DE2618877B2

DE2618877B2 - Vorrichtung zum Kontern und Brechen der Gewindeverbindungen zwischen Rohrkörpern

Info

Publication number: DE2618877B2
Application number: DE19762618877
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr.-Ing. Juergens; Alfred Ostertag
Original assignee: Christensen Inc
Current assignee: Baker Hughes Holdings LLC
Priority date: 1976-04-29
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1979-03-22
Also published as: FR2349724B1; CA1051861A; DE2618877C3; DE2618877A1; FR2349724A1; GB1522778A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontern und Hreehen dei Gewindeverbindungen zwischen Kohrkörpcin von Rohr- und Bohrsträngen sowie Bohrwerkzeugen für Tiefbohrungen der im Oberbegriff des Anspruchs I beschriebenen Art.

Bei einer bekannten derarligen Vorrichtung (IIS-PS KO4I2). die zum Kontern und Brechen der Gewindeverbindungen auf Bohrtürmen eic. /ur l.rslelliing von Tiefbohrungen Anwendung finde!, sind die beiden driickmitlclbclätigtcn und eine mit der vertikalen Rohrslrangaehsc zusammenfallende Vorriehlungshauplachse definierenden Spannfutter auf den einander gegenüberliegenden seilen einer Montageplatte befestigt, die mitsamt den beiden Spannfuttern am Mast des Uohrliirms auf- und ubbewcghar im Die beiden Spannfutter sind hierbei in einem unveränderlichen gegenseitigen axialen Abstand festgelegt. Die Spann/, linder der Spanneinheilen der Spannfutter sind bei dieser bekannten Ausgestaltung in den jeweiligen Ringkörper mit innerhalb des llmfaiigs liegenden Druckmitlelräumen beidseiis der Spannkolben einbezogen, wodurch deren llublänge entsprechend begrenzt ist. Der Drehmomenterzeuger umlallt bei der bekannten Vorrichtung nur einen einzigen druckmittelbetutiglen Drehantriebszylinder zum Drehen des drehbaren Spannfutters gegenüber dem verdrehfesten Spannfutter während deren Spanneingrilis mil den Rohrkörpern. Durch eine solche einseitige Krufteinleiiung besieht die Gefahr von Verwindungen insbesondere dünnwandiger Rohrkörper durch das Brechen und Körnern der Gewindeverbindungen. Schlielllich ist bei der bekannten Anordnung die Kolbenflüche des Drehantriebszylinders des Drehmomenterzeuger-) gröller als de Kolbenfläche der Spunnzy Nnder der Spanneinheiten der beiden Spannfutter ausgebildet, womit die Gefahr von Verlor in«.KiH./vrwli»ri* Kj·ι /!Γι

im Hinblick auf die hohen zum Kontern und Brechen der Gewindeverbindungen erforderlichen Drücke einhergeht.

lis ist ferner eine Vorrichtung zum Herstellen und Lösen von Gewindeverbindungen bekannt (US-PS 28 78 02b). bei der das drehbare Spannfutter in einem ortsfest an einem linde eines Vorrichtungsgestells abgestützten Lagerbock gelagert. di's \erdrehleste Spannfutter an einem auf den ortsfesten Lagerbuck /ti und von diesem hinweg parallekerscbicblichcn. längs des Vorrichtungsgesiells geführten Stüt/bock angeordnet und das Vorrichtungsgestell von einem langgestreckten, parallel zur Vorriehtungshauptai-nse ausgerichteten und dem Stützbock seine Bcwegiingsbahn vorgebenden verwindungssteifen Widerlagerbalken gebildet ist. jedoch ist diese bekannte Vorrichtung nicht für das Lösen und Anziehen von Gewindeverbindungen an ganzen Bohrrohrlängeri ausgebildet, sondern nur speziell für das Lösen und Anbringen \ on Gew indestükken "on bzw. an rohr- oder schlauchlormigen Körpern, insbesondere Hochdruekschlüuehen. bestimmt.

Der Lrfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs I beschriebenen Art zu schaffen, mit der nicht i.ur die Gewindeverbindungen an ganzen Bohrrohrlängen gekontert und gebrochen, sondern auch vollkommen losgeschraubt und sodann die Kohrkorpcr zur Durchführung von Wartimgsarbeiten im Gew-indebereich im eingespannt gehaltenen Zustand auscinandergefahren werden können und bei tier außerdem ein groller Durchni'jsserbcreich von Rohrkörpern gehandhabi weiden kann, ein Verwinden insbesondere dünnwandige i^- Rohrkörper vermieden und ferner gewährleistet ist. dall solche dünnwandigen Rohrkörper bei hohen >um Kontern und Brechen der Gewindeverbindungen aufbringbaren Drücken nicht verformt bzw. eingebeult werden.

Diese Aufgabe " ird nach der Lrfindung durch die Merkmale ;i bis </ des kennzeichnenden Teils des Anspruchs I gelöst. Bei dieser Ausgestaltung ermöglicht es das Merkmal ;; nicht nur, dall der das vcidrehfesic Spannfutter enthallende verschiebMchc Slützbock in bezug auf den am Ende des Vorrichtungsgestells ortsfest abgeslützlei und '.las drehbare Spannfutter enthaltenden Lagerbock jeweils in eine Stellung gebracht werden kann, die für ein Brechen oder

Kontern der (iewinileverbindurigen von Kühlkörpern otl. dgl. optimal gewühlt werden kann, sondern erlaubt darüber hinaus ein völliges Losschrauben nach Lösen des SpanneiMgriffs des drehbaren Spannfutters mit dem von ihm aufgenommenen Rohrkörper und eine vom ortsfesten Lagerbock hinweg gerichtete Verschiebung lies Stül/bockes mitsamt von ihm aufgenommenen und gehallenden Rohrkörper. Auf diese Weise kann /w ischen den endseitigen (jcwindebereichen der beiden Köln körper ein Abstand geschaffen werden, der eine unmittelbare Wartung der beiden Rohrkörper. /. I!. der Ircigclcgten ( iew mdebereiche oder der von diesen umschlossenen I eile, unter Verbleih in der Vorrichtung ermöglich!, /um Vcrsihrauben von Rohikorpcm und Ki miern deren (iew indeverbiiuliing kann der Sliit/bock entsprechend in Kichtung auf ilen ortsfesten Lagerbock /μ !.erschollen werden, um einen anlänghchen (iewin deeingrill /wischen ί\ίΊ) heulen Rnlirkorpern herbei/u !uhren und ein Verschraiiben /Ii. von I land durch ί>ι eiien au den aui.iei Spanneingriif mit dem tirehbaren Spaimfutler gehaltenen Rohrkörper /ii ermöglichen, wonach dann nach Herstellen lies Spanneingriffs des drehbaren Spannluliers mit dem dieses tlurchset/enden Rohrkorper tlas Kontern (.lurch Betätigung des Dreh momenter/eugers erlolgen kann. Der das Vornchlungsgestell bildende verw indiingisleifc Widerlagerbalken. der dem Slul/bock seine Bewegungshahn. /. B. in einer Lange \on etwa im. vorgibt, gewiihrleislel bei Betätigung lies Drehmomenier/eugcrs sowohl /um Brechen .ils auch /um Kontern einer (iew mde\ erbindiing im Verein mn dem Slul/bock ;ind dem I .agerbock. dal.! die Rohrkorper Irei \on Quer- und Vcrw inilungs kräften bleiben, wobei lerner nach außen wirkende resultierende Kralle \crniicden sind. I).is Merkmal b ermöglicht es hierbei, die Spannfutter ohne weiteres als ilen gesamten Durchmesserbereich von hei der Lrrichlung von i iefbohrungen /um Linsat/ kommenden Rohr körpern und (iesiangeteilen erlassend auszulegen, d.i die Ausgestaltung der Spann/\ linder .ils gesomlerie li.uieinheiten mn einem ,ich nach außc" erslreckenilen. die Drui'kmittelraume beidseits des .Spannkolbens umschließenden Außenhereich einen entsprechend lanzen I lub der Spannkolheii ernioL'lieht. Das Merkmal (■gestaltet m diesem /iisammenhang ein ν ervv indungstreies Arbeiten an insbesondere dünnwandigen Rohrkörpern aufgrunil einer gleichmäßig \ erteilten Kralteinlemmg /um Drehen des drehbaren Spannfutters durch die beulen diametral /\\r Vomchlungshaiiptachsc angeordneten Drehantricbs/vlinder des Drehmomenter/eugers. Das Merkmal (/schließlich gewährleistet, dal.! insbesondere dünnwandige Rohrkorper bei ilen hohen /um Kontern und Brechen der Clewindeverbindungen erforderlichen Drücken nicht verformi b/w. eingebeult werden, weil durch die definierte größere Bemessung der Kolbcnfläche der Spannzylinder der .Spanneinheiten gegenüber der der Drchantriebszylinder des Drehmomenter/eugers sichergestellt ist. daß die Spannkraft einer Spannbacke in einem Verhältnis /um jeweiligen Drehmoment steht, welches von den Rohrwandungen der eingespannten Rohrkorper ohne Verformungen aufgenommen werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Widerlagerbalken als Hohlprofilkörpcr rechteckigen Querschnitts ausgebildet und mittels endseitiger Stützen im Abstand über und vor einer Tragfläche angeordnet sein, fiinc Anordnung des Widerlagerbalkens mittels endseitiger Stützen im Absland über einer Tragfläche ist durch die oben erwähnte US-PS 28 78 026 an sich bekannt.

Die Drehantricbs/vlinder können in an sich aus de US-I'S Jb KO 412 bekannter Weise derart angeordne sein, daß sie bei Druckmiltelbeaufschlagung für eil Ausfahren ihrer Kolbenstange!! dem im Spannfutter de¹ l.ageibockes eingespannten Rohrkorper eine Diehbe wegung im Sinne eines Brechens der (iewindeverbin dung erteilen. Wie ferner an sich aus der I)S I'!· 3b HO 412 bekannt isi. können die /ylinderräume für der Spannhub der Spann/ylinder der .Spanneinheiten eine' jeden Spannfutters über eine "ingieiiung hinlereinan dei geschallet sein, wobei die /ulaulleitung \on dei Drin kmitlelquclle in die Rmgleilung /wischen den den Widerlagerbalken ahgew.indten Spannciuheilcn ein mundet.

Zahlreiche weitere Merkmale der Lrlindung ergebei siili ,ms den Ansprüchen: in der nachslehendei Beschreibung isi in Verbindung mn der /dehnung en Aiisiuhrungsbeispiel des (iegensi.indes {\ur I 111 rutil η l \ eranscMaulicht. In der Zeichnung /eigl

I ι g. I ein·· perspektivische l'rm/ipdarslellung dei erfindungsgemäßen Vor nehm ng.

IΊ g. 2 eine Seitenansicht der erfiiidungsgcmaßei Vorrichtung.

L ig. i eine Stirnansichl der Vorrichluiig nach I ig . in Richtung des l'leils III.

1 ι g. 4 eine perspektiv ische I )arstellung des Slül/bok kes.

I ι μ. ·) cmc teilweise geschnittene Ansicht emei S pan η ei η he 11 tier Spannliiller.

I' i g. b einen Schnitt nach der I line Vl Vl in I ι g. ">.

l'ig. 7 eine '.ergroßerle. teilweise geschnilleiu Darstellung einer der I lihrungs- und I ragrollen de Stiit/bockes und

L ig. S einen I Kdraiihk -Sch.dtplan /um Betneb dei Vorrichtung nach der i rlmdung.

Wie sich /unächsi aus der schematischen Darstellung L'cmaß l'ig. 1 ergibt. uml,;^:lt die Vorrichtung /im Kontern und Brechen der (iew indev ei 'bindung /wi seilen/w ei Rohrkorpeni I untl 2 einen verw indungsstei fen WiderlagerhalkcM ?. der .ils I lohlprolilkorpci rechteckigen Querschnitt ausgebildet und mittel· cMiKcitigcr Siüi/cn A ün Abstand über einer ri.igiuichi angeordne! ist. die bei der dargestellten bevorzugter horizontalen Aiilstellung der Vorrichtung auf ilen Boden von der Bodenilache gebildet ist. Statt dessen isi grundsätzlich auch eine vertikale Anordnung dei Vorrichtung möglich, wobei an die Stelle der Stüt/en 4 Konsolen oder dgl. Befcstigungsghcder zur Befestigung der Vorrichtung an einer senkrechten Wandfläclu treten, die sodann ihrerseits eine Tiagfläcnc bildet. \oi der der Widerlagerbalken 3 mn Abstand angeordnet ist In beiden I allen kann eine Schwenkbarkeil dei Vorrichtung um eine Längsachse vorgesehen sein, tür die Vorrichtung in einen Arbeitsbereich einführen oder aus diesem herausbcw egcn zu können.

Bei 5 ist sehemalisch ein im Bereich einei Diirchgangsöffnung 6 für den Rohrkörper 1 eir verdrehfestes Spannfutter enthaltender Stützbock dar gestellt, der in seinem unteren Bereich eine der Widerlagerbalken 3 aufnehmende und an desser Außenumfang mit engem Bcwcgungsspiel angepaßte rechteckige Durchgangsöffnung 7 aufweist. Der Stütz bock 5 ist entlang dem z. B. eine Länge von etwa 3 rr aufweisenden Widerlagerbalken 3 auf ein dem Stütz bock 5 gegenüberliegend in einem Endbereich dei Widerlagerbalkcns 3 in bezug auf eine Translationsbe wegung ortsfestes, jedoch drehbares, lediglich durch

einen Kingkörper 8 versinnbildlichtes Spannfutter 9 /ii und von diesem hinweg vrrsehicbheh.

Für ein Drehen des drehbaren Spannfutters 9 gegenüber dem vcrdrehfcsi.cn Spannfutter des Stiilzbocks 5, die gemeinsam eine Vorriehtiingshauptaehse 10 definieren, mit der die Achsen der Rohrkörper 1 und 2 im in die Vorrichtung eingespannten Zustand zusammenfallen, ist ein Drehmomenterzeuger 11 vorgesehen. Der .drehmomenterzeuger 11 ist von einem Paar diametral zur Vorrichlungshauptaeh.se 10 angeordneter, jeweils mittels eines Druckmittels gleichsinnig betätigbarer doppeltwirkender Drehantriebszylinder 12 gebildet, die gemalt der Darstellung in Cig. I am Widerlagcrhalkcn 1 gelenkig abgestützt sind, während ihre Kolbenstangen 13 gelenkig am Kingkörper 8 des Spannfutters 4 abgestützt sind.

In Cig. I sind die Drehantriebszylinder 12 des Drehmomente.! zeugers Il in einer Stellung für ein Hreeheii der gestrichelt bei 14 angedeuteten, z. Il k» »mW r'iOü ν ic'vv riiuOVOlTjMluiirig / \\ !·>(_ tterr UCII KlMIIMM pern I und 2 dargestellt, in der durch das Druckmittel wegen des erhöhten Kraflhedarfs beim !!rechen die volle kolbenfläche der Drehaniriebsz\linder 12 beaufschlagt wird, während zum Kontern der Gewindeverbindung 14 nach Umsteuern der Drehantriebszv linder 12 die um den kolbcnslangendurchmesser verringerte Kolbenfläche bei gleichen Druckwerten des Druckmittels ausreicht. Die Betätigung lies Drehmomenterzeugers Il zum Kontern oder lirechen einer Gewindeverbindung erfolgt bei in Spannemgriff mit den Rohrkörpern I₁ 2 befindlichen Spannfuttern, wobei sich der Stilt .jock 5 zu seiner festen Abstützung am Widerlagerbalken mil den Rändern seiner Durchgangsöffnung 7 an ilen Widerlagerbalken 3 anlegt und durch die gleichsinnige Drehung des Kingkörpers 8 des Spannfutters 9 das Auftreten von yuerkräficn oder sonstigen nach außen wirkenden resultierenden Kräften, die zu einer Verwindung tier Rohrkörper 1. 2 führen könnlen. vermieden sind, wie es insgesamt durch die in Cig. ι eingetragenen Kraltpfeile veranschaulicht isi. Hierdurch ist auch eine Verankerung des VVidcrlagerbalkcns 3 im Hoden entbehrlich.

In C i g. 4 ist eine Ausführungsforrn des Stüt/bockes 5 als geschweißte Stahlblech-Rahmenkonstruktion dargestellt. Hiernach umfaßt der Stützbock 5 eine die Di 'chgangsöffnung 6 für Rohrkörper enthaltende Slulzw ange 15. mit der ein Ringkörper 16 fest verbunden ist. der einen Bestandteil des als Gan/es mit 17 bezeichneten verdrehfesten Spannfutters des .Stützbockes 5 bildet und eine Durchgangsöffnung 18 aufweist, die mit der Durchgangsöffnung 6 fluchtet und wie diese koaxial zur Vorrichtungshauptachse 10 angeordnet ist. Die Ringkörper 16 ist an seiner Unterseite durch ein senkrechtes Knotenblech 19 abgestützt, das seinerseits an einem von vier parallel zur Vorrichtungshauptachse 10 verlaufenden U-profilförmigen Streben 20 abgestützt ist. die ein rechteckiges Rahmenteil 21 mit der Stützwange 15 verbinden. Der den Widerlagerbalken 3 aufnehmenden Durchgangsöffnung 7 in der Stützwange 15 entspricht eine ihrerseits den Widerlagerbalken 3 aufnehmende Durchgangsöffnung T im Rahmenteil 21.

Gegenüber dem Widerlagerbalken 3 ist der Stützbock 5 über Führungs- und Tragrollen abgestützt, von denen in F i g. 4 am Rahmenteil 21 eine obere Führungsund Tragrolle 22 mit horizontaler Drehachse und eine seitliche Führungs- und Tragrolle 23 mit vertikaler Achse dargestellt sind. Bei 23a sind die Befestigungsstellen für eine weitere Führungs- und Tragrolle entsprechend der Rolle 23 dargestellt. Weitere Führungs- und Tragrollen 22, 23 sind an der Stülzwange 15 an deren dem drehbaren Spannfutter 9 zugewandten Seite befestigt (Fig. 2). Die Rollen 22 stehen mit der Oberfläche 24 und die Rollen 23 mit den Seitenflächen 25 des Widcrlagerbalkcns 3 für ein Verschieben des Stützbockcs 5 in Rollcneingriff, während sie bei Überschreiten einer Belastungsgrenze, d. h. bei Bctätigung des Drehmomenterzeugers Il zum Kontern oder Brechen einer Gewindeverbindung, für ein unmittelbares Anlegen von Kandbereichen der Diirchgangsoff-Miing 7 im Stüt/boek 5 am Widerlagerbalken > ausschwenkbar sind, wie anhand der I i g. 7 noch im einzelnen erläutert wird.

Bei dem Ausführungsbeispicl nach I i g. 4 ist der Ringkörper 16 des verdrehfesten Spannfutters 17 von einer Ringscheibe 26 und dem dieser gegenüberliegenden ringförmigen Bereich der Slützwange 15 gebildet.

„, wobei sich zwischen diesen Segmente 27 erstrecken, die zwischen sich radiale Diircligangsöffnungen 28 zur Aufnahme und Festlegung ^vcn druckmitlelbetätigten .Spanneinheiten 29 (Fig. 2) des Spannfutters 17 aufweisen. Hierbei sind eine Mehrzahl, vorzugsweise sechs Spanneinheiten 29 vorgesehen, die gleichmäßig um die Vorrichtungshai.plachse 10 herum verteilt sind.

Aus ilen Cig. 2 und 3 ist ein das gegenüber dem verdrehtesten Spannfutter 17 drehbare Spannfutter 9 lagernder Lagerbock 30 ersichtlich, der zwei im Abstand zueinander angeordnete, parallele .Stützwangen 31 und 32 aufweist, die zwischen sich das drehbare Spannfutter 9 lagern und je eine mit diesem fluchtende, zur Vorrichtungshauptachse 10 koaxiale Durchgangsöffnung 33 für in den F i g. 2 und i strichpunktiert angedeutete Rohrkörper besitzen. Die beiden .Stützwangen 31, 32 sind am finde des Widerlagerbalkens 3 befestigt, so daß der Stüt/boek 30 ortsfest angeordnet ist. Während der Ringkörper 16 des verdrehfesten Spannfutters 17 an der Stützwange 15 des Stützbockcs 5 festgelegt ist. umfaßt das drehbare Spannfutter 9 einen Ringkörper 34. der an den beiden Stützwangen 31, 32 des l.agcrbocks 30 schwenkbar gelagert ist. Hierzu besitzt der Ringkörper Ϊ4 /weι /wischen sich die anhand der F i g. 4 beschriebenen Segmente 27 enthaltende Ringscheibe 35, die mit Führungsstücken 36 versehen sind, welche den Ringkörper 34 in axialer Richtung festlegen und für eine Schwenkbewegung um die Vorrichtungshauptachse 10 in den Stützwangen 31, 32 fühlen. Das drehbare Spannfutter 9 umfaßt im übrigen wie das verdrehfeste Spannfutter 17 sechs gleichmäßig um die Vorrichtungshauptachse 10 herum verteilte Spanneinheiten 29', die in gleicher Weise wie die .Spanneinheiten 29 ausgebildet und in gleicher Weise, wie diese in den Ringkörper 16, in ihren Ringkörper 34 eingesetzt sind, aus welchem Grunde diese Anordnung im einzelnen lediglich anhand des Spannfutters 17 in Verbindung mit den Fig. 4. 5 und 6 im folgenden beschrieben wird.

]ede Spanneinheit 29, 29' umfaßt einen doppeltwirkenden Spannzylinder 37, der in einem außerhalb des Ringkörpers 16 gelegenen Außenbereich 42 einen Spannkolben 38 führt sowie die Druckmittelräume beidseitig des Kolbens 38 umschließt. In seinem zwischen den Segmenten 27 in den Ringkörper 16

es eingreifenden Innenbereich bildet der Spannzylinder 37 eine verdrehfeste Führung 39 für eine am inneren Ende der Kolbenstange 40 befestigte Spannbacke 41. Während der Außenbereich 42 des Spannzyünders 37

zylindrisch ausgebildet ist, besitzt hierbei der die führung Ϊ9 bildende Innenbereich einen rech ι eck ige η Querschnitt entsprechend der radialen Durchgangsöffnung 28 /wischen den Segmenten 27 des Ringkörpers 16. Die Segmente 27 sind von axialen Seitenblcchen 43, die zur Ausbildung der radialen Durehgangsöffnungen 28 gegeneinander schräggestelll sind, und von äußeren Umfangsblcehen 44 gebildet, die mil den Seitenblechen 43 verschweiß' sind. Die .Seilenbleche 43 sind ihrerseits mit dem Ringkörper 16 versehraüM und art der Stütz.wange 15 festgelegt.

Die Festlegung des Spamt/vlinders 37 in seiner radialen Diirchgangsoffniing 28 erfolgt durch Keile 44'. die in die Seilenbleche 4? und in die Iühriing 34 des Spann/ylifulers 37 eingreifen. Die Keile 44' sind siiniseilig durch Versehraubimgen 45 in im Ringkörper lh b/w. tier Sliit/wange Ii belassenen Durchgiingsöffniingen 46 gesichert, so daß nach Losen der Verschrau billigen 45 und /lehen der Keile 44' der leweihge Snann/ylinder 37 in kürzester /eil ausgewechselt werden kann. Das mn dem jeweiligen Rohrkorper in l'.ingriff bringbare freie innere linde der Spannbacke 41 ist mil einer auswechselbaren Klemmeingriffsleiste 47 versehen, deren Lingriffsfläche geriffelt und deren Kugelrast-Befestigung an der Spannbacke 41 bei 48 veranschaulich! ist.

l-'ür eine Zentrierung: der in die Vorrichtung einzuspannenden Rohrkorper ist dem Stützbock 5 und dem Lagerbock 30 an ihren einander abgewandlen Stirnseiten je ein verstellbares Zentrierauflagcr 49 zugeordnet. Die Zentrierauflager 49 bestehen jeweils aus einem Paar in oiner Querebene symmetrisch zur Vorrichtungshauptachse 10 in einem Rahmen 50 nebeneinander gelagerter Auflagerollen 51 und sind mittels einer Stellvorrichtung 52 quer zur Vorrieiitungshauptachse 10 höhenverstellbar am Stützbock 5 bzw. Lagerbock 30 abgestützt, Ferner ist zwischen dem Stützbock 5 und dem Lagerbock 30 ein längs des Widerlagerbalkens 3 verschiebbares Zwischenauflagcr 53 für Rohrkorper vorgesehen, das seinerseits von zwei Rollen entsprechend den Auflagerollen 51 gebildet sein kann und mittels einer geeigneten Stelleinrichtung höhenverstellbar am Wiclerlagcrhnlken 3 abgestützt ist.

Der Lagerbock 30 ist ferner mit einem gegen einen ihn durchquerenden Rohrkorper einrückbaren .Schnellschraubwerkzeug 54 versehen, das zum schnellen Losschrauben einer gebrochenen Gewindeverbindung bzw. zum schnellen Einschrauben vor dem Kontern der Gewindeverbindung dient. Das Schnellschraubwerkzeug 54 umfaßt eine von einem druckmittelbetiitigten Motor 55 mit verhältnismäßig hoher Drehzahl antreibbare Rolle 56 mit einer aufgerauhten, z. B. geriffelten. Lauffläche für einen Eingriff mit dem Außenumfang eines Rohrkörpers. Die Rolle 56 ist in einem Rahmen 57 drehbar gelagert, der seinerseits bei 58 schwenkbar an der Stützwange 32 des Lagerbocks 30 befestigt ist. Mit dem von der Rolle 56 abgewandten Ende des Rahmens 57 ist das Ende der Kolbenstange eines druckmittelbetätigten Stellzylinders 59 gelenkig verbunden, der seinerseits mit der Stützwange 32 gelenkig verbunden ist. Mittels des doppeltwirkend ausgebildeten Stellzylinders 59 ist die Rolle 56 des Schnellschraubwerkzeugs 54 aus der in den Fig. 2 und 3 veranschaulichten Ruhestellung in eine Eingriffsstellung mit dem strichpunktiert angedeuteten Rohrkorper und in die Ruhestellung zurück verschwenkbar. In der Eingriffssteüung des Schneiischraubwerkzeugs 56 mit dem Rohrkorper befindet sich das drehbare Spannfutter 9 außer Eingriff mil dem Rohrkorper. während der Spaniieingriff des verdrehfcslcn Spannfutters 17 mil dem Rohrkörper aufrechterhalten wird.

Der Drehmomenterzeuger Π isl. wie dem in den I i g. 2 und i veranschüiilichlen Aiisführungsbeispiel zu entnehmen ist, von einem Paar diametral zur Vorrichlungshauptachse 10 angeordneter, jeweils mittels eines Druckmittels gleichsinnig betätigbaier doppeltwirken der Drehanlriehs/ylinder 60 gebildet, deren Kolbenstangen 61 gelenkig an der Stüizwange 32 des l.agerbocks 30 angreilen und deren Zylinder 62 gelenkig /wischen Laschen 6? abgestützt sind, die fest mit Ansalzen H4 des Ringkorpcrs )4 verbunden sind. Die I )i'chanlriebs/ylinder 60 \md hierbei analog ilen anhand der Mg. I beschriebenen Drchantnehs/\lindern 12 derart angeordnet, daß sie bei Druckmillelheaufschlaguiig für ein Ausfahren ihrer Kolbenslangen hl dem "ii Spannfutter 4 des l.agerbocks K) eingespannten Rohrkorper eine Drehbewegung im Sinne eines

?n lirt'cht'lis ili'r C ίι-νι inili-vi thinilniu; iwIimLmi In I ig t siiiil die Drehaninebs/\lindcr W) in vollen Linien >n ihrer Ausgangsstellung fin ein Kontern einer (iewi nle\er bindung unter Beaufschlagung der Dilferenzkolbentlaehe und in strichpunktierten Umrißlinien in ihrer Ausgangsstellung für ein Brechen einer Gewindeverbindung unter Beaufschlagung der vollen Kolbenfläche dargestellt.

Ι· ι g. 7 zeigi eine der I ührungs- und Tragrollen 22 in gegenüber M g. 2 vergrößertem Maßstab in einer

JO Stellung für ein Verschieben des Siüt/bockes 5 von Hand. Die Rolle 22 ist in Wangen hi drehbar gelagert, die bei hh schwenkbar mil einem an der Stülzwange 15 befestigten Maller 67 verbunden sind. Die Wangen 65 tragen ein I edergehäu e 68. das Tellerfedern 64 enthüll.

die mittels eines Druckstücks 70 über eine auf einen Bolzen 71 geschraubte Kontermutter 72 zur Ausübung eines regulierbaren Druckes komprimiert sind, der ausreicht, die Randbereiche der Durchgangsöffnung 7 gegenüber der über eine Ansehlagniutter 73 an der Stüt/wange 15 abgeslützlen Rolle 22 anzuheben, wie es für ein Verschieben des Sützbockes 5 erforderlich ist. Bei Betätigung des Drehmomenierzeugors Il wird jedoch der Druck der Tellerfeder;! 69 überwunden, was zu einem Anlegen der Randbereiche der Durchgangsöffnung 7 an den Widerlagerbalken 3 bzw. einem entsprechenden Ausschwenken der Rolle 22 um die Achse 66 führt. Bei einer Verschiebung des Stüt/bockes 5 mittels zwischen diesem und dem Lagerbock 30 gespannter doppeltwirkender Druckmittelzylinder können die Rollen 22 und 23 entfallen.

In F i g. 8 ist ein Ilydraulik-Schaltplan /um Beirieb der Vorrichtung veranschaulicht. Bei 74 ist eine zweistufige Druckmittelpumpc als Druckmittelquelle veranschaulicht, welche einen Niederdruckteil 75 und einen zu- und abschaltbaren Hochdruckteil 76 aufweist. Der Hochdruckteil 76 wird während des eigentlichen Konter- bzv. Brechvorgangs über einen automatischen Umschalter 77 mit Überdruckventil zu- und dann wieder abgeschaltet. Bei 78 ist die Hauptzulaufleitung und bei 79 die Hauptrücklaufleitung dargestellt, von denen entsprechende Zulaufleitungen 80 und Rücklaufleitungen 81 zu den Spannfuttern 9 und 17, dem Drehmomenterzeuger 11 und dem Schnellschraubwerkzeug 54 hin- bzw. zurücklaufen. Zwischen den Zulaufleitungen 78,80 und Rücklaufleitungen 79, 81 sind Umschaltventile 82 zur Umkehrung der Beaufschlagung vorgesehen. Bei 84 ist ein Steii- und Überdruckventil dargestellt, das eine Regulierung des Druckes für das jeweils zum Brechen

bzw Kontern aufzubringende Drehmoment ermöglicht. I einer sind zur Sicherung der Anlüge lest eingestellte Überdruckventile 85 für einzelne Kreise der Hydraulik vorgesehen. Durch eine geeignete Programmsteuerung wird der Drehmomenterzeuger Il erst dnnn wirksam. wenn sich das Spannfutter 9 mit einem RohiKörper in Spanneingriff befindet, wobei das Spannfutter 17 handsehallbar ausgestaltet ist.

Die /ylinderräume für den Spannhub der Spannzylinder M tier Spanntinheiten 29, 29' der Spannfutter 9, 17 sind über eine Ringleitung 86 hintereinander geschaltet, wobei die /iiliiufleiliing 80 in die KiiiHeitiing 8fi /wischen den dem Widerlagerbalken i abgew andien Spanneinheilen 2S, 24' einmündet. Aul diese Weise lahren be: in /enlnerstelliing gebrachten /eiitrierauflagern 49 zuerst die diesen gegeniiberhegenden Spannbacken 41 der Spanneinbeiten 29, 29' aus und gelangen mit dem Kohrkorper in Spanneingrifl. u;is du· .Aiilrechterhalliiiig der eingestellten Rohrkorper/en-Auch die Zylinderräume für den Rückhub dir .Spannzylinder 17 der .Spanneinheiten 29, 29' sind über eine Ringleitung 87 hintereinander geschaltet, wobei die Ringleitung 87 mit der Rücklaiiflcitung 81, 79 zur Druckmitielquclle 74 in Verbindung steht.

Die Kolbenfläche der Spannz.ylinder 3~" ist größer bemessen als die der Drehantriebs/y'inder 60, und zwar derart, daß bei gleichem Druck im Druckmittel ein Durchrutschen der Spannbacken 41 am Rohrkörperu.nfang während ties Konterns oder Brechens vermieden ist. Dem Verhältnis der Kolbenflachen kann dabei eine Reibungszahl // \<ni etwa ().") zwischen der Oberfläche der einzuspannenden Rohrkörper und der Spannein grasfläche der Spannbacken 41 ,ils Uercchn'ingslaktor zugnindegelegl scm. Dies sichert, ilall ilie Spannkr.ilt einer Spannbacke in cnuiii V.rhaltms zum iew eiligen Drehmoment steht, welches \on den Rohrleitungen i.er eingespaniMen Rohrkorper nhne X'erlo; mungen aulgenommen w erden kann.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kontern und Brechen der Gewindeverbindungen zwischen Rohrkörpern von Rohr- und Bohrsträngen sowie Bohrwerkzeugen für Tiefbohrungen, bestehend aus einem drehbaren und einem verdrehfesten, gemeinsam eine Vorrichiungshauptachse definierenden, sich jeweils an einem gemeinsamen Träger abstützende! druckmitielbetätigten Spannfutter zur Aufnahme je eines von zwei Rohrkörpern mit einander zugewandten endseitigen Gewindebereichen und aus einem einen druckmittelbetätigtem doppeltwirkenden Drehantriebszylinder umfassenden Drehmomenterzeuger für ein Drehen des drehbaren Spannfutters gegenüber dem verdrehfesten Spannfutter während deren Spanneingriffs mit den Rohrkörpern, wobei die beiden Spannfutter je einen Ringkörper mit radialen Durchgangsöffnungen zur Aufnahme und Festlegung eipir Mehrzahl von gleichmäßig um die Vorrichtungshauptachse herum verteilten Spanneinheiten aufweisen, von denen jede einen Spannzylinder mit einem in diesem geführten Spannkolbcn sowie eine verdrehfest geführte, dem einzuspannenden Rohrkörper zugewandte Kolbenstange umfaßt, und wobei für den Antrieb der beiden Spannfutter und des Drehmomenterzeuger eine gemeinsame Druckmittclquclle vorgesehen ist. dadurch gekennzeichnet, daß

a) das drehbare Spannfutter (9) in einem ortsfest an eir ^ηΊΠ Ende eines Vorrichtungsgestclls abgestützten Lagerbock (30) gelagert, das verdrohfcstc Spannfutter (17) an einem auf den ortsfesten Lagcrbot k zi¹ und von diesem hinweg parallclvcrschieblivhen. längs des Vorrichtungsgcstclls geführten Stützboek (5) angeordnet und das Vorrichlungsgestell von einem langgestreckten, parallel zur Vorrichlungshauplachsc (10) ausgerichteten und dem Stützbock seine Bcvegungsbahn vorgebenden vcrwindungssteifen Widerlagcrbalken (3) gebildet ist.

b) die Spannzylinder (37) der Spanneinhcilcn (29, 29') als doppeltwirkende, gesonderte Baueinheiten ausgebildet sind, die jeweils einen sich vom Ringkörper (16, 34) nach außen erstreckenden, die Druckmittclräume beidscits des Spannkolbcns (38) umschließenden Außenbercich (42) aufweisen.

c) der Drehmomenterzeuger (I I) von einem Paar von diametral zur Vorrichtungsbauptachse angeordneten, gleichsinnig betäligbaren Drchaniriebs/ylindcrn (60) gebildet ist und

d) die Kolbcnflächen der Spann/ylinder (17) um ein vom Rcibfaklor /wischen tier Klemmeingriffsflächc an Spannbacken (41) der Kolbenstangen (40) und der Außenfläche der Rohrkörper abhängiges Mal) größer als die Kolbcnflä chcn der Drchantricbs/ylindcr bemessen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die dem Stül/bock (5) vom Widerlagcrbalkcn (3) vorgegebene Bewegungsbahn eine Länge vonelwa 2 bis 10 m aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oiler 2. dadurch gekenn/eichnci, daß der Widerlagerbalkcn (3) al« Hohlprofilkörper rechteckigen Querschnitts ausge bildet und mittels endseitiger Stützen (4) im Abstand über oder vor einer Tragfläche angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ί bis i, dadurch gekennzeichnet, dall der Stützboek (5) eine

■-> den Widerlagerbalkcn (3) aufnehmende und an dessen Außenumfang mit engem Bewegungsspiel angepaßte Durchgangsöffnung(7,7') aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbock (5) als

id geschweißte Rahmenkonstruktion ausgeführt ist und eine das verdrehfeste Spannfutter (17) tragende Stützwange (15) umfaßt, die eine mit diesem fluchtende, koaxial zur Vorrichtungshauptachse (10) angeordnete Durchgangsöffnung (6) für Rohrkörper

ιϊ aufweist.

fa. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbock (5) gegenüber dem Widerlagerbalkcn (3) über Führungs- und Tragrollen (22, 23) abgestützt >st, die bei

_>n Überschreiten einer Belastungsgrenze für ein unmittelbares Anlegen von Randbereichen der Durchgangsöffnung (7) im Stützbock (5) am Widerlagerbalken (3) ausschwenkbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis b, _', dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützbock (5) und dem Lagerbock (30) ein längs des Widerlagcrbalkens (3) verschiebbares Zwischcnauflager(53) für Ro-hrkörper vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn-SO zeichnet, daß das Zwischenauflager (53) höhenverstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (30) zwei mit Abstand zueinander angeordnete, parallele

ι. Stützwangen (31, 32) aufweist, die /wischen sich das drehbare Spannfutter (9) lagern und je eine mil diesem fluchtende, zur Vorrichiungshaiiplachsc (10) koaxiale Durchgangsöffnuiig (33) für Rohrkorpcr besitzen.

i" H). Vorrichtung nach einem lii-r Ansprüche I bis M.

dadurch gekennzeichnet, daß dem Stüt/bock (5) und dem Lagerbock (30) an ihren einander abgewandten Stirnseiten je ein verstellbares /cnlrierauflagcr (49) für Rohrkörper zugeordnet ist.

i> II. Vorrichtung nach Anspruch H). dadurch

gekennzeichnet, daß die /enirierauflager (49) jeweils aus einem Paar in einer Qucrcbcne symmetrisch zur Vorrichtungshaupiachsc (10) in einem Rahmen (50) nebeneinander gelagerter

>" Aiiflagerollen (51) bestehen und mittels einer Stellvorrichtung (52) quer /ur Vorriclilungshauptachse (10) höhenverstellbar abgesliit/l sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 11. dadurch gekennzeichnet, dall am Lagerbock (»0)

·> ein gegen einco ihn durchquerenden Rohrkörper einrückbares Schnellschriiiibwerk/eiig (54) vorgesehen ist.

I 5. Vorrichtung nach ilen Ansprüchen 5 und 9. dadurch gekennzeichnet, dall der Ringkörper (14)

^wl des drehbaren Spannfutters (9) an den beiden Slüt/wangcn (II, 12) des Lagerbocks (10) um die Vorrichuingshiiupiiichsc (10) schwenkbar jjcliigeri und der Ringkörper (16) des verdrehfesten Spannfutters (17) an der Stützwange (15) des Slül/bockes

'" (5) festgelegt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Spanncinhcilen (29, 29') einen in den Ringkörper (16, 34)

eingreifenden und in diesem festgelegten Innenbereieh aufweisen, der eine verdrehfeste l'ührung (19) für die ;ini inneren Knde der Kolbenstange (40) befestigte Spa η η backe (41) bildet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis

14, dadurch gekennzeichnet, dall das mit einem Rohrkörper in umgriff bringbare freie innere linde der Spannbacken (41) mit einer auswechselbaren Klemmeingriffsleiste(47) versehen ist.

16. Vorrirhlung nach, einem der Ansprüche 4 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dall die Kolbenslangen (61) der Drehaniriebs/ylinder (60) gelenkig an einer Stül/wange (32) des Lagerbockes (30) angreifen und ihre Zylinder (62) gelenkig zwischen Laschen (63) abgestützt sind, die fest mit dem Ringkörper (34) der Spanneinheiten (29') verbunden sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

16, dadurch gekennzeichnet, dall die Drehantriebszyünuer (60) derart angeordnet sind, daß sie bei Druckmitlelbeaufschlagung für ein Ausfahren ihrer Kolbenslangen (61) dem im Spannfutter (9) des I -Mi.trlvwl/iK / 1Γί\ *»«ni»«*(. r*-»r*r»t.»rt li/.hrUvrni.r ,»irw. » — ti "-■ "*"-"^·' \ ***/ *-...^\..ί|» IbK iiiiiiinuijivi \. 11 ι *.

Drehbewegung im Sinne eines Brechens der Gewindeverbindung erteilen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

17, dadurch gekennzeichnet, dall die Z\linderräume für den Spannhub der .Spannzylinder (37) der Spanneinheiten (29, 29') eines jeden Spannfutters (17, 9) über eine Ringleitung (86) hintereinander geschaltet sind und die Zulauflciiung (78,80) von der Dnickmiltelquelle in die Kingleitiing /wischen den dem Widerlagerbalken (J) abgewandten .Spanneinheilen (29,29') einmündet.

I¹). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis IH. dadurch gekennzeichnet, dall die Zyhnderräunic für den Rückhub der .Spannzylinder ()7) der Spanneinheilen (29, 29) über eine Kingleitung (87) hintereinander geschähet sind, die mit einer gemeinsamen Rücklauileitung(8l, 79)zur Druckniiltelquelle in Verbindung steht.

20. Voi ichtung nach den Ansprüchen 18 und 19. gekennzeichnet durch Umschailventile (82) zwischen der Zulauf- und der Rücklaufkiuing /ur Umkehrung der Beaufschlagung.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 20. dadurch gekennzeichnet, dall als l)riiekir,illek|iielk· eine zweisilbige Druckmillelpumpe (74) mit einem Niederdrückten (75) und einem zu- und abschallbaren I lochdruckleil (76) vorgesehen ist.