DE2462359A1 - Vorrichtung zum aufbringen einer einstellbaren kraft auf ein objekt - Google Patents

Vorrichtung zum aufbringen einer einstellbaren kraft auf ein objekt

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DE2462359A1 DE19742462359 DE2462359A DE2462359A1 DE 2462359 A1 DE2462359 A1 DE 2462359A1 DE 19742462359 DE19742462359 DE 19742462359 DE 2462359 A DE2462359 A DE 2462359A DE 2462359 A1 DE2462359 A1 DE 2462359A1
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Description

  • Vorrichtung zum Aufbringen einer einstellbaren Kraft auf ein Objekt Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbringen einer einstellbaren Kraft auf ein Objekt mit einer Tragkonstruktion und einer dieser zugeordneten Einrichtung zum Aufbringen der einstellbaren Kraft auf das Objekt, wobei eine einstellbare Reaktionskraft auf die ragkonstruktion wirkt.
  • Beim Fördern von Ólausbohrungen ist es häufig erforderlich, Ausbesserungs- oder Reperaturarbeiten am Bohrloch durchzuführen. Wenn der Förderrohrstrang beschädigt ist oder eine Leckage hat, kann es erforderlich sein, die Steigrohre' aus der Verrohrung zu ziehen. In anderen Fällen können Reparaturarbeiten dadurch durchgeführt werden, daß ein geeignetes Werkzeug in den Rohrstrang eingesetzt wird, damit es das Material, das die Strömung des Öls durch den Rohrstrang behindert, ausräumt oder ausspült. Wenn solche Arbeiten erforderlich werden, wird eine tragbare Anlage,die als Ausbesserungsanlage oder workover rig bezeichnet wird, zur Bohrlochanlage gebracht und aufgerichtet.
  • In der Regel bestehen diese Anlagen aus einem Derrick oder Mast, der Rillenscbeibenanordnungen bzw. Flaschenzüge trägt, mittels derer der Rohrstrang aus dem Bohrloch gezogen werden kann. Diese herkömmlichen Ausbesserungsanlagen sind in der Regel schwer und schwierig zu errichten und haben ferner häufig die begrenzte Fähigkeit, lediglich in der Lage zu sein, Rohre aus einem Bohrloch zu ziehen, ohne daß sie in der Lage sind, Rohre zurück in das Bohrloch einzufahren oder zu drücken. Da diese herkömmlichen Ausbesserungsanlagen keine nach unten gerichtete Kraft ausüben können, um einen Rohrstrang in das Bohrloch zu drücken, muß das Bohrloch notwendigerweise immer unter Kontrolle bzw. "tot" sein, wie dies auf diesem Gebiet bekannt ist.
  • Dies kann als vorbereitende Bearbeitung das Ein ringen eines geeigneten Materials, beispielsweise Schlamm oder ein "Tötungsfluid", in das Bohrloch erfordern, damit eine Flüssigkeitssäule mit ausreichendem Gewicht aufrechtgehalten wird, die dem Druck innerhalb des Bohrlochs wiedersteht, der die Steigrohre herauszudrücken versucht.
  • Die Schwierigkeiten, die beim A Arbeiten über einem Bohrloch auftreten, sind noch ausgeprägter, wenn das Ölbohrloch auf einer Offshore-Plattform liegt. Im Falle einer Offshore Bohrung ist es für den Betreiber erforderlich, einen Kranleichter bzw. Derrickleichter zu mieten, der die Ausbes 5 egs ausrüstung zur Bohrlochplattform transportiert.
  • Ferner sind die auf der Plattform verfügbaren Einrichtungen beschränkt, und der Arbeitskran, der in der Regel auf den meisten Plattformen vorgesehen ist, hat häufighDine ausreichende Hebeleistung, um große, schwere Ausbesserungsmasten auf die Plattform zu heben. Daher muß der Kraft leichter ferner mit einem Schwerlastkran ausgerüstet sein, damit die Mastkonstruktion auf die Plattform geladen und von ihr entladen werden kann. Es ist äußerst kostspielig, einen solchen Kranleichter zu mieten, und es kann den Betreiber einige tausend Dollar kosten,lediglich die Ausbesserungsausrüstung zur und von der Offshore-Plattform zu transportieren.
  • Eine weitere Schwierigkeit, die bei der Benutzung herköin.ulichter Mastkonstruktionen auftritt, besteht darin, daß diese aufgrund ihrer konstruktiven Auslegung äußerst schwer sind und eine schwere Belastung auf die bestehende Bohrlochplattform aufbringen. Wenn eine Mastanlage ein Rohr bzw. Steigrohr aus der Verrohrung eines Offshore-Bohrlochs zieht, rnun die Plattform sowohl das Gewicht des Rohrstranges als auch das Gewicht der Mastkonstruktion tragen, wobei die Plattform häufig nicht ausreichend stabil ist, um diese zusätzlichen Belastungen aufnehmen zu können Daher ist es häufig nicht möglich, auf bestehenden Plattformen herkömmliche Ausbess erungsmastkonstruktionen zu benutzen, ohne ein beträchtliches Risiko des Versagens der Plattformkonstruktion einzugehen. Ein Zusammenbrechen der Plattform könnte zum Verlust von Leben und mit Sicherheit zuschweren wirtschaftlichen Verlusten für den Betreiber des Bohrlochs führen. Die erfindungsgemäße Ausbesserungsanlage überwindet die genannten Unzulänglichkeiten des Standes der Technik. Erfindungsgemäß wird eine Mastkonstrukion benutzt, die bei Ausbesseztngsarbeiten Steigrohre sowohl herausziehen als auch einfahren kann. Die Arbeiten können je nach Wahl des Operators mit verschiedenen Geschwindigkeiten'durchgeführt werden. Die Mastkonstruktion hat eine einzigartige Auslegung, die die Belastungen hydraulisch ausgleicht, die auf den Mast durch den Hubbetrieb oder Absenkbetrieb aufgebracht werden, wodurch es möglich ist, daß der Mast aus Konstruktionselementen gebaut wird, die leichter sind, als die gegenwäziig für Maste vergleichbarer Leistung erforderlichen Konstruktionselemente. Die verminderte Größe und das verminderte Gewicht des Mastes führen dazu, daß der Mast leichter transportiert werden kann und auf den meisten bestehenden Bohrlochplattformen untergebracht werden kann. Bestehende Plattformarbeitskräne reichen normalerweise für den Umgang mit der erfindungsgemäßen Ausbesserungsanlage aus. Ferner ist der Mast so ausgelegt, daß das Gewicht und die Betriebsbelastungen nicht auf die Bohrlochplattform übertragen werden, sondern daß diese Belastungen zur Bohrlochverrohrung übertragen und von dieser aufgenommen werden.
  • Der erfindungsgemBe Mast kann in Verbindung mit einer neuen Winde mit einstellbarer Zugkraft benutzt werden, damit der Rohrtransport beschleunigt wird. Die Winde und die Rohrspannelemente des Laufblocks am Mast können beide hydraulisch ferngesteuert werden und können koordiniert so betrieben werden, daß eine erfahrene. Arbeitskolonne bis zu 50% mehr Gestängezüge fahren kann, als dies unter Verwendung herkömmlicher Mastkonstruktionen möglich ist.
  • Bei der Erfindung wird eine Derrick- bzw. Mastkonstruktion benutzt, bei der die senkrechten Hauptträger der Konstruktion auch als hydraulische Fluidzufuhrleitungen zu einem Zylinder dienen, der ein Flaschenzugsystem antreibt, das einen Laufblock bzw. Auf zug, der dieURohre einspannt, entlang dem Mast hin- und herfährt. Der Betätigungszylinder ist baulich an der Spitze des Derricks befestigt, und die Differentialseilanordnung erteilt dem Laufblock beispielsweise einen Hub von 12,20 Meter (40 Fuß) bei einem Hub des Zylinders von lediglich 6,10 Metern (20 Fuß).Die Zufuhr vorn Druckfluid zum Zylinder durch die senkrechten Hauptträger der Konstruktion des Mastes führt zu einer Entlastung des Mastes in dem Sinne, daß die auf ihn durch die Arbeit mit dem Rohr ausgeübten Druccbelastungen ausgeglichen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner in der Lage, ein Rohr sowohl aus der Bohrlochverrohrung zu ziehen als auch in das Bohrloch einzufahren oder zu drücken.
  • Ein hydraulisches System mit Rückkopplung ermöglicht ein Verfahren des Laufblocks mit verschiedenen Geschwindigkeiten, so daß mit hoher Leistung gearbeitet werden kann. Die gesamte Konstruktion ist so ausgelegt, daß sie am Bohrlochkopf befestigt werden kann, so daß während der Ausbesserungsarbeiten nur kleinstmögliche Belastungen oder Spannungen auf die Bohrlochplattform aufgebracht werden. Dem Laufblock sind fernsteuerbare Keilvorrichtungen, die ein Rohr zum Abfangen und Einfahren einspannen können, zugeordnet, damit das Rohr während des Betriebes des Mastes eingespannt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Ausbesserungsanlage ist äußerst leicht transportabel und kann von Arbeitsboten zu Offshore-Bohrlochplattformen transportiert werden, wodurch die Notwendigkeit entfällt, große Derrickleichter zum Transport solcher Anlagen zur Bohrlochanlage zu mieten. Ferner sind die auf den meisten Bohrlochplattformen verfügbaren bestehenden Arbeitskräne ausreichend stark zum Anheben des erfindungsgemäßen Mastes an den Einsatzort.
  • Aus obiger kurzer Zusammenfassung zeigt sich somit,' daß das beschriebene Gerät folgendes umfaßt: 1) eine Differentialseilanordnung; 2) eine druckausgeglichene Mastkonstruktion, 3) ein hydraulisches Antriebssystem mit Rückkopplung; 4) Abstützung des Mastes auf dem Bohrlochkopf: 5) :;bauliche Abstützung des Hauptzylinders an der Mastkrone; und 6) eine Windenanlage mit einstellbarer Zugkraft und entsprechendem Betrieb.
  • Die Erfindung betrifft somit eine Ausbesserungsanlage zum Anheben und Absenken von Rohren für ein Olbohrloch in eine Bohrlochverrohrung. Die Anlage weist eine Mastkonstruktion auf, die so ausgebildet ist, daß sie hydraulisches Fluid zu einem Antriebszylinder leitet, der ein Flaschenzugsystem antreibt, das funktional mit einem Rohraufzug bzw. Laufblock verbunden ist, der fernsteuerbare Rohrklemmkeile aufweist.
  • Die dynamische Belastung des Mastes ist dadurch kleinstmöglich, daß der Antriebszylinder an einem Kreuzkopf an der Mastkrone befestigt ist und daß im Mast eine Fluiddruckkraft wirkt, die automatisch Stoß- und Gewichtsbelastungen auf den Mast ausgleicht. Ein hydraulisches Steuersystem arbeitet bei Hochgescbwindigkeitsbetrieb mit Rückkopplung, damit ein Verfahren des Aufzugs mit mehreren Geschwindigkeiten möglich ist. Die Konstruktion ist so ausgelegt, daß sie von der Bohrlochverrohrung getragen wird, damit die Belastungen von der Ölbohrlochplattform zur Verrrohrung übertragen werden. Zum erfindungsgemänen Verfahren gehört es, den Mast in Verbindung mit einer Winde mit einstellbarer Zugkraft zu betreiben, damit der Transport von Rohren zwischen dem Mast und einem Rohrlagerbereich mit hoher Leistung erfolgt.
  • Die aufgeführten und weitere Merkmale sowie Ziele der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung wrständlicher werden.
  • Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Mastes; Fig. 2 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Mastes; Fig, 3,4 und 5 vergrößerte Schnittdarstellungen gemäß 3-3, 4-4 und 5-5 in Fig. 1; Fig. 6 einen Schnitt durch den Kreuzkopf des Mastes nach 6-6 in Fig, 3: Fig. 7 eine schematische Darstellung des Flaschenzugsystems; Fig. 8 eine ausführliche Darstellung des Laufblocks; Fig. 9 eine schematische Darstellung des hydraulischen Systems für die Windenanlage: Fig. 10 eine ausführliche perspektivische Ansicht des Rohrtransportelevators ; Fig. 11 eine Darstellung der Doppelwindenanordnung; Fig. 12 eine schematische Darstellung des hydraulischen Hauptsystems; Fig. 13 eine ausschnittsweise Darstellung des Mastes in für die Doppelwinde ausgerüsteter Form; Fig. 14 eine ausführlich Darstellung des Bohrlochkopfaufsatzes: und Fig. 15 bis 18 die kombinierte Benutzung des Mastes und der Winde gemäß der Erfindung beim Ziehen von Rohren.
  • Im folgenden wird auf die Figuren, und zwar zunächst auf die Figuren 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 abgebrachen und hat normalerweise ausreichende Länge, - ungefähr im Ausmaß der Höhe des Mastes -, um für eine stabile Abstützung des Mastes 11 zu sorgen.
  • Die Ausbesserungsanlage ist in einer Stellung 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 Bühne 12 befestigt.
  • Die vorderen Beine 16 und 17 des Mastes ruhen auf Klötzen 22. Der 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 red,uziert, 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 Fig. 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, das 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 WL rd. 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 außer 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 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 yegen den Bohrlochdruck oder dann, 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 Operatorplattform angeordnet ist, fernbetätigt werden. Die Kraft zum Heben und Senken des Laufblocks wird von einem hydraulischen Zylinder geliefert und zum Laufblock über ein Seilsystem übertragen, das in folgenden beschrieben wird.
  • Zwei dreieckige Tragarme 39 (Figuren 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 Figuren 3 und 6 ersichtlich ist, verläuft quer zur Oberseite des Mastes ein KreuLlXopf 45» der an den vorderen und hinteren Beinen des Maste befestigt ist, und konstruktiv als Halterung für den Zylinder dient, der das Rillenscheibensysteni 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 Kreuzkopf es eine Gewindebohrung 47 vorgesehen. Vom Boden der Gewindebohrung 47 geht eine abgestufte, konzentrische Sackbohrung 30 aus. Eine Kolbenstange 57 ist in die Gewindebohrung 47 eingeschraubt und weist ein Teils58 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 O-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 Zylindergehause 56 ausgefahren oder zurückgezogen wird.
  • Der Innenraum der vorderen Beine des Mastes steht'über die Durchlässe des Kreuzkopf es 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 vor deren Beine dann immer so druckentlastet, daß sie dem Belastungszustand 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 Seiten berühren -bzw. erfassen. Die Rollen 70 dienen zur gleitenden Führung des Gehäuses 56, während es in senkrechter Richtung ein-und ausgefahren wird, wetn der Zylinder 55 unter Druck gesetzt wind.
  • 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.
  • ö 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 unter 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 Ubertragungssystems. Andere tiberleiteinrichtungen, beispielsweise eine stationäre Rille oder ein Schuh, würden diese Aufgabe ebenfalls erfüllen.
  • Das Kraftübertragungssystem ist schematisch in Fig. 7 dargestellt und kann unter Bezugnahme auf diese Figur am leichtesten erläutert werden. Dabei wird jedoch auch auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Das Kraftübertngssystem 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 Zylinderrillenscheibe 77 läuft, dann nach unten um die untere Rillenscheibe 79, nach oben über die Kronenrillenscheibe 42, nach unten über die innere Zylinderrillenscheibe 76 und über die überleitrillenscheibe 84 zur anderen Hälfte des Seilsystems. Das Seil läuft dann über die innere Zylinderrillenscheibe 75, über die Kronenrillenscheibe 41, nach unten über die untere Rillenscheibe 80 und nach oben über die äußere Zylinderrillenscheibe 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 Kraftübertragungssysterns aufgebracht werden. Bei dieser Anordnung handelt es sich um ein Differentialsystem, 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 Zylindergehäuse 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 einnach unten gerichteter Zug auf die parallelen Seil abschnitte 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 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 Meter Länge aufgrund des beschriebenen Mechanismus einen Hub von 12, 20 Meter des 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, 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. Ein Ende des Zylinders 91 ist mit einem Augenbügel auf dem Zylindergehäuse 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 sich, daß durch Druckbeaufschlagung des Zylinders 91 im Sinne eines Ausfahrens der Stange 94 der Mast 11 um aen 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 Löchern 104 versehen ist.
  • Die Plattform 99 besteht aus Rahmenteilen 102, die eine -Arbeitsfläche 103 tragen, bei der es sich um eine Riffelblechplatte 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 neben 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 ist.
  • Der Bohrlochkopfaufsatz 110 umfaßt einen Rahmen 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 Holezügel 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 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 ausgebildet, daß er mit den Schraubenlöchern am Bohrlochkopf 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 Abf angkeil 122 werden hydraulisch betätigt und können an der Schalttafel 108 der Arbeitsstation ferner steuert werden.
  • Die Funktionsweise des Mastes wird hiernach ausführlich beschrieben werden. Es zeigt sich jedoch, daß D.ank des Teils 120 und der Verstellbarkeit entlang dem Ansatz 100 ein beträchtlicher Einstellbereich für die senkrechte Stellung des BohrlochlcopfauEsatzes 110 erhalten wird. Dies ist äußerst wünschenswert und führt dazu, daß die Anlage den meisten bestehenden Bohrungen angepaßt werden kann, da die Höhe des Bohrlochkopf es bezüglich der Höhe der umgebenden Bühne sich bei den einzelnen Bohrlochanlagen beträchtlich unterscheiden kann. Bei der dargesttllten 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 Bohrlochplatt form 13 enden.
  • Unterhalb des Endes des Bohrlochkopfes kann die Einfügung einer Bohrlochabsperrungsvorrichtung 130 vorgesehen sein.
  • Bohrlochabsperrungsvorrichtungen 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. Wie bereits unter Bezugnabme auf die Figuren 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 herkömmlichcn Flaschenzuganordnungen für Ausbessanngsanlagen 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 Mehrfaches 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 Fläche des Kolbens im Zylinder 55 ist. Daheristdie gesamte innere Querschnittsfläche 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 sindmit 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 eim Funktion des auf den Laufblock wirkenden Gewichtes sein.
  • Die zwei vorderen Beine 16 und 17 des Mastes haben zusammen eine Fläche, die gleich der halben Fläche des Zylinders ist Daher ist die gesamte Drucldcraft, die innerhalb der Rohrträger 16 und 17 ausgeübt wird und auf die Enddeckel 50 des Kreuzkopf es 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 stangenseitigen Ende des Zylinders 55 ist, mit dem sie in Verbindung stehen.
  • Es ist offensichtlich, daß der in den vorderen zwei Beinen bestehende Druck zu allen Zeiten der ist, der im kopfseitigen Ende des Zylinders herrscht, und daß der Druck in den hinteren Beinen zu allen Zeiten gleich dem Druck im stangenseitigen Ende des Zylinders ist, so daß die Konstruktion bezüglich der auf sie aufgebrachten Last immer und kontinuierlich ausgeglichen ist. Das oben beschriebene Mastsystem mit Lastausgleich dient sowohl zum 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 Geschwindigkeit, 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. Herkörimliche Masten sind mit einem Sicherheitsfa1-tor von 3 oder 4 ausgelegt, damit sie Stoßbelastungen aushalten. Bei dem erfindungsgemäßen 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 heruntrfährt, wird der Zylinder 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, wird der Arbeiter bzw. Operator das Steuerventil in eine Neutralstellung zurückbringen, wodurch die Strömung des Druckfluids zum Zylinder gesperrt wird und auch die Rückströmung gesperrt wird, was zur Folge hat, daß der Kolben innerhalb des hydraulischen Zylinders 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 bzw. Derrick 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 Überdruckventil 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 konstanter Fördermenge, beispielsweise eine Zahnradpumpe Ein druckausgeglichenes Vierwegventil 170, das gestrichelt umgrenzt ist, steuert die Arbeitsrichtung des Laufblocks 24. Das Ventil 170 umfaßt einen 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-Vierweg-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,(Überkreuzdurchlaß), wird der Laufblock hochgefahren, da-dem kopfseitigen Ende des Zylinders 55 über die Leitung 157 Fluid zugeführt wird.
  • Ein Bassventil 169 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 Wechselveflil 171 geht und das Bypassventil 169 im Sinne einer Sperrung der Strömung beaufschlagt. Dieser Kraft wirkt der Steuerdruck bei 17t entgegen, bei dem es sich um den Pumppnausgangsdruck 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 158 reguliert werden kann.
  • In die Leitung 154, die zu den Beinen 14 und 15 des Mastes führt, ist ein Lastrückschlagventil 153 zwischen dem Ventil 170 und dem Zylinder 55 eingefügt. Das Lastrückschlagventil 153 erfüllt eine Leitungssperrfunktion, da es normalerweise von einer Feder nach rechts gedrückt wird, so daß ein Einwegrückschlagventil in die Leitung 154 gebracht wird. Im Falle eines Versagens des hydraulischen Systems könnte das Fluid daher nicht aus dem Zylinder 55 über das Ventil 153 ausfließen. Ein 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 16und 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 wmnschenswert, die Möglichkeit zu haben, den Antrieb zylinder 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 wlrd, in einer Stellung ist, die während des Hubbetriebes Hochgeschwindigkeitsbetrieb mit Rückkopplung bewirkt. Das Ventil 162 steuert die Funktion eines Ventils 165, das bei Hubbetrieb mit hoher Geschwindigkeit offen ist, so daß Fluid zum kOpfs seitigen 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, wurde das Ventil 173 bequem zugänglich an der Schalttafel 108 auf der Operatorplattform angebracht sein. Druckfluid von der Pumpe 150 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 uberwunin 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 dann eine Rückströmung vom stangenseitigen Ende des Zylinders 55 zum Reservoir über die Leitung 154 ermöglicht. Da sich das Geschwindigkeitswählventil 162 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 seis 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 Rückschl'agventil 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 beinden 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 die Ventile mit dem Zylindern 56 verbindet, wie zuvor beschrieben wurde.
  • Die Erfindung sieht ferner eine neue Winde mit konstanter Zugkraft vor, die in Verbindung mit einer Ausbesserungsanlage verwendet werden kann und die Rohrhandhabung beschleunigt und es bei der erfindungsgemäßen Ausbesserungsanlage ermöglicht, daß der Laufblock 24 fast ständig kontinuierlich hin- und herläuft, wodurch die Arbeitsleistung erhöht wird. In Fig, 11 bezeichnet das Bezugs zeichen 180 eine Winde mit konstanter Zugkraft, die in Verbindung mit 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 gewickelt, und ein Seil 184 ist um die Trommel 186 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 iind 189 drehbar am oberen Endes des Mastes gelagert sein, damit sie die Windenseile 183 umd 184 tragen können. Beispielsweise kann der Tragarm 39 (siehe Fig. 13) so abgewandelt werden, daß die Rillenscheiben 188 und 189 drehbar an der Spitze des Mastes oberhalb der Rillenscheiben 41 und 42 getragen werden können. Elevatoren 190wie sie in Fig. 10 gezeigt sind, sind an den Enden der Windellseile 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 erleichtern.
  • 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 verbunden. Eine Rückleitung 192 vom Motor 181 ist mit einem hydraulischen Reservoir verbunden. Ein Strömungssteuerventil 193 umfaßt ein Einwegrücks,chlagventil 205, das im Bypass zu einer einstellbaren Drossel 206 geschaltet ist. Antriebsfluid kann unbehindert vom Auslaß Rer 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 181 zwischen den Leitungen 191 und 192 angeschlossen, und führt zu einem Ablaß in die Leitung 192 und zum Reservoir.
  • Ein von Hand betätigbares Steuerventil 207, das an der Schalttafel 108 angeordnet ist, ist 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 Uberdruckventils 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 Drehmoment 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 Uberdruckventil 195 geöffnet wird, wobei dann die Strömung des hydraulischen Fluids durch den Motor 181 umgekehrt wird und über die einstellbare Drossel 206 und das Uberdruckventil 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 dein Elevator entfernt wird. Ein Verschlußteil 200 besteht aus einem U-förmigen Henkel 201, der auf beiden Seiten des Elevatorkörpers 197 schwenkbar angelenkt ist. Eine Sicherungsstange 202 verläuft zwischen den Schenkeln des U-förmigen Henkels so, daß'dann, wenn sich der Henkel in senkrechter Stellung befindet, wie dies der Fall ist, wenn das Rohr angehoben wird, die Sicherngsstange 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 Winden mit veränderbare Zugkraft erhöht wesentlich die Arbeitsleistung beim Ausbesserungsvorgang, da dies eine noch zweckdienlichere Handhabung der Rohre ermöglicht, da ein Rohr nach oben in Stellüng 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 Mastes werden aus der folgenden Funktionsbeschreibung klar werden. Die Figuren 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-Bohrloch, 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. Jede dieser Komponenten und jedes Stück der zusätzlichen Ausrüstung wiegt in der Regel weniger als die Hebeleistung eines normalen Arbeitskranes, 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 (40 Fuß), und führt zu keinenbesonderen Schwierigkeiten beim Be- und Entladen und beim Transport. Übliche Leichter können den Mast und die Ausrüstungsgegenstände auf nehmen.
  • Wenn der Leichter an dem Offshore-Bohrloch ankommt, hebt der Arbeitskran die Mastbühne 12 an die richtige Stelle auf der Offshore-Plattform 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 mit der Antriebseinheit 134 verbunden. Die Antriebseinheit kann auf der Bühne 12 zusammen mit dem Mast angeordnet sein, oder sie kann auch an beliebiger geeigneter Stelle entfern angeordnet sein.
  • Nun kann der Bohrlochkopfaufsatz 110 auf dem Bohrloch'pf 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 soweit herausgedreht, bis das gesamte Gewicht des Mastes auf dem Bohrlochkopf ruht. Der Bohrlochkopfflansch wird 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 ein 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 werden.
  • 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 189 tragen kann, die an der Spitze des Mastes oberhalb der Kronenrillenscheiben angeordnet sind.
  • Die Windenbaugruppe 180 wird nahe der Rückseite des Mastes angeordnet, wobei die Seile 183 und 184 über die Rillenscheiben 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 I3einen des Mastes hängt. Die hydraulischen Motoren 181 und 182 werden mittels Schnellkupplungen oder dgl.
  • mit einer Quelle für hydraulisches Fluid verbunden.
  • Der Mast kann nun in Betrieb genommen werden. In der Regel ist eine Arbeitskolonne von wenigstens drei Mann zur Durch führung eines Ausbesserngsvorgangs erforderlich, wobei sich zwei Mann auf der Operatorplattform und ein Mann neben dem Mast beim Rohrgerüst befinden. 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 Operatorplattftirm ist dafür verantwortlich, den Betrieb der Rohrklemmbeschläge 37 und 38 im Laufblock 24 und die Rohrklemmkeile 121 und 122 am Bohrlochkopf fernzubedienen und das hydraulisdhe System zu bedienen, das den Hauptzyiinder zum 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 verbinden oder loszuschlagen,wenn sie die Stellung bei der Operatorplattform erreicht haben, wobei sie Schraubenschlüssel oder Motor zangen benutzen.
  • Das Vorgehen beim Ausbau des Rohrstranges aus der Verrohrung ist in den Figuren 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, 16 gezeigte Stellung gezogen wird. Dann wird der Laufblock 24 gelöst, indem die Keile außer Eingriff gebracht werden, und über den Rohrstrang in eine Stellung unterhalb des Kragens am nächsten unteren angrenzenden Rohrstück heruntergefahren. Die Zugkraft der Winde wird mittels des Ventils 207 so gesteuert, daß sie das Seil 184 automatisch auf spult, während das Rohr vom Laufblock 24 hochgefahren wird. Die unteren Keile im Bohrlochkopf aufsatz 110 werden angelegt, und die herausgezogene Rohrlänge wird gedreht, wobei die Verbindung gelöst wird, wie dies in Fig. 17 dargestellt ist. Der Windenoperator kann dann das ausgebaute Rohrstück zum Rohrgerüst absenken, indem die entsprechende hydraulische Winde so betätigt wird, daß das Seil 184 abgespult wird. Der zweite Elevator 190 am Seil 183 wird von Hand zu den Kolonnenmitgliedern am Bohrloch zurückgebracht, damit er auf das obere Verbindungsende des aus der Verrohrung ragenden Rohres aufgesetzt werden kann, wodurch der Vorgang abgeschlossen wird, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist. Der Rohrausbauvorgang kann wiederholt werden, bis die gewünschte Rohrlänge ausgebaut worden ist.
  • Wenn nun umgekehrt ein Einbauvorgang durchgeführt werden soll, d.h. ein Rohr in das Bohrloch eingefahren werden soll, befindet sich zunächst das obere Ende einer Rohr-' länge in einer Stellung, in der es aus der Verrohrung herausragt und ungefähr auf ohe der Operatorplattform endet. Die Rohrklemmkeile am Bohrlochkopfaufsatz 110 werden hydraulisch so betätigt, daß sie das Rohr einklemmen, damit eine Bewegung des Rohres in der Verrohrung verhindert wird. Wenn das Bohrloch unter Druck steht, wird der Einfahrkeil 121 so betätigt, daß er das obere Ende des Rohrstranges festklemmt, damit es daran gehindert wird, aus der Verrohrung herausgedrückt zu werden. Wenn das Bohrloch tot ist, wird der Abf angkeil 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 Kolonnenmitglied, 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 anyehängte 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 Haupthubzyinder 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 Bohrlochkopf aufsatz 110 gelöst worden. Die Hublänge hängt von den Bedingungen des Bohrlochs ab und liegt in der Regel zwischen 1,83 Meter (6 Fuß) und 4,57 Meter (15 Fuß). Die Knickfestigkeit des Rohres, der im Bohrloch herrschende-Druck und die Länge des Rohrstranges im Bohrloch beeinflussen die Länge des zulässigen Hubes. Der Laufblock 24 und die Keile werden während eines Hubes solange 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 Bohrlockkopfaufsatz 110 werden erneut angelegt, während die Keile im Laufblock 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 auchjedes 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 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.
  • Somit sieht die Erfindung eine äußerst wirksame Mastkonstruktion und ein äußerst wirksames Ausbesserungsverfahren 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 zwei zu eins äußerst günstig ist. Ferner ist der erfindungsgemäße Mast druckausgeglichen, so daß auf den Mast aufgebrachte sa'l;enbelastY"ngen 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.
  • Aufgrund der Offenbarung dieser Beschreibung dürften für den Fachmann zahlreiche Änderungen des Verfahrens und der hier offenbarten Erfindung möglich sein. Die hier offenbarten Erfindungsgedanken sollen jedoch nur durch die Patentansprüche ihre Grenze finden.

Claims (9)

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Aufbringen einer einstellbaren Eraft auf ein Objekt mit einer Tragkonstruktion und einer dieser zugeordneten Einrichtung Zum Aufbringen der einstellbaren Kraft auf das Objekt, wobei eine einstellbare Reaktionskraft auf die Tragkonstruktion wirkt, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Tragkonstruktion (11) mindestens ein tragendes hohles und mit Hydraulikflüssigkeit zu füllendes Konstruktionsteil (14 bis 17) hat, das bei der Erzeugung der einstellbaren Kraft einer entsprechenden Reaktionskraft ausgesetzt ist, wobei der Itydraulik£lüssigkeit einder einstellbaren Kraft proportionaler Druck erteilt wird, der in dem Konstruktionsteil (14 bis 17) eine die Reaktionskraft zumindest teilweise ausgleichende Kraft erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung (55) ein hydraulischer Antrieb ist, der einen der einstellbaren Kraft proportionalen Reaktionsdruck erzeugt, der in dem Eonstruktionsteil (14 bis 1?) wirkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß mit der Einrichtung (55) eine langs der Tragkonstruktion (11) verfahrbare Last (24) antreibbar ist.
4. Vorrichtung, insbesondere Hebevorrichtung, mit einer aufrechtstehenden Mastkonstruk*ion als Tragkonstruktion zum Bewegen einer Last längs der Mastkonstruktion, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Last (24) mit Hilfe eines l1m eine am oberen Ende der Nastkonstruktion (11) befestigte Rolleneinrichtung (41,42) herumlaufenden Kabels (88) bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Last ein Rohrstrang ist, der von einer vom Antrieb (55) angetriebenen Rubeinrichtung (24) ergreifbar und anhebbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch' 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Kabel (88) um eine am unteren Ende der Mastkonstruktion (11) befestigte Rolleneinrichtung (80,79) herumgeführt ist und sich nach oben zu der Hubeinrichtung (24) erstreckt, um auf einen von ihr ergriffenen Rohrstrang eine nach unten gerichtete Kraft auszuüben.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der hydraulische Antrieb (55) ein aus Kolben (57) und Zylinder (56) gebildeter, eine geradlinige Bewegung erzeugender Stellmotor ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die tragenden hohlan Konstruktionsteile (14 bis 17) der Mas>konstruktion (11) zwei vordere Beine (16,17) und zwei hintere Beine .(14,15) sind, die baulich miteinander verbunden und an dem Plattformteil (12) angebracht sind, in einen Kreuzkopf (45) münden, der von der Mastkonstruktion 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 Snmmer des Stellmotors (55) münden, wobei die Kolbenstange (57) des Stellmotors (55) 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) verbunden ist, daß die vorderen Beine (16,17) jeweils erste Fluidleitungen bilden, die mit den ersten Kanälen (52) in Verbindung stehen und deren gesamte Querschnittsfläche ungefahr 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 (ski) in Verbindung stehen und deren Fläche ungefähr gleich der Hälfte der wirksamen Querschnittsfläche der zweiten Kammer ist, daß eine hydraulische Antriebseinrichtung mit einer Quelle (150) für Hydraulikflüssigkeit und Ventileinrichtungen (170) so ausgebildet sind, daß sie ltydraulikflüssigkeit wahlweise zu den vorderen Beinen (16,17) oder zu den hinteren Beinen (14,15) leiten, damit der Zylinder (56) ausgefahren oder zurückgezogen wird, daß das Kabel (88) kontinuierlich um die obere Rollenscheibeneinrichtung (41,42) in Doppelrlaschenzuganordnung geführt ist, wobei ein senkrechter laufender Abschnitt des Kabels (88) zwischen einer ersten Rollenscheibe (41) der oberen Rollenscheibeneinrichtung (41,42) und einer ersten Rollenscheibe (80) der unteren Rollenscheibeneinrichtung (öo, 79) neben einem (16) der vorderen Beine (16,17) jeweils verläuft, über eine Ausgleichseinrichtung (84) über die zweiten Rollenscheiben in paralleler ,J)oppelflaschenzug-' anordnung verläuft, wobei das so gebildete zweite System einen senkrecht laufenden Abschnitt hat, der zwischen der zweiten oberen Rollenscheibe (42) und der zTgeiten unteren Rollenscheibe (79) neben dem anderen (17) der vorderen Beine (16,17) verluft, so daß eine Hin- und Herbewegung des Zylinders (56) die laufenden Abschnitte in senkrechter Richtung verfährt, daß die als Laufblock (24) ausgebildete Hubeinrichtung mit den senkrecht laufenden Kabelabschnitten verbunden ist und daß eine dem Stellmotor (55) zugeordnete Geschwindigkeitssteuereinrichtung (162,165,175) eine Bypassleitung (175) umfaßt, die zum wahlweisen Umlenken von aus der zweiten Kammer austretender Rydraulikflüssigkeit zur ersten Kammer dient, wobei das Rollenscheibensystem wahlweise zum Verfahren von Rohren innerhalb der Verrohrung betrieben wird und die Hydraulikflüssigkeit in den Beinen (14 bis 17) auf den Mast (11) eine Kraft aufbringt, die der auf db Beine (14 bis 17) vom Gewicht des Rohres ausgeübten Last entgegengesetzt ist und diese ausgleicht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere zum Einfahren eines Rohrstrangs in ein Bohrloch gegen einen in diesem herrschenden Druck, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Rohrspanneinrichtung (33) zum Ergreifen des Rohrstrangs an einer beliebigen Stelle und Ausüben einer abwärts gerichteten Kraft auf denselben, durch die Hubeinrichtung (24) nach unten bewegt wird, wodurch auf den Rohrstrang infolge der Schwerkraft wirkende und nach unten gerichtete Kräfte sowie infolge des Bohrlochdrucks nach oben gerichtete Kräfte nacheinander über die Rohrspanneinrichtung (33), über die Hubeinrichtung (24),über die Mastkonstruktion (11) und die Bohrlocbkopfaufsatzeinrichtung (110) an den Bohrlochkopf (125) bzw. das Futterrohr übertragen werden.
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