DE2614920A1

DE2614920A1 - Erdbohrmaschine

Info

Publication number: DE2614920A1
Application number: DE19762614920
Authority: DE
Inventors: Jun Joseph Leonard Kelly
Original assignee: Hughes Tool Co
Current assignee: Hughes Tool Co
Priority date: 1975-04-07
Filing date: 1976-04-07
Publication date: 1976-10-21
Also published as: ZA761503B; DE2614920C2; US3995701A; JPS5270901A; JPS559991B2; AU1199376A; CA1039705A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Erdbohrtechnik und
betrifft insbesondere eine Erdbohrmaschine mit einer Vorrichtung zum Positionieren ihres Mastes.

In der Erdbohrtechnik sind hydraulisch betätigte Schachtbohrmaschinen bekannt (vgl. US-PS 3 695 363). Solche Maschinen haben Masten, die angehoben, abgesen<t und wahlweise positioniert werden, um
Löcher unter verschiedenen Winkeln zu bohren. Hydraulikzylinder bewegen eine Bohranordnung längs des Mastes und in der Bohranordnung wird eine hydraulisch angetriebene Drehvorrichtung benutz ,

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um das Gestänge zu drehen, welches das Bohrwerkzeug trägt. Ein Verfahren zum Positionieren des Mastes ist in der US-PS 3 563 332 beschrieben. Aus dieser Patentschrift ist ein System zum Positionieren des Mastes durch Befestigen eines festen Gestänges zwischen der Basis und der Bohranordnung bekannt, welches bei Linearverschiebung durch die Hydraulikzylinder die Winkellage des Mastes ändert.

Eine hydraulisch betätigte Erdbohrmaschine der oben angegebenen Art ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Positionieren des Mastes, die eine Schraubenwinde umfaßt, von welcher ein Ende an der Antriebsdrehvorrichtung befestigt und das andere Ende an der Basis angelenkt ist. Wenn die Schraubenwinde durch die Antriebsdrehvorrichtung gedreht wird, wird die Winde verkürzt oder verlängert, um den Mast in neue Positionen zu bewegen. In der bevorzugten Ausführungsform enthält die Schraubenwinde eine Trommel, die an der Antriebsdrehvorrichtung befestigt ist, und eine Schraube, welche in ein Gewinde in der Trommel eingeschraubt und an der Basis angelenkt ist. Ein festes Glied sichert den Mast und die Basis in einer gewählten Position und die Trommel kann dann gel öst und die Schraubenwinde in eine Nichtbetriebsstellung gebracht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

einer Schachtbohrmaschine und zwei der vielen möglichen Positionen, die der

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Mast und die zugeordnete Schraubenwinde einnehmen können,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

der Schraubenwinde und der Vorrichtung zur Befestigung an der Basis der Maschine, und

Fig. 3 ein Diagramm des Hydraulikkreises, der

vorzugsweise in der Maschine benutzt wird.

In Fig. 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 11 bezeichnete Schachtbohrmschine dargestellt, welche einen Mast 13 hat, der an einer Stelle 15 an einer einstellbaren Basis 17 angelenkt ist, die an der Stelle 26 an einer festen Basis 18 angelenkt ist. Die Basen 17 und 18 sind außerdem durch ein einstellbares Glied 20 und Stifte 22 und 28 aneinander befestigt. Ein lösbarer Stift (nicht dargestellt) ist durch Löcher 19 und 21 hindurchgesteckt, wenn der Mast 1 3 in der Bohrstellung ist. Wenn der Mast 1 3 in bezug auf die Basis 17 gekippt werden muß, um freien Raum zum Einführen von Bohrwerkzeugen und dgl. in das Bohrloch zu schaffen, wird der durch die Löcher 19 und 21 gesteckte Stift herausgezogen und der Mast wird geneigt, wie dargestellt. Wenn die Basis 17 und der Mast mit der Achse des gerade gebohrten Bohrloches als eine Einheit in eine Linie gebracht- werden sollen, wird der Stift entfernt, der Mast und die Basisanordnung werden geneigt und das

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einstellbare Glied 20 wird verlängert oder verkürzt, um das Wiedereinführen des Stiftes 22 zu ermöglichen.

Eine Bohranordnung 23 wird durch geeignete Vorrichtungen, wie beispielsweise Hydraulikzylinder 24 (vgl. Fig. 3) längs des Mastes hin— und herbewegt, um das Bohrgestänge und das Bohrwerkzeug (nicht dargestellt) zu heben und zu senken. Eine Antriebsdrehvorrich— tung 25 ist an der Bohranordnung an der Stelle 27 angelenkt.

Gemäß Fig. 1 kann eine Schraubenwinde 29 an einem Gewindestift (nicht dargestellt) der Drehvorrichtung befestigt sein. Gemäß Fig. 2 enthält die Schraubenwinde eine Trommel 31 mit einem mit Gewinde versehenen unteren Ende 33, welches mit dem Gewinde einer Schraube 35 in Eingriff ist, die an der Stelle 37 derart angelenkt ist, daß sie von der Verbindungsvorrichtung 39 gelöst werden kann, die durch Befestigungsmittel an der Basis 18 befestigt ist, wie dargestellt. Ein Deckel 40 schützt die Schraube 35 vor Verunreinigung.

Steuermittel für die oben beschriebene Vorrichtung sind schematisch in Fig. 3 dargestellt. Der linke Teil des Diagramms zeigt einen Drehstellantriebskreis mit unabhängiger Mittelstellung. Die Pumpe 41 fördert Fluid durch Leitungen 43 zu einem Vierwegschieber 45 mit drei Stellungen und zu einem Überdruckventil 47, das, wenn es betätigt ist, dem Fluid gestattet, den Schieber über eine Hydraulikleitung 49 zu umgehen. Der Vierwegschieber 45 leitet Fluid durch Leitungen 51 , 53 und durch Ausgleichsventile 55, 57, welche über Leitungen 59 bzw. 61 und über Rückschlagventile 63 bzw. 65 überbrückt werden können. Fluid kann somit zu zwei Drehstellantrieben

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67, 69 und über Leitungen 73 oder 75 zu einem Vierwegschieber 71 mit zwei Stellungen, der in der Mittellage geschlossen ist, geleitet werden. Das Fluid kehrt über eine Rückleitung 78 zu einem Sammelbehälter 77 zurück.

Der Mittelteil des Diagramms in Fig. 3 ist ein Hydraulikzylinderkreis, über welchen eine Pumpe 79 einen zweiten Vierwegschieber 81 mit drei Stellungen über eine Leitung 83 versorgt, welche über ein Überdruckventil 85 und eine Leitung 87 mit einer Fluldrückleitung 89 verbunden ist. Eine Leitung 91 liefert Fluid zu den unteren Bereichen 93 der beiden dargestellten parallelen Hydraulikzylinder, während eine Leitung 95 Fluid zu den oberen Bereichen 97 der Zylinder über ein Rückschlagventil 98 liefert. Wenn Fluid aus den oberen Bereichen 97 abgeführt wird, strömt es durch ein Ausgleichsventil 99, welches durch den Druck in den unteren Bereichen 93 über eine Leitung 100 gesteuert wird.

Der rechte Teil des Diagramms in Fig. 3 zeigt einen geschlossenen Pumpenmotorsteuerkreis, durch welchen eine reversierbare Pumpe 101 Fluid zu einer Leitung 107 bzw. 109 fördert. Eine Speisepumpe 102 fördert Fluid zu Leitungen 108 und 110, um Leckverluste zu kompensieren. Ein Überdruckventil 105 hält den Speisedruck aufrecht und führt unbenutztes Fluid über eine Leitung in den Sammelbehälter 77 ab.

Die Leitungen 107 und 109 sind über Leitungen 115 und 119 mit Überdruckventilen 117 und 121 zum Schutz gegen zu hohen Druck verbunden. Die Leitungen 107, 109 speisen außerdem Motoren 123,

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125, 127 und 129, wie dargestellt. Weiter sind die Leitungen 107 und 109 mit einem automatisch betätigten Dreiwegwechselschieber 1 31 mit drei Stellungen verbunden, welcher einen Ablaßweg für überschüssiges Fluid zu der Niedruckseite des Motorkreises über eine Leitung 1 33, über ein Überdruckventil 1 35, über die Motoi— und Pumpengehäuse und einen Pumpenauslaß zu dem Sammelbehälter 77 schafft.

Im Betrieb wird die Bohranordnung 23 längs des Mastes mit den Hydraulikzylindern 24 positioniert, welche durch Einstellen des Schiebers 81 ausgefahren oder eingefahren werden, der den Fluidstrom aus der Pumpe 79 zu und von den unteren und oberen Bereichen 93, 97 der Zylinder steuert. Während des Bohrens ist die Bohrgestängeachse in einer Linie mit der Achse des Mastes 13 und senkrecht zu der einstellbaren Basis 17. Der Bohrvorgang sowie das Hinzufügen und Wegnehmen von Bohrgestänge wird in der in der US-PS 3 695 353 beschriebenen Weise ausgeführt .

Zum Kippen des Mastes wird das obere Ende der Trommel 31 der Schraubenwinde 29 an der Antriebsdrehvorrichtung 25 in derselben Weise wie das Bohrgestänge befestigt. Die Drehvoi— richtung wird längs des Mastes in eine vorbestimmte Position gebracht, indem den Hydraulikzylindern 24 über den Schieber 81 und die Pumpe 79 Fluid zugeführt wird. Der Schieber 81 wird dann in die Mittelstellung gebracht, so daß die Zylinder die Drehvorrichtung nicht mehr bewegen können. Das Kippen oder Drehen der Drehvoi— richtung wird erreicht, indem den Drehstellantrieben 67, 69 über

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den Schieber 45 durch die Pumpe 41 Fluid zugeführt wird. Wenn der an der Schraube 35 der Schraubenwinde 29 befestigte Drehzapfen richtig positioniert ist, wird der Riegel 40a der Vei— bindungsvorrichtung 39 zum Festhalten des Stiftes 37 benutzt. Der Schieber 71 wird dann so verschoben, daiS die Drehvoi— richtung unabhängig von dem Schieber 45 und der Pumpe 41 frei gedreht oder geschwenkt werden kann. Der durch die Löcher 19 und 21 gesteckte Stift oder der Stift 22 wird dann entfernt. Das Drehen der Trommel 31 und damit das Ausfahren oder Einfahren der Schraubenwinde erfolgt, indem Fluid aus der reversierbaren Pumpe 101 zu den Motoren 123 - 129 gefördert wird. Wenn der richtige Winkel des Mastes 1 3 erreicht ist, wird die Drehung der Motoren 123 -129 beendet. Wenn der Mast in Bohrstellung gebracht ist, wird das einstellbare Glied 20 auf die richtige Länge eingestellt und der lösbare Stift 22 wird in ein geeignetes Loch eingeführt, um den Mast in der gewählten Position starr zu befestigen, Anschließend kann die Schraubenwinde entfernt und in eine Nichtbetriebsstellunc gebracht werden, während das Bohren unter dem gewählten Winkel vonstatten geht.

Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann über die beschriebene Ausführungsform hinaus eine Vielzahl von Änderungsund Abwandlungsmöglichkeiten.

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Claims

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Patentansprüche:

1 . Erdbohrmaschine mit einer Vorrichtung zum Positionieren ihres Mastes, gekennzeichnet durch eine Basis; durch einen an der Basis angelenkten Mast; durch eine an dem Mast hin- und herbewegbar angebrachte Bohranordnung; durch eine Hydraulikeinrichtung zum Verschieben der Anordnung längs des Mastes; durch eine Antriebsdrehvorrichtung, die durch die Bohranordnung drehbar gelagert ist; durch eine Schraubenwinde, die mit der Drehantriebsvorrichtung in Eingriff gebracht und durch dieselbe gedreht werden kann; und durch eine an der Basis befestigte Verbindungsvorrichtung zum Anlenken der Schraubenwinde .
2. Maschine nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Mittel zum starren Miteinanderverbinden des Mastes und der Basis nach der Positionierung durch die Schraubenwinde.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikeinrichtungen zum Drehen der Antriebsdrehvorrichtung benutzt werden, wobei diese Einrichtungen eine freie Drehbewegung der Drehvorrichtung gestatten, wenn der Mast gekippt ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenwinde eine Trommel zur Befestigung an der Antriebsdrehvorrichtung und eine durch die Trommel getragene Schraube enthält.

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