DE2505986C2 - Vorrichtung zum Lösen der Schraubverbindungen eines Bohrgestänges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lösen der Schraubverbindungen eines mittels eines Bohrgerätes antreibbaren Bohrgestänges, das an seinen Enden mit Schlüsselflächen versehen ist, wobei das Bohrgerät einen längs einer Führungssäule verschiebbaren Drehantrieb aufweist, dessen Motorwelle abtriebsseitig mit einem Gewindeansatz an das gleichfalls mit einem Gewindeansatz versehene Endstück der Bohrgestängelängen anschraubbar ist, und eine zusätzliche Antriebshülse vorgesehen ist, die längs der Bohrachse verschiebbar, drehantreibbar und mit inneren Schlüsselflächen versehen ist, die über die entsprechenden Schlüsselflächen des Bohrgestänges schiebbar sind.

Durch die US-PS 32 91 225 ist bereits eine Vorrichtung bekannt geworden, bei der zum Sichern einer Gewindeverbindung zwischen zwei Einzellängen gegen Aufdrehen eine innere mit Mehrkantflächen ausgestattete Hülse über die beiden miteinander verschraubten und außen mit korrespondierenden Mehrkantflächen versehene Rohrenden geschoben wird. Die drehfeste Verbindung zum Bohrmotor wird über Keilnuten hergestellt und die Hülse wird durch Hin- und Herfahren des Bohrgestänges in Abhängigkeit von der Schwerkraft gesteuert Die bekannte Vorrichtung besteht aus vielen, schwer zu bearbeitenden und teueren Einzelteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie einfach und kostengünstig herzustellen ist und im Betrieb rationell eingesetzt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch angeführten Maßnahmen. Der Unteranspruch kennzeichnet eine zweckmäßige weitere Ausbildung.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt Es zeigen F i g. 1, F i g. 2 und F i g. 3 drei zeitlich aufeinanderfolgende Zustände beim Abschrauben von Rohren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung; das zusätzliche Drehantriebselement ist im Schnitt dargestellt,

Fig.4 eine perspektivische Einzeldarstellung des Drehantriebsmotors und das Ende eines Bohrrohres bzw. einer Bohrstange,

F i g. 5 einen axialen Schnitt durch die Abschraubvorrichtung.
Wie man aus der perspektivischen Darstellung in Fig.4 erkennt, setzt sich jedes Bohrrohr aus einem mittleren Rohrteil 10 zusammen, der den größten Längenteil des Rohres bildet und an seinen beiden Enden mit Gewindeabschnitten versehen ist, von denen der eine ein Außengewindeabschnitt 11 und der andere ein Innengewindeabschnitt 12 ist; Abschnitte 13 mit polygonalem Querschnitt befinden sich zwischen den Gewindeteilen und der mittleren Rohrlänge 10.

In den F i g. 1,2 und 3 sind schematisch die drei ersten Rohre 101,102, 103 des Gestängerohrzuges 1 in das in den Boden gebohrte Loch eingreifend dargestellt und der Drehantriebsmotor 2 gleitet längs einer Führungssäule 3. Die Welle 21 des Drehantriebsmotors 2 ist an ihrem Ende mit einem Außengewindeansatz 22 versehen, der »Angriffsansatz« genannt wird und sich in den Innengewindeteil 121 des ersten Rohres 101 des Gestängezuges einschrauben läßt.

Die Bohrmaschine hat ein zusätz'iches Dreh-Antriebselement für den Gestängerohrzug, das am Ende des Motors 2 angebaut ist und eine Hülse 4 umfaßt, die den Gewindeansatz 22 umgibt und axial verschiebbar ist. Wie man aus den Figuren ersieht, besteht das Mittel zum Verschieben der Hülse 4 aus einer Kolben-Zylindereinheit, die am Ende des Motors angebaut ist und sich aus einem Zylinder 5 sowie einem im Innern dieses Zylinders verschiebbaren Kolbens 4 zusammensetzt der seinerseits am oberen Ende der Hülse 4 sitzt. Der Zylinder wird durch zwei Böden 51 und 52 begrenzt, in denen Durchführöffnungen für die Welle 21 des Motors 2 einerseits und die Hülse 4 andererseits vorgesehen sind;

diese öffnungen sind mit Dichtungen versehen. Der Innenraum des Zylinders 5 ist durch den Kolben 40 in zwei Kammern unterteilt, die getrennt voneinander mit öl oder Druckluft gespeist werden können; die Kolben-Zylindereinheit ist also doppelwirkend und kann Abwärts-

b5 und Aufwärtsbewegungen der Hülse 4 steuern. Die Welle 21 ist auf der Höhe des Bodens 51 als glatte Zylinderfläche ausgebildet, die der Kolben-Zylindereinheit 5 als Drehlager dient, die infolgedessen bei der

Motordrehbewegung nicht mitgenommen wird. Auf diese Lagerfläche folgt eine zweite Lagerfläche 211, die im Inneren einer zylindrischen Bohrung 41 gleiten kann, die im oberen Teil der Hülse 4 vorgesehen ist Der untere Teil 42 der Innenfläche der Hülse 4 ist seinerseits mit Mitnehmer-Seitenflächen versehen und gleitet auf einem Abschnitt 212 der Welle 21, der mit entsprechenden Seitenflächen versehen ist und an dessen Ende das Gewindeende 22 sitzt Hieraus erkennt man, daß die Hülse 4 bei der Steuerung durch die Kolben-Zylinüereinheit 5 längs der Achse der Welle 21 in dtr einen oder der anderen Richtung gleiten kann, wobei sie jedoch von dem Wellenabschnitt 212 in der Drehung mitgenommen wird; die Abdichtung ist durch die Lagerfläche 211 gesichert an der gegebenenfalls Ringdichtungen vorgesehen sein können.

Das Verfahren des Auseinanderschraubens des Gestängerohrzuges geht aus den F i g. 1 bis 3 hervor.

Zu Beginn des Arbeitsvorganges ist der Gestängerohrzug vollständig eingetaucht in das Bohrloch, und der Motor 2 befindet sich am unteren Teil der Säulenführung 3; der Gewindeansatz 22 ist an dem oberen Teil des ersten Rohres 101 in dem Innengewinde 121 festgeschraubt.

Man locken oder löst zunächst den Gewindeansatz 22 in bekannter Art, wozu man den Abschnitt 113 des Rohres 101, der mit Vierkantseitenflächen versehen ist, mit Hilfe eines von Hand betätigenden Schlüssels 14 in Form einer Gabel, die sich an die Seitenflächen 113 anlegt, oder auch mit Hilfe eines pneumatischen Schlüssels, der am unteren Teil der Säulenführung 3 angeordnet ist, festspannt. Ein solcher pneumatischer Schlüssel ist bekannt und ist in der Zeichnung nicht veranschaulicht. Nachdem so das Rohr 101 blockiert ist, schaltet man den Drehantriebsmotor im Sinne eines Lösens der Verschraubung ein, d. h. normalerweise auf Linkslauf, wodurch der Gewindeansatz 22 gelockert oder leicht gelöst wird. Man hält diese Drehung des Motors an, bevor der Gewirdeansatz vollständig abgeschraubt ist. entfernt den unteren Schlüssel und läßt den Drehantriebsmotor mit Hilfe des Verschiebemotors längs der Führungssäule 3 nach oben steigen, bis der obere Teil 122 des zweiten Gestängerohres 102 oberhalb des Bodens erscheint Man kann sodann den Gestängerohrzug mit Ausnahme des ersten Rohres 101 mit Hilfe des unteren Schlüssels 14 blockieren, der an dem mit vier Seitenflächen versehenen Abschnitt 132 des zweiten Rohres 102 angreift (F i g. 2). Während aller dieser Maßnahmen, die an sich bekannt sind, blieb die Hülse 4 in ihrer oberen Stellung, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist.

Man läßt nun die Hülse 4 mit Hilfe der Kolben-Zylindereinheit 4 nach unten gehen und schaltet eine sanfte bzw. langsame Drehbewegung des Drehantriebsmotors im Sinne eines Lösens der Verschraubung ein, bis eine Übereinstimmung in der Lage der Seitenflächen der Hülse 4 und der des Innengewindeteils 121 des ersten Rohres 101 besteht. In diesem Augenblick geht die Hülse bis zum Anschlag nach unten in diejenige Stellung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, und der Moior führt das Lösen sowie das Abschrauben des Außengewindeteils 111 des ersten Rohres 101 vom zweiten Rohr 102 durch.

Nachdem das Abschrauben des Außengewindeteils 111 beendet ist, hält man den Motor an und hebt die Hülse 4 wieder nach oben. Man hält das gelöste Rohr von Hand fest und schaltet erneut eine Drehung in Linksrichtung ein, um das Abschrauben des Antriebsgewindeansatzes 22 zu beenden. Am Ende des Abschraubvoreanees ist das Rohr 101 vollkommen frei und kann entfernt werden (F i g. 3).

Man senkt dann den Drehantriebsmotor längs seiner Säulenführung 3 bis zur Berührung mit dem zweiten Rohr 102 ab, wobei die Hülse 4 in ihrer oberen Stellung bleibt Indem man den Drehantriebsmotor rechtsherum laufe.i läßt schraubt man den Gewindeansatz 22 in das Innengewinde 122 des Rohres 102 leicht ein. Man entfernt oder löst den unteren Blockierungsschlüssel an dem Rohrabschnitt 132 und läßt den Drehantriebsmotor iängs seiner Säulenführung 3 wieder ansteigen, bis der obere Teil des dritten Rohres 103 aus dem Bohrloch heraustritt und der untere Schlüssel 14 an dem mil Seitenflächen versehenen Abschnitt 133 angreifen kann. Die Teile befinden sich dann wiederum in der Stellung gemäß F i g. 2, wobei das erste Rohr 101 einfach durch das zweite Rohr 102 ersetzt ist Man schaltet eine sanfte Linksdrehung des Drehantriebsmotors ein, bis sich ein genaues Übereinanderstehen der Seitenflächen der Hülse 4 und der Seitenflächen 122 des Rohres 102 ergibt; in diesem Augenblick geht die Hülse 4 bis zum Anschlag nach unten, und der Motor führt das Lösen und das Herausschrauben des Außengewindes 112 des zweiten Rohres 102 aus dem Innengewinde des dritten Rohres 103 durch. Nachdem das Herausschrauben des Rohres 102 erfolgt ist, hebt man die Hülse wieder an, hält das gelöste Rohr von Hand und schaltet erneut die Linksdrehung ein, um das völlige Lösen der Verschraubung zwischen Gewindeansatz 22 und Rohr 102 zu bewirken, das dann entfernt werden kann; dieser Arbeitszyklus beginnt erneut, um das dritte Rohr und sodann die weiteren Rohre abzubauen.

Man erkennt, daß dank der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Lösen bzw. das Auseinanderschrauben der Rohre immer mit Hilfe des Drehantriebsmotors erfolgt, ohne die geringste körperliche Anstrengung des Bedienungsmatines erfordern. Es gelingt so, eine besonders unangenehme Arbeit sowie auch die nicht zu vernachlässigenden Gefahren einer Beschädigung des Materials zu vermeiden. Außerdem dürfte es klar sein, daß der Auseinanderschraubvorgang der Rohre sich gemäß der Erfindung besonders schnell durchführen läßt.

Damit das Auseinanderschrauben erleichtert wird, sei empfohlen, daß das Drehmoment des Drehantriebsmotors im Sinne des Lösens der Verschraubung zumindest gleich dem Drehmoment im Sinre eines Verschraubens ist. Es ist überdies möglich, die Bohrmaschine mit einem Drehantriebsmotor auszurüsten, der in diesem Löse-Drehsinn ein wesentlich größeres Drehmoment hat als im anderen.

Man erkennt indessen, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung nur geringe Abwandlungen einer bekannten Maschine benötigt und infolgedessen sich leicht bei vorhandenen Maschinen anwenden und anpassen läßt. So kann die Kolben-Zylindereinheit 5 leicht auf bekannte Motoren aufgebaut werden, indem man einfach eine Verlängerung der Motorwelle vorsieht, die mit der Lagerfläche 211 versehen ist. Außerdem genügt es, zum Anpassen der Kolben-Zylindereinheit 5, die mit der Hülse 4 versehen ist, bei bekannten Maschinen eine Verbindung zwischen der Welle des Motors 2 und dem mit der zylindrischen Lagerfläche versehenen Abschnitt 21 bzw. 211 und dem mit Seitenflächen versehenen Abschnitt 212 zu schaffen. Selbstverständlich muß man eber^falls eine nur geringfügige Verlängerung der Führungssäule 3 vorsehen, die der Höhe der zusätzlichen Entblockungsvorrichtung entspricht. Schließlich muß man auch noch Seitenflächen auf der äußeren Umfangsfläche des lnneneewindeabschnitts der Rohre anordnen.

aber die Herstellung dieser Seitenflächen bei der Fabrikation der Rohre stellt kein Problem dar. Bei bereits vorhandenen Rohren ist es ebenfalls leicht, die Seitenflächen durch äußere Bearbeitung des Innengewinde-Rohrabschnitts herzustellen.

Die Erfindung wurde für den Fall einer Vertikalbohrung beschrieben; man weiß jedoch, daß bei diesen Maschinen die Führungssäulen schwenkbar um eine horizontale Achse derart angeordnet sind, daß man auch unter einem beliebigen Winkel relativ zur Vertikalen geneigte Löcher bohren kann. Es ist klar, daß die Vorrichtung zum Auseinanderschrauben gemäß der Erfindung ganz unabhängig von der Neigung der Bohrung verwendet werden kann. Andererseits wurde die Erfindung insbesondere für das Auseinanderschrauben von klassischen Rohrrohren entwickelt, aber die Anwendung hängt nicht von dem Durchmesser der Rohre ab, und die Erfindung kann auch bei massiven Bohrstangen benutzt werden. Weiterhin bezieht sich die Beschreibung auf einen Gestängerohrzug, der bei dem Bohrvorgang rechtsherum gedreht wird und dessen Rohre den Innengewindeteil oben haben, während der Gewindeansatz an dem Motor ein Außengewindeansatz ist. Die Vorrichtung kann natürlich auch mit geringen Änderungen bei einer umgekehrten Bohr-Drehrichtung und demnach einer umgekehrten Anordnung der Rohre benutzt werden. In diesem Fall müßte indessen der mit seitlichen Flächen für das Übergreifen der Hülse versehene Teil unterhalb des am oberen Rohrende angeordneten Außengewindeabschnitts angeordnet sein. Er könnte dann auch zum Lösen der Rohre von Hand benutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Lösen der Schraubverbindungen eines mittels eines Bohrgerätes antreibbaren Bohrgestänges, das an seinen Enden mit Schlüsselflächen versehen ist, wobei das Bohrgerät einen längs einer Führungssäule verschiebbaren Drehantrieb aufweist, dessen Motorwelle abtriebsseitig mit einem Gewindeansatz an das gleichfalls mit einem Gewindeansatz versehene Endstück der Bohrgestängelängen anschraubbar ist, und eine zusätzliche Antriebshülse vorgesehen ist, die längs der Bohrachse verschiebbar, drehantreibbar und mit inneren Schlüsselflächen versehen ist, die über die entsprechenden Schlüsselflächen des Bohrgestänges schiebbar sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebshülse (4) fest mit den Kolben (40) einer Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist, deren Zylinder (5) am abtriebsseitigen Ende des Drehantriebes (2) angeordnet ist, und
daß zur Erzeugung des Drehmomentes für die Antriebshülse (4) eine fest mit der Motorwelle (21) des Drehantriebes (2) verbundene· und axial auf diese ausgerichtete Antriebsstange (212) vorgesehen ist, die mit äußeren Schlüsselflächen, die in die entsprechenden Schlüsselflächen der Antriebshülse (4) einschiebbar sind, versehen ist und endseitig den Gewindeansatz (22) der Motorwelle (21) trägt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Zylinder (5) einen unteren Boden (52) und eine obere Abdeckung (51) aufweist, durch die unter Abdichtung die Hülse (4) b?.w. die Antriebsstange (21,211,212) der Hülse hindurchgeführt sind, und
daß die Antriebsstange von oben nach unten einen ersten, die obere Abdeckung des Zylinders durchquerenden zylindrischen Abschnitt (21), einen zweiten zylindrischen Abschnitt (211), längs dessen abgedichtet der obere, eine glatte Innenfläche aufweisende Teil (40) der Hülse glertbeweglich geführt ist, und einen dritten, mit den Schlüsselflächen versehenen Abschnitt (212) aufweist, längs dessen Schlüsselflächen die entsprechenden, am unteren Teil der Hülse (4) befindlichen Gegenflächen gleitbeweglich geführt sind und an dessen Enden der Gewindeansatz (22) der Motorwelle (21) sitzt.