daß das
ίο Gewicht des Rohres dazu führt, daß das Rohr in das
Bohrloch rutscht. Die Zähne 44 des Einfahrkeils 38 können das Rohr so einklemmen, daß es gegen eine
Verschiebung nach oben gesichert ist, damit das Rohr beispielsweise gegen den Bohrlochdruck oder dann,
iS wenn das Rohr in das Bohrloch gedrückt wird,
festgehalten wird. Die Beschläge 37 und 38 können mittels einer Steuereinrichtung, die für den Operator
zugänglich auf der Opcratorplattfcrm angeordnet ist,
fernbetätigt weiden. Die Kraft zum Heben und Senken des Laufblocks wird von einem hydraulischen Zylinder
geliefert und zum Laufblock über ein Seilsystem übertragen, das im folgenden beschrieben wird.
Zwei dreieckige Tragarme 39 (Fig. 1 und 2) gehen von gegenüberliegenden Seiten der Spitze des Mastes
aus. In an den Tragarmen 39 vorgesehenen Lagern ist eine Welle 40 drehbar gelagert. Auf der Welle 40 sind
Kronenrillenscheiben 41 und 42 drehbar gelagert, die für Stahlseile geeignet sind. Der Durchmesser der
Rillenscheiben 41 und 42 entspricht ungefähr der Breite des Mastes 11.
Wie am besten aus den Fig.3 und 6 ersichtlich ist,
verläuft quer zur Oberseite des Mastes ein Kreuzkopf 45, der an den vorderen und hinteren Beinen des Mastes
befestigt ist und konstruktiv als Halterung für den Zylinder dient, der das Rillenscheibensystem antreibt.
Der Kreuzkopf 45 umfaßt eine Hülse 46, die auf der senkrechten Mittellinie des Mastes von seitlichen
Trägern 60 und 61 gehalten wird. Ungefähr auf der Längsmittellinie des Mastes ist in der Hülse 46 des
•to Kreuzkopfes eine Gewindebohrung 47 vorgesehen.
Vom Boden der Gewindebohrung 47 geht eine abgestufte, konzentrische Sackbohrung 45 aus. Eine
Kolbenstange 57 ist in die Gewindebohrung 47 eingeschraubt und weist ein Teil 58 mit vermindertem
Durchmesser auf, das in die Sackbohrung 54 ragt. Eine Ringkammer 53 umgibt einen Abschnitt des Teils 58 und
steht mit einem Ringkanal 48 in der Kolbenstange in Verbindung. Ein erster Kanal 51 verbindet die
Ringkammer 53 mit den hinteren Beinen 15 und 14. In ähnlicher Weise verbindet ein seitlicher Strömungskanal
52 die vorderen Beine 16 und 17 des Mastes mit einem Zentralkanal 49 in der Kolbenstange 57.
!Geeignete Ö-Dichtungsringe schützen vor einer Leckage des Fluids. Enddeckel 50 sperren die oberen Enden
der Beine 14 bis 17 und bilden eine Fläche, auf die der Fluiddruck innerhalb der Beine eine nach oben
gerichtete Kraft ausübt.
Es ist ersichtlich, daß die Kolbenstange 57 am Kreuzkopf 45 befestigt bleibt, so daß eine Druckbeaufschlagung
der kopfseitigen oder stangenseitigen Kammer eines Zylinders 55 durch die vorderen bzw. hinteren
Beine dazu führt, daß ein Zylindergehäuse 56 ausgefahren oder zurückgezogen wird. Der Innenraum der
vorderen Beine des Mastes steht über die Durchlässe des Kreuzkopfes und den Kanal 52 in Verbindung mit
dem kopfseitigen Ende des Hauptzylinders 55, während die hinteren Beine über den Kreuzkopf und den Kanal
51 mit dem stangenseitigen Ende des Zylinders 55
verbunden sind. Wenn das kopfseitige Ende des Zylinders 55 zum Hubbetrieb unter Druck gesetzt wird,
ist daher die gesamte auf die Enddeckel 50 der vorderen Beine 16 und 17 wirkende Druckkraft gleich der
aufgrund des am Laufblock 24 getragenen Gewichtes ausgeübten Druckbelastung auf die Beine. Daher sind
die vorderen Heine dann immer so druckentlastet, daß sie dem Belasiuilgszustand angepaßt sind.
Von den hinteren Beinen des Mastes ragt ein Bügel 69 an einer Stelle vor, die sich neben dem unteren Ende des
Zylindergehäuses 56 befindet, wenn der Zylinder 55 eingefahren ist. Die Bügel 69 tragen Rollen 70, die den
Außenumfang des Zylindergehäuses 56 auf gegenüberliegenden Seilen berühren bzw. erfassen. Die Rollen 70
dienen zur gleitenden Führung des Gehäuses 56, während es in senkrechter Richtung ein- und ausgefahren
wird, wenn der Zylinder 55 unter Druck gesetzt wird.
Nahe dem oberen Ende des Zylindergehäuses 56 ist ein kreisförmiges Ringteil 71 angebracht, das waagerechte
Zapfen 72 und 73 trägt, die zu entgegengesetzten Seiten des Mastes weisen. Auf dem Zapfen 72 sind
Rillenscheiben 74 und 75 drehbar gelagert, während Rillenscheiben 76 und 77 drehbar auf dem gegenüberliegenden
Zapfen 73 gelagert sind. Eine hin- und hergehende Bewegung des Gehäuses 56 des Zylinders
55 führt zu einer senkrechten Verlagerung dieser Rillenscheiben, wodurch der Laufblock 24 über das
Seilsystem hin- und herbewegt wird, wie noch ausführlicher erläutert wird.
Ein Paar untere Rillenscheiben 79 und 80 sind drehbar auf Wellen 81 und 82 gelagert, die an Armen 83 befestigt
sind, die von der unteren Querversteifung des Mastes ausgehen. Die Achsen der unteren Rillenscheiben 81
und 82 schneiden sich unter einem Winkel, wie es am besten aus Fig.5 ersichtlich ist, so daß die unteren
Rillenscheiben im wesentlichen ein V bilden. Dadurch wird die Verbindung des Seilsystems mit den Rillenscheiben
erleichtert.
Eine weitere Rillenscheibe 84 ist am Mast in einer Höhe unmittelbar unt^·· den Kronenrillenscheiben
angebracht und so angeordnet, daß ihre Drehachse senkrecht zur Achse der Welle 40 steht, wobei die Ebene
der Rillenscheibe 48 im wesentlichen parallel zur von den Beinen 16 und 17 des Mastes gebildeten Ebene liegt.
Die Rillenscheibe 84 dient zum Ausgleich der Kräfte innerhalb des Rillenscheibensystems als Überleitteil für
das Seil des Übertragungssystems. Andere Überleiteinrichtungen, beispielsweise eine stationäre Rille oder ein
Schuh, wurden diese Aufgabe ebenfalls erfüllen.
Das Kraftübertragungssystem ist schematisch in F i g. 7 dargestellt und kann unter Bezugnahme auf diese
Figur am leichtesten erläutert werden. Dabei wird jedoch auch auf die F i g. 1 und 2 Bezug genommen. Das
Kraftübertragungssystem umfaßt ein einziges, ununterbrochenes Seil 88, das mit einem Ende über eine
Seilklemme 89 an einer unteren Querversteifung des Mastes befestigt ist und nach oben über die äußere
Zyiinderrillenscheibe 77 läuft, dann nach unten um die untere Rillenscheibe 79, nach oben über die Kronenril-Ienscheibe
42, nach unten über die innere Zylinderrilienscheibe 76 und über die Überleitrillenscheibe 84 zur
anderen Hälfte des Seilsystems. Das Seil läuft dann über die innere Zyiinderrillenscheibe 75, über die Kronenrilienscheibe
41, nach unten über die untere Rillenscheibe 80 und nach oben über die äußere Zyiinderrillenscheibe
74 und endet in der gegenüberliegenden Seilklemme 90. Die Überleitrillenscheibe 84 dient zur Verminderung
eines Verziehens und seitlicher Belastungen, die auf die Rillenscheiben jeder Hälfte des Kraftübertragungssystems
aufgemacht werden. Bei dieser Anordnung handelt es sich um ein Differentäalsystem, das als
Zwillingsflaschenzug bekannt ist und zwei parallele Seilabschnitte aufweist, die senkrecht zwischen den
vorderen Beinen des Mastes verlaufen und an denen der Laufblock 24 mittels der Seilklemmen 29 und 30
befestigt ist.
Es zeigt sich, daß dann, wenn das kopfseitige Ende des Zylinders 55 unter Druck gesetzt wird, so daß das
Gehäuse 56 und die Rillenscheiben 74 bis 77 nach unten bewegt werden, der Laufblock 24 hochgefahren wird,
Wobei er von Rollen entlang den vorderen Beinen des Mastes geführt wird. Wenn dagegen das Zylindergehänse
56 im entgegengesetzten Sinn unter Druck gesetzt Wird, so daß das Zylindergehäuse zurückgefahren wird,
d. h. in eine Stellung am Kopf des Mastes zurückkehrt, wird der Laufblock 24 dazu gebracht, auf seinen Rollen
zwischen den vorderen Mastbeinen abwärtszufahren, da ein nach unten gerichteter Zug auf die parallelen
Seilabschnitte neben den vorderen Beinen des Mastes ausgeübt wird.
Mit dem beschriebenen Differentialflaschenzugmechanismus
können die auf Zapfen gelagerten Rillenscheiben 74 bis 77 über ungefähr die halbe
senkrechte Länge des Mastes verfahren werden, wobei sie den Laufblock 24 so antreiben, daß er über die
gesamte Länge des Mastes entlang den vorderen Beinen
M) 16 und 17 fährt. Somit ist es möglich, einen wirksamen
Arbeitshub des Laufblocks zu erreichen, der ein Mehrfaches der Zylinderlänge beträgt. Beispielsweise
kann ein Zylinder von 6,10 m Länge aufgrund des beschriebenen Mechanismus einen Hub von 12,20 m des
Vi Laufblocks bewirken. Es ist offensichtlich, daß andere
Vielfache wirksam benutzt werden können. Diese Konstruktion ist insofern besonders vorteilhaft, als sie
die Kosten und die Größe des hydraulischen Zylinders und des Gewichtes des Mastes beträchtlich vermindert,
■te so daß die Handhabung und der Transport des Mastes
einfacher sind.
Zum Aufrichten des Mastes aus einer waagerechten in eine senkrechte Stellung auf der Bühne 12 und zum
Niederholen des Mastes ist ein Zylinder 91 vorgesehen.
■ίο Ein Ende des Zylinders 91 ist mit einem Augenbügel auf
dem Zylindergehäuise versehen. Der Bügel 92 ist gelenkig mit einem Arm 93 verbunden, der auf die
Oberseite der Bühne 12 geschweißt ist. Eine Stange 94 des Zylinders 91 ist an ihrem äußeren Ende mit einer
Bohrung versehen, die über einen lösbaren Stift 96 mit einem Augenbügel verbunden ist, der an den hinteren
senkrechten Beinen des Mastes befestigt ist Somit zeigt
■~ jSich, daß durch Druckbeaufschlagung des Zylinders 91
im Sinne eines Ausfahrens der Stange 94 der Mast 11 um
den Zapfen 19 in eine senkrechte Stellung geschwenkt wird. Durch Einfahren des Zylinders 91 wird der Mast 11
um den Zapfen 19 in eine waagerechte Lage geschwenkt Auf der Bühne 12 ist eine geeignete
Sicherung bzw. ein Anschlag vorgesehen, die bzw. der den Mast in seiner waagerechten Lage erfaßt Aufgrund
dieser Konstruktion können die Zapfen bei 19 und 96 entfernt werden, und der Mast kann zum Transport von
einem Arbeitskran getrennt von der Bühne gehoben werden.
Eine Plattform 99 zur Aufnahme einer Arbeitskolonne wird von den vorderen Beinen des Mastes in einer
Höhe getragen, die für Ausbesserungsarbeiten' günstig ist An jedem der vorderen Beine ist ein senkrechter
Ansatz 100 befestigt, der mit einer senkrechten Reihe
von Löcharn 104 versehen ist. Die Plattform 99 besteht aus Rahmenteilen 102, die eine Arbeitsfläche 103 tragen,
bei der es sich um eine RiffelblechplpUe oder Sicherheitsplatte handelt. Der Tragrahmen 102 ist in
gewünschter Höhe über Stifte in den Löchern 104 aufgehängt, so daß es möglich ist, daß die Plattform
abgesenkt oder angehoben wird. Ein Handlauf 105, der entlang dem Umfang der Plattform vorgesehen ist,
umgibt die Plattform und vermindert die Gefahr von Unfällen. Der vordere Teil der Plattform unmittelbar
heben dem Mast enthält eine Schalttafel 108, in der hydraulische Ventile untergebracht sind, die die
hydraulische Betätigung der verschiedenen Elemente steuern, wie noch beschrieben werden wird.
Nahe dem unteren Ende der vorderen Beine 16 und 17 des Mastes ist ein Bohrlochkopfaufsatz 110
einstellbar befestigt, der in Einzelheiten in Fig. 14
dargestellt ;si. Der Bohrlochkopfaufsatz 110 umfaßt
einen Rahß en 111, der von einer oberen Platte 112 und
einer unteren Platte 113 gebildet wird, die Abstand voneinander haben und in senkrechter Richtung durch
Rohrstücke 114 miteinander verbunden sind. Mit Löchern versehene Haltebügel 115, die an gegenüberliegenden
Seiten der oberen Platte 112 befestigt sind, sind so ausgebildet, daß sie mit den Löchern 104 in den
Mastansätzen 100 ausgerichtet werden können, damit eine Befestigung mittels Zapfen oder Schrauben 116
erfolgen kann. In der unteren Platte 113 ist eine Buchse 118 mit Innengewinde angeordnet, die mit der Achse to
des Rohrstranges ausgerichtet ist. Ein Flansch 119 trägt ein mit Gewinde versehenes Teil 120, das in die Buchse
118 eingeschraubt ist Die Gewinde sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie ein schnelles Anziehen
ermöglichen. Der Lochkreis des Flansches 119 ist so ή ausgebildet, daß er mit den Schraubenlöchern am
Bohrlochkopf 125 an einer Bohrlochabsperrungsvorrichtung 130 fluchtet
Der Rahmen 111 trägt in seinem Inneren Rohrspanneinrichtungen in Form eines Einfahrkeils 121 und eines «>
Abfangkeils 122. Diese Rohreinspanneinrichtungen sind den zuvor mit Bezug auf den Laufblock beschriebenen
ähnlich und dienen als Rohrspannbeschläge zum Sichern des Rohres gegen eine senkrechte Bewegung.
Die zwei Rohrklemmen im Einfahrkeil 121 und im 41J
Abfangkeil 122 werden hydraulisch betätigt und können an der Schalttafel 108 der Arbeitsstation ferngesteuert
werden.
Die Funktionsweise des Mastes wird hiernach ausführlich beschrieben werden. Es zeigt sich jedoch,
daß dank des Teils 120 und der Verstellbarkeit entlang dem Ansatz 100 ein beträchtlicher Einstellbereich für
die senkrechte Stellung des Bohrlochkopfaufsatzes 110 erhalten wird. Dies ist äußerst wünschenswert und führt
dazu, daß die Anlage den meisten bestehenden Bohrungen angepaßt werden kann, da die Höhe des
Bohrlochkopfes bezüglich der Höhe der umgebenden Bühne sich bei den einzelnen Bohrlochanlagen beträchtlich
unterscheiden kann. Bei der dargestellten Anlage hat der Bohrlochkopf eine gewisse Höhe über der
Plattform 13. Aufgrund der besonderen Ausbildung der Erfindung ist diese jedoch für die meisten Bohrlochköpfe
geeignet, die in einem beliebigen vernünftigen Abstand oberhalb oder unterhalb der Bühnenoberfläche
der Bohrlochplattform 13 enden.
Unterhalb des Endes des Bohrlochkopfes 125 kann die Einfügung einer Bohrlochabsperrungsvorrichtung
130 vorgesehen sein. Bohrlochabsperrungsvorrichturgen
sind allgemein bekannt und dienen in der Regel dazu, im Falle übermäßig starker Druckentwicklung
innerhalb des Bohrloches dieses von der Atmosphäre zu trennen.
Wie bereits in der Einleitung festgestellt wurde, besteht ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung
in der Art und Weise und dem Ort, in der bzw. an dem der Hauptzylinder 55 am Mast befestigt ist. W'~
bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, ist die Stange 57 des Zylinders am
Kreuzkopf 45 nahe dem oberen Ende des Mastes mit dem Mast fest verbunden. Im Gegensatz dazu ist bei
herkömmlichen Flaschenzuganordnungen für Ausbesserungsanlagen der Antriebszylinder 55, der den
Rohrhebemechanismus hin- und herbewegt, an der Plattform oder einer Zwischenbühne befestigt oder
angebunden. Eine herkömmliche Zylinderaufhängung würde aus Gründen der Mechanik dazu führen, daß ein
Merfaches der Gewichtsbelastung, die auf den Laufblock ausgeübt wird, als Druckkraft auf den Mast bzw.
Derrick aufgebracht würde. Wenn jedoch der Zylinder am oberen Ende des Mastes am Kreuzkopf und in
senkrechter Ausrichtung mit den Mittelpunkten der Kronenrillenscheibe und der unteren Rillenscheibe
angeschlagen wird, gleicht die beim Ausfahren des Zylinders ausgeübte Kraft die auf die Kronenrillenscheibe
aufgebrachte Druckkraft aus. Daher ist die auf den erfindungsgemäßen Mast aufgebrachte Hauptlast die
vom Laufblock getragene Gewichtslast.
Zur weiteren Verminderung der Anforderungen an die Struktur des Mastes 11 wird der Mast durch
hydraulisches Fluid im Innern unter Druck gesetzt, damit die Steifheit der Konstruktion erhöht wird und
damit die auf die Struktur ausgeübten Kräfte ausgeglichen werden. Durch Anwendung des beschriebenen
Flaschenzugsystems ist die Hauptlast, die auf einen erfindungsgemäßen Mast aufgebracht wird, diejenige
Last, die am Laufblock aufgrund von Ziehen oder Drücken auftritt. Die rohrförmigen vorderen Beine 16
und 17 des Mastes sind so gewählt, daß die Querschnittsfläche des hohlen Abschnitts eines jeden
Mastes ungefähr gleich einem Viertel der FJäche des Kolbens im Zylinder 55 ist Daher ist die gesamic innere
QuerschnittsfJäche der vorderen Beine ungefähr gleich der Hälfte der Fläche des Kolbens des Zylinders 55, der
die Hakenlast ausgleicht Eine hydraulische Antriebseinheit 134, die einen Dieselmotor oder einen anderen
Antrieb umfaßt, der mit einer geeigneten Pumpe verbunden ist und diese antreibt, liefert Arbeitsfluid zum
Zylinder. Die hydraulische Antriebseinheit umfaßt ferner ein Reservoir, Verbindungsleitungen und Filter je
nach Bedarf. Die hydraulische Antriebseinheit ist über ;eine Fluiddruckleitung 137 und eine Fluidrückleitung
140 mit einem Steuerventil 170 an- der Schalttafel 108 verbunden. Die vorderen Beine 16 und 17 des Mastes
sind mit dem Steuerventil 170 über eine Leitung 157 verbunden; die hinteren Beine des Mastes sind mit dem
Steuerventil über eine Leitung 154 verbunden, wobei herkömmliche hydraulische Leitungen und Kupplungen
benutzt werden. Die Einzelheiten des Systems werden unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben. Es wird
bemerkt, daß die hydraulische Antriebseinheit 134 auf der Bohrlochplattform 13 an beliebiger geeigneter
Stelle angeordnet sein kann.
Der im Zylinder 55 entwickelte Druck, der auf das Zylinderende wirkt, damit das Zylinderende ausgefahren
wird, wird eine Funktion des auf den Laufblock wirkenden Gewichtes sein. Die zwei vorderen Beine 16
und 17 des Mastes haben zusammen eine Hache, die
gleich der halben Fläche des Zylinders ist.
Daher ist die gesamte Druckkraft, die innerhalb der
Rohrträger J6 und 17 ausgeübt wird und auf die Enddeckel 50 des K>euzkopfes am oberen Ende der
Beine wirkt, gleich der Gesamtkraft, die vom Gewicht
am Laufblock 24 aufgebracht wird. Dies heißt mit
anderen Worten, daß die von der Pumpe erzeugte und durch die Beine zum Zylinder geleitete Kraft aufgrund
des Innendrucks die Belastungen ausgleicht, so daß der
Mast tatsächlich »neutral« ist und auf ihn keine senkrechte Belastung wirkt Die einzigen Lasten, die der
Mast aushalten muß. sind Lasten, die durch Wind, Drehmomente, Schwingungen und sein eigenes Gewicht
ausgeübt werden, wenn er in beschriebener Weise in seine Stellung aufgerichtet wird. In gleicher Weise
sind die hinteren Beine 14 und 15 so ausgewählt, daß sie
eine innere Gesamtquerschnittsfläche haben, die ungefähr
gleich der halben Ringfläche des Kolbens im
stungenseiugen Ende des Zylinder·; SS Kt mn dem sie in
Verbindung stehen.
Es ist offensichtlich, daß der in den vorderen zwei
Beinen bestehende Druck zu allen Zeiten der ist. der im
kopfseuigen Ende des Zylinders herrscht, und daß der
Druck in den hinteren Beinen /u allen Zeiten gleich dem
Druck im stangenseitigen Ende des Zylinders ist. so daß
die Konstruktion bezüglich der auf sie aufgebrachten
Las: .mrner und kontinuierlich ausgeglichen ist. Das
oben beschriebene Mastsystem mit Lastausgleich dient sowohl /um Ausgleich von Stoßbelastungen als auch
Gleichgewichtshakenlasten. Ausrüstungen nach Art der
Erfindung sind häufig schweren Arbeitszyklen ausgesetzt. Beispielsweise betreiben ölanlagenarbeiter und
Bohrarbeiter die Ausrüstung mit größtmöglicher Geschv. indigkeit. um größte Ausnutzung zu erreichen.
Ein Kolonnenmitglied kann ein Rohr mit Fallgeschwindigkeit
bis zu wenigen Fuß über dem Boden einfahren und wird dann plötzlich bremsen, um das Rohr
anzuhalten. Ein solches Vorgehen kann aufgrund der Verzögerung des sich mit hoher Geschwindigkeit
bewegenden Rohres äußerst hohe Stoßbelastungen aufbringen. Herkömmliche Masten sind mit einem
Sicherheitsfaktor von 3 oder 4 ausgelegt, damit sie Stoßbelastungen aushalten. Bei dem erfindungsgemäßer·
Mast nimmt jedoch die druckausgeglichene Struktur automatisch solche plötzlichen Stoßbelastungen
auf und widersteht ihnen, und die zusätzliche Masse
und die zusätzlichen Kosten aufgrund hoher Konstruktionssicherheitsfaktoren
sind nicht erforderlich Wenn der Laufblock 24 schnell herunterfährt, wird der
Z\ linder 55 eingezogen, d h.. das Gehäuse 56 wird nach
oben bewegt, da Druckfluid durch die hinteren Beine des Mastes in das stangenseitige Ende des Zylinders
eingespeist wird Um die Last schlagartig anzuhalten,
w ird der Arbeiter bzw Operator das Steuerventil in eine
Neutralstellung zurückbringen, wodurch die Strömung
des Druckfluids /um Zylinder gesperrt wird und auch
die Rutkströmung gesperrt wird, was zur Folge hat. daß
der Kolben innerhalb des hydraulischen /vlinders
schnell verzögert wird. Die aufgebrachten Verzögerungskräfte bewirken einen proportionalen Anstieg des
Drucks im kopfseitigen Ende des Zylinders, der auf die vorderen Beine des Mastes übertragen wird und eine
nach oben gerichtete Kraft auf die Enddeckel 50 am Kreuzkopf ausübt, die der nach unten gerichteten Kraft
auf den Mast aufgrund der Verzögerungsstoßbelastung entgegenwirkt. Obwohl zwar der Operator eine
Stoßbelastung auf den Mast aufbringen kann, kann daher der Derrick die Last immer aufnehmen, da der
Mast als Behälter für den hydraulischen Druck dient, statt daß er die Belastungen strukturell tragen muß. In
üblicher Weise ist ferner ein Oberdruckventil in das Steuersystem eingefügt, damit Beschädigungen des
hydraulischen Systems verhindert werden.
Im folgenden wird auf Fig. 12 Bezug genommen,die
schematisch das hydraulische System zeigt. Das Bezugszeichen 150 bezeichnet eine Pumpe mit konstan-
IQ ter Fördermenge, beispielsweise eine Zahnradpumpe.
Ein druckausgeglichenes Vierwegventil 170, das gestrichelt umgrenzt ist, steuert die Arbeitsrichtung des
Laufblocks 24. Das Ventil 170 umfaßt seinen Steuerkolben 152, der mit einem Betätigungshandgriff 158
versehen ist, mittels dessen der Steuerkolben eingestellt werden kann. Bei dem Steuerkolben 152 handelt es sich
um einen Dreistellungs-Vienveg-Kolben, der dann, wenn er sich in seiner linken Stellung (direkter
Durchlaß) befindet, bewirkt, daß der Laufblock 24 bei
einem Einfahrvorgang abwärts fährt indem Arbeitsfluid dem stangenseitigen Ende des Zylinders 55 durch die
Leitung 154 zugeführt wird. Wenn der Steuerkolben 152 nach links verstellt wird, so daß er sich in seiner
äußersten rechten Stellung befindet (Oberkreuzdurchlaß), wird der Laufblock hochgefahren, da dem
kopfseitigen Ende des Zylinders 55 über die Leitung 157 Fluid zugeführt wird.
Ein Bypassventil i69 dient dazu, eine konstante
Druckdifferenz am Ventilsteuerkolben 152 aufrechtzuerhalten. Die Druckdifferenz wird durch die Kraft einer
Feder bei 172 bestimmt. Diese Differenz wird ergänzt durch den Druck stromab des Ventils an jeder der
beiden Zylinderöffnungen, der durch ein Wechselventil 171 geht und das Bypassventil 169 im Sinne einer
Sperrung der Strömung beaufschlagt. Dieser Kraft wirkt der Steuerdruck bei 174 entgegen, bei dem es sich
um den Pumpenausgangsdruck handelt. Wenn der Druckabfall am Steuerkolben 152 ansteigen sollte,
antwortet das Bypassventil 169 automatisch dadurch.
daß Druckfluid von der Leitung 151 zu einem Reservoir 160 umgeleitet wird, damit die gewählte Druckdifferenz
aufrechtgehalten wird. Bei einer konstanten Druckdifferenz am Steuerkolben 152 werden die Strömungsmengen
durch das Ventil zu einer Funktion der Fläche des Strömungskanals, der durch die Verschiebung des
Steuerkolbens 152 bestimmt ist. Der festgelegte Druckabfall ermöglicht dem Operator eine genaue
Dosierung bzw. Drosselsteuerung am Ventil 170. da die Strömungsmenge zum Zylinder 55 durch Betätigung des
Steuerhebels 150 reguliert werden kann.
In die Leitung 154. die zu den Beinen 14 und 15 des
Mastes fuhrt, ist ein Lastrückschlagventil 153 zwischen
dem Ventil 170 und dem Zylinder 55 eingefügt. Das Lastrückschlagventil 153 erfüllt eine Leitungssperrfunk
tion, da es normalerweise von einer Feder nach rechts
gedruckt wird, so daß ein F.inwegrückschlagventil in die
Leitung 154 gebracht wird. Im Falle eines Versagens des hydraulischen Systems könte das Fluid daher nicht aus
dem Zylinder 55 über das Ventil 153 ausfließen. Em Steuerdrucksignal über eine Leitung 164 wirkt der
Federvorspannung entgegen und verschiebt das Lastrückschlagventil 153 so, daß es eine Strömung nicht
behindert, wenn auf der Leitung 164 ein Druck auftritt, der für eine Verschiebung des Ventils nach links
ausreicht.
Die Leitung 157 steht über Beine 16 und 17 des
Mastes in Verbindung mit dem kopfseitigen Ende des Zylinders 55 und ist über ein Lastrückschlagventil 156
geführt, das dem Lastrückschlagventil 153 ähnlich ist
und eine ähnliche Funktion erfüllt, da es im Falle eines hydraulischen Versagens eine Rückströmung vom
Zylinder verhindert. Die inneren Strömungskanäle in den Beinen 16 und 17 des Mastes sind über ein
zusätzliches Entlastungsventil 161 mit dem Reservoir verbunden. Das Ventil 161 wird von einem Steuersignal
von der Leitung 154 über eine Leitung 168 in seine offene Stellung verschoben, wenn sich der Steuerkolben
152 in seiner linken Stellung (gerader Durchlaß) befindet, damit eine unbehinderte Rückströmung zum
Reservoir möglich ist. Das zusätzliche Ventil 161 ist notwendig, da die gegenüberliegenden Kammern des
Zylinders 55 wegen der Verdrängung der Stange ein Volumenverhältnis von zwei zu eins haben. Das
Entlastungsventil kann dann das überschüssige Volumen vom kopfseitigen Ende direkt zum Reservoir
ablassen, wenn das stangenseitige Ende des Zylinders 55 unter Druck gesetzt wird.
Es ist wünschenswert, die Möglichkeit zu haben, den
Antriebszylinder in verschiedenen Geschwindigkeitsbereichen zu betreiben, damit die Ausbesserungsarbeiten
wirkungsvoller durchgeführt werden können. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen hydraulischen System
dadurch erreicht, daß in die Schaltung geeignete Ventile eingefügt sind, die das stangenseitige und das kopfseitige
Ende des Zylinders 55 unter bestimmten Bedingungen so verbinden, daß hydraulisches Fluid, das
normalerweise vom stangenseitigen Ende zum Reservoir
abgelassen würde, zum Pumpendruckfluid hinzutritt,
wodurch bewirkt wird, daß der Zylinder mit
erhöhter Geschwindigkeit vorgeschoben wird. Eine solche hydraulische Schaltung ist als Rückkopplungsschaltung bzw. Regenerativschaltung bekannt. Das
Ventil 162 ist ein Geschwindigkeitswählventil, das dann,
wenn es nach rechts verschoben wird, in einer Stellung ist. die während des Hubbetnebes Hochgeschwindigkeitsbetneb
mit Rückkopplung bewirkt. Das Ventil 162 steuert die Funktion eines Ventils 165. das bei
Hubbetneb mit hoher Geschwindigkeit offen ist. so daß
Fluid /um kopfseitigen Ende des Zylinders 55 im Nebenschluß geführt wird.
Die Arbeitsweise des hydraulischen Systems wird aus der folgenden Funktionsbeschreibung deutlicher werden:
Um einen Einfahr- oder Absenkvorgang einzuleiten, verschiebt der Operator den Steuerkolben 152 des
Ventils 173 nach rechts, indem er den Handgriff 158 betätigt. Wie bereits erwähnt wurde, würde das Ventil
173 bequem zugänglich an der Schalttafel 108 auf der Operatorplattform angebracht sein. Druckfluid von der
Pumpe strömt über den Ventilkolben 152 und durch die Leitung 154 und über das Lastrückschlagventil 153 zum
stangenseitigen Ende des Zylinders 55. damit das Zylindergehäuse 56 zurückgezogen wird und der
Laufblock 24 abwärtsbewegt wird, wie durch einen Pfeil
angedeutet ist. Das Steuersignal auf der Leitung 163 verschiebt das Ventil 156 nach rechts, wobei die
Vorspannung der zugehörigen Feder überwunden wird. Der Ablaß vom kopfseitigen Ende des Zylinders 55
erfolgt über das Ventil 156, durch die Leitung 157 und
über den Ventilkolben 152 zum Reservoir 160.
Um einen Hubvorgang mit niedriger Geschwindigkeit einzuleiten, betätigt der Operator den Handgriff
158 so, daß der Ventilkolben 152 nach links verschoben wird, wodurch die Pumpenausgangsleitung 151 über den
Ventilkolben in Verbindung mit der Leitung 157 gebracht wird, Das Geschwindigkeitswählventil 162
wird in seiner linken Stellung (Überkreuzdurchlaß) gehalten. Das Druckfluid wird über das Lastrückschlagventil
156 durch die Leitung 157 zum kopfseitigen Ende des Zylinders 55 geführt, damit der Zylinder ausgefahren
wird, wodurch der Laufblock 24 angehoben wird. Ein über die Leitung 164 zum Ventil 153 gelangendes
Steuersignal verschiebt das Ventil 153 nach links, das d.inn eine Rückströmung vom stangenseitigen Ende des
Zylinders 55 zum Reservoir über die Leitung 154 ermöglicht Da sich das Geschwindigkeitswählventil 162
ίο in seiner linken Stellung befindet, wird das Ventil 165
von seiner Vorspannfeder geschlossen gehalten, während die hydraulischen Steuerkolben an den gegenüberliegenden
Enden des Ventils an atmosphärischen Druck angeschlossen sind
Um den Regenerativ-Hubvorgang bzw. den Hubvorgang mit hoher Geschwindigkeit einzuleiten, wird das
Ventil 162 nach rechts verschoben, damit seinv linken Kanäle (gerader Durchlaß) in Stellung gebracht werden.
In dieser Stellung wird das Steuersignal auf 164 abgelassen, und die nach rechts auf das Ventil 153
wirkende Federvorspannung bringt das Rückschlagventil im Ventil 153 in die Leitung 154. Die Rückströmung
vom stangenseitigen Ende des Zylinders 55 ist nun am Ventil 153 gesperrt. Das Hochdrucksteuersignal auf der
Leitung 166 verschiebt das Ventil 165 so, daß es die Strömung auf der Leitung 175 durchläßt. Die Rückströmung
von der sich verkleinernden Zylinderkammer am stangenseitigen Ende des Zylinders 55 geht dann über
das Ventil 165 und durch die Leitung 157 zurück zum kopfseitigen Ende des Zylinders 55, wodurch die
Fluidströmung verstärkt wird. Die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit
des Fluids hat eine Rückkopplungswirkung und erhöht die lineare Geschwindigkeit des
Zylinders und somit die Arbeitsgeschwindigkeit des Aufzugs.
Der Laufblock kann in beliebiger Stellung auf dem Mast dadurch angehalten werden, daß einfach der
Steuerkolben 152 in seine Neutralstellung zurückgebracht wird. In der Neutralstellung werden die
Rückschlagventile in den Lastrückschlagventilen 153 und 156 in den jeweiligen Leitungen in Stellung
gebracht, so daß sie eine Rückströmung von beiden Enden des Zylinders verhindern, wodurch sie den
Zylinder und den Laufblock in fester Stellung sicher sperren.
Es versteht sich, daß die Ventile vorzugsweise
entfernt an der Schalttafel 108 des Operators angeordnet sind. Die Mastbeine bilden einen Teil des
hydraulischen Verbindungssystems, das dw Ventile mit
den Zylindern 56 verbindet, wie zuvor beschrieben wurde.
Es ist ferner eine neue Winde mit konstanter Zugkraft
vorgesehen, die in Verbindung mit einer Ausbesserungsanlage verwendet werden kann, die Rohrhandhabung
beschleunigt und es bei der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung ermöglicht, daß der Laufblock 24 fast
ständig kontinuierlich hin- und herläuft, wodurch die Arbeitsleistung erhöht wird. In F i g. 11 bezeichnet das
Bezugszeichen 180 eine Winde mit konstanter Zugkraft.
so die in Verbindung mn dem Mast verwendet wird und
zum Transport von Rohren zwischen dem Mast und einem Rohrlagerbereich oder Rohrgerüst dient.
Zur Winde gehört eine Grundplatte 187, auf der Ständer 178 und 179 angebracht sind. Die Ständer
tragen Weitere Baugruppen der Winde, zu denen hydraulische Motoren 181 und 182 gehören, von denen
jeder in Antriebsverbindung mit einer Seiltrommel 185 bzw. 186 steht. Ein Seil 183 ist um die Trommel 185
IS
gewickelt, und ein Seil 184 ist um die Trommel 1136
gewickelt. Die Grundplatte 187, auf der die Winde angebracht ist, kann an jeder beliebigen Stelle auf der
Bohrlochplattform angeordnet sein, die zum Fördern der Gestängezüge bzw. Rohrabschnitte geeignet ist
Damit die Winde 180 benutzt werden kann, müssen zusätzliche Rillenscheiben 188 und 189 drehbar am
oberen Endes des Mastes gelagert sein, damit sie die Windenseile 183 und 184 tragen können. Beispielsweise
kann der Tragarm 39 (siehe Fig. 13) so abgewandelt werden, daß die Rillenscheibeti 188 und 189 drehbar an
der Spitze des Mastes oberhalb der Rillenscheiben 41 und 42 getragen werden können. Elevatoren 190, wie sie
in Fig. 10 gezeigt sind, sind an den Enden der
Windenseile 183 und 184 befestigt und können von Hand mit dem Muffenende der Rohrabschnitte in
Eingriff gebracht werden. Der wesentliche Vorteil, der durch die Winde mit konstanter Zugkraft gebracht wird,
besteht darin, daß sie dazu dient, genau das Gewicht des zu transportierenden Rohres auszugleichen, wobei die
Seile gespannt gehalten werden und es den Arbeitern ermöglicht wird, die Rohrabschnitte leicht von Hand in
die gewünschte Lage zu schwingen. Aufbau und Wirkungsweise wird noch ausführlicher beschrieben,
um das vollständige Verständnis dieses einzigartigen Gesichtspunktes der Erfindung zu er,';ichtern.
Das hydraulische System, das die Winde so steuert, daß die Windenzugkraft entsprechend den Anforderungen
der an den Elevatoren getragenen Last geändert wird, ist in Fig. 9 dargestellt. Eine Pumpe 194 ist über
eine hydraulische Leitung 191 mit einer Seite des hydraulischen Motors 181 verbünde ". Eine Rückleitung
192 vom Motor 181 ist rru einem hydraulischen Reservoir verbunden. Ein Strömung steuerventil 193
umfaßt ein Einwegrückschlagventil 205, das im Bypass zu einer einstellbaren Drossel 206 geschaltet ist.
Antriebsfluid kann unbehindert vom Auslaß der Pumpe
194 zum Motor 181 über das Rückschlagventil 205 Strömen, wogegen eine Rückströmung am Rückschlagventil
205 gesperrt und in der einstellbaren Drossel 206 gedrosselt wird. Ein durch Steuerdruck betätigtes
Überdruckventil 195 ist parallel zum Motor 18t Zwischen den Leitungen 191 und 192 angeschlossen und
führt zu einem Ablaß in die Leitung 192 und zürn Reservoir. Ein von Hand betätigbares Steuerventil 207.
das an der Schalttafel 108 angeordnet ist, lsi so
angeschlossen, daß es ein Steuersignal über eine Leitung
208 zum Fernsteuerungsanschluß des Überdruckventils
195 richten kann. Das Ausgangsdrehmoment des Motors 181 und die von der Winde entwickelte Zugkraft
hängen von der Druckeinstellung des Überdruckventils 195 ab. Beispielsweise führt eine Einstellung des Ventils
195 auf den Druck Null dazu, daß am Motor kein Drehmoment entwickelt wird. Durch Einstellung des
Ventils 207 kann der Operator des Drehmoments und die Zugkraft an der Winde 185 so verändern, daß die
Gewichtslast auf der Winde gehoben, gesenkt oder einfach im Gleichgewicht gehalten wird. Die gewünschte
Senkgeschwindigkeit für die Elevatorlast wird dadurch erhalten, daß das Überdruckventil 195 geöffnet
wird, wobei dann die Strömung des hydraulischen Fluids durch den Motor 181 umgekehrt wird und über die
einstellbare Drossel 206 und das Überdruckventil 105 zurück zur Leitung 192 geht. Je größer die Drossel 206
im Ventil 193 ist, desto niedriger ist die Senkgeschwindigkeit des Elevators.
Elevatoren 190 umfassen einen halbkreisförmigen Körper 197, durch den eine axiale Bohrung 198
hindurchgeht. Das obere Ende der Bohrung 198 ist bei 199 so erweitert, daß es dem Kragen- bzw. Muffenende
des Rohres entspricht, das gehandhabt wird. Somit kann ein Rohrstück in Längsrichtung in die Bohrung 198 des
Elevators 190 eingesetzt werden, und der Körper kann über das Rohr gezogen werden, bis das Kragenende des
Rohres im Bereich 199 erfaßt wird. Die Breite der Öffnung bei 203 läßt nicht zu, daß das Rohr seitlich aus
dem Elevator entfernt wird. Ein Verschlußteil 200
ίο besteht aus einem U-förmigen Henkel 201, der auf
beiden Seiten des Elevatorkörpers 197 schwenkbar angelenkt ist Eine Sicherungsstange 202 verläuft
zwischen den Schenkeln d«s U-förmigen Hebels so, daß
dann, wenn sich der Henkel in senkrechter Stellung benndet, wie dies der Fall ist, wenn das Rohr angehoben
wird, die Sicherungsstange 202 herumgeschwenkt wird und die Oberseite des Körpers 197 schließt, wodurch
eine axiale Bewegung des Rohres aus dem Elevator 190 unmöglich gemacht wird. Jede Trommel der Winde
kann getrennt betrieben werden, damit die Handhabung beschleunigt und erleichtert wird. Die Steuerungen
können von der Operatorplattform fernbetätigt werden. Der Operator kann dadurch, daß er die Einstellung des
Überdruckventils steuert, die von den Trommeln erzeugte Zugkraft steuern, wie dies bereits erläutert
wurde. Daher kann ein Operator mit der erfindungsgemäßen Winde mit veränderbarer Zugkraft einen
Gestängezug je nach Wunsch anheben oder absenken oder einfach im Gleichgewicht halten. Die Verwendung
von zwei Winder. r,-.i; veränderbarer Zugkraft erhöht
wesentlich die Arbeitsleistung beim Ausbesserungsvorgang,
da dies eine noch zweckdienlichere Handhabung der Rohre ermöglicht, da ein Rohr nach oben in Stellung
gebracht werden kann, während ein anderes abgesenkt wird. Diese doppelte Rohrhandhabung vermindert die
für die Arbeit über einem Bohrloch erforderliche Zeit beträchtlich.
Die Arbeitsweise der Winde mit veränderbarer Zugkraft sowie die Arbeitsweise des Via^tes werden aus
der folgenden Funktionsbeschreibung klar werden. Die Fig. 15 bis 18 zeigen einen Arbeitszyklus unter
Verwendung des Mastes und der Winde gemäß der Erfindung Wenn über einem Bohrloch gearbeitet
werden soll, beispielsweise über einem Offshore-Bohr locn. werden der Mast 11 und die Bühne 12 zusammen
mit zusätzlicher Ausrüstung, beispielsweise Werkzeugen, Rohrgerüsten, einer Energiequelle, Pumpen und
anderen Ausrüstungsgegenständen, auf einen geeigneten Leichter gebracht. |ede dieser Komponenten und
jedes Stück der zusätzlichen Ausrüstung wiegt in der Regel weniger als die Hebeleistung eines normalen
Arbcitskranes, wie er zu den meisten Offshore-Plattformen
gehört, so daß die Mastausrüstung sicher auf der Plattform in Stellung gebracht werden kann. Wegen der
Konstruktion des erfindungsgemäßen Mastes kann ein Hub erreicht werden, der ungefähr der Länge des
Mastes entspricht. Daher kann die Länge des Mastes auf die ungefähre Länge normaler Rohrabschnitte beschränkt
sein. d. h. auf ungefähr 12,2 Meter, und führt zu
keinen besonderen Schwierigkeiten beim Be· und
Entladen und beim Transport. Übliche Leichter können den Mast und die Ausrüstungsgegenstände aufnehmen.
Wenn der Leichter an dem Offshore-ßohrloch
ankommt, hebt der Arbeitskran die Mastbühne 12 an die fichtige Stelle auf der Offshore-PIattform neben dem
Bohrlochkopf. Dann wird die Mastkonstruktion vom Kran auf der Plattform in die richtige Stellung
geschwenkt, und zwar in waagerechte Lage. Der
Schwenkzapfen 96 wird mit dem Mast verbunden. Der Mast ist nun auf der Plattform waagerecht angeordnet,
wobei er vom Zylinder 91 und von einer nicht dargestellten Stütze abgestützt wird. Dann wird der
Aufrichtzylinder 91 unter Druck gesetzt, und der Mast wird in eine senkrechte Stellung geschwenkt, in der er
auf den Klötzen 22 ruht Die Arbeitsplattform wird am Mast angebracht, und das hydraulische System wird mil
der Antriebseinhut 134 verbunden. Die Antriebseinheit kann auf der Bühne 12 zusammen mit dem Mast
angeordnet sein, ocer sie kann auch an beliebiger geeigneter Stelle entfernt angeordnet sein.
Nun kann der Bohrlochkopfaufsatz 110 auf dem Bohrlochkopf angeordnet werden. Der Aufsatz wird so
in Stellung gebracht, daß er mit dem Flansch 119 auf dem Bohrlochkopfflansch sitzt, und der Flansch 119
wird gedreht, bis die Löcher 104 mit den Löchern in den Haltebügeln 115 ausgerichtet sind. Dann wird der
Aufsatz 110 mit Schrauben 116 befestigt, und das mit Gewinde versehene Teil 120 wird so weit herausgedreht,
bis das gesamte Gewich: des Mastes au? dein
Bohrlochkopf ruht Der Bohrlochkopfflansch *ird am Flansch 119 befestigt, und jegliche Kraft, die vom Mast
beim Ziehen oder Drücken eines Rohres ausgeübt wird,
wird zum Bohrlochkopf an der Verrohrung übertragen und nicht auf die Bühne der Plattform. Dies ist en
besonderer Vorteil, da die meisten Plattformen nicht so ausgelegt sind, daß sie die hohe Flächenbelastung auf
der Bühne aushalten können, die beim Betrieb von einer
Ausbesserungsanlage dieser Art ausgeübt wer Jen.
Wenn der Mast zusammengebaut ist, kann die Arbeit
mit den Winden mit konstanter Zugkraft vorbereitet werden. Zur Anpassung an die Winden ist der Tragarm
39(siehe Fig 13) in senkrechter Richtung verlängert, so
daß er drehbar Rillenscheiben 188 und 181 tragen kann, y>
die an der Spitze des Mastes oberhalb der Kronenrillen scheiben angeordnet sind.
Die Windenbaugruppe 180 wird nahe der Rückseite des Mastes angeordnet, wobei die Seile 183 und 184
über die Rillcischeiben 188 und 189 so geführt werden.
daß der Elevator 190. der jeweils am Ende eines Seiles angebracht ist, lose über der Operatorplattform bei den
vorderen Beinen des Mastes hängt. Die hydraulischen Motoren 181 und 182 werden mittels Schneilkupplungen
od. dgl. mit einer Quelle für hvdraulisches FIuM 4s
ve'iunden.
i)er Mast kann nun in Betrieb genommen werden In
der Regel ist eine Arbeitskolonne von wenigstens drei
Mann zur Durchführung eines Ausbesserungsvorgangs erforderlich, wobei sich zwei Mann auf der Operator ■>
<) plattform und ein Mann neben dem Mast beim Rohrgerüst oefinden. Der Mann am Rohrgerüst ist dafür
verantwortlich, den Elevator 190 mit dem Ende des Rohres zu kuppeln oder andernfalls den Elevator 190
abzukuppeln. Ein Mann auf der Operatorplattform ist dafür verantwortlich, den Betrieb der Rohrklemmbeschläge
37 und 38 im Laufblock 24 und die Rohrklemmkeile 121 und 122 am Bohrlochkopf fernzubedienen und das hydraulische System zu
bedienen, das den Hauptzylinder /um Hochfahren und Niederfahren des Laufblocks betätigt, Der andere Mann
steuert die zwei Winden mit veränderbarer Zugkraft, die die Gestängezüge anheben und auf Arbeitsniveau
absenken, Die zwei Männer auf der Plattform wirken ferner dabei zusammen, die Gestängezüge von Hand zu C5
verbinden oder loszuschlagen, wenn sie die Stellung bei der Operatorplattform erreicht haben, wobei sie
Schraubenschlüssel oder Motorzangen benutzen.
Das Vorgehen beim Ausbau des Rohrstranges aus der Verrohrung ist in den Fig. 15 bis 18 dargestellt. Wie
Fig. 15 zeigt, wird zu Beginn des Ausbaus des Rohrstranges aus dem Bohrloch von einem Arbeiter der
Kolonne der Pendelelevator 190 am Seil 184 auf das herausragende Ende des Rohres gesetzt, wobei der
Laufblock unterhalb des Elevators angreift. Der zuvor ausgebaute Gestängezug am Elevator 190 am Seil 183
wird zum Rohrlagerbereich hinübergebracht. Die unteren Rohrkeile im Bohrlochkopfaufsatz 110 werden
gelöst und die Keile 37 im Laufblock 24 werden angelegt, und der Hubzylinder 55 wird so betätigt, daß
der Laufblock 24 hochgefahren wird, wobei der Gestängezug aus der Verrohrung in die in Fig. Ib
gezeigte Stellung gezogen wird. Dann wird der Laufblock 24 gelöst, indem die Keile außer Eingriff
gebracht werden, und über den Rchrstrang in eine Stellung unterhalb des Kragens am nächsten unteren
angrenzenden Rohrstück heruntergefahren. Die Zug kraft der Winde wird mittels de- Ventils 207 so
KMloi.srl /Hort cio A.,c Ca.I 1 ΟΔ η. , · η - . ι ι, r~U ,„it™.!.
^WJi VUWt 1, WKU .J.W UUJ ^hII · vr~* UUtOiKU IJVII UUIJ^/UIL,
während das Rohr vom Laufblock 24 hochgefahren wird. Die untere.) Keile im Bohrlochkopfaufsatz 110
werden angelegt, and die herausgezogene Rohrtange wird gedreht, wobei die Verbindung gelost wird, wie
dies in l· i g. 1 7 dargestellt ist. Der Windenoperator Kann
danii tiJi ausgebaute Rohrstuck zum Rohrgerüst
absenken, indem ciij entsprechende hydraulische Winde
so betätigt wird. daJ Jas Seil 184 abgespult wird. Der
zweite Elevator \10 jm Seil 183 wird von Hand zu den
Koionnenmitgliedern am Bohrloch zurückgebracht,
damit er auf da:, obere Verbindungsende des aus der Verrohrung ragenden Rohres aufgesetzt werden kann.
wodurch der Vu gang abgeschlossen wird, wie dies in Fig. 18 gezeigt i .ι. Der Rohrausbauvorgang kann
wiederholt werden, bis die gewünschte Rohrlänge ausgebaut worden i>t.
Wenn nun umgekehrt ein Einbauvorgarg durchgeführt werden soil. d. h. ein Rohr in das Bohrloch
eingefahren werden soll, befindet sich zunächst das obe ν Ende einer Rohrlänge in einer Stellung, in der es
aus der Verrohrung herausragt und ungefähr auf Höhe der Operatorplatttorrn endet. Die Rohrklemmkeile am
Bohrlochkopfaufsat,' 110 werden hydraulisch so be:a tigt. daß sie das Rohr einklemmen damit eine Bewe«uri£
des Rohres in der Verrohrung verhindert wird. Wenn das Bohrloch unter [)ruck steht, wird der Einfahrkeil 121
so betätigt, daß er das obere Lnde des Rohrstranges festklemmt, dam.t es daran gehindert wird, aus der
Verrohrung herausgedrückt zu werden. Wenn das Bohrloch tot ist, wird der Abfangkeil 122 betätigt, damit
verhindert wird, daß das Rohr in die Verrohrung rutscht, bevor ein weiteres Rohrstück am oberen Ende
angebracht worden ist.
Während dieses Vorgangs setzt ein Kulonnenmi:-
glied. das am Rohrlagerbereich eingesetzt ist, einen
Elevator 190 auf das Ende eines Gestängezuges. Einer der Kolonnenarbeiter auf der Plattform betätigt den
Motor der hydraulischen Windenbaugruppe 180 mit veränderlicher Zugkraft so, daß der angehängte
Gestängezug in senkrechte Lage über dem Bohrlochkopf gebracht wird, und stellt dann das Überdruckventil
193 so ein, daß das von der Winde entwickelte Drehmoment das Gewicht des Rohres ausgleicht. Einer
der Kolonnenarbeiter auf der Plattform bringt dann das untere, mit Gewinde versehene Ende des hochgezogenen
Rohres in das obere Ende des aus der Verrohrung herausragenden Rohres. Der obere Abschnitt wird dann
mittels eines Schraubenschlüssels oder eines Motorwerkzeugs,
das die Rohrabschnitte erfaßt, schnell um einige Umdrehungen gedreht. Der Haupthubzylinder
wird unter Druck gesetzt, indem das Ventil 170 in seine
rechte Stellung gebracht wird, damit der Laufblock 24 auf seinen Rollen über die vorderen Mastbeine nach
oben verfahren wird. In bestimmter Höhe wird der Laufblock 24 angehalten, indem das Ventil 170 in seine
Neutralstellung verschoben wird, und die Keile des Einfahrkeils des Laufblocks 24 werden angelegt. Dann
wird der Hubzylinder 55 so betätigt, daß er bewirkt, daß der Laufblock das Rohr in das Bohrloch drückt bzw.
einfährt. Zuvor sind selbstverständlich die unteren Keile im Bohrlochkopfaufsatz 110 gelöst worden. Die
Hublänge hängt von den Bedingungen des Bohrlochs ab und liegt in der Regel zwischen 1,83 Meter und 4,57
Meter. Die Knickfestigkeit des Rohres, der im Bohrloch iiciTSCticnuc isTtiCis. üiiu uic τ-,αΐϊξΖ uS3 i\OtiT5iruiigZS ϊΐΐϊ
Bohrloch beeinflussen die Länge des zulässigen Hubes. Der Laufblock 24 und die Keile werden während eines
Hubes so lange betätigt, bis der Rohrstrang in die Verrohrung so weit eingedrückt worden ist, daß der
Elevator 190 ungefähr auf der Höhe der Operatorplattform ist. Dann wird das Einfahren unterbrochen, und die
ferngesteuerten Keile im Bohrlochkopfaufsatz 110 werden erneut angelegt, während die Keile im
Laufbiock gelöst werden. Der Elevator 190 wird von Hand vom Ende des Rohrstranges abgenommen und
von Hand zum Kolonnenmitglied am Rohrgerüst transportiert, so daß dieses den Elevator an einem
anderen Rohrstück anbringen kann, damit es in Stellung gehoben werden kann. Während der Einfahrhub
erfolgte, wurde der zweite Windenmotor so betrieben,
daß er ein weiteres Rohrstück in senkrechte Lage angehoben hat. das nun bereitsteht, um in zuvor
beschriebener Weise am Rohrstrang angebracht zu werden. Die Verwendung der Doppelwinde mit
veränderbarer Zugkraft zum kontinuierlichen Transport eines Rohrabschnitts vom Rohrgerüst zum
Bohrloch vermindert somit beträchtlich die »Totzeit« und ermöglicht einen fast ununterbrochenen Betrieb des
Laufblocks 24.
Wenn die Winde mit veränderbarer Zugkraft gerade das Gleichgewicht hält, nimmt sie auch jedes Spiel in ihrem Seil auf. Der Einsatz von zwei Winden in beschriebener Weise ist in sofern äußerst zweckdienlich, als ein Elevator ständig in Arbeitsstellung ist, während der andere Elevator ein Rohr zwischen dem Mast und dem Rohrgerüst transportiert. Ferner wird der Laufblock äußerst wirkungsvoll ausgenutzt, da dieser dauernd oder zumindest fast dauernd und fast ohne Stillstandszeit betrieben wird.
Wenn die Winde mit veränderbarer Zugkraft gerade das Gleichgewicht hält, nimmt sie auch jedes Spiel in ihrem Seil auf. Der Einsatz von zwei Winden in beschriebener Weise ist in sofern äußerst zweckdienlich, als ein Elevator ständig in Arbeitsstellung ist, während der andere Elevator ein Rohr zwischen dem Mast und dem Rohrgerüst transportiert. Ferner wird der Laufblock äußerst wirkungsvoll ausgenutzt, da dieser dauernd oder zumindest fast dauernd und fast ohne Stillstandszeit betrieben wird.
ίο Wenn der Laufblock anhebt, wird die Last bzw. das
Gewicht am Laufblock zu den vorderen Beinen des Mastes und zur Bohrlochverrohrung übertragen und
nicht auf die Konstruktion der tragenden Plattform. Da die vorderen Mastbeine in zuvor beschriebener Weise
unter Druck stehen, trägt die Mastkonstruktion selber fast keine Last Dies trägt zur Wirtschaftlichkeit und
zum geringen Gewicht der Konstruktion bei.
οΟΐΤΐίΐ 3!ClIt UlG LjrillluUflg G!ilC ϋϋ^ΰΓν. Λ .. ..UH....
Mastkonstruktion und ein äußerst wirksames Ausbesse· längsverfahren vor. Der erfindungsgemäße Mast
erreicht einen beträchtlichen Hub mit einem Zylinder, der die halbe Länge des Hubes hat. Selbstverständlich
würde es auf der Hand liegen, weitere Rillenscheiben hinzuzufügen und den erforderlichen Hub des Zylinders
weiter zu vermindern. Es hat sich jedoch bei den meisten Arbeiten erwiesen, daß das hier beschriebene Verhältnis
von zwi zu eins äußerst günstig ist. Ferner ist der erfindungsgemäße Mast druckausgeglichen, so daß auf
den Mast aufgebrachte Hakertbelastüngen und Stoßbelastungen aufgehoben werden. Der Mast hat äußerst
geringes Gewicht und ist kompakt, und im Betrieb ist der Mast praktisch von der Plattform, auf der er
arbeitet, getrennt, so daß sämtliche Belastungen statt auf die Plattform auf die Bohrlochverrohrung übertragen
werden. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Erfindung ist die Fähigkeit, mit mehreren Geschwindigkeiten
zu arbeiten, was für viele Ölfeldarbeiten äußerst wünschenswert ist Der erfindungsgemäße Mast kann
zum Einfahren und Herausziehen von Rohren eingesetzt werden und kann ferner auch für andere Arbeiten,
beispielsweise das Bohren eines neuen Bohrlochs, eingesetzt werden.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen
Claims (19)
1. Hebevorrichtung mit einem vertikal festlegbaren Mast und einer längs des Mastes beweglichen
Rolleneinrichtung, über die ein Seil geführt ist, das mit einem Laufblock verbunden ist, der mittels eines
schubkolbenartigen Stellmotors an dem Mast längsbeweglich ist, wobei der eine Teil des
Stellmotors mit dem Mast und der andere Teil mit der beweglichen Rolleneinrichtung verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden des Seiles (88) am Mast (11) befestigt sind und am
oberen Ende des Mastes (11) eine festliegende Rolleneinrichtung vorgesehen ist, um weiche herum
das Seil (88) zu der beweglichen Rolleneinrichtung hin geführt ist, und daß der Stellmotor mit seinem
einen Teil am oberen Ende des Mastes (11) befestigt
ist, wobei durch Absenken der beweglichen Rolleneinrichtung der Laufblock (24) anhebbar ist.
2. Hebevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite bewegliche Rolleneinrichtung,
die längs des Mastes (11) bewegbar ist, und durch eine am unteren Ende des Mastes (11)
befestigte weitere Rolleneinrichtung, wobei das Seil (88) von seinem einen Befestiyungspunkt am Mast
(11) aus zunächst um die zweite bewegliche Rolleneinrichtung, dann um die untere Rolleneinrichtung
und dann zu der festliegenden Rolleneinrichtung am oberen Ende des Mastes (11) geführt ist.
3. Hebevo. richtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß c'· .r Stellmotor hydraulisch
betrieben ist und ein Zylindergehäuse (56) sowie eine Kolbenstange (57) ufweist, wobei die
Kolbenstange (57) mit dem oberen Ende des Mastes (11) und das Zylindergehäuse (56) mit der beweglichen
Rolleneinrichtung verbunden sind.
4. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche
Rolleneinrichtung eine gleiche Anzahl von Rollen auf jeder Seite des Stellmotors aufweist, daß die
obere, fest angeordnete Rolleneinrichtung eine entsprechende Anzahl von Rollen hat, die auf jeder
Seite des Befestigungspunktes des Stellmotors an dem Mast (11) gelagert sind, wobei das Seil (88) in
twei parallelen Zügen und gleicher Verteilung der Last auf den Stellmotor über sämtliche Rollen
geführt ist.
5. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufblock
(24) eine fernbedienbare Rohrspanneinrichtung zum Ergreifen eines sich durch den Laufblock (24)
hindurch erstreckenden rohrförmigen Bauteils und turn Ausüben einer nach oben gerichteten Kraft auf
dieses aufweist.
6. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufblock
(24) eine fernbedienbare Rohrspanneinrichtung zum Ergreifen eines sich durch den Laufblock (24)
hindurch erstreckenden rohrförmigen Bauteils und wi
zum Aufbringen einer nach unten gerichteten Kraft auf dieses aufweist.
7. Hebevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufblock (24)
einen Motor (35) zum Drehen der Rohrspannein- ''5 richtung und des von dieser ergriffenen rohrförmigen
Bauteils trägt.
8. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (11)
mindestens ein tragendes, hohles und mit Hydraulikflüssigkeit zu Füllendes Konstruktionsteil hat, das
beim Aufbringen einer einstellbaren Hebekraft eine entsprechende Reaktionskraft aufnimmt, wobei die
Hydraulikflüssigkeit mit einem der einstellbaren Hebekraft proportionalen Druck beaufschlagbar ist,
durch den in dem Konstruktionsteil ·, ine die Reaktionskraft zumindest teilweise ausgleichende
Kraft erzeugbar ist
9. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem
Konstruktionsteil erzeugbare Kraft proportional dem Reaktionsdruck des Stellmotors ist
10. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, zum Einsatz als Ausbesserungsanlage an einem
ölbohrloch mit einem äußeren Futterrohr, das ein Bohrlochrohr bzw. Steigrohr umgibt und in einem
Bohrlochkopf mit Flansch endet, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Bauteil das Bohrlochrohr
ist wobei der Mast (11) mittels eines Bohrlochkopfaufsatzes (110) am Bohrlochkopf (125)
befestigt ist, welcher einen am Mast befestigten Rahmen (111), einen Aufsatzflansch (119), der am
Bohrlochkopfflansch befestigbar ist, und eine einstellbare Kuppbng umfaßt, die den Rahmen (111)
und den Aufsatzflansch (119) miteinander verbindet und mittels der das Gewicht des Mastes (11) und von
diesem aufgenommene Kräfte im wesentlichen auf das Bohrlochfuiterrohr übertragbar sind.
11. Hebevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrlochkopfaufsatz (110)
einen Abfangkeil (122) umfaßt in den das Bohrlochrohr wahlweise einzuspannen ist.
12. Hebevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrlochkopfaufsatz (110) einen Einfahrkeil (121) umfaßt, in den das
Bohrlochrohr wahlweise einzuspannen ist.
13. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aufsatzrahmen (111) verstellbar am Mast (11) befestigt ist.
14. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast
(11) als Basis ein bewegbares Plattformteil aufweist,
an dem der Mast (11) schwenkbar angebracht und aus einer waagerechten Ruhestellung in eine
senkrechte Betnebsstellung schwenkbar ist.
15. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
einstellbare Kupplung ein mit Gewinde versehenes, buchsenförmiges Teil (120) umfaßt, an dem der
Aufsatzflansch (119) angebracht ist.
16. Hebevorrichtung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden,
hohlen Konstruktionsteile des Mastes (11) zwei vordere Beine (16,17) und zwei hintere Beine (14,15)
sind, die baulich miteinander verbunden und an dem Plattformteil angebracht sind und in einen Kreuzköpf
(45) münden, der vom Mast (11) in einer bestimmten Höhe getragen ist und in dem erste
Kanäle (52) und zweite Kanäle (51) ausgebildet sind, die in eine erste und eine zweite Kammer des
Stellmotors münden, wobei die Kolbenstange (57) des Stellmotors am Kreuzkopf (45) befestigt ist und
in der Kolbenstange (57) ein erster Kanal (49) und ein zweiter Kanal (48) ausgebildet sind, die mit der
ersten bzw. zweiten Kammer in Verbindung stehen,
daß die erste Kammer über die Kolbenstange (57) mit dem ersten Kanal (52) und die zweite Kammer
über die Kolbenstange (57) mit dem zweiten Kanal (51) des Kreuzkopfes (45) verbunden ist, daß die
vorderen Beine (16, 17) jeweils erste Fluidleitungen bilden, die mit den ersten Kanälen (52) des
Kreuzkopfes (45) in Verbindung stehen und deren gesamte Querschnittsfläche ungefähr gleich der
Hälfte der wirksamen Querschnittsfläche der ersten Kammer ist, daß die hinteren Beine (14, 15) jeweils
zweite Fluidleitungen bilden, die mit den zweiten Kanälen (51) des Kreuzkopfes (45) in Verbindung
stehen und deren Fläche ungefähr gleich der Hälfte der wirksamen Querschnittsfläche der zweiten
Kammer ist, daß eine hydraulische Antriebseinrichtung mit einer Pumpe (150) für Hydraulikflüssigkeit
und ein Ventil (170) vorgesehen sind, durch die Hydraulikflüssigkeit wahlweise zu den vorderen
Beinen (16, 17) oder zu den hinteren Beinen (14,15) !eitbar ist, wobei das Zylindergehäuse (56) ausfahrbar
bzw. zurückziehbar ist, daß das Seil (88) kontinuierlich um die obere, feste Rollenscheibeneinrichtung
in Doppelflaschenzuganordnung geführt ist, wobei ein senkrecht laufender Abschnitt d;s
Seiles (88) zwischen einer ersten Rillenscheibe (41) der oberen Rollenscheibeneinrichtung und einer
ersten Rillenscheibe (80) der unteren festen Rollenscheibeneinrichtung neben einem der vorderen
Beine (16) und das Seil (88) anschließend über eine Überleitungsrillenscheibe (84) und sodann in paralleler
Doppelflaschenzuganordnung über entsprechende Rillenscheiben auf der anderen Seite des
Stellmotors verläuft, daß der parallele Seilzug gleichfalls einen senkrecht laufenden Abschnitt hat,
der zwischen der zweiten oberen Rillenscheibe (42) und der zweiten unteren Rillenscheibe (79) neben
dem anderen der vorderen Beine (17) verläuft, und daß eine dem Stellmotor zugeordnete Geschwindigkeitsste·
ereinrichtung eine Bypaßleitung (175) umfaßt, die zum wahlweisen Umlenken von aus der
zweiten Kammer austretender Hydraulikflüssigkeit zur ersten Kammer vorgesehen ist.
17. Hebevorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine von den vorderen Beinen (16,17)
getragene Operationsplattform (J9).
18. Hebevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen für die hydraulisch betätigten Einrichtungen an der Operatorplattform
(99) angeordnet sind.
19. Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, insbesondere zum Einfahren eines
Rohrstrangs in ein Bohrloch gegen einen in diesem herrschenden Druck, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spanneinrichtung zum Ergreifen des Rohrstrangs durch den Laufblock (24) nach unten
bewegbar ist, wobei auf den Rohrstrang nach unten und nach oben gerichtete Kräfte über die Rohrspanneinrichtung,
den Laufblock (24), den Mast (11) und den Bohrlochkopfaufsatz (110) und den Bohrlochkopf
(125) bzw. das Futterrohr übertragbar sind,
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19742433015 DE2433015C3 (de) | 1974-07-09 | 1974-07-09 | Hebevorrichtung mit einem vertikal festlegbaren Mast |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742433015 DE2433015C3 (de) | 1974-07-09 | 1974-07-09 | Hebevorrichtung mit einem vertikal festlegbaren Mast |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2433015A1 DE2433015A1 (de) | 1976-01-22 |
DE2433015B2 DE2433015B2 (de) | 1978-02-23 |
DE2433015C3 true DE2433015C3 (de) | 1978-10-19 |
Family
ID=5920103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19742433015 Expired DE2433015C3 (de) | 1974-07-09 | 1974-07-09 | Hebevorrichtung mit einem vertikal festlegbaren Mast |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2433015C3 (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3344124A1 (de) * | 1983-12-07 | 1985-06-20 | Otto Wöhr GmbH, 7015 Korntal-Münchingen | Hoehenverschiebbare plattform zum abstellen von kraftfahrzeugen |
DE3807047C1 (de) * | 1988-03-04 | 1989-02-02 | Albert Boecker Gmbh & Co Kg, 4712 Werne, De | |
CN107021430B (zh) * | 2017-04-27 | 2018-11-20 | 上海电机学院 | 一种手动式升降传送机 |
CN111056247A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-24 | 广州德恒汽车装备科技有限公司 | 一种用于ems输送小车变轨的升降机 |
CN113914782B (zh) * | 2021-09-29 | 2024-03-22 | 广东电网有限责任公司 | 一种桩孔夯实钻机 |
-
1974
- 1974-07-09 DE DE19742433015 patent/DE2433015C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2433015A1 (de) | 1976-01-22 |
DE2433015B2 (de) | 1978-02-23 |
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