DE2633043C3

DE2633043C3 - Kraftbetätigte Zange zum Anziehen oder Lösen einer Rohrverbindung

Info

Publication number: DE2633043C3
Application number: DE19762633043
Authority: DE
Inventors: Emery Lee Odessa Tex. Eckel (V.St.A.)
Original assignee: Eckel Manufacturing Co Inc Odessa Tex (vsta)
Current assignee: Eckel Manufacturing Co Inc Odessa Tex (vsta)
Priority date: 1976-07-22
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1980-10-02
Also published as: DE2633043A1; DE2633043B2

Description

Die Erfindung betrifft eine kraftbetätigte Zange zum Anziehen oder [.("••en einer Rohrverbindung mit einer oberen und unteren Spanneinrichtung, die jeweils wenigstens zwei einander gegenüberliegende, bewegliche Spannbacken an einem Tragkörper aufweisen, die mittels mindestens eines Arbeitszylinder zum Einspannen und Freigeben eines zu verbindenden Rohrstückes relativ zueinander verschiebbar sind, und mit einer Kraft-Betätigungseinrichtung, durch die die beiden Spanneinrichtungen zum Anziehen oder Lösen der Rohrverbindung über einen begrenzten Winkelbereich relativ zueinander verschwenkbar sind.

Eine kraftbetätigte Zange der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 21 15 085 bekannt. Hierbei sind die oberen und unteren Spanneinrichtungen in einem geschlossenen kastenförmigen Gehäuse untergebracht.

Die jeweiligen beiden gegenüberliegenden Klemmbakken der oberen und unteren Spänneinrichtungen sind in diesem Gehäuse über einen zentral angeordneten Kolbentrieb aufeinander zu und voneinander weg bewegbar. Zusätzlich ist bei dieser bekannten kraftbetäligten Zange unterhalb der unteren Spanneinrichtung eine Zentriereinrichtung vorgesehen, die im wesentlichen ähnlich wie eine der Spanneinrichtungen ausgelegt ist und an Stelle der gegenüberliegenden Klemmbacken

gegenüberliegende Zentrierstücke hat. Diese Zentrier einrichtung wird nach dem Anbringen der kraftbetätigten Zange an einem zu verbindenden Rohrstück mit Hilfe eines Arbeitszylinders betätigt. Zum An- und Abmontieren der Zange muß sie insgesamt zerlegt werden, was umständlich und zeitraubend ist. Die einander gegenüberliegenden beweglichen Klemmbakken können bei dieser Zange im ausgefahrenen Zustand in ihren gegenüberliegenden Seiten unterschiedliche Abstände zueinander haben. Hierdurch wird das to Einführen von Rohrverbindungsteilen oder auch von den zu verbindenden Rohrstücken zwischen die Klemmbacken erschwert, so daß möglicherweise eine der Spanneinrichtungen vollständig abmontiert werden muß. Auch ist die Bewegungsstrecke der beiden Klemmbacken durch die in dem Gehäuse der Spanneinrichtung unterzubringende Führung begrenzt, so daß die Zange nur für bestimmte Anwendungsgebiete geeignet ist. Im zusammengefahrenen Zustand der Klemmbacken, wenn zwischen den Klemmbacken ein zu verbindendes Rohrstück eingespannt ist. ist der Arbeitszylinder der kraftbetätigten Zange -riaximal ausgefahren, so daß in Verbindung mit dem zur Betätigung vorgesehenen zentralen Arbeitszylinder die Gefahr von unregelmäßig um den Umfang des einzuspannenden Rohrstücks verteilten Spannkräften besteht. Aus diesen Schwierigkeiten bei der bekannt gewordenen kraftbetätigten Zange resultieren zeitraubende und umständliche Arbeitsgänge bei der Verwendung der kraftbetätigten Zange. Insbesondere bereitet das Einführen von Rohrverbindungsteilen, wie z. B. Rohrschutzmuffen Schwierigkeiten.

Weitere Ausführungsformen von kraftbetätigten Zangen sind in den US-PS 26 68 689. 27 37 839. 27 60 392, 28 71 743. 30 21 739. 33 16 783. 36 29 927 und 37 99 009 beschrieben.

Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine kraftbetätigte Zange der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß zur Überwindung der zuvor beschriebene- Nachteile und Schwierigkeiten auf konstruktiv möglichst einfache Art und Weise mit ein und derselben Zange verschiedene Arbeitsweisen durchführbar sind und daß die Zange insbesondere derart ausgelegt ist, daß man ohne das Abmontieren der Zange Rohrverbindungsmuffen und dergleichen durch die in der Zange ausgebildete öffnung durchstecken kann und gleichzeitig eine gleichmäßige Verteilung der Einspannkräfte um das einzuspannende Rohrstück mit Hilfe der Klemmbacken sichergestellt ist. Auch soll eine günstigere und flexiblere Hindhabung sowie Bedienung so einer derartigen kraftbetätigten Zange erreicht werden.

Erfindung^gemäß wird diese Aufgabe bei einer kraftbetätigten Zange der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die eine Spannbacke jeder Spanneinrichtung am Tragkörper und die gegenüberliegende Spannbacke in einem vom Tragkörper separat ausgebildeten, beweglichen Schließteil angeordnet sind, daß beide Seiten des Schließteils und der Tragkörper über eine Schließeinrichtung derart miteinander verbunden sind, daß die beiden Seiten des Schließteiles go parallel unter¹ Einhaltung eines gleichen Abstandes zum Tragkörper gleichzeitig auf diesen zu öder von diesem weg bewegbar sind* und daß das Schließteil um einen in einem Eckteil des Schließteils gelagerten Zapfen relativ zürn Tragkörper schwenkbar ist.

Nach der Erfindung sind demzufolge wenigstens zwei gegenüberliegende Spannbacken der jeweiligen Spanneinrichtung in separaten Bauteilen angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen kraftbetätigten Zange wird erreicht, daß in dem Zustand der Zange, bei dem die Klemmbacken von dem einzuspannenden Ruhrstück frei sind, gerade diese Klemmbacken einen gleichen Abstand zueinander einnehmen, so daß auch Rohrverbindungsteile wie z. B Rohrschutzmuffen oder dergleichen ohne Verklemmen eingeführt werden können, ohne daß eine der Spanneinnchtungen oder die gesamte Zange zerlegt und abmontiert werden muß. Da die Klemmbacken ferner in separaten Bauteilen aufgenommen sind, sind die Verfahrwege derselben weitgehend unbeschränkt frei wählbar. Hierbei kann man zwischen den Klemmbacken einen größeren Abstand erreichen, wenn man die Klemmbacken vollständig längs des gesamten Verfahrwegs voneinander weg bewegt. Bedingt durch die Anordnung der Klemmbacken in separaten Bauteilen kann das Schließteil auf konstruktiv einfache Art und Weise um eine exzentrisch liegende Achse in einer Ecke des Schließleils schwenkbar gelagert weiden, die beispielsweise von einem Zapfen gebildet wird. Somit brauchen zum A.t und Abmontie ren der Zange nur die Schließteile dei oberen und unteren Spanneinrichtung nach außen geschwenkt /u werden, und die Vorrichtung kann von der zu verbindenden Rohrstüvken abgenommen werden. For ner ist oei der erfindungsgemäßen Zange ein /u verbindendes Rohrstüc¹' eingespannt, wenn die Kolben stange am weitesten eingerückt ist. Hierdurch ergeben sich im eingespannten Zustand stabile Verhältnisse, so daß die erfindungsgemaße Zange zuverlässig arbeitet. Auch steht jede der Spanneinrichtungen in diesem eingerückten Zustand der Arbeitszylinder insgesamt gesehen im wesentlichen im Gleichgewicht, so daß die über die Spannbacken auf das eingespannte Rohrstück ausgeübten Spannkräfte um den Umfang des Rohres gleichmäßig verteilt sind und durch das Eigengewicht der Spanneinrichtungen bedingte Kippmomente ausgeglichen sind. Hierdurch ergibt sich eine äußerst sichere und bessere Einspannwirkung. Insbesondere benotigt man bei der erfindungsgemäßen Zange auch keine zusätzliche Zentriereinrichtung, da die erfindungsgemaße Zange aufgrund ihrer Auslegung selbstzentrierend arbeitet. Die erfindungsgemaße kraftbetätigte Zange hat einen wesentlich vereinfachten konstruktiven Aufbau und vereint hierbei zwei Betä'igungsweisen Zum einen kann das Schließteil mit der einen Klemmbacke parallel relativ zu dem Tragkörper, der die andere Klemmbacke trägt, bewegt werden, und /um anderen kann das Schließteil so weg- und ausgeschwenkt werden, daß die obere und untere Spanneinrichtung sowie die gesamte Zange einfach und schnell beispielsweise nach Erstellen einer Rohrverbindung von dem Rohrgestänge gelöst und abgenommen werden kann.

Aus der US-PS 23 51 887 ist es bekannt, sowohl jeder Spannbacke Einzelzylinder zuzuordnen als ajch zwei parallel geschaltete Zylinder für beide Spannbacken gemeinsam vorzusehen. Allerdings werden bei der Beaufschlagung bei^e Spannbacken verschoben.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.

Bei der Ausiührüngsform der Zange nach Anspruch 2 kann die eine Endseite des Schließteils gelöst und dann in eine Öffnungsstellung verschwenkt Werden, so daß die Zange beispielsweise von einem Bohrgestänge als zu verbindende Rohrstücke ohne Schwierigkeiten abgenommen werden kann-

Um eine möglichst sichere Einspannung des zu

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haltenden Rohrstückes zu gewährleisten, gestattet die Ausführungsform nach Anspruch 3, daß die Einspanniing dieses Rohrstückes bei der Einrückbewegung der Arbeitszylinder erfolgt. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Arbeitszylinder bei den Spanneinrichiungen zwischen den Schließteilen und den Tragkörpern kann der Abstand zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Spannbacken so weit vergrößert werden, daß ein einzuspannendes fohrföfmiges Element auch mit ßarchmesserefweiterungen durch die zwischen den Spannbacken gebildete Öffnung durchgeführt werden kann, ohne daß die Zange zuvor gelöst bzw. geöffnet werden muß.

Insbesondere nach Anspruch 4 wird erreicht, daß das Schließleil bei der auf den Tragkörper zu oder von diesem weg gerichteten Bewegung mechanisch ständig in einer zu dem Tragkörper parallelen Lage gehalten ist.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 kann die kolbenslange des einen Arbeitszylinders das Sperrglied aus seiner in den Haken an der Kolbenstange eingerückten arretierten Stellung ausrücken, so daß der Schließteil frei und ungehindert verschwenkbar ist. Hierbei wird erreicht, daß durch die Betätigung des Arbeitszylinders auch die Sperre zwischen dem Tragkörper und dem Schließleil lösbar ist.

Bei der Ausführungsform der kraftbetätigten Zange nach Anspruch 6 sind doppeltwirkende Arbeitszylinder vorgesehen, so daß die Verstellung unabhängig von der Verfahrrichtung nur unter entsprechender Steuerung des Druckmittels für den Arbeitszylinder erfolgen kann.

Bei den Ausführungsformen nach den Ansprüchen 7 bis 9 sind raumsparende Auslegungen für die Kraft-Betäligungseinrichtung angegeben, die zum Anziehen oder Lösen einer Rohrverbindung über einen begrenzten Winkelbereich eine Verschwenkbewegung relativ zueinander zulassen. Wenn wie nach Anspruch 9 der Zylinder mit der Kolbenstange dieser Kraft-Betätigungseinrichtung in einem Abstand von dem Drehgelenk zur Verbindung der oberen und unteren Spanneinrichtungen miteinander angeordnet ist, übt der Arbeitszylinder beim Ein- und Ausrücken der Kolbenstange auf

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Einspannstellüng, wobei gestrichelt die aufgeschwenkte Schließklappe angedeutet ist.

Fig.3 zeigt in einer Seilenansicht die Anordnung gemäß Fig.2 mit der Zuordnung der oberen Und der Unteren Spanneinrichtung zueinander.

Fig.4 zeigt in einer Stifhansicht die Ausführungs* form gemäß Fig. 2 mit der Zuordnung des Dreli-Kolberitriebes zu der oberen und der Unteren Spa'hneinrich-

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Fig.5 zeigt in einer Drunlersicht die Zange, wobei

sich die obere und die untere Spanneinrichtung in ihrer Stellung zum Ausüben eines Drehmoments befinden.

Fig. 6 zeigt in einer Teildarstellung im größeren Maßstab im Schnitt das Drehgelenk zwischen der oberen und der unteren Spanneinrichtung.

In Fig. I ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der kraftbetätigten Gestängezange gemäß der Erfindung dargestellt. Die Gestängezange 10 ist einem Bohrturmfiur 12, einem Drehtisch 14 und einem Sockel 16 zugeordnet, der einen sich seitwärts erstreckenden Träger 18 für die Zange aufweist, so daß die Zange in der üblichen Weise an dem Sockel vertikalverstellbar ist. Dies ist üblich und bekannt und stellt keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar. Das gleiche gilt für den Drehtisch und dessen Zuordnung zu dem Bohrlurmfiur. Die Zange ist ferner einer Dreheinrichtung 20 zugeordnet, die oberhalb der Zange angeordnet ist und die übliche Funktion hat. Auch die Einzelheiten dieser Dreheinrichtung stellen keinen Teil der Erfindung dar. Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand an Hand einer Ausführungsform beschrieben, in der hydraulisch betätigte Kolbentriebe und ein hydraulisches System für diese verwendet werden. Der Fachmann kann jedoch ohne weiteres erkennen, daß in dem Erfindungsgegenstand anstelle jedes hydraulischen Kolbentriebes auch ein pneumatischer Kolbentrieb verwendet werden kann, der an ein übliches pneumatisches System angeschlossen ist.

Die hydraulisch betätigte Gestängezange 10 besitzt eine obere Spanneinrichtung 22 und eine untere Spanneinrichtung 24. Diese beiden Spanneinrichtungen

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aus, wodurch die Spanneinrichtung relativ zueinander verschwenkt werden.

Wenn speziell wie in Anspruch 10 angegeben der Tragkörper und das Schließteil der jeweiligen Spanneinrichtung plattenförmig ausgebildet sind, kann eine Parallelführung dieser Bauteile relativ zueinander einfach mittels Führungen erreicht werden.

Da den Hauptbewegungen der kraflbetätigten Zange nach der Erfindung als Betätigungseinrichtungen jeweils Arbeitszylinder zugeordnet sind, wird, wie nach Anspruch 11 oder 12 angegeben, eine gemeinsame Ansteuerung dieser Arbeitszylinder entweder über eine Druckflüssigkeit oder ein gasförmiges Druckmittel ermöglicht. Hierdurch werden die Handhabung und die Bedienung der erfindungsgemäßen kraftbetätigten Zange wesentlich vereinfacht, und die Steuerung kann über eine Fernbedienung vorgenommen werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, in der gleiche oder ähnliche Teile mit den selben Bezugszeichen versehen sind. Darin zeigt

F i g. 1 schematisch in Ansicht eine kraftbetätigte GeStHn⁰SZHn^e ^emHß der Erfindun^cT sowie ihre Zuordnung zu einer Dreheinrichtung, einem Sockel, einem Drehtisch und einem Bohrturmdeck.

F i g. 2 zeigt in einer Draufsicht die Zange in ihrer 45

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atitu nil wcsctuiiciicii gtcicii auagccmuct. j

weist einen horizontal angeordneten Tragkörper 26 auf. der in einem Rand mit einer allgemein U-förmigen Vertiefung 28 ausgebildet ist, welche einen Zugverbin der oder Schwerstangenverbinder 30 aufnehmen kann. Auf dem Tragkörper 26 ist in einer Vertiefung 32, die an den mittleren Teil der Vertiefung 28 anschließt, eine Spannbacke 34 montiert, die Klemmstücke 36 trägt und mit Hilfe eines abnehmbaren Zapfens 38 abnehmbar festgelegt ist. Die Spannbacke 34 besitzt eine abgewinkelte Räche, auf der die Klemmstücke 36 montiert sind, so daß diese am Umfang der Rohrverbindung 30 angeordnet sind und die im Abstand voneinander und im Winkel zueinander angeordneten Klemmstücke 36 an im Abstand voneinander angeordneten Stellen des Bohrgestänges oder des Zugverbinders angreifen können.

Jede Spanneinrichtung besitzt ferner eine horizontal angeordnete Schließklappe 40, die dem Tragkörper 26 gegenüberliegt und allgemein mit ihm fluchtet. Die Schließklappe 40 hat in jenem Rand, der dem mit der Vertiefung 28 ausgebildeten Rand des Tragkörpers 26 gegenüberliegt, eine flache Vertiefung 42. Auf der Schließklappe 40 ist in der Vertiefung 42 eine Spannbacke 44 montiert, die im wesentlichen ebenso ausgebildet ist wie die Spannbacke 34 und ihr gegenüberliegt und gemäß F i g. 2 an der Rohrverbin-

durig30 angreifen kann.

Zur Freigabe der Rohrverbindung 30 und zurii Vergrößern der von den Vertiefungen 28 und 42 gebildeten Öffnung kann die Schließklappe 40 von dem Tragköfper 26 wegbewegt werden. Zu diesem Zweck ist der Tragkörper an entgegengesetzten Seiterirändem desselben niit zwei zueinander parallelen Führungen 46 und 48 versehen. In der Führung 46 ist ein Forlsatz 50 eitles Gelenk-Gleitstückes 52 verschiebbar gelagert und geführt, Das Gleitstück 52 hat einen gabelförmigen iö Endteil 54, in den ein abgerundeter Eckteil 56 der Schließklappe 40 eingreift. Ein Gelenkzapfen 58 durchsetzt den gabelförmigen Endteil des Gleitstückes und den abgerundeten, dünneren Eckteil der Schließklappe 40, so daß diese mit dem Gleitstück 52 schwenkbar verbunden ist. Am anderen Ende des Gleitstückes 52 ist eine mit dem Fortsatz 50 starr verbundene Kolbenstange 60 vorgesehen, die in den Zylinder eines doppeltwirkenden hydraulischen Kolbentriebes 62 eintritt. Dieser Zylinder ist an dem Tragkörper 26 mit einem Zapfen 66 verankert, der einen gabelförmigen Fndteil 68 des Zylinders und den Eckteil 64 des Tragkörpers 26 durchsetzt. Durch das Ausfahren und Einziehen des Kolbeniriebes 62 kann man daher das Gleitstück 52, den Zapfen 58 und den entsprechenden Endteil der Schließklappe 40 zu dem Tragkörper 26 hin und von ihm weg bewegen.

Die andere Führung 48 nimmt ein Sperr-Gleitstück 70 auf. das am einen Ende einen auswärtsgekehrten Haken 72 besitzt und von dessen anderem Ende sich eine Kolbenstange 74 in den Zylinder eines doppeltwirkenden hydraulischen Kolbentriebes 76 erstreckt, der an einem Eckfortsatz 78 des Tragkörper 26 durch einen Zapfen 80 verankert ist. der einen gabelförmigen Endteil 82 des Zylinders des Kolbentriebes 76 durchsetzt. Diese Ausbildung entspricht im wesentlichen der an dem entgegengesetzten Rand des Tragkörpers 26 vorgesehenen. An einem abgerundeten Eckfortsatz 84 der Schließklappe 40 ist ein gabelförmiges Sperrglied 86 schwenkbar gelagert, welches den Fortsatz 84 umgreift und durch einen Schwenkzapfen 88 5cnvvct'ti\.ual ilitt lici Siuticijkidppe 40 vcfbuftucf) lsi. Au dem dem Schwenkzapfen 88 entgegengesetzten Ende ist das Sperrglied 86 mit einem Fortsatz 90 versehen, der einer Vertiefung 92 zugeordnet ist. die von den das Sperrglied 86 bildenden Platten begrenzt ist. Der an dem Gleitstück 70 montierte Haken 72 und der Fortsatz 90 des Sperrgliedes 86 greifen daher normalerweise ineinander, so daß die Schließklappe 40 in der Schließstellung gehalten wird. Durch gleichzeitige Betätigung der Kolbentriebe 62 und 76 kann die Schließklappe 40 von dem Tragkörper 26 weg oder zu ihm hin bewegt werden. Wenn die Schließklappe 40 von dem Tragkörper 26 wegbewegt ist, können die Rohrverbindung 30 und eine darauf befindliche Rohrschutzmuffe durch die jetzt erweiterte Öffnung hindurch bewegt werden, die von den Vertiefungen 28 und 42 und den einander gegenüberliegenden Rändern der Schließklappe 40 und des Tragkörpers 26 begrenzt ist. Es hat sich gezeigt, daß nach einer von dem Tragkörper 26 wegführenden Bewegung der Schließklappe 40 in einem Ausmaß von etwa 10 cm die Rohrverbindungen oder Schwerstangen oder auf dem Bohrgestänge vorgesehene Rohrschutzmuffen durch die Zange 10 hindurch bewegt werden können, ohne daß das Sperrglied 86 gelöst oder die Zange 10 von dem Bohrgestänge beim Zusammensetzen oder Auseinandernehmen desselben weggenommen werden muß. Zum Abnehmen der Zange von dem Bohrgestänge kann das Sperrglied 86 auswärtsgeschwcnkt werden, indem man den Lappen 94 auswärtszieht, so daß der Fortsatz 90 aus dem Haken 72 ausgerückt wird, Danach kann die Schließklappe 40 um den Zapfen 58 von dem Tragkörper 26 weggeschwenkt Werden, wie dies in F i g. 2 gestrichelt angedeutet ist.

Die vorstehende Beschreibung der oberen Spannein· richtung 22 gilt auch für die untere Spanneinrichtung 24, die zum Einspannen Und Freigeben des unteren Teils 31 einer Rohrverbindung dient. Die obere Spanneinrichtung dient zum Einspannen und Freigeben des oberen Teils 30 der Rohrverbindung. Zum Verschwenken der oberen Spanneinrichtung 22 relativ zu der unteren Spanneinrichtung 24 und zum Bewegen der Zange 10 in eine in Fig. 5 gezeigte Stellung zum Ausüben eines Drehmoments ist im Bereich des von den Backen 34 entgegengesetzten Endes der Tragkörper 26 ein doppeltwirkender hydraulischer .Ureh-Kolbenlneb yb vorgesehen, der die obere und die untere Spanneinrichtung 22 und 24 miteinander verbindet. Wenn man den Dreh-Kolbentrieb 96 in zeitlicher Abstimmung mit dem Ausfahren und Einziehen der Kolbentriebe 62 und 76 ausfährt und einzieht, können der obere und der untere Teil 30 und 31 der Rohrverbindung beim Aufbau und Abbau des Bohrgestänges gegeneinander verdreht werden.

Der Kolbentrieb % ist an dem Tragkörper 26 der Unteren Spanneinrichtung 24 mit Hilfe eines aufwärtsgerichteten Tragstückes 98 befestigt, das an seinem oberen Ende eine horizontale Platte 100 und an seinem Unteren Ende einen Flansch 102 besitzt, der gemäß Fig.2 bis 4 an dem unteren Tragkörper 24 angeschraubt ist. An der Platte 100 und einem entsprechenden Teil des Tragkörpers 26 der unteren Spanneinrichtung 24 ist das innere Ende des Kolbentriebes 96 mittels einer Lagerung 104 abgestützt, die mit dem Zylinder des Kolbentriebes starr verbundene und von ihm vorstehende Zapfen aufweist, die in Lager eingreifen, die in der Platte 100 und dem unteren Tragkörper 24 vorgesehen sind. Dies ist in Fig. 4 gezeigt. In Fig. 4 ist ferner

gC£t.lgl, UaU UCt UlItClU I I agIVUI [/^l **U ■■■■ WVl \.l*-ll »J»-.> Kolbentriebes 96 eine Vertiefung 106 besitzt, die einen Teil des Kolbentriebes 96 aufnimmt, so daß die obere und die untere Spanneinrichtung 22 und 24 möglichst nahe beieinander angeordnet werden können.

Der Kolbentrieb 96 besitzt eine vorstehende Kolbenstange 108, die an ihrem Ende mit einem Kupplungsstück 110 versehen ist. das einen abwärtsgerichteten Zapfen 112 aufnimmt, der den vorspringenden Eckteil 64 C⁴CS oberen Tragkörpers 26 durchsetzt. Dies ist in Fig. 4 gezeigt. Der den Zapfen 112 aufnehmende Teil des oberen Tragkörpers 26 ist mit einer abwärtsgerichteten, starren Hülse 114 versehen, die an dem Tragkörper 26 angeschweißt ist und den Zapfen 112 aufnimmt. Dies ist ebenfalls in Fi g. 4 gezeigt. In dieser Anordnung bewirkt ein Ausfahren oder Einziehen des Kolbentriebes 96, daß sich die obere und die untere Spanneinrichtung 22 und 24 zu der in F i g. 5 gezeigten Stellung, in der sie ein Drehmoment ausüben können, hin bzw. von dieser Stellung weg bewegen. Die obere Spanneinrichtung 22 kann daher entweder mit der unteren Spanneinrichtung 24 fluchten oder in der in F i g. 5 gezeigten Stellung zum Ausüben eines Drehmoments im Winkel zu der unteren Spanneinrichtung angeordnet sein. In beiden Stellungen können die Spanneinrichtungen 22 und 24 gegeneinander verdreht werden und einen Teil einer Rohrverbindung relativ zu

dem anderen verdrehen. Alle Zapfcnlagcrtingcn können mit geeigneten Halteplatten und Schmiereinrichtungen versehen und hinsichtlich der Einzelheiten beliebig ausgebildet sein, Die Zapfen 38 zum Halten der Spannbacken 34 und 44 können leicht abnehmbar sein, damit die Spannbacken zum Austausch derselben leicht herausgenommen und wiedereingesetzt werden können.

Die obere und die untere Spanneinrichtung 22 und 24 sind miteinander durch ein Drehgelenk 116 verbunden, das in Fig.6 genauger gezeigt ist und einen Innenring 118 aufweist, dessen Innenwandung 120 die Innenwandung des Drehgelenks 116 bildet und im Abstand auswärts von der Spannbacke 34 angeordnet ist, so daß sie die Bewegung der Rohrverbindungen durch die Zange hindurch nicht stört. Der Innenring 118 ist an dem oberen Tragkörper 26 mit geeigneten Kopfschrauben, Mutterschrauben oder dergleichen befestigt, die in Aijsnphrminapn 191 SM7CP. Und !St außen mit einer Schulter 122 ausgebildet, die von einem ringförmigen Vorsprung 124 am unteren Teil des Innenringes 118 gebildet wird. Ein Außenring 126 des Drehgelenks 116 ist an dem unteren Tragkörper 26 mit geeigneten Kopfschrauben, Mutterschrauben oder dergleichen verbunden, die in Ausnehmungen 127 sitzen, und besitzt eine einwärtsgekehrte, im Querschnitt U-förmige Nut oder Vertiefung 128, welche den Vorsprung 124 des innenringes 118 in der Vertikalen satt passend aufnimmt, so daß die obere und die untere Spanneinrichtung 22 und 24 relativ zueinander drehbar gelagert sind und um den mittleren Bereich der Teile 30 und 31 der !Rohrverbindung verschwenkbar sind.

Die hydraulisch betätigte Zange 10 kann fernbedient werden, wobei der gewünschte hydraulische Druck von einer geeigneten Druckquelle abgegeben wird. Es ist ein Bedienungspult vorgesehen, das Ventile für die Steuerung der verschiedenen Kolbentriebe aufweist. Die Zange und die Dreheinrichtung können mit Hilfe eines geeigneten Mechanismus, beispielsweise eines hydraulischen Kolbentriebes oder dergleichen, vertikal in eine Stellung gehoben werden, in der die untere Spanneinrichtung 24 im Bereich de; unteren Bohrgestängerohrs oder des unteren Teils 31 des Zugverbinders angeordnet ist. Wenn die richtige Stellung erreicht ist, werden durch eine Betätigung eines Ventils die beiden unteren Kolbentriebe 62 und 76 eingezogen, so daß die untere Schließklappe 40 zu dem unteren Tragkörper 26 hin einwärtsgeschwenkt und dadurch der untere Teil 31 der Rohrverbindung eingespannt wird, je nachdem, ob das Bohrgestänge auf- oder abgebaut werden soll, wird dann der Dreh-Kolbentrieb 96 ausgefahren oder eingezogen. Beim Ausfahren oder Einziehen des Dreh-Kolbentriebes sind die Kolbentriebe 62 und 76 der oberen Spanneinrichtung 22 ausgefahren, so daß sich die obere Schließklappe 40 im Abstand von dem oberen Tragkörper 26 befindet und die obere Spanneinrichtung 22 relativ zu dem oberen Teil 30 der Rohrverbindung drehbar ist. Bei nicht an dem Gestänge angreifender oberer Spanneinrichtung 22 wird jetzt der Dreh-Kolbentrieb 96 in eine Ausgangsstellung ausgefahren oder eingezogen, je nachdem, ob das Bohrgestänge auf- oder abgebaut werden kann. Dann kann man durch Einziehen der beiden oberen Kolbentriebe 62 und 76 die obere Spanneinrichtung 22 zum Angriff an dem oberen Teil 30 der Rohrverbindung bewegen. Jetzt sind sowohl der obere Teil 30 als auch der untere Teil 31 der Rohrverbindung in je einer Spanneinrichtung fest eingespannt. Danach wird der Kolbentrieb 96 derart betätigt, daß die obere und die untere Spanneinrichtung 22 und 24 gegeneinander verschwenkt und dadurch die Teile 30 und 31 der Rohrverbindung im Uhrzeigersinn öder im Gegensinn des Uhrzeigers gegeneinander verdreht werden, je nachdem, ob das Bohrgestänge auföder abgebaut werden soll. Beim Aufbau des Bohrgestänges wird zum Drehen des oberen Teils 30 der Rohrverbindung zunächst die Dreheinrichtung verwendet, die das Gestänge ziemlich schnell, aber mit einem

IU relativ kleinen Drehmoment dreht, während die Zange 10 beim Aufbau des Bohrgestänges nur zum Festziehen der Rohrverbindungen dient. Beim Abbau des Bohrgestänges dient die Zange 10 dagegen zum Lockern der der Rohrverbindung, worauf die Dreheinrichtung mit relativ hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment den oberen Teil 30 der Rohrverbindung von deren unterem Teil 31 abschraubt.

Zum Unterschied von bekannten Einrichtungen mit einem einzigen, zentral angeordneten, hydraulischen kolbentrieb, der zum Verändern der Relativstellung der Spannbacken dient und in seiner am weitesten ausgefahrenen Stellung das Einspannen der Rohrverbindungen bewirkt, sind erfindungsgemäß ein Kolbentrieb an dem Gelenk-Gleitstück und ein weiterer Kolbentrieb an dem Sperr-Gleitstück vorgesehen und wird die Betätigung der beiden Kolbentriebe zeitlich so gesteuert, daß sie hydraulisch und mechanisch derart miteinander zusammenarbeiten, daß das Bohrgestänge eingespannt wird, wenn die Kolbentriebe am weitesten eingezogen sind. Diese beiden im Abstand voneinander angeordneten Kolbentriebe gewährleisten beim Einspannen des Gestänges eine bessere Steuerung und Abstützung, als dies bei einem zentral angeordneten, einzigen Kolbentrieb möglich ist. Dies ist nicht nur auf die Verwendung von zwei im Abstand voneinander angeordneten Kolbentrieben anstelle eines einzigen, zentral angeordneten Kolbentriebes zurückzuführen, sondern auch darauf, daß die Kolbentriebe in der Einspannstellung eingezogen sind. Da die bewegliche Spannbacke an der Schließklappe vorgesehen ist, kann diese über eine gewünschte Entfernung, beispielsweise etwa 4 cm, von dem Tragkörper weggeschoben werden, so dab genügend Platz lur den Durchtritt der Zugverbinder und Rohrschutzmuffen durch die an dem Bohrgestänge verbleibende Zange vorhanden ist. Infolge der Verwendung von zwei Kolbentrieben, die auf entgegengesetzten Seiten der Bahn der Relativbewegung der Spannbacken angeordnet und bei eingespanntem Bohrgestänge so weit wie möglich eingezogen sind, kann die Zange daher so ausgebildet werden, daß bei ausgefahrenen Kolbentrieben (in der Freigabestellung) die Schließklappe einen Durchtritt der Rohrverbindungen und Rohrschutzmuffen durch die an dem Gestänge verbleibende Zange gestattet Daher kann das Bohrgestänge zweckmäßiger mit einem geringeren Zeit- und Arbeitsaufwand und mit einer geringeren Beschädigung der eingespannten Teile der Rohrverbindungen auf- und abgebaut werden. Infolge der Anordnung der Sperreinrichtung und des Gelenks an der Schließklappe kann die Zange erforderlichenfalls von dem Bohrgestänge abgenommen werden.

Wie vorstehend angegeben wurde, dienen die Dreheinrichtung zum Ein- oder Ausschrauben des Rohrzuges und die Zange zum Ausüben des zum Festziehen oder Lockern der Rohrverbindung erforderfichen Drehmoments. Der Sockel und der Drehtisch bestimmen die seitliche und Höhenlage der Zange und der Dreheinrichtung. Dabei stellt die Ausbildung der

Dreheinrichtung, des Sockels und des Bedienungspults keinen Teil der Erfindung dar. Zur Bedienung der Zange werden handelsübliche Elemente verwendet, die so angeordnet sind, daß die gewünschte Wirkungsweise der Zange erzielt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftbetätigte Zange zum Anziehen oder Lösen einer Rohrverbindung mit einer oberen und unteren Spanneinrichtung, die jeweils wenigstens zwei einander gegenüberliegende, bewegliche Spannbakken an einem Tragkörper aufweisen, die mittels mindestens eines Arbeitszylinders zum Einspannen und Freigeben eines zu verbindenden Rohrstückes relativ zueinander verschiebbar sind, und mit einer Kraft-Betätigungseinrichtung durch die die beiden Spanneinrichtungen zum Anziehen oder Lösen der Rohrverbindung über einen begrenzten Winkelbereich relativ zueinander verschwenkbar sind, d a durch gekennzeichnet, daß die eine Spannbacke (34) jeder Spanneinrichtung (22; 24) am Tragkörper (26) und die gegenüberliegende Spannbacke (44) in einem vom Tragkörper (26) sparat ausgebildeten, beweglichen Schließteil (40) angeordnet sind, da? beide Seiten des Schließteiles (40) und der Tragkörper über eine Schließeinrichtung derart miteinander verbunden sind, daß die beiden Seiten des Schließteiles (40) parallel und unter Einhaltung eines gleichen Abstandes zum Tragkörper (26) gleichzeitig auf diesen zu oder von diesem weg bewegbar sind, und daß das Schließteil (40) um einen in oinem Ecktei! (56) des Schlielüeils (40) gelagerten Zapfen (58) relativ zum Tragkörper (26) schwenkbar ist.

2. Kraftbetätigte Zange nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß die Schließeinrichtung ein Gelenk-Gleitstück (52). das an einer Seite des Schließteils .(40) schwi.nkbar angebracht ist. ein Sperr-Gleitslück (70). das an der anderen Seite des Schließteils (40) lösbar angebra in ist. einen dem jeweiligen Gleitstück zugeordneten Arbeitszylinder (62; 76). der einerseits mit dem jeweiligen Gleitstück (52, 70) und andererseits mit dem gegenüberliegenden Seitenteilen des Tragkörpers (26) verbunden ist. ein Sperrglied (86). das an dem Schließteil (40) schwenkbar gelagert ist und einen mit dem Sperrglied (86) zusammenarbeitenden Haken (7ί!) umfaßt, der an dem Sperr-Gleitstück (70) angebracht ist.

3. Kraftbetätigte Zange nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (62; 76) derart angeordnet sind, daß die zu verbindenden Rohrstücke (30; 31) bei der Einrückbewegung der Arbeitszylinder (62; 76) zwischen den Spannbacken (34; 44) des Tragkörpers (26) und des Schließteils (40) einspannbar sind.

4. Kraftbetätigle Zange nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (62; 76) der Schließeinrichtung jeweils mit dem Tragkörper (26) verbunden sind und eine Kolbenstange (60; 74) aufweisen, die in eine mit dem Tragkörper (26) starr verbundene Führung (46, 4il) eingreift

5. Kraftbetätigte Zange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem an dem .Schließteil (40) schwenkbar gelagerten Sperrglied (86) zusammenarbeitende Haken (72) an der Kolbenstange (74) des Arbeitszylinders (76) angebracht ist,

6. Kraftbetätigte Zange nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (62j 76) der SchÜeßeinrichlung doppeltwirkend sind.

7. Kraftbetätigte Zange nach einem der Vorherge-

henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Spanneinrichtung (22; 24) um ein Drehgelenk (116) schwenkbar miteinander verbunden sind.

8. Kraftbetätigte Zange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehgelenk (116) einen Innenring (118), der an dem Tragkörper (26) der oberen Spanneinrichtung (22) befestigt ist und nach unten weist, einen Außenring (126), der al dem Tragkörper (26) der unteren Spanneinrichtung (24) befestigt ist und nach oben weist, und derart miteinander zusammenarbeitende Elemente (124; 128) umfaßt, daß die Spanneinrichtungen (22; 24) relativ zueinander ve.-schwenkbar, jedoch in senkrechter Richtung zueinander unbeweglich sind.

9. Kraftbetätigte Zange nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft-Betätigungseinrichtung zum gegenseitigen Verschwenken der Spanneinrichtungen (22; 24) ein Arbeitszylinder (96) mit einer Kolbenstange (108) ist, die schwenkbar mit den Spanneinrichtungen (22; 24) in einem Abstand zum Drehgelenk (116) verbunden sind.

10. Kraftbetätigte Zange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tragkörper (26) und jedes Schließteil (40) plattenförmig ausgelegt sind und in den einander gegenüberliegenden Seiten Vertiefungen (32, 42) haben, in denen die Spannbacken (34,44) aufgenommen sind.

11. Kraftbetätigle Zange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft-Betätigungseinrichtung und die Schließeinrichtung hydraulisch betätigbar sind.

12. Kraftbetätigte Zange nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft-Betätigungseinrichtung und die Schließeinrichtung pneumatisch betätigbar sind.