DE2534007A1

DE2534007A1 - Einstellbare kraftbetaetigte rohrdrehzange

Info

Publication number: DE2534007A1
Application number: DE19752534007
Authority: DE
Inventors: Mark Harrington Wiley
Original assignee: Byron Jackson Inc
Current assignee: Byron Jackson Inc
Priority date: 1974-08-01
Filing date: 1975-07-30
Publication date: 1976-02-12
Also published as: ATA586375A; US3892148A; DE2534007C3; DE2534007B2; NO143235B; GB1499428A; NO143235C; JPS586037B2; FR2280783A1; NL7506941A; AT340344B; FR2280783B1; SU576024A3; DK288275A; CA1022147A; IT1038849B; NO752314L; JPS5117101A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. ing. H. NEGENDANK (i973) · dipping. H. HAUCK · dipx.-phys. W. SCHMITZ DiPL-ING. E. GRAALFS · dipl-ing. W. WEHNERT Dipl. -Phys hamburg-münchen ^w· Carstens

ZUSTEXXUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 41

TEL·. SO 74 SS UND 86 41 19 * TELEGR. NEGEDAFATENT BAHBTTHG

BYROIT JACKSON IHC. München as . mozartstr. *3

6505 N. Paramount Boulevard

Long Beach, California 90305/üSA ^TB1EGR·

Hamburg, 26. Juli 1975

Einstellbare kraftbetätigte Rohrdrehzange

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte kraftbetätigte Zange zum Drehen von Bohrschacht-Rohren und ähnlichem.

Beim Verbinden und Lösen von Verbindungen bei Bohrloch-Rohren, wie z.B. Bohrrohre, wird ein Abschnitt des Rohres durch einen Gegenschlüssel oder eine Gegenzange unbeweglich gehalten, während das andere Rohr in der einen oder anderen Richtung gedreht wird. Während des anfänglichen Verbindens oder endgültigen Lösens sind verschiedene Mittel angewendet worden, um das drehbare Rohr mit hoher Geschwindigkeit zu drehen, und andere Vorrichtungen sind verwendet worden, um die Verbindungen endgültig zu verbinden und anfänglich zu lösen.

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Ein übliches Verfahren zur Schnelldrehung eines Rohres verwendet eine sogenannte Drehkette, die im Gebrauch gefährlich ist. Es sind Zangen zum Drehen entwickelt worden, die einen Drehkopf oder Antriebsrollen umfassen, die mit dem Rohr in Eingriff stehen, um das Rohr zu drehen. Die Rohre können sich jedoch beträchtlich in Durchmesser unterscheiden und benötigen daher eine Rohrgreif-Vorrichtung, die für einen Bereich von Rohrgrößen betrieben v/erden kann.

Insbesondere umfaßt die vorliegende Erfindung eine kraftbetätigte Zange zum Drehen des Typs, die Hollen besitzt, die das Rohr greifen, wobei einige der Rollen das Rohr drehbar antreiben, wobei die Rollen auf Hebelarnen drehbar sind, die geöffnet werden können, damit die Zange angebracht und vom Rohr entfernt werden kann,und die geschlossen v/erden können, damit die Pollen das Rohr fest umgreifen und drehen können.

Die Rollen, die ans Rohr angreifen und antreiben, sind drehbar auf einem Paar von Hebelarmen gelagert, die sich um einen gemeinsamen Zapfen unter der Einwirkung eines keilförmigen Eetätigers drehen. Dieses Betätigungsmittel wird durch einen Eetätigungszylinder hin- und herbewegt. Einstellmittel sind in den Hebelarmen vorgesehen, so daß die Zange einstellbar ist, um an unterschiedliche Rohrgrößen angepaßt zu werden in Ansprüche auf einen gleichmäßigen Zylinder- und Keilhub, so daß der Zylinder und das unterstützende Rahmenwerk in Größe und Masse auf

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ein .'.lindestmaß verringert werden und die £ange leichter zu handhaben ist und weniger naur.\ i~ Aufbau einnir/.nvt.

"ϋΐΛ das Vorangehende zu erreichen, besitzt die Zange Hellen unterstützende Hebe lame, dia mit einstellbaren r.ndeii vsrs eh en sind, so daß die Enden in justierte Stellunr-en aufeinander zu unr" voreinander fort :jevegt werden kennen und in besug auf Erweiterungsnittel, die die Hebelarme in Richtung F.ohrcreif--Stellung betätigen. Insbesondere ur.ifa.Ct das Betiitigungsrcittel einen Expcoiderkeil, der durch einen Betätigungszylinder hin-- und herbewegt wird, und die Enden der Hebel sind so eingestellt, daß sie dichter zusanuaen oder weiter auseinander bewegt werden können, um die T-Jirkung des Iveils auf die Hebelarme zu verändern.

Zusätzlich ist ein Paar Eohrdrehrollen auf den Wellen angebracht, die auf das andere Rollenpaar zu und von diesem fort eingestellt werden können, um den Abstand zwischen den angrenzenden Rollen zu verändern, und die Zange an verschiedene Rohrgrößen anzupassen.

Die Erfindu-ng besitzt viele andere Verteile, und hat v/eitere Zwecke, die deutlicher bei Betrachtung einer Ausfuhrungsform hervorgehen. Diese ist in den beiliegenden Figuren gezeigt und bildet einen Teil der vorliegenden Beschreibung. Sie werden nun im einzelnen beschrieben, um die allgemeinen Grundgedanken der Erfindung zu illustrieren, aber es soll darauf hingewiesen werden, daß

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die detaillierte Beschreibung nicht in begrenzenden Sinne zu verstellen ist.

Fig. 1 ist eine Draufsicht der erfindungsgeraäßen kraftbetätigten Zange zum Drehen und zeigt die mit dem Rohr in Eingriff stehenden Greifrollen;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Drehzange der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht, die den Antriebsmechanismus der drehbaren Rollen zeigt;

Fig. 4 ist eine Ansicht entsprechend zu Fig. 1, zeigt aber die Klemmbacken in/offener Stellung;

Fig. 5 ist ein Einzelteil im Schnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 1, der die Drehanordnung der Hebel auf dem Stützungsrahmen zeigt;

Fig. 6 ist ein Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 1, der einige Teile in Seitenansicht zeigt, und die einstellbare Rollenanordnung illustriert;

Fig. 7 ist die Seitenansicht eines Einzelteils, die eine einstellbare Rolle -in einer alternativen Stellung im Vergleich zu der nach Fig. 6 zeigt;

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Fig. 3 ist ein Schnitt eines Einzelteils entlang der linie S-G eier Fig. 2, die die Kebelende-Einstellvorrichtung zeigt, und

Fig, 9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie S-9 derFig.

In den Fig. 1 und 2 wird die kraftbetätigte einstellbare Drehzange der vorliegenden Erfindung gezeigt; sie umfaßt in allgemeinen ein geeignetes Rahmenwerk 1 , auf do:-" ein Antriebsmotor 2 angebracht ist, der in der illustrierten Ausführung als typischer Luftmotor gesaigt wird. Auf dem nahmen. 1 ist aiii Paar länglicher Hebel 3 und 4 schwenkbar angebracht, die ursine goneinsan-e JLchs^ 5 schwenkbar sind. "?i-3 i'ebol besitzen li'nglichc ?.r>ze ζ, άχα τ.ich seitlich ar Rahraen 1 erstrecken, und EGtätic-ungshebelarme bilden, wodurch die Rohr-Greifhebelarme 7 aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden kennen, urc in unc außer Eingriff r.iit einera Holir ? gebracht zu v/erdan. Von den Greifhcbelarr.en 7 v/eruen gsgonv-bsrliagsnce Antriebsrollen ?- und gegenüberliegende loor lauf rollen 9 getragen. T-Jia später beschrieben wird, kc'-imer. die Γ.η trieb sr ollen 8 von "otor 2 in jeder r.ichtung angetrieben werden, ur^: eine Rotation des Rohres ? zu bewirken, wenn dasRohr zwischen den Poller. 8 und 9 ergriffen wird, -Tie in Fig. 1 gezeigt wird. Die Rollen 8und.9 sind aus elastomer em Material geformt oder iviit diesen Ilaterial überzogen, das unter dem Rohrgreifdruck federnd dafomierbar ist und einen guten P.eibungseingriff des Rohres ermöglicht, wie an sich be3;annt. qrjqiHAL INSPECTED

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Dia Eebel 3 und 4 Kennen urn c.en Schwenkzapfen 5 durch Fertigungsmittel betätigt werden, die rait 10 bezeichnet sind un α die die Eetätigungshebelarrre 6 nach außen bewegen können, im die Greif hebe larrr.e 7 zn schließen, und die die Eetf-'tigungshebc-larme 6 zurückziehen können, um die Greif hebelame 7 zu öffnen. Insbesondere umfaßt das EetätigungsEiittel 10 einen Erweitungskeil oder Block 11, der verschiebbar zum Rahmen angebracht ist und mit einer Betätigungsstange 12 verbunden ist, die vom Eetätigungszylinder 13 hervorragt, wobei der Zylinder 13 am Rahmen 1 durch Ankerbolzen 14 fest angebracht ist.

Jeder der Hebel 3 und 4 besitzt am äußeren Ende seines Detätigungsarmes 6 Einstellungsmittel 15, die eine Rolle tragen, die mit gegenüberliegenden Keilflächen 17 des Keilblockes 11 in Eingriff stehen, wodurch die Hebelarme in die Rohrgreif-Richtung getrieben werden, wenn die Betätigungsstange 12 gefahren wird. Ebenfalls wird von dem Einstellmittel 15 ein Eebelrückzugs-Verbindungsstück 18 getragen, das mit dem Keilblock 11 in Singriff steht, um die Hebel aus deiyfriit dem Rohr in Eingriff stehenden Griff zurückzuziehen auf die Längsbewegung des Keilblocks 11 hin, wenn die Betätigungsstange 12 zurückgezogen wird. Der Zweck des Einstellisittels 15, das nachfolgend im Detail beschrieben wird, ist, daß eine einstellbare Verbindung zwischen den entsprechenden Betätigungs-Hebelarmen 6 und den Rollen 16 vorgesehen wird, wodurch der seitliche Abstand zwischen4en Rollen 16 vorgesehen wird, wodurch der seitliche Abstand

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zwischen den Rollen 16 eingestellt werden kann, und dadurch der: Xeilblock 11 zu ermöglichen, die Kleirabacken 7 um eine Reihe von Rohrgrößen zu schließen in Ansprache auf den gleichmäßigen kurzen Eub der Betätigungsstange 12. Solche Einstellanordnuncf ermöglicht nicht nur, die Zange v/irksam dazu einzusetzen, um Rohre verschiedener Rohrgrößen zu drehen, sondern der Kurzhub-Betätigungszylinder ermöglicht ferner, insgesamt Größe und Hasse der Sangenanordnung möglichst gering zuhalten.

Wie vorher gezeigt wurde, sind die Hebel 3 und 4 auf einer gemeinsamen Drehachse 5 angehacht. Der Hebel 3 besitzt in dieser Hinsicht, wie am besten in Fig. 5 gezeigt wird, ein Paar Scheiben oder Flansche 19 und 20 vertikal im Abstand, und der Hebel 4 besitzt ein Paar Stege oder Flansche 21 und 22 vertikal ira Abstand, die mit Stegen oder Flanschen 19 und 20 des Hebels 3 horizontal überlappen oder zusammenpassen. Der Rahmen 1 besitzt einen Stützungsabschnitt 23, der zwischen den vertikal im Abstand liegenden Flanschen 19 und 22 des Hebels 3 und 4 entsprechend angeordnet ist. Die entsprechenden Flansche 19 bis 22 sind alle auf einem Stift oder einer Welle 24 gelagert, die sich nach unten durch den Stützrahmenabschnitt 23 in das Getriebegehäuse 25 hineinerstreckt, das das noch später zu beschreibende Getriebe enthält, über das der Motor 2 die Drehrollen 8 antreibt.

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rüe drehbaren Poller. S können in jeder Pvichtung gedreht werden, um eine Links- oder Pechtsdrehunn· eines P.ohrcs zu bewirken, das im P.eibeingriff r.it den Antriebsrollen 8 und Laufroller. steht mittels eines nassenden Getriebes, wie allgemein in Fig. 3 gezeigt wirdj solch Getriebe ist im vorher erwähnten Getriebegehäuse 25 untergebracht. Des Getriebe, umfaßt ein Antriebsrad, das von einem .".lotor 2€ angetrieben wird, und in Eingriff rait einem Rad. 27 ist, das ein geraeinsanes Pad antreibt, welches in Eingriff mit einsiii Pear Rudern 29 steht, wobei die Rüder 29 die Antriebsräder 30 der entsprechenden Antriebsrollen 8 antreiben. Das Getriebe ist so aufgebaut, daß die Antriebsrollen ? in der gleichen Richtung angetrieben werden, so daß ihr Eingriff mit den gegenüberliegenden Seiten des P.ohres bewirkt, daß das Rohr in einer gewählten Richtung angetrieben wird, in Abhängigkeit von der Richtung, in die der Motor 2 angetrieben wird.

In den Figuren 6 und 7 wird gezeigt, daß/Iie Rollen 9 einstellbar angebracht sind durch Kittel, durch die jede der Rollen 9 entweder in einer ersten Stellung (Fig. 6) bezüglich Rolle auf ihrem Greif arm 7 oder in einer swsiten Stellung (Fig. 7) dichter zur Rolle 8 anbringbar ist, um mit den gegenüberliegenden Rollen beim Greifen eine Reihe von Rohrgrößen wirksam zusammenzuarbeiten .

Die Rolle 9 ist in geeigneter Weise drehbar auf einem Drehzapfen oder einer Welle 31 gäLagert, die die oberen und unteren Flansche 32 und 33 des Greifarms 7 verbindet. Ein Kopf 34 des Zapfens

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besitzt allgemein eins rechteckige Forr. und der Zapfen ist außermittig zum F.opf angeordnet. Der Flansch 32 besitzt einen rechteckigen Hits 35, der dar. 7'opf 34 aufnirsnt.

Λη ilen gegenüberliegenden ^r.nden des Topfes 34 sind End-Vorspränge 36 vorgesehen, die sich in die Vertiefungen 37 ir.-. Flansch 32 an den Enden den Sitzes 33 erstrecken. Der unter riansch 33 besitzt eir-e Bohrung 3G und einen Sitz 39, um eine Euchse 4O aufzunehmen, cie eine aui?.eruiittige Öffnung 41 besitzt, cie den S ar fen 31 auf nirvsnt. Der Befestigungsbauteil 42 ist unter den riansch 33 angebracht, um die Laufbuchse 4C und den Zapfen 31 in ihrer Stellung zu halten. Wenn, der Befestigungsbauteil 42 vom Zapfen 31 entfernt wird, *-:ann der Zapfen von der Rolle entfernt und um 130° gedreht werden, sowie die Laufbuchse 40 um 180° gedreht wird, so daß nach der:. i'Jiederzusairjüenbau der Zapfen 31 gegen die oder von der Antriebsrolle 8 weggeschoben wird.

Das Einstellmittel 15, das die Keilrollen 16 trägt, um den Abstand, zwischen den Rollen 16 zu verändern, umfaßt für jeden der Hebel 3 und 4 die Anordnung, wie sie an besten in den Fig. 8 und 9 gezeigt wird. Der Eetätigungshebelarm 6 besitzt einen Schlitz 43 an seinem Ende, und ein Winkelhebel 44 ist im Schlitz 43 und schwenkbar auf einem Zapfen 45 angebracht, der den Schlitz 43 überspannt. Ein Arm 46 der Kurbel 44 ist bei 47 eingeschnitten^

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um die nolle 16 aufzunehmen, die drehbar auf einem Zapfen oder einer Helle 48 angebracht ist, die den Einschnitt 47 überspannt. Oer andere Am 49 des Hebels 44 ist bei 50 eingeschnitten, ur. den Kopf 51 der !"anstellschraube 52 aufzunehmen. Ein schnelllösbarer Zapfen 53 erntreckt sich durch den Kopf 51 und verbindet die Einstellschraube mit den Hebelarm 4S. Die Einstellschraube 52 ist in Finstellungsglied 54 verschraubt, das schwenkbar auf einer- Zapfen 55 angebracht ist, der durch den Hebelarrr. G getragen wird. Uenn ("er Zapfen 53 gezogen v/irrl, harn die Einstellschraube! 52 gegenüber dem Glied 54 gedreht v/erden, um v/irksan die Entfernung zv;i sehen den Za~-fsn 53 und 55 zu erhöhen oder zu verringern, v-odurcb die ?.olle 16 zuir. odr;r vorn I'eilblock 11 v;eg bewegt wird. '¹Ut einen vorgegebenen Hub des :'oilbloc':e.3 11 v/erden die liebel 6 rr.ehr oder v/eniger dadurch genpreist, in Abhängig}:eit vor. der Einstellung des Efctell-r.ittels 15, so daß die Pollen 8 und 9 betätigt sind, un eine r.eihe von r.ohrgrößen zu upfassen und zu dre'ien.

renn der Keilbloc!: 11 durch den Bet"tigungszylinder 13 zurückgezogen wird, Icönner. die vorher p.ru^hnten Verbindungen 1C die Det'-tigungGhebelarirLG 6 zurückziehen. Die VerbinS.ungseleir-onte 18 sind schv/enkbar bei 18a auf Wellen oder Zapfen 48 angebracht, die die Keilrollen 16 tragen. An ihren freien Enden besitzen die P.v.ckzugsverbindungen 18 .'ollen 18b, die in Ausnehmungen

ura 1Sc ir.i Keilblock 11 angebracht und geformt sind/die Verbindungen 18 zu den Gtellungen der Fig. 4 von den Stellungen der Fig.1 nach den Rückzug des I^eilblockes 11 zu ziehen, wodurch die Enden der Betiltigungsarnie 6 gegeneinander gezogen und die Greifarne

7 sich ausstreuen. 5 0 9 8 8 7 / 0 8 2 S _oWG\NAL \^^ρΒ°^ΊΈΌ

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Claims

P a t e π t a η s ρ r ü c h e

, j Traf tbeti"tigte '.^olrTc^rohze.nc-;^, eic. ein P.ahr.-.Giv-TC-rk, ein ??.ar liinglicher Hebel und ein 3cli^trort!;r.ittel -anfaßt, die Oie rebel schwenkbar auf dem Rahr.enwerk lagern, wcbej/tlie Hebel sich im seitlichen "-.bstanc" gegenüberliegend ausstrocken unc gegenüberliegende letr.tigungsar^e auf der einen Seite c.es SchwenkmitteLs und gegenüberliegende Rohrgreifarrae auf der anderen Seite des Schwenkmittels besitzen, wobei ferner 7-ohrgreif rollen, cie von den Greif armen zur Betätigung beim umgreifen eines Rohres nach Spreizung der Eetcltigungscirmc getragen werden, Betätigungsmittel zur Spreizung der "£e~ tStigungsarKe und Antriebsmittel zur Drehung der Rohrgreifrollen und des dadurch gegriffenen Rohres vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Einstellmittel (15) zur Verstellung der BetätigungsarBie gegenüber den Betätigungsmitteln vorgesehen sind, die den Rohrgreifrollen ermöglichen, eine !fejhe von Rohrgrößen zu greifen und zu drehen.
2. Kraftbetetigte Rohrdrehzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel(15)Hittel (16) umfaßt, die von den Betatigungsarmen (6) getragen werden und gegenüber zum Betätigungsmittel (10) einstellbar
3. Kraftbetätigte Rohrdrehzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel (15) einen Winkelhebel (44) umfaßt, der drehbar auf jedem Betätigungsarm (6) angebracht ist, daß jeder Hebel (44) einen Arm (46) besitzt, der mit den

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BetätiguRgsir.itteln (10) zur Spreizung der Betätigungsarm (6,6) zusammenwirkt, sowie einen weiteren 7u:ra (49) und eine einstellbare Verbindung (52,54) zwischen dem Betätigungsarm (6) und dem anderen Arm besitzt.
4. Kraftbetätigte Rohrdrehzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel (15) einen Winkelhebel (44) urr.faßt, der drehbar auf jedem Betätigungsarm (6) angebracht ist, daß jeder Eebel (44) einen Arm (46) besitzt, der mit den Betatigungsmitteln (10) zur Spreizung der Eetätigungsarme (6,6) zusammenwirkt, sowie einen anderen Arm (49) und eine einsieLlbare Verbindung (52,54) zwischen dem Betätigungsarm (6) und dem andarenArm besitzt, wobei die einstellbare Verbindung einstellbare Schraubmittel (52,54), die von dem Betätigungsarm und dem anderen Arm getragen v/erden, besitzt.
5. Kraftbetätigte Rohrdrehzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel (16) einen Winkelhebel (44) umfaßt, der drehbar auf jedem Betätigungsarm

(66) gelagert ist, wobei jeder Hebel (44) einen Arm (46) besitzt, der mit den Betätigungsmitteln (10) zur Spreizung der. Betätigungsarme (6,6) zusammenwirkt, sowie einen anderen Arm (49) und eine einstellbare Verbindung (52,54) zwischen dem Betätigungsarm (6) und dem anderen Arm besitzt, wobei die einstellbare Verbindung einstellbare Schraubmittel (52,54) umfaßt, die vom Betätigungsarm und dem anderen Arm getragen werden, und Mittel (53) die ein-

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stellraren Schraubr^ittel nit einer. Befestigungsarm (6) und dem Arm (49) zum Einstellen eier einstellbaren Bchraubrrittel verbinden.
6. Kraftbctcltigte Hohrdrehsar.ge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß "Tittal (31,34,40) -^T>;ei gegcnüberlfeyande Holion (D,S) einstellbar tragen, die mitlaufen und in Stellungen cegan'.iber den angetriebener) Hellen (°·,0) bewegbar sind, um. P.ohro verschiedenen Durchmessers zu umfassen.
7. Kraftbetätigte Rohrdrehzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ilittel (31,34,40) zwei gegenüberliegende Tollen (D, 9) einstellbar tragen, die mi-Raufen und in Stellungen relativ zu den angetriebenen Hollen bewegbar •"inc, un Hohre verschiedenen L-urchmessers zu umfassen, vjobei c.ie zuletzt erwähnten Ilittel Teilen (31,31), die die entsprechenden Rollen (9,9) drehbar lagern und .".ittel (34,40) zur üinstsllung der Uellen zu den angetriebenen r.ollen und von diesen fort umfassen.

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