DE2810962A1 - Computergesteuerte erdoelbohrausruestung mit einer steuerung des ziehwerkmotors und der ziehwerkbremse - Google Patents

Description

COMPUTERGESTEUERTE ERDÖLBOHRAUSRÜSTUNG MIT EINER STEUERUNG DES ZIEHWERKMOTORS UND DER ZIEHWERKBREMSE

MaschinenausrUstungen zur Erschließung von Erdöllagerstätten sind bekannt. Beispielsweise gelangen Ziehwerke an Bohrtürmen zu« Einsatz, tut Rohrabsohnitte und Bohrgestänge in das Bohrloch einzufahren oder aus diese« herauszuheben. Kluppen werden zur Herstellung und Löeuog der Verbindungen zwischen Rohrabsehnitten und a« Bohrgestänge verwendet ι vgl. US-PS 3 881 375« Vorschuleinrichtungen zur Bewegung von Rohrabsohnitten von einer Lagerstelle auf einer Stellfläche (^Nset back") zu einer Einsatzstelle la Bohrtura sind in den US-PS 3 501 017 und 3 561 811 beispielsweise beschrieben.

Grundsätzlich erfordert die Vielfalt der Arbeitsabläufe dieser Bausysteae die überwachung durch ein zahlreiches Bohrturapersonal. Die Arbeiten werden dennoch oft ineffizient durchgeführt, wodurch die Gesaatkosten der Bohrung ansteigen« Wenn dennoch diese Arbeiten von Zeit zu Zeit wirtschaftlich ablaufen, so 1st es dennoch schwierig, Spitzenbetriebszustände wirtschaftlich durchzuführen, so dafi also der Betrieb der verschiedenen Systeae derart aufeinander abgestiaat abläuft, das das Herstellen und LOsen eines Bohrgestänges alt elnea Minlau« an Zeitaufwand unter Berücksichtigung der Sicherheit des Personals und der Bohrung erfolgt.

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Es ist deshalb von Vorteil, jedes dieser Bausysteme mit einem elektronischen Steuersystem zu versehen und einen programmierten Vielzweck-Digitalcomputer einzusetzen, um den Betrieb der Bausysteae im Hinblick auf eine wirtschaftliche Steuerung der Arbeit des Bohrturms zu Überwachen und aufeisender abzustimmen. Es wird dabei davon ausgegangen, d®0 di® Eliainlenang d®r Handsteuerung den Wirkungsgrad anhebt und die Kosten der Bohrarbeiten senkt.

Bisher wird beispielsweise der Travellerbleek durch manuelle Steuerung des elektrischen Antriebs d@® Bohrturms angehoben. Das Absenken des Travellerbloeks wird, malerweise Über eine Trommelbremse gesteuerte Di© wegung des belasteten Travellerblocks (gilt erfolgt über die manuelle Steuerung der ter Benutzung einer Hilfsbremse, dl® alt des Gestänges während des Absenkers aufnimmt« rung dieser Funktionen kann während schlechten anderer ungünstiger IJraweltbedlngung©si len. Er- wird davon ausgegangen, d&3 es vorteilhaft left elektronisches Steuersystem s^saaasea mit Digital computer zur Steuerung des Asih®b®ns «ad insbescidere zur Steuerung der des Tre vellerblocks und des Hebers

Die am Travellerblock und am Heber angreifende Last sondere der Lastanstieg am Tr©v®llerbl©ek währomd ö@s hens in Verbindung mit der Bohrlochreibung miu ®b«mso die am Blook wirksam werdende Lastverringening beim Einführen, gegebenenfalls begleitet von gewissen Bohrlochbeschidigungen, führen zu Schwierigkeiten bei der manuellen Bohrturmeteuerung· Es wird deshalb davon ausgegangen, daß es vorteilhaft 1st» ®ia® elektronische Last- oder Belaetungss^neoraiiordnung vorsEueaheßp um Eingangssignale an eine elektronische Ziehwerksteuerung anzulegen und die Geschwindigkeit und Position dee Travellerblocks In Abhängigkeit hiervon einzustellen und üb potentiell gefährlich· Lastzustände am Blook zu erfassen»

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Bei den Kluppen handelt es eich bekanntlich üb eine hydraulisch betriebene Anordnung» mit der Verbindungen an Bohrstrang hergestellt und gelöst werden. Es wird davon ausgegangen, daB es vorteilhaft ist, ein elektronisches Netzwerk zur Steuerung des Betriebe der Kluppen einzusetzen und dieses Netzwerk mit eines programmierten Vielzweck-Digitalcomputer zu verbinden und so die Kluppen wiederholt und wirtschaftlich arbeiten zu lassen. Da verschiedene der beschriebenen Baueinheiten oder Anordnungen hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden, müssen naturgemäß elektro-hydraulisohe oder elektro-pneumatische Schnittstellen vorhanden sein. Auch ist es von Vorteil, einen Sensor zar Lokalisierung der rUckgesetzten und angetriebenen Kluppen in vertikaler Symmetrie bezüglich einer durch die Gestängeverbindung verlaufenden horizontalen Ebene zu lokalisieren·

Die Erfindung umfaßt somit einen insbesondere ölbohrturm mit einer Vorschubeinrichtung zum Transport eines Rohrabsohnittes zwischen einer Lagerstelle und der Vertikalachse des Turms, Kluppen zur Herstellung oder Lösung von Verbindungen des Rohrabschnitts und einen Bohrstrang sowie ein Ziehwerk, einschließlich eines Motors und einer Bremse zum Heben oder Senken einer vorbestimmten Länge des Bohrstrangs, nachdem die Verbindung mittels der Kluppen hergestellt oder gelöst ist. Ein programmierbarer Vielzweck-Digitalcomputer ist mit der Vorschubeinrichtung, den Kluppen und dem Ziehwerk zur aufeinanderfolgenden Initiierung des Arbeitsablaufs derselben verbunden. Steuersysteme mit geschlossenen Schleifen erzeugen Steuersignale für den Ziehwerkmotor und die Ziehwerkbremse· Eine Auflistung des Computerprogramms und die zugehörigen Fließsohemen sind der Anmeldung beigefügt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten AusfUhrungsbeispiels, den Patentansprüchen sowie anhand der schematisohen Zeichnung. Hierbei zeigern

Fig. 1 ein vereinfachtes Blookdiagramm zur Darstellung des Zusammenwirkens der Bauteile des Bohrturms

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und der Steuersysteme mit einem Digitalcomputer gemäd der Erfindung)

Fig. 2 eine Darstellung der Bauelement· eines ölbohrturme bzw. einer Bohrausrüstung mit den verschiedenen daran angeordneten Bauaystemen;

Fig. 3 ein verschiedene Einzelheiten zeigendes Blackdia» gramm des Steuersystems des Zisthwerks gssIS Erfindung;

Fig.	8A
und	8B
Fig.	9A
und	9B

Fig. 4 ein vereinfachtes Signaldiagraam

der Arbeitsprinzipien der Substeuersystem« Motors und der Bremse eines Ziehw@rkst®u®rsy»fc@aß gtaäß der Erfindung;

Flg. 5 ein genaueres Slgnaldiagrama auf ά»τ Basis und 6 der Flg. 4, insbesondere bezogen aiäf eis steuerungssubsystem und ein

system gemäß der

Flg. 7 eine scheraatisohe Darstellung des d@r

tigung des Ziehwerks zugeordneten elektronisch/ pneumatischen Schnittstelle;

detailliertere schematische Diagramme des Bremsensteuerungssubsystems gemäS Fig. 3;

detailliertere schematisohe Diagramme des Motorsteuerungssubsystems genau Fig. 3;

Flg. 10 ein detailliertes sohematisohes Diagrasa der Geschwindigkeit svergleichsstufe geaKS FIg₁₂ 31

Fig. 11 ein detailliertes scheaatisohes ▼ellerbl®ckpO8itiOEs wandlers nach

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Fig. 12A detailliert· achematische Diagramme des Heberlaat- und 12B Steuerungssubsystems gemäß Fig· 3I

Fig· 13 ein detailliertes schematiches Diagram des zugeordneten Sicherheitenetzwerks und der Ubersteue» rungsanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 14 eine schematische Darstellung entsprechend Fig. 2 konventioneller Kluppenteile in Verbindung mit gemäß der Erfindung zugeordneten Elementen}

Flg. 14A ein detailliertes schematiaches Diagramm einer elektro/hydraulischen Schnittstelle gemäß der Erfindung, die an einer Kluppe nach Fig. 14 angeordnet ist;

Fig. 15 ein Blockdiagramm entsprechend Fig. 5 zur Darstellung der Verbindung eines programmierbaren, allgemeinen oder Vielzweck-Digitalcomputers und der erfindungsgemäßen Kluppensteuerungeanordnung;

Fig. 16 ein detailliertes schematisches Diagramm eines

erfindungsgemäßen, automatischen Kluppensteuerungssystems;

Fig. 17A Zeit- oder Zeltablaufdiagram· des automatischen und 17B Kluppensteuerungssystems nach Flg. 16 beim Herstellen und L0sen von Verbindungen;

Fig. 18A jeweils detaillierte Drauf- und Seitenansichten eines und 1ΘΒ Verbindungssensors einer Kluppe gemXB der Erfindung und

Flg. 19 ein definierendes Diagramm zweier in der Regel benutzter Bohrrohre zur Darstellung deren Ausbildung im Hinbliok auf ein erleichtertes Verständnis des in den Fig. 18A und 18B gezeigten Verbindungssensors.

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Zunftohst sei festgehalten, daß in der folgenden Beschreibung gleiche Bezugszeichen und Bezugsziffern gleiche Bauelemente in allen Figuren der Zeichnung bezeichnen.

Fig. 1 zeigt ein verallgemeinertes Blockdiagramm einer @©sput®rgesteuerten Erdölbohrauerüstung oder eines Bohrturms g@müß der Erfindung. Der Bohrturm weist im wesentlichen drei Baueinheiten oder -systeme auf, deren Jede beim Bohrvorgang ein® bestirnt® Serie von Funktionen ausführt) außerdem weist er ein Steuersystem auf, das Jeder Baueinheit zur Steuerung der von geführten physikalischen Wirkungen zugeordnet ist.

Der Bohrturm 20 (Fig. 2) weist ein Ziehwark 22 auf, Ziehwerksteuersystem 21 zugeordnet ist«, Daa Ziehwerk fiührfc

der Regel Heb- und Senkfunktionen bei der Bohrung loche aus. Von dem Ziehwerksteuer syst es 21 ausgehend© Befehls= signale sind Singangesignale am Ziehverk 22„ wi® dies

Linie 23 gezeigt ist. Diese

endigen die physikalische Wirkung

Die Linie 24 zeigt, daß

physikalische Parameter wiedergeben,

Bauelemente des Ziehwerks 22

21 eingegeben werden.

Der Bohrturm weist ebenfalls ein

oder Kluppen 28 sowie ein Kluppenet©u@rsyst®m 29 pen verbinden oder lösen einzelne Rohrabaehnitte sait ©des= einem Bohrstrang. Die physikalisot&en Wirkungen von Bauteilen

Kluppen 28 initiierende oder «beendend® Sts^ersiga&l® g®h©s als Eingangssignale yom Kluppensteuersystesi 29 an die Klappen 18 ₉

siehe Linie 30. RUckkoeplungssipiale» die physikalischen Parameter wiedergeben, welche &®n der Kluppe oder Kluppen 28 zugeordnet sind, gehen als Eingangs« signale an das Kluppensteuerayetea 29₉ siehe Linie 31«

Weiterhin ist ein Vorschub oder eine Y@?e©hub®4mrichtu@g 34 vor« gesehen, die in der Regel einzelne R@hr&be®Mitt<§ ve» eimer L&» gerstelle zu einem Bereich lange der vertikalen Achse &@® Bohr»

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turms zum Einbau oder von diesem Bereich längs der vertikalen Achse des Bohrturas zur Lagerstelle beim Ausbau transportiert« Die Lagerstelle wird in der Fachsprache als "Set Back" (Stellfläche) bezeichnet. Ein Yorsehubsteuersystem 35 erzeugt an seinem Ausgang Steuersignale ϊ'άτ d®n Vorschub 34; siehe Linie 36. Vom Vorschub 34 gehen Rückkopplung®signale als Eingangssignale zum Vorschubsteuersystem 35 über eine Linie 37« Die Vorschubeinrichtung 34 sowie das Steuersystem 35 sind in der DE-OS 26 04 162 beschrieben.

Ein programmierbarer Vielz weck-Digitalcomputer 40 ist mit jedem der erwähnten Steuersysteme Über eine Linie oder Leitung 41 (zum Zlehwerksteuersystea 21), eine Linie 42 (zum Kluppensteuersystem 29) und eine Linie 43 (zum Vorschubsteuersystem 35) verbunden. Jedes der Steuersysteme leitet verschiedene Rückkopplungssignale zum Computer 40 über die Linien oder Leitungen 44, 45 und 46, und zwar jeweils vom Ziehwerksteuersystem 21, Kluppensteuersystem 29 und Vorschubsteuersystem 35· Darüber hinaus werden dem Computer direkt Daten physikalischer Parameter eingegeben; siehe Leitung 47.

In Übereinstimmung mit den programmierten Instruktionen initiiert der Computer aufeinanderfolgend die Arbeiteabläufe der verschiedenen Baueinheiten, so daß die verschiedenen physikalischen Funktionen im Bohrturm durchgeführt werden. Um die Betriebezeit wirtschaftlich zu halten und um einen maximalen Wirkungsgrad zu erreichen, kann die Steuerung der Baueinheiten auf time share Basis erfolgen, wie zum Beispiel die Steuerung des Ziehwerke und des Vorschubs. Jegliches Zusammenwirken der Baueinheiten, beispielsweise zwischen Ziehwerk und Kluppen, erfolgt über den Computer 40. Eine Aufschreibung des Programme dee Digitalcomputers 40 liegt bei.

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Bauliche Ausbildung

Gemäß Fig. 2 ist
gezeigt, der die grwn<iäätsli@li®a Merkmal® und Baueinheiten oder Bauelemente tmoh FIg _β 1 aufweist. Dies® Baueinheit©^ sind mit den ihnen zugeordnetem Steuersystemen zusammengQseJaaltet _s um die von ihnen dur@hgefuh.rten physikalischen Funktionen in Lauf zu setzen %ma in feeea&igen« Der Bohrturm 20 ist vereinfacht dargestellt^ »fo©i irers©hi©d©ia© Lag@r oder Lagerungen, Fachwerkträger od. SsIo aus eirunden des besseren Verständnisses weggelassen sind.

Grundsätzlich weist des⁴ Bohrturm 20 von Auflag®st©ll©Ei sieh im wesentlichen nach oben erstreckend© Eefcpfestes 51 und 52 auf_β Diese Auflagestellen sind as, ©la@m Botete^n vorgesehen, seinerseits am gewachsenen Bodon a&g@®Fdta@t ist₉ im Fall® Meeresbohrung an der Bohrplattform ©der an eisern Böhrschlff» Bohrboden 53 ist weiterhin eia Drehtisch d©g Bölsrturag vorg® sehen, über den dia Drehenergie ®r%migt wird_$ wobei ©in aus Enden miteinander verbundenen Bohrrohrabschnitten b©st©h©ad@r Bohrstrang einer beispi#l®w®lg@ £ehl®mfasae?st®ff Formation sugeftlhrt werden kann» te Bohrboden 53 Bind auc^ fangkelle 55 vorgesehen, die bei Benutzung dag voll® Gewisbt des unter ihnen hängenden Bohrstrangs aufnehmen· Im Fig. 2 1st das obere Ende des Bohrstranges - ©d@r genauer »» das Ende des obersten mit dem Bohrstrang verbundenen lohrrohrab«» schnittes über die Abfangkeile 55 herausragend gezeigt» J®d@s obere Ende des Rohrabschnittes weist eine erstreckt® Verbindung 56 auf, die beim Kluppeneinsatz zur Anwendung gelangte Der programmierbare Computer ist in einem Gahäus® 57 an Boden 53 angeordnet.

Dl· Achse der unter dem Boden 53 des Bohrturms erzeugten Bohrung erstreckt sich mittig und axial cMreh den Bohrturm. Di® Vorschubeinrichtung 34 lagert einzelne Rohrabschnitt© an eines» Lageretelle, dl· Im "Set Back" der an der Seite des

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und an einer sich längs der Vertikalachse desselben verlaufenden Stelle erstreckt. Der Bohrstrang wird längs der Vertikalachse des Bohrturms 20 bewegt, das heißt, in das zu erzeugende Bohrloch abgesenkt oder aus diesem wieder herausgezogen. Die Vorschubeinrichtung oder der Vorschub 34 umfaßt einen Heberkopf 58, einen oberen Arm 59 mit einer Klinke, Schlitten 60 und 61 für den Heberkopf 58 bzw. den Arm 59 und einen Rechen 62 zur Aufnahme und Lagerung einzelner Rohrabschnitte· Diese Vorschubeinrichtung 34 sowie das zugehörige Steuersystem sind in der erwähnten DE-OS 26 04 162 näher erläutert.

Die Eckpfosten 51 und 52 weisen an verschiedenen Höhen längs des Bohrturms 20 Traversen auf. Der Bohrturm 1st mit einem Wassertisoh 65 abgedeckt, an dem der übliche Kronenblock 66 gelagert 1st. An letzerem hängen über Seile oder Kabel 67 die Elemente des Ziehwerks einschließlich einem Travellerblock 68, der über Zwischenglieder 71 einen Haken 70 lagert. Am Haken 70 sind Über ein Auge 73 Heberglieder 72 angeordnet. Diese Glieder 72 nehmen an ihrem unteren Ende schwenkbar einen Heber 75 auf. Letzterer ist bezüglich des Travellerblocks 68 um einen vorbestimmten Betrag h nach unten versetzt. Der Heber 75 weist einen Greifer 76 zum Erfassen oder Freigeben der erstreckten Enden 56 der Rohrabschnitte auf.

Der Travellerblock 68 ist mit einer Einziehvorrichtung 76, mit der der Travellerblock (mit dem angehängten Heber 75) aus der Vertikalachse des Bohrturms, in der er in der Regel hängt, herausgezogen werden kann. Die Einziehvorrichtung ist mit eine« Schlitten 79 versehen, der mittels einer Räderanordnung geradlinig längs einer im wesentlichen vertikal verlaufenden Führungsschiene 80 der Einziehvorrichtung 73 bewegbar ist· Ein Wandler (BPST) 83 zur Erfassung der Position und Geschwindigkeit des Travellerblocks 68 ist an dem Sehlitten 79 angeordnet und erzeugt Ausgangsrückkopplungseignale, die die tatsächliche Stellung des Travellerblocke 68 längs der Führungsschiene 80 wiedergeben. Diese Rückkopplungesignale werden, siehe unten, sowohl dea Ziehwerksteuersystea 21 (Flg. 1) und dem Computer 40 zugeführt. Weiterhin liefert der Wandler 83 ein die Oeschwin-

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digkeit des Travellerblocke 68 längs der Führungsschiene 30 wiedergebendes RUckkopplungsslgnal. Da der Heber 75 bezüglich des Travellerblocks 63 um die Entfernung h vertikal versetzt ist, gibt die Position des Travellerblocks 68 an der Führungsschiene 80 naturgemäß auch die diesbezügliche Lage des Hebers 75 - und umgekehrt - wieder. Da weiterhin der Travellerblock 68 und der Heber 75 in der Regel zur Bewegung längs der Verti«· kalachse des Bohrturms ausgefahren sind, können Position (Höhe) und Geschwindigkeit des Travellerblocks 68 bezüglich der Vertikalachse des Bohrturms 20 genau über den Wandler 83 überwacht werden. Die Ausbildung und die Schaltung des Wandlers 83 werden im folgenden genau beschrieben. Wie weiterhin näher erläutert werden wird, sind «in oberer und ein unterer Begrenzungsschalter 85 bzw. 86' am Schlitten 81 vorgesehen. An vorbestimmten Stellen der Führungsschiene 80 sind noch ein oberer Anschlag 86 sowie ein unterer Anschlag 87 angeordnet.

Die Seilanordnung 37 ist in üblicher Welse um den Travellerblock 68 und den Kronenblock 66 geführt. Ein Ende 88 der Seilanordnung 67» das als das "tote Ende" bezeichnet wird» ist« wie bei 39 gezeigt» im Bereich des Bohrturms festgelegt; das zweite Ende 90, bekannt als das "schnell® Ε&<&©% ist an den anderen Bauteilen des Ziehwerks befestigt, genauer gesagt an eisier Trommel 91 des Ziehwerke. Letztere wird über einen Elektromotor 92 angetrieben, beispielsweise mit dem Motor Modell Nr. D79GB der Firma General Motors mit 800 PS. Der Motor 92 ist mit einem Getriebe 93 gekuppelt, beispielsweise einem THYRIG-Getriebe der Firma Baylor Company. Sr ist entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Bohrturms gewickelt. Es sei Jedoch darauf hingewiesen» daß der Motor 92 die Energie liefert, wobei der Travellerblock 68 und das daran hängende Geschirr bezüglich der vertikalen Achse des Bohrturms 20 aus einer ersten vorbestimmten, in eine zweit· vorbestimmte Höhe bewegt werden können. Somit steuert dl· Steuerung des Getriebe» 93 und mithin des Motors 92 tatsächlich dl· Geschwindigkeit und Beschleunigung des Travellerblock· 68, wenn er von einer ersten in eine zweite Höhe gehoben wird. Das Ziehwerk let mit den erforderlichen Kupplungen und Getrieben versehen.

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Ein Trommeltachometer 94 ist im Bereich der Trommel 91 vorgesehen. Der Ausgang des Tromzneltachometers 94 liefert ein RUckkopplungssignal zum Ziehwerksteuersvstera 21 und gibt die Geschwindigkeit der Trommel 91 wieder, wabei di9f.es Signal direkt proportional zur Geschwindigkeit des Travellerbleo!:3 6f? und seines en ihm hängenden Geschirres ist, Im Bereich dss toten Endes 8Θ ist «in Wandler 95 vorgesehen, der als Kraftsenior das toten Endes (DLFS) bekannt ist. Er erzeugt ein lait dar sm S&11 67 angreifenden Kraft in Beziehung stehendes Eüokkopplungssignal für das Ziehwerksteuersystem 21. Naturgemäß ninact das Seil oder die Seilanordnung 67 immer das Gewicht das Traveller-blocks. 68 und seines Geschirres auf. Das unbelastete, statische Gewicht dieser Elemente definiert/Taragewicht des an der Seilanordnung 67 hingenden Aufbaus. Wenn der Heber 75 eine Last aufnimmt, so zeigt der Wandler 95 entsprechende Wirkung· GleiühersaSen reagiert er entsprechend, wenn der Heber die Last freigibt. Darüber hinaus können aber während der Bewegung des beladeten Travellerblocke 68 Reibungs- oder andere Kräfte die vom Heber 75 aufgenommene Last verändern. Der Wandler 95 erbringt somit ein genaues Rückkopplungssignal bezüglich der augenblicklich am Heber 75 anliegenden Last oder Belastung. Wie es ebenfalls bei den anderen Wandlern der Fall ist, können andere als die angegebenen Orte zur Messung der gewünschten Parameter Verwendung finden. Darüber hinaus können weitere Einrichtungen zur Messung der gewünschten Parameter Verwendung finden, wie sie dem Fachmann geläufig sind·

Das Ziehwerk ist weiterhin mit einer Bremse versehen. Es weist hierzu eine Primärbremse auf, die dazu dient, die Geschwindigkeit und Verzögerung des Travellerblocke (im unbelasteten Zustand) zu steuern sowie seine Bewegung abzustoppen. Weiterhin ist eine Hilfsbremse vorgesehen, um im wesentlichen die beim Absinken des belasteten Travellerblocks frei werdende potentiell· Energie zu absorbieren. Bei dem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. ist die Primärbremse eine mittels eines schwenkbaren Hebels 97 von Hand bettttigbare Trommelbremse 96. Eine Feder 93 spannt die Trommelbremse 96 in ihre voll wirksame Stellung vor. Der Hebel 97 ist ait einer insgesamt mit 99 bezeichneten BreasbetKtigung verbunden. Wie ebenfalls aus Fig. 2 hervorgeht, ist dl· Br«*s-

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betätigung 99 sait ©iaea Eyltetor 100 raid ©Ia©Ei ten Kolben 101 verselissa,» Bew Kult®®, 101 ist mit &®m Hefe©! 97 verbunden. Weiterhin weist öl© Bp®nsfö®tät£gyiiig 99 Gin© pneumatisch© Sohaittstoll© 102 gm£ (Figo 7)_e s® <äaß dor 100 mit eißsr BmelslmftqnsöllQ ©d©r ©ia©m aradoi?©® Fluid d©swt verbindbar iat₉ d©S öle llEafütoiiMg d©g Fluids la d©a Zyllaä©^ 100 den Kolfeesi 1©1 fe@wegt_e άΘΣ³ ©θΙκ,@γί3θ!ϊ© doim d©© Hobel 9? zur Modulation der ©Mf di© Bs³QmOo u?Irk@ad©3a Ks³Qft

Wie voFst®li®fö<ä QT-'fMimt \msra®₀ ist ©s die Sekundärteease we? ¥©2PsiieWwsag der fe©i des belastetes, feair®ll®rfel@©ka "rom ©inor gelegene Position freiwerdasa^© @aö2?gi® "ψ@π$, ein® manuell gesteuert© g feydFesQtisQli Hilfe- oder SekundrSferems© ©lagoset^t det iJedoeli @in@
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übersteuern oder übergehen. Di® Feder

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Bremse manuell übersteuert werden.

Die Vorschubanordnung oder das Gestell 34 wird zum Transport eines Rohrabschnitts aus der vertikalen Mittellinie des Bohrturms zua Auflager oder Set Back benutzt. Beim Anbauvorgang wird der anzufügende Rohrabschnitt in die bereits angeordneten und verbundenen Rohrabschnitte eingefügt, die den Bohrstrang bilden. Nach Verbindung mit dem Bohrstrang gibt der Vorschub 34 die Last für das Ziehwerk frei, das das Bohrgestänge in seine Lage verbringt. Beim Lösen hingegen zieht das Ziehwerk 22 den Bohrstrang heraus, und der Vorschub 34 übernimmt die Last vom Ziehwerk, wenn der jeweilige Rohrabschnitt vom Bohrstrang gelöst wurde, und bewegt sodann diesen Rohrabschnitt zu einer Lagerstelle.

Das eigentliche Verbinden und Lösen der Rohrabschnitte vom Bohrstrang wird von den Kluppen 28 unter Steuerung durch das Kluppensteuersystera 29 durchgeführt. In kurzen Worten geschildert, umfassen die Kluppen eine Stütz- oder Halteeinrichtung, die den die Verbindung definierenden unteren Rohrabschnitt hält, während ein zweites Element der Kluppen - die angetriebenen Kluppen einen Rohrabschnitt mit dem oberen Rohrelement verbinden oder von diesem lösen. Die Kluppen weisen auch einen Lift zur Bewegung der zugeordneten Stutzbacken mit vorbestimmter Geschwindigkeit In eine vorbestimmte Betriebshöhe bezüglich der vertikalen Achse des Bohrturms auf. Die Stützeinrichtung und die Stutzbacken umgeben in der Regel den Bohrstrang bei seinem Vortrieb im Bohrloch längs seines Umfangs. Anders ausgedrückt, erstreckt sich die vertikale Achse des Bohrturms in der Regel durch die öffnungen der Stutzeinrichtung und Stützklauen der Kluppen, um das Erfassen und die Löse- oder Verbindungsvorgänge zu erleichtern. Bis zum Einsatz werden die Kluppen in einer untersten Lagerposition angeordnet. Im Bedarfsfall werden die Kluppen in eine Wartestellung angehoben, die sich in der Näh· der Höhe befindet, in der die erstreckte Verbindung 56 des Bohrstrangs mittels des Ziehwerks angehoben wurde. Zur Abtastung der Verbindung 56 1st ein Verbindungssensor 1025 vorgesehen, der das Äußere des Bohrstrangs kontaktiert, wenn dl· Kluppen au« der Warte- In die Betriebestellung verbracht werden.

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Die Bewegung aus der Warte«· in die

naturgemäß Bit geringerer Geschwindigkeit als ü®r₀ mit die Kluppen aus der Lagerstellimg in öl© Wsrtestelliaag

portiert werden· Die Einzelheiten

bindungssensors 110 werden unt®Ki aSher ©rfJtatoptg ©b©as© EIa=

xelheiten des Aufbaue der (einschließlich einer

Der Betrieb

Nach einer Erläuterung der heiten wird nunmehr deren sehen Verbindung«- oder L8sev®s*gamgs perliohe Zusammenwirken der Im Anschluß daran wird ein® jeden der Steuersysteme durchgeführten körperlichen enden.

Beim iösevGFgsng wird dies*
Bohrloch in s@ine
oberen Endes des nooh
nächsten abzubauenden und von d©a l©il©a längs der vertikalen Achse
Schnitts wird der Travell®rblo©k
unter der Steuerung des Zithwarktsiis und unter dem EinfluO des Ziehwerkbre gesenkt» das das Abstoppen und Angreifen ά®τ Brmmm In ®iner solchen H8he herbeiführt, daß der Heber den Rohrabschnitt auf nehmen kann. Während dieser Period® ®rto©t die ¥orso!tafeaa®rd« nung oder das Gestell den zuletzt ®nti®mt$n RohrE'esclmitt an einer Lagerstelle auf dem Auflager¹ an und wii°d schließlich der Steuerung mittels des Vorscliubteils in eine solche Position bewegt» UsM si® noaaenen Hoii^absohnitt ttbeimthaen k®im_s Ώ&® Ei«te©A « o©%"i© d&s Vorschubprograjm - arbeite» auf tiiäe^ih^iss^lasite Di®

sich in eisier

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Der Computer sendet ein Bstätigiasgssignal zum Heberlast-Steuersubsyatem, das seis. Eingangssignal von dem Kraftsensor des toten Endes erhalt* FAn aoaeataaes Äuagangesignal des Computers erfaßt 4?.s Gtevislyfc des ^tclasttttn Trnvsllerblook· mit dem Heber, Di*sss Tarag^msh!; ⁷:/1^ϊ_; *»*1β arlliitert, zur Feststellung der Augs^lie^sfesl^Fteiis das ^:"?&v«llerblock· und des Hebers benutzt. Der Heber iib^sisEt dsan iie Last des Bohrstrangs, und ein Ausg-siigs-Rllöl-^appliiE^ssignsl dieses Inhalts des Heberlast-Steuersubsyat'Sss *&r-d zur* Koordinierung der öffnung der Keile benutzt * TJ^i* Gö:ei^r.ut#r sendet ein raoment·- nes Lastsignal aus, bevor als Ge-bokudndigkeit des belasteten Hebers angehoben wird« Dieses statistsha oder anfängliche Lastsignal wird, wie diskutiert_c si? «Ina Basis naeä Modifizierung mittels einer vorbestimmten T#ilmulü;£pli2i*retui* zu der Bestimmung benutzt, ob die augenblickliche La^t am Heber einen zulässigen ¥ertber*ich tibtrechrit^ita hvt, ömt von einem erfahrenen Bohrführer festgelngt

Als Antwort auf ein BetätigungssigEfi! d*» Computers erzeugt das Ziehwerkaotor-Steu0rsul5£yst»B %ln Srcsselsign»! zum Ziehwericniotorgetriebe, um den Boh^atrang auf »iat Y^rbestimmt· Höhe anzuheben. Es kann notwendig gain® den Block nur geringfügig anzuheben oder im Kriechgang ari3®it9n zu lasgen* um die Ziehwerkkupplung in Betrieb zu setzen» Der Bohrstrang wird unter der Steuerung mittels des Ziehwtrkaotor-Steuersubsyeteme angehoben, Es wird ein logisobes Netzw»rk tätig« ua die Bremsen immer dann zu lösen, wenn die Hebegesohwindigktit einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet und daxu neigt, die Bremsen bei Hebegeschwindigkeiten unterhalb dieser Schwellenwertgeschwindigkeit anzulegen {die Troaaelbremse ist eine selbsterregte Bremse)«

Das Motor-Steuereubsysten erzeugt Ausgangasignal« an das Ziehwerkmotorgetriebe- damit der Bohrstranf derart angehoben wird, daß Fo»itionsfthltr Istfüoktichtigt werdtn (die Different «wischen der tatsächlichen Po*ition und der B*f«hlspo*iti<m 4t*

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angehobenen Bohrstrangs),/einVorbestiimt·« keiteausfangesignal des Computers und di« iyrüwlscb« L«st

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dem Rohrabschnitt und dem nächst tieferen Rohrabschnitt in einer für den Betrieb der angetriebenen Kluppen geeigneten Höhe anordnet. Wenn die Geschwindigkeit de« Travellerblocks sich hinreichend an Null annähert, wird ein Nullgeschwindigkeit 3signal zum Computer zurückgeführt. Dieses Signal bildet zusammen mit einem Blockpositions-Rückkopplungssignal, das dem Befehlspositionssignal hinreichend nahekommt, notwendige Bedingungen, bevor der Betätigungsbefehl zum Setzen der Keile, um die Last aufzunehmen, vom Computer ausgegeben wird. Nur mit eingesetzten Keilen, die die volle Last des Bohrstrangs aufnehmen, gibt der Heber den Rohrabschnitt an die Vorschubanordnung frei. ¥ie erwähnt, wird nach Versetzen des vorangegangenen Rohrabschnittes die Vorschubeinrichtung zurück in Richtung auf die vertikale Mittellinie des Bohrturms bewegt, so daß sie in die Lage versetzt wird, dan nächsten Rohrabschnitt aufzunehmen* Ler Heber und der Block werden von -ier vertikalen Mittellinie des Bohrturms zurückgezogen und unter der Steuerung der Ziehwerkbremse abgesenkt, um sodann den Hebevorgang zu wiederholen«

Nach Beginn ciar Herbewegung waren die angetriebenen Kluppen in Lagerposition über dem Bcuen des Bohrturms. Nachdem der Heber über eine potentiell störende Position angehoben wurde, werden die Kluppen betätigt und in eine Warteposition bewtgt. Nachdem der Rohrabschnitt in seine Sn&stellung verbracht und die Keile gesetzt sinÄ, steuert ein den Kluppen zugeordneter Verbindungssensor eins lasgsaiaere Hobebewegung, um öle Kluppen in Betriebsstellung zu bringen. Sind dann die Kluppen richtig bezüglich der Verbindung angeordnet, so wird ihre Bewegung unterbrochen und der Verbindungssensor zurückgezogen* Die Stütz- oder Halteeinriohtung d«r Kluppen wirfct sodann mit dem Bohrstrang zusammen, die Kluppenbacken mit dem zu entfernenden Rohrabschnitt, und der Rohrabschnitt wird abgetrennt* Alsdann beginnt die Vorschubeinrichtung oder das Gestell dasit» den nunmehr abgetrennten Rohrabschnitt zu lagern, während die Kluppen in die Lager st ellung bewegt werden. Dann wird der Heber in diejenige Höhe längs der Mittelachse des Bohrturme verbracht, in der er das obere Ende des noch angeordneten,

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Aufgrund der Befehlsgeschwindigkeits- und Befthlspositionsausgangssignale aus dem Computer, unter Verwendung ein·· I'ositionsriickkopplungssignals aus dem Blockpositions- und -geschwindigkeitswandler und darüber hinaus eines Geschwinddigkeitsriickkopplungssignals des Ziehwerktrommeltachometers Überwacht das Ziehwerkbremsen-Steuersubsystem das Absenken des Bohrstranges in eine vorbestimmte niedrigere Höhe. Das Bremsen-Steuersubsystem gibt Steuersignale an die Ziehwerlibrerasenbetätigungseinrichtung derart, daß die Blockgeschwindigkeit im Bereich der Befehlsgeschwindigkeit über einen wesentlichen Teil des Weges aufrechterhalten wird und um den Block so nahe wie möglich während der Endposition seines Weges bezüglich der Befehlsposition anzuordnen.

Die Heberlaststeuerung wird durch den Computer aktiviert, und sie spricht auf ein momentanes Signal an, um die Belastung des Blocks und des Hebers im unbelasteten Zustand zu erfassen. Dieses Signal wird zur Unterscheidung benutzt, ob der Heber Irgendeine Bohrstrangbelastung aufnimmt oder nicht. Ebenfalle aufgrund eines Ausgangssignals des Computers wird die am Heber angreifende Last erfaßt und bis nach Übernahme der Last jedoch bis bevor die nach unten gerichtete Geschwindigkeit derselben einen merklichen Wert annimmt, gehalten. Dieses anfängliche, statische Lastsignal wird nach entsprechender Modifizierung mittels einer vorbestimmten Teilmultiplizierstufe als Basis fUr die Feststellung verwendet, ob die augenblickliche Beladung des Hebers einen normalerweise zulässigen Lastwertbereich . überschritten hat, der während des normalen Absenkbetriebes erwartet werden kann.

!fahrend des Absenkens berücksichtigen die an der Bremsbetätigungseinrichtung ankommenden Ausgangssignale des Bremsensteuersubsystems die die Last wiedergebenden Signale des Heberlast-Steuersubsystems. Wenn der tatsächliche Lastfall um mehr als den spezifizierten Betrag vom anfänglichen statischen Zustand abweicht, verringert die Zlehwerkbremsensteuerung die Geschwin-

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ma di© Last auf akzeptierbare Grenzen zurückzufühFG&io Wean die tatsächliche Last um mehr als einen wrbe stimmt©© Schwellenwert rai@zii®Xb des errechneten statischen W©rt@s als!= wialit (was sai3©igt₀ daß das Bohrung behindert wird und d®^ Boisrstraisg aleSrfe eindringen kann)_e dann wird die automatisiere» Steuerfelge ]&QGad®t₀ auf Handsteuerung zurückgeschaltet uafi das Sjstöü afeg@sefeal'fcotο Während des Absenkeas können andLoFO ela®2id© Bedingungen auftreten^ die eise Anzeige dafür j daß üibsmlßig© Geschwindigkeit erreicht ΐ/urde oder da® der BXoek gieh in falscher Bewegungsrichtung bewegt ₀

Wenn d@r Bloefe äl@ B©£@hlspositio3a erreicht „ sind die Dif£o3?oia° zea der tatsächlichea Position und Gsschifindigkeit b©sügli©fe der B®f@lilsposltion im«! Geschwindigkeit derart _ΰ daß die Bf©®oos\ ösie Das bedeutet _p daß dl© Bresson aiägs*Qi£@n₀ w®w& Β1©οΪ2 Heber iaaeAalb ©iner vorbeetlssaten Di st ©as zur B®f©lilo« positioa ©ng@©rds!.et i/©rden₀ Nullpositionsfehlo? und Mullgo= seliwindigkelt sind notwendige Bedingungen _D die erfüllt s®ia müas@n_$ ©h© der C©©put@r die Keil© setzt₀ Sind di© Keil© go° aeta'fe ömä <Sas Gewicht des Bohrstrangs τοη ihaea aufg©noffiHO5a_D so übergibt der Heber di© Last₀ und Block vmä. HobGr ihre höetot® Position g©Tbracht₀ um den als aäch©t©n dsii Röteabschaitt auf2un©hm©a₀ Sodaxm wird des? Vorgang holt.

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Der Computer ist über eine Anzahl von Eingangs- und Ausgangs« leitungen mit dem Ziehwerksteuersystem 21 verbunden. Jede der Leitungen wird im folgenden noch beschrieben* Weiterhin werden in das Ziehwerksteuersystem 21 verschiedene RUckkopplungssignale eingegeben, die dem Bausystem zugeordneten physikalischen Größen, wie Geschwindigkeit, Lage, Richtung od. dgl. wiedergeben· Durch die Anwendung der Computerbefehle und der RUckkopplungssignale gibt das Ziehwerksteuersystem 21 Signale aus, die die von verschiedenen Bauelementen ausgeführten Funktionen initiieren oder beenden. Alle Eingangs- und Ausgangssignal· der Ziehwerksteuerung 21 in Richtung auf und von den ihm zugeordneten Bauteilen werden im folgenden beschrieben.

DAs Zi«hw«rkst«u«rsyst«m 21 weist verschiedene miteinander verbundene Subsysteme win folgt auft das Ziehwerkbremsen-Steuersubsystem 105, das Ziehwerkmotor-Steuersubsystem 106, das Ziehwerkheberlast-fiteuersubsystem 10? und das Ziehwerkgeschwin« digkeitsvergleichs-Subsystem 106* Weiterhin ist eine logisch· Schaltung 109 mit der Zlehw©rkateueruag 21 zusammenwirkend mit dem Bremsen-Steuersubsystsa 105 und dem Motor-Steuersubsystem 106 verbunden.

Vom Blookpositlons- und -geschwindigkeitawandler (BPST) 83 werden Rückkopplungsaignale zum Ziehwerksteuersystem 21 geleitet, wobei d«r Wandler 83 insbesondere Positionsrückkopplungssignale zu den Bremsen- und Motorsteuersubsystemen 105 und 106 leitet. Der Wandler 83 gibt ebenfalls «in GMChwindigkeitsrückkopplungssignal zur Oesohwindigkeitsvergleichsstuf· 108. Das primXre GeechwindigkeitsrUokkopplungscignal war Ziehwerketeuerung 21 ist jedoch das vom Ziehwerktromm»ltaohomet«r 94 an die G·- schwindigkeitsvergleichsstufe 103 geliefert· Signal. B«r Stnaci' 95 (DLFS) der Kraft des toten Endes liefert ein Rückkopplung«« Stromsignal von 4-20 mA zum Ziehwerksteu«rsyst«m 21, insbesondere zum Heberlast-Steuersubsystem 107 über «in· Leitimg 110. J«d«s dieser Rüokkopplungssignale kann behandelt, «uf gezeichnet oder anderweitig vor der Eingab· in das Steuersystem 21 behandalt werden.

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Ein Ausgang des Ziehwerksteuersystems 21, insbesondere des Bremsensteuersubsystems 105» ist mit der Bremsbetttlgungseißrichtung 29 verbunden, die ihrerseits mit der Bremse verbunden ist. Die Bremsbetätigung oder Bremsbetätigungseinrichtung 99 beinhaltet eine elektronisch/pneumatische Schnittstelle 102 (die hier genauer erläutert wird), welche elektrische Ausgangssignale des Bremsensteuersubsystems 105 in pneumatische, dem Ziehwerkbremsenzylinder 100 zufUhrbare pneumatische Signale umwandelt. Ein anderer Ausgang des Ziehwerksteuersystems 21 ist mit dem Motorgetriebe 93 des Ziehwerks verbunden. Aus Gründen eines möglichst einfachen Betriebs werden mit den hier beschriebenen elektronischen Einrichtungen Spannung/Stromumwandlungen (beispielsweise mit dem Wandler 274) und Strom/Spannungsumwandlungen durchgeführt.

Von verschiedenen SicherheitsUbersteuerungseinrichtungen, die an den Bauteilen des Ziehwerks vorgesehen sind, werden Signale in das Ziehwerketeuersy3tem 21 eingegeben. Beispielsweise ist der STOP Steuerknopf an der Konsole des Bohrführers ein Element eines Sperrkreises. Wird der STOP Knopf gedrückt, so bewirkt er eine Stillegung der AUTO/HAND Sammelleitung. Diese Sammelleitung liefert Eingangssignale über eine Leitung 111 zum Motorsteuersubsystem 106. Die Leitung 111 verbindet mit einer Ralaisspule 112 und einer Solenoidepule 113 eines Ventils 114. Eine Betätigung des STOP Knopfes bewirkt, daß das System von der automatischen auf die Handsteuerung zurückkehrt. Durch Entregen des Relais 112 wird das von dem Motorsteuersubsystem 106 kommende Drosselsignal vom Motorgetriebe 93 abgeschaltet, wodurch der Motor 92 angehalten wird. Durch Entregen der Spule 113 des Ventils 114 wird das pneumatische Betätigungssignal zum Zylinder 100 unterbrochen und dieser zur Atmosphäre entlüftet, um auf diese Weise ein ganzes Bremssignal anzulegen. Die elektronische Ausbildung eines d@d©n d®r erwähnten Ziahwerfe« ateuersubsyßtema, deren Betrieb und das laelnanderwirksa dersel°° ben worden nunmehr beschrieben.

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Ziehwerkbremsen- und -motor~SteuerSubsysteme

Im folgenden wird nunmehr auf die Subsysteme 105 und 106 zur Steuerung der Ziehwerkbremse und des Ziehwerkmotors eingegangen. Sowohl das Bremsensteuersubsystem 105 als auch das Motorsteuersubsystem 106 erhalten ein 4 - 20 mA Analogausgangssignal BEFEHLPOSITION von Kanal A des Computers 40. Das BEFEHL-POSITION Signal wird über die Leitungen 115B und 115M als Eingangssignal bzw. als Eingangssignale jeweils auf das Bremsensteuersubsystem 105 und das MotorSteuersubsystem 106 übertragen. Die Größe des Signals BEFEHLPOSITION steht im Verhältnis zur Höhe, in die der Travellerblock 68 durch den Motor 92 oder die Bremse unter Steuerung mittels des Motor- oder Bremsensteuersubsystems angehoben oder abgesenkt werden soll. TATSÄCHLICHE POSITION Spannungssignale werden durch den Blockpositionswandler 83 dem Bremsensteuersubsystem 105 und dem Motorsteuersubsystem 106 jeweils über Leitungen 116B und 116M zugeleitet. Die Abnahme des Positionssignals wurde in Verbindung mit dem Blockpositionswandler 83 erläutert.

Sowohl das Bremsensteuersubsystem 105 und das Motorsteuersubsystem 106 erhalten aus der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108 über die Leitungen 132B und 132M ein 0 - 10 V BEFEHLGESCHWINDIGKEIT Signal. Die Größe des BEFEHLGESCHWINDIGKEIT Signal steht im Verhältnis zu der Geschwindigkeit, mit der der Travelerblock 68 in die gewünschte Höhe angehoben werden soll. TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT Spannungssignale, die ebenfalls von der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108 stammen, werden jeweils über die Leitungen 134B und 134M in das Bremsensteuersubsystem 105 und das Motorsteuersubsystem 106 eingegeben. Die Größe des Signals TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT steht funktionell mit der Geschwindigkeit in Beziehung, mit der sich der Travellerblock 68 unter der Steuerung des Motors oder der Bremse bewegt. Der Ursprung dieser Signale

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wird in Verbindung mit der Beschreibung der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 1OS beschrieben»

Bremsensteuersubsystem 105 und MotorSteuersubsystem 106 erhalten jeweils über die Leitungen 136B und 136M vom Heberlast-Steuersubsystem 107 ein mit der tatsächlichen am Heber 75 angreifenden Last in Beziehung stehendes Spannungssignal TATSÄCHLICHE LAST. Darüberhinaus erhält das Bremsensteuersubsystem 105 vom Heberlast-Steuersubsystem 107 ein entsprechend bemessenes Spannungssignal ANFANGSLAST über eine Leitung 138B, während ein entsprechend bemessenes Spannungssignal ANFANGSLAST über die Leitung 138M dem Motorstewrsubsystem 106 zugeführt wird. Die Gewinnung oder Erzeugung dieser Lastsignale x*ird in Verbindung mit der Heberlaststeuerung 107 diskutiert.

Obgleich in der vorliegenden Beschreibung das Zusammenwirken von logischer Schaltung 109, Bremsensteuersubsystera 1O5 und Motorsteuersubsystem 106 in den Einzelheiten beschrieben ist, sei für den vorliegenden Zusammenhang erwähnt, daß die logische Schaltung 109 MOTORLAUF Spannungssignale über die Leitungen 140B und 140M an das Bremsensteuersubsystem 105 bzw« an das Motorsteuersubsystem 106 liefert. Ein BREMSENLAUF Signal wird von der logischen Schaltung 109 über eine Leitung 142 an das Bremsensteuersubsystem

105 geliefert. Die logische Schaltung 109 erhält einen Befehl MOTORBETRIEBSART WAHL über eine Leitung 144 vom Computerkanal B, außerdem einen Befehl BREMSE WAHL über eine Leitung 145 aus dem Kanal C. Wie oben bereits erwähnt, wird dem Motorsteuersubsystem

106 ein Signal vom Übersteuerschalter 103 über die Leitung 104 zugeführt. Wie hier näher erläutert wird, wird über eine Leitung 147 Information betreffend eine manuelle Übersteuerung oder ein manuelles übergehen vom MotorSteuersubsystem 106 an das Bremsensteuersubsystem 105 übertragen.

Die Computerkanäle H und I geben Ausgangssignale KRIECHGANG und KRIECHGANG ZUR BETÄTIGUNG KUPPLUNG über Leitungen 150 bzw. 151

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an das MotorSteuersubsystem 106. Beim Empfang eines KRIECHGANG Signals über die Leitung 150 gibt das MotorSteuersubsystem 106 ein Ausgangssignal KRIECHGANG FLIP-FLOP über eine Leitung 152 an das Bremsensteuersubsystem 105.

Das Ausgangssignal des Bremsensteuersubsystems 105 wird über eine Leitung 158 auf die Bremsbetätigung 99 übertragen. Das Ausgangssignal des Motorsteuersubsystems 106 wird über eine Leitung 159 an das Motorgetriebe 93 übertragen, (über einen Wandler 274). Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind diese beiden Ausgangssignale 4-20 mA Stromsignale. Grundsätzlich kann gesagt werden, daß Stromsignale zur übertragung von Information über längere Leitungswege beim bevorzugten Ausführungsbeispiel angewandt werden. Stromsignale besitzen große Rauschimmunität über lange Leitungswege durch elektrische Rauschumgebungen.

Wie ebenfalls bereits zum Ausdruck gebracht, ist die Sammelleitung AÜTO/EAND mit dem Ziehwerksteuersystem 21 und insbesondere mit dem Motorsteuersubsystem 106 mittels der Leitung 104 verbunden. Wie hier beschrieben, besteht die Wirkung dieses Signals darin, daß die Motor- und Bremsensteuerausgangssignale von den ihnen zugeordneten gesteuerten Einrichtungen isoliert werden. Ein Verlust der AUTO/HAND Sammelleitungsspannung entregt die Spulen 112 und 113. Eine Entregung der Spule 112 unterbricht die Motorsteuerausgangsleitung 159, eine Entregung der Spule 113 läßt ein Brerasensolenoidventil 114 öffnen, um das pneumatische Bremsensystem (Fig. 7) vom Zylinder abzutrennen.

Das Bremsensteuersubsystem 105 und das MotorSteuersubsystem 106 sind grundsätzlich gleich, zumindest was ihre grundlegenden Betriebsprinzipien anlangt. Sie können insoweit zusammenbeschrieben werden in Hinblick darauf, wie jedes der obenerwähnten Eingangssignale insgesamt zur Erzeugung von Bremsen- oder Motorsteuerunge-

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ausgangssignalen wirkt. Auf Grund der unterschiedlichen technischen Anforderungen und durchzuführenden Punktionen unterscheiden sie sich naturgemäß in der Erzeugung der Signale. Bevorzugte Ausführungsformen eines jeden Subsystems werden hier beschrieben.

Gemäß dem vereinfachten Blockdiagramm nach Fig. 4 sind die sechs Eingänge, die zur Erzeugung eines Ausgangssteuersignals entweder von dem Bremsen- oder Motorsteuersubsystem verwendet werden. Wie folgt: BEFEHLGESCKWINDIGKEIT, BEFEHLPOSITION, TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT, TATSÄCHLICHE POSITION, TATSÄCHLICHE LAST sowie das mit einer vorbestimmten Konstanten multiplizierte Anfangslastsignal. (Das letztgenannte Signal wird im folgenden bezeichnet als ANFANGSLAST · (K_n) , wobei N «= 1 oder 2) . Sowohl beim Motor- als auch beim Bremsensteuersubsystem werden die beiden erstgenannten Signale vom Computer unter Verwendung verschiedener Bohrturmeingangsdaten, Betriebszustände etc. erzeugt. Die nächsten drei genannten Signale werden als Augenblickswerte von den Eingängen der Wandler zur Verfügung gestellt. Das letztgenannte Eingangssignal ist eine entsprechend bemessene Darstellung der Anfangslast am Heber und zwar während der Heber sich in einem relativ statischen Zustand befindet. Der Berechnungs- oder Umrechnungfaktor wird von einem erfahrenen Bohrführer gewählt, um einen akzeptablen Bereich, in dem die momentane tatsächliche Last von der statischen Last während der Verstellung des Travellerblocks abweichen kann, zu definieren. Es sein erwähnt, daß der ümrechnungsfaktor K für jedes Subsystem verschieden ist.

Aus Fig. 4 ergibt sich, daß während des Betriebs das die tatsächliche Lage des Travellerblocks (TATSÄCHLICHE POSITION) wiedergebende Analogsignal in einem Differentialverstärker 200 von dem Analogsignal abgezogen wird, das die vorbestimmte, vom Computer gewählte Endposition (BEFEHLPOSITION) wiedergibt. Die vom Ausgang des Differentialverstärkers am Knoten oder Punkt 201 abgenommene Differenz - das Positionsfehlersignal E -wird an der Summier-

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- 27 -

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verbindung 202 mit dem Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT summiert, um ein Signal Positionsfehler plus Geschwindigkeit E_p*V zu bilden. Das Signal BEFEHLGESCHWINDIGKEIT wird einem Verstärker 204 und einer Seriendiode eingegeben, wobei die Kombination dieser Elemente als Begrenzer zur Begrenzung der Größe des am Punkt 201 anliegenden Positionsfehlersignals E wirkt. Auf diese Weise bildet die Größe des Signals Befehlgeschwindigkeit eine Maximalgeschwindigkeit, mit der Travellerblock aus einer ersten in eine zweite vorbestimmte Stellung versetzt wird. Das Positionsfehler- plus Geschwindigkeitssignal E_.+V wird zusammen mit einem zu einem Lastfaktor V_T_ in Ver-

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bindung stehenden Signal in einen Differenzverstärker 208 eingegeben. Am Ausgang 210 dieses Differenzverstärkers 208 entsteht ein Totalfehlersignal E von dem das Ausgangssignal des Motor- oder Bremsensteuersubsystems gewonnen wird.

Das Lastfaktorsignal V__ wird von den Signalen TATSÄCHLICHE LAST

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und ANFANGSLAST · (K ) abgeleitet. Diese Signale werden algebraisch dem Eingangssignal eines Verstärkers 212 zuaddiert. Wenn das Signal TATSÄCHLICHE LAST um einen größeren Bruchteil als die entsprechend ausgewählte, veränderliche Konstante K„ von der statischen Anfangslast des Hebers abweicht, wird von dem Verstärker 212 ein mit dieser Differenz in Beziehung stehendes Ausgangssignal abgegeben. Dieses Ausgangssignal ist der Lastfehler oder Lastfaktor V_TÜ. Ein einstellbarer Teil des Lastfaktorsignals

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(einstellbar über das Potentiometer K_) wird einem Verstärker 214 zugeführt, dessen Ausgangssignal als das umgerechnete oder veränderte Lastfaktorsignal (K ) · (V__F) dem Differenzverstärker 201 zugeführt wird. Die Wirkung des Lastfaktorsignals V_T_ besteht

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darin, daß das Totalfehlersignal E in einer derartigen Richtung geändert wird, daß die Ziehwerkgeschwindigkeit verringert wird, die ansonsten vorliegen würde. Wenn das Lastfaktorsignal V

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demgegenüber Null ist (wodurch angezeigt wird, daß die tatsächlich am Heber angreifende Last während der Bewegung nicht den gegenüber

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der statischen Anfangslast zugelassenen Abweichungsbezreich überschritten hat), wird natürlich das Tetalf ehlersignal Ιΐ ausschließlich von dem Signal Positionsfehler plus Geschwindigkeit E_p+V abgeleitet.

Das aus den obengenannten Eingangsfaktoren bestehende Gesaratfehlersignal E wird in der Tat als Eingangssignal für ein Servosteuersystem mit geschlossener Schleife benutzt, das dazu dient, die gesteuerten Elemente - entweder den Ziehwerkmotor oder die Ziehwerkbremse - derart anzutreiben, daß das Totalfehlersignal in einer solchen Richtung geändert wird, daß die Ziehwerkgeschwindigkeit verringert wird, die ansonsten vorherrschen würde. Gemäß der Erfindung wird das Total- oder Gesamtfehlersignal E als Eingangssignal an ein Integrator-Verstärker=Netzwerk 218 angelegt. Erreicht das Totalfehlersignal E den Wert Null, so ist das Ausgangssignal 220 des Integrator-Verstärker-Netzwerkes 218 konstant, und eine gleichförmige Ziehwerkgeschwindigkeit wird aufrecht erhalten. Das Ausgangssignal 220 des Integrator-Verstärker-Netzwerkes 218 bewirkt, daß Ziehwerkmotor oder Ziehwerkbremse eine derartige Geschwindigkeit aufrecht erhalten, daß ein Totalfehlersignal E Null wird.

Es sei festgehalten, daß die Größe des Totalfehlersignals E die Rate der Geschwindigkeitsänderung bestimmt. Je größer der absolute Wert von E_T ist, um so größer ist die Änderungsrate der Travellerblockgeschwindigkeit - herbeigeführt entweder durch vergrößerte Antriebssignale für den Ziehwerkmotor oder verringertes Wirksamwerden der Ziehwerkbremse. Je geringer der absolute Betrag von E ist, um ao geringer ist die finderungsrate der Travellerblockgeschwindigkeit - herbeigeführt entweder durch verringerte Antriebssignale zum Ziehwerkmotor oder verstärktes Wirksamwerden der Ziehwerkbremse. Es sei jedoch nochmals betont, Öie Natur von Motor- und Bremsensteuersubsystem derart ist, daß

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so

die Größe des Totalfehlersignals E nach Null tendiert. Mit wachsendem Wert des Ausgangssignals des Integrator-Verstärker-Netzwerkes 218 steigt die Motorgeschwindigkeit (bei Motorbetrieb) oder die Bremse wird wirksam (bei Bremsenbetrieb), wie dies in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 erklärt wird.

Das Lastfaktor V__p tendiert im Hinblick auf eine Änderung des Gesamtfehlers E , so daß die Hebe- oder Senkgeschwindigkeit verringert wird. Die Wirkung des Lastfaktors V _ besteht darin, daß die tatsächliche Geschwindigkeit des Travellerblocks auf einen Wert begrenzt wird, der kleiner als die programmierte Befehlgeschwindigkeit und ein Wert ist, der zur Aufrechterhaltung der augenblicklichen Heberlast im Bereich der durch den Faktor K gesetzten Grenzen notwendig itt.

Nachdem somit die grundsätzlichen Betriebsprinzipien der Ziehv/erkbremsen- und ZiehwerkmotorSteuerSubsysteme erläutert wurden, sei auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen, die vereinfachte, auf dem Signaldiagramm nach Fig. 4 basierende Signaldiagramme des Bremsensteuersubsystems 105 bzw. des Motorsteuersubsystems 106 zeigen. Die Fig. 5 und 6 stellen stärker auf ein arbeitendes Ausführungsbeispiel sowohl des Brems- und Motorsteuersubsystems ab. In den Figuren ist die jeweils vorherrschende Polarität an den bezeichneten Schaltungspunkten durch Bezugssymbole angegeben, nämlich in Kreise gesetzte Plus- oder Minuszeichen.

Sowohl in Fig. 5 (Bremse) und Fig. 6 (Motor) sind die in der Fig. 4 erläuterten Eingänge bzw. Eingangesignale benutzt und werden deshalb nicht erneut erläutert. In Fig. 5 werden die Positionssignale auf die Klemmen des Differentialverstärkers 20OB wie gezeigt gegeben. Das Positionsfehlersignal (E_n)_o ist mittels eines Potentiometers (K_p)_ß verstellbar und wird mittels eines Verstärkers 23OB verstärkt, der an seinem Ausgang einen Widerstand 231B aufweist. Am Punkt 201B wird der wiederverstellte

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Teil des Positionsfehlersignals (K_nJ₁, · (E₁J₀ des Ausgangs

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des Verstärkers 23OB über einen Widerstand 232B der Summlerverbindung 2O2B zugeschaltet. Das Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT wird über einen Widerstand 233B mit der Verbindung 2O2B verbunden.

Der Wert oder die Größe des eingestellten oder verstellten Positionsfehlersignals (E-J_x, · (K_)_ am Punkt oder Knoten 201B

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wird durch die Größe der durch den Verstärker 204B und die Diode 234B geschickten BEFEHLGESCHWINDIGKEIT begrenzt. Tatsächlich ist der Wert der Spannung am Punkt 201B gleich dem Ausgangssignal des Verstärkers 20OB (eingestellt oder reguliert durch (K-,)-.) solange wie der eingestellte oder justierte Teil des

Fehlers geringer als der Wert des Signals BEFEHLGESCHWINDIGKEIT ist. überschreitet der Wert des Positionsfehlers den Wert des Signals BEFEHLGESCHWINDIGKEIT, so wird er hierdurch begrenzt, und das Signal BEFEHLGESCHWINDIGKEIT wird an der Verbindung oder Zusammenführung 2O2B summiert. Auf diese Weise ist eine Maximalgeschwindigkeit der Absenkbewegung des Blokkes für den Computer programmiert. Das zusammengesetzte Signal Fehler plus Geschwindigkeit (E_+V)„ (sofern notwendig, hinreichend begrenzt durch die BEFEHLGESCHWINDIGKEIT) wird an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2O8B angelegt.

An den nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2O8B wird ein mit dem Lastfaktorsignal (V__)_ in Beziehung stehendes

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Signal angelegt, das von den Lasteingangssignalen zum Bremsensteuer subsystem 105 abgeleitet wurde. Man beachte, daß das Eingangssignal ANFANGSLAST mit einem Faktor (-K..) multipliziert wird, der von einem erfahrenen Bohrführer aus Gründen, die in Verbindung mit dem Heberlast-Steuersubsystem 107 erläutert wurden, gewählt wurden. Die Lastsignale werden über Widerstände 235B und 236B miteinander verbunden und in dem Verstärker 212B algebraisch summiert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 212B stellt das

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grundlegende Lastfaktor signal (V__)_, dar, welches den Wert darstellt/ um den die tatsächliche Last von dem vorbestimmten Teil K₁ der anfänglichen statischen Last abweicht. Dieses Lastfaktorsignal wird über eine Diode 237B auf das Potentiometer (K_)_TJ gegeben. Der Verstärker 214B ist mit dem Potentiometer

(K )
LB verbunden, wobei der Ausgang des Verstärkers seinerseits

mit dem Differenzverstärker 2O8B verbunden ist. Das Spannungswerteingangssignal am Differenzverstärker 2O8B ist naturgemäß gleich Null oder gleich dem Wert (K_T)„ · (V_ _,),.,. Ein Ausgangs-

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signal von Null liegt am Ausgang des Verstärkers 214 so lange an, wie das Signal TATSÄCHLICHE LAST größer als oder gleich dem absoluten Viert des Produktes ANFANGSLAST · (-K-) ist. Wenn jedoch das Signal TATSÄCHLICHE LAST kleiner als der absolute Wert der angebenen Menge ist, wird ein Ausgangssignal, das gleich dem Wert ist um den die TATSÄCHLICHE LAST überschritten wird, an das Potentiometer (K ) angelegt. Dies ist das grundlegende oder Basislastfaktorsignal (V_T_)_nf das zur Multiplikation durch das Potentiometer (K ) angelegt wird.

Das Totalfehlersignal (E_)_T, am Ausgang 21OB des Differenzverstärkers

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2O8B wird an das Integrator-Verstärker-Netzwerk 218B angelegt. Die Größe oder der Wert des Ausgangssignals dieses Netzwerkes an der Leitung 220 bestimmt die Geschwindigkeit, mit der der Block nach unten bewegt wird. Grundsatzlich gilt, daß die Blockgeschwindigkeit um so kleiner ist, je größer das an der Leitung 220 anliegende Signal ist. Die Nettobremswirkung ist proportional dem Ausgangssignal des Integrator-Verstärker-Netzwerks 218B. Dies bedeutet, die Bremse um so geringer wirksam wird und der Block sich um so schneller nach unten bewegt, je kleiner das Signal an der Leitung 220 ist. Die Wirkung eines Lastfaktorsignals - sofern ein solches vorhanden ist - besteht darin, daß die Geschwindigkeit des Blocks reduziert wird. Auf diese Weise wird die Blockgeschwindigkeit auf die untere der in den Computer einprogrammierten BEFEHLGESCHWINDIGKEIT begrenzt (wodurch das Signal am Punkt

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begrenzt wird) oder auf die Geschwindigkeit, die zur Beibehaltung der Heberlast mit dem vorbestimmten Faktor K₁ des Anfangswertes erforderlich ist.

Beim Ziehwerkbremsen-Steuersubsystem umfaßt das Integrator-Verstärker-Netzwerk 218B zwei parallele Leitungswege. Das Totalfehlersignal (£„,)_ wird am Punkt 233B aufgeteilt, wobei

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ein einstellbarer Teil über ein Potentiometer (K₀₁-,) „ mit einem

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Widerstand 24OB verbundenen Verstärker 239B gegeben wird. Dieser Weg verbessert das gesamte dynamische Ansprechen des Netzwerkes 213B auf schrittweise Änderungen des Totalfehlersignals. Der andere parallele Pfad umfaßt ein Potentiometer (K_INT) , das einen einstellbaren Teil des Fehlersignals (^m) _B an einen integrierenden Verstärker 241B leitet. Der Ausgang dieses Integrationsverstärkers 241B ist mit einem Widerstand 242B verbunden und wird in einer Zusammenführung 243B summiert. Das an der Zusammenführung 243ß anliegende Signal wird auf einen Verstärker 244B gegeben.

Das Ausgangssignal des Bremsensteuersubsystems bei 22OB wird über einen Widerstand 245B auf einen Spannung/Strom Wandler 246B gegeben. Dieses Netzwerk setzt das Ausgangssignal in einen Strom aus den erläuterten Gründen um. Eine negative Referenzspannung wird über einen Widerstand 247B an den Wandler 246B angelegt. Die Referenzspannung wird mit dem an der Leitung 22OB anliegenden Bremsensignal summiert. Das Differenzsignal (die Polaritäten sind entgegengesetzt) wird in ein 2O-4inA Stromsignal umgewandelt und über die Leitung 158 an die Bremsenbetätigung angelegt, die eine im folgenden näher zu erläuternde elektronisch/ pneumatische Schnittstelle 1o2 beinhaltet. Mit der Bremsenbetätigung 99 ist das Bremsensolenoidventil 114 verbunden (Fig. 3).

Die der Bremsenbetätigung 99 zugeordnete elektronisch/pneumatische Schnittstelle 1o2 ist scheraatisch in der Fig. 7 gezeigt. Wie oben bereits erläutert wurde, bewegt eine Bewegung des Betätigungshebels 97 gegen die Vorspannung der Feder 98 die Bremse (Fig» 2) in Rich«

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tung auf die Freigabe- oder Lösestellung· Der Hebel ist körperlich mit der Kolbenzylinderanordnung derart verbunden, daß bei Zufuhr eines unter Druck stehenden Druckmittels in den Zylinder 100 der Kolben 101 und der daran angeordnete Hebel 97 zur Freigabe der Bremse bewegt werden. Es ist ersichtlich, daß die auf den Bremsenhebel 97 mittels des Kolbens 101 -angelegte Kraft proportional dem Druck des Druckmittels im Zylinder 100 ist. Wie unmittelbar oben erläutert wurde, ist das Ausgangssignal des Spannung/Strom Wandlers 246B ein Stromsignal, dessen Größe den Grad bestimmt, mit dem die Bremse angelegt wird. Die Auegangsleitung 158 ist (zusammen mit einer allgemeinen Leitung) mit einem Strom/Druck Wandler 265 verbunden. Das an der Leitung 158 anliegende Ausgangssignal kann naturgemäß mittels der verschiedenen Signalverarbeitungselemente behandelt werden, wie Rampen- oder Verzögerunjskreise od. dgl., wie sie dem Fachmann bekannt sind.

In Abhängigkeit von der Größe des Eingangsstromsignals legt der Wandler 265 ein Luftsignal mit 0,2 - 1,05 kp/cm² an die mit einem großvolumigen 3 » 1 Verstärkungsrelais 267 verbundene Leitung 266 an. Das Ausgangssignal des Verstärkungsrelais wird Über eine Leitung 268 auf den Bremsenluftzylinder 100 gegeben. Das Ausgangssignal des Relais 267 wird über einen in der von einem Vorrat zum Relais 267 führenden Leitung 270 angeordneten Regler 269 begrenzt. Gleichermaßen wird das AusgangssAgnal des Wandlers 265 mittels eines Reglers 271 in vorbestimmten Grenzen gehalten, welcher in einer die stromabgelegene Seite des Reglers 269 mit dem Wandler 265 verbindenden Leitung 272 vorgesehen ist.

Das Solenoidventil 114 ist bezüglich des Verstärkung·relais stromabwärts in der Leitung 268 angeordnet. Im Falle einer Unterbrechung oder aufgrund eines anderen Umstandes, der zu einer Entregung der AUTO/HAND Sammelleitung führt, unterbricht das Ventil 114 die Verbindung zwischen Verstärkungerelais und Zylinder 100 und entlüftet letzteren zur Atmosphäre, wodurch die volle Bremskraft angelegt wird. In Verbindung mit Fig. 7

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sei hervorgehoben, daß die Bedienungsperson das Bremsensteuersubsystem durch Anlegen einer größeren Kraft an den Hebel 97 entgegen der Kraft des Fluids im Zylinder 100 manuell übersteuern, d.h. übergehen kann. Ein bevorzugtes Mittel zum übersteuern der Bremse (Fig. 3) besteht in einem elektrischen ÜberSteuersignal, das durch Betätigen des Schalters 103 auf die Leitung 104 gegeben wird. Die Wirkung eines derartigen Übersteuerungssignals auf das Motor- und Bremsensubsystem wird hier erläutert. Gleichermaßen kann die Bremse durch Anlegen einer Kraft von Hand unter Überwindung der Kraft der Feder 98 gelöst werden. Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Signaldiagramm des MotorSteuersubsystems 106. Die Wirkung oder der Betriebsablauf des Motorsteuersubsystems 106 ist dem Bremsensteuersubsystem 105 recht ähnlich. Das Positionsfehlersignal (E_)_M am Ausgang des Differentialverstärkers 200M (abgeleitet von der Differenz zwischen den Signalen BEFEHLPOSITION und TATSÄCHLICHE POSITION) ist über ein Potentiometer (K ) einstellbar und wird durch den Verstärker 23OM verstärkt, welch letzterer einen mit seinem Ausgang verbundenen Widerstand 231M aufweist. Der eingestellte Teil des Positionsfehlersignals (K_)„ · (E ) am Ausgang des Verstärkers 23OM wird

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über einen Widerstand 232M mit der Summierzusammenfassung 2O2M verbunden. Das Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT wird über einen Widerstand 233M an die Summierzusammenfassung 2O2M angelegt.

Die Größe oder der Wert des eingestellten Positionsfehlersignals (E_.)_M am Punkt 201M wird durch die Größe des durch den Verstärker

2O4M und die Diode 234M geleiteten Signals BEFEHLGESCHWINDIGKEIT begrenzt. Der Wert der Spannung am Punkt 201M ist gleich dem Ausgangssignal des Differentialverstärkers 200M (verstellt durch (Κ-)_M) und zwar so lange, wie der ein- oder nachgestellte Positionsfehler geringer als der Wert des Signals BEFEHLGESCHWINDIGKEIT ist. Ist der Wert des Positionsfehlers jedoch größer als der Wert des Signals BEFEHLGESCHWINDIGKEIT, so wird er hierdurch begrenzt, und das Signal BEFEHLGESCHWINDIGKEIT wird an der

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.». 2810982

Summierzusanunenfassung 2O2M summiert. Die Wirkung der vorbeschriebenen Anordnung besteht darin, daß die Maximalgeschwindigkeit des Blockes wirksam begrenzt wird, so lange er angehoben wird. Diese Maximalgeschwindigkeit ist in den Computer programmierbar und scUützt das Bohrloch von den nachteiligen Wirkungen des Schwabberns. Das (sofern erforderlich) entsprechend begrenzte zusammengesetzte Signal Positionsfehler plus Geschwindigkeit (Ep+V)_M wird an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2O8M angelegt.

An den nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2O8M wird weiterhin ein Signal angelegt/ das in Beziehung zu dem Lastfaktorsignal (V-_)„ steht,welches von dem Lasteingangssignal am Motorsteuersubsystem 106 gewonnen wurde, außerdem das Signal TATSÄCHLICHE LAST und das Signal ANFANGSLAST umgerechnet mit dem entsprechenden Faktor (-K₃). Die Lasteignale werden am Eingang des Verstärkers 212M algebraisch summiert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 212M ist das Basislastfaktorsignal (V^Jj.. Es repräsentiert die Differenz zwischen der TATSÄCHLICHEN LAST und der ANFANGSLAST, multipliziert mit dem Faktor (K₃). Das Lastfaktorsignal wird über eine Diode 2O7M an das Potentiometer (K₁)_M angelegt; das Ausgangssignal dieses Potentiometers über den Verstärker 214M an den Differenzverstärker 208M die an den Differenzverstärker 2O8M angelegte Spannung ist entweder gleich Null oder dem eingestellten Lastfaktor (K_T)„ · (V₁. _)„ . Am Ausgang des Verstärkere 214M liegt so lange ein Nullsignal an, wie das Signal TATSÄCHLICHE LAST kleiner als der oder gleich dem absoluten Wert des Signals ANFANGSLAST multipliziert mit einem Faktor K» ist. Auf diese Weise kann die TATSÄCHLICHE LAST den Wert (TATSÄCHLICHE LAST) · (K-) annehmen, ohne daß ein Lastfaktorausgangseignal bewirkt werden würde. Wenn jedoch die TATSÄCHLICHE LAST größer als die TATSÄCHLICHE LAST multipliziert mit dem Faktor K₃ wird, wird ein Ausgangssignal, das gleich der Differenz zwischen TATSÄCHLICHER LAST und der umgerechneten Anfangslast ist, an das

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Potentiometer (K_)„ angelegt. Dieses Lastfaktorausgangssignal wird durch das Potentiometer (K_)_M entsprechend umgerechnet bzw. multipliziert.

Das Totalfehlersignal (E_T)_M wird an das Integrator-Verstärker-Netzwerk 218M angelegt. Die Größe des Ausgangssignals dieses Netzwerks in die Leitung 220 bestimmt die Geschwindigkeit, mit der der Block nach oben bewegt wird. Grundsätzlich gilt, daß die Blockgeschwindigkeit um so größer ist, je größer das an der Leitung 220 anliegende Signal ist und daß die Änderungsrate der Geschwindigkeit um so größer ist, je größer das Gesamtfehlersignal (Ε™)« ist. Dies bedeutet, daß der Antriebseingangsstrom zum Motor um so größer ist und der Block sich um so schneller nach oben bewegt, je größer das Gesamt- oder Totalfehlersignal (E_,)_M ist. Sofern vorhanden, ändert das Lastfaktorsignal das Gesamtfehlersignal derart, daß die Geschwindigkeit des Blocks verringert wird. Die erreichbare Maximalhebegeschwindigkeit wird durch das Computerprogramm bestimmt. Die dynamische Belastung des Blocks wird durch Steuerung der Hebefeschwindigkeit des Blocks begrenzt. Hierdurch vermeidet man übermäßige Beschädigung der Bohrung während des Hebevorgangs auf Grund übermäßiger hydrostatischer Kräfte, die durch eine übermäßige Hebegeschwindigkeit erzeugt werden würden.

Wie im Falle des Bremsensteuersubsystems weist das Integrator-Verstärker-Netzwerk 218M im Motorsteuersubsystem 106 einen ersten und einen zweiten Strompfad auf, die zueinander parallel sind. Das Gesamtfehlersignal (E_T)_M wird am Punkt 238M aufgeteilt, wobei ein einstellbarer Teil desselben über ein Potentiometer (Kp_F)_M an den invertierenden Eingang des Verstärkers 244M angelegt wird. Dieser Weg verbessert das gesamte dynamische Ansprechen des Netzwerks 218M auf stufenweise Änderungen des Gesamtfehlersignals. Der andere parallele Zweig beinhaltet ein Potentiometer <^K _INT)_M» über das ein einstellbarer Teil des Gesamtfehlersignals auf den integrierenden Verstärker 241 gegeben wird. Dessen Ausgangssignal

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wird an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 244M angelegt.

Die Ausgangsleitung 22OM des Integrator-Verstärker-Netzwerks 218M wird an einen Spannung/Stram Wandler 246M über einen Widerstand 245M angelegt. Ein dem Spannungsausgangssignal des Netzwerks 218M proportionales Stromsignal mit 4-2OmA wird über die Leitung 159 auf das Motorgetriebe 93 gegeben, das einen hier diskutierten Strom/Spannung Wandler 274 aufweist. Im Motorsteuersubsystem 106 ist das Solenoidrelais 212 angeordnet, das zur Unterbrechung des Stromflusses vom Wandler 246M zum Strom/ Spannung Wandler 274 tätig wird. Der Ausgang des Wandlers 274 ist mit dem Motorgetriebe bzw. der Motorsteuerung 93 verbunden.

Im Strom/Spannung Wandler 274 wird das an der Ausgangsleitung des Motorsteuersubsystem 106 anliegende Stromausgangssignal an einen Widerstand 275 angelegt, der an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem negativen Potential verbunden ist. Dieses kann durch ein Referenzverstärkernetzwerk zur Verfügung gestellt werden,

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das in bekannter Weise einen/Transistor umfahrenden Rückkopplungspfad aufweist. Die am Widerstand 275 anliegende Spannung wird auf den nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 276 gegeben, der einen Transistor 277 zur Bildung einer EinheitsspannungsfolgeverStärkung antreibt. Das Spannungsausgangssignal am Emitter des Transistors 277 wird an die Motorsteuerung oder Motorantriebeschaltung 93 zum Antrieb des Ziehwerkmotors 92 mit einer mit dem Ausgangssignal des Integrator-Verstttrker-Netzwerks 218M in Beziehung stehenden Geschwindigkeit angelegt.

Es folgen nunmehr detaillierte Beschreibungen des Brerasensteuersubsystems 105, des MotorSteuersubsystems 106 und der logischen Schaltung 109.

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In Verbindung mit der Fig. 8 (Fig. 8A + 8B) wird eine genauere Beschreibung des Bremsensteuersubsystems 105 gegeben. Das Signal BEFEHLPOSITION wird an die Leitung 115B (Fig. 3) gegeben, und über einen Widerstand 284 auf den invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 2OOB gegeben. Das Signal TATSÄCHLICHE POSITION wird über die Leitung 116B an den nichtinvertierenden Eingang des Differntialveretärkers 200B über den Widerstand 285 angelegt. Dieser nichtinvertierende Eingang wird über einen Widerstand 286 geerdet. Die Signale TATSÄCHLICHE und BEFEHLPOSITION sind Stromsignale. Beide werden zur Anlage an den Differentialverstärker 20OB in eine entsprechende Spannung umgesetzt und zwar mittels der Anordnung der Widerstände 287, 288, 289 und 290, die, wie gezeigt, paarweise zwischen die Positionseingangssignale und ein negatives Potential geschaltet sind. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 200B wird über einen Widerstand 291 zum invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Dieser Widerstand bestimmt in Verbindung mit dem Widerstand 284 die Wirkung des Verstärkers, also die Verstärkung. Eine Kapazität 292 vermindert das Hochfrequenzansprechen des Verstärkers. Das Ausgangssignal wird auch über eine Leitung 293 an den nichtinvertierenden Eingang einer Endstellungsvergleichsstufe 294 gegeben, wie dies hier näher erläutert wurde. Der Aasgang des Differentialverstärkers 200B ist mit dem Potentiometer (K₇J₁,

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verbunden. Ein einstellbarer Teil des Positionsfehlersignals wird über einen Widerstand 295 auf den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 23OB gegeben. Der invertierende Eingang des Verstärkers 230 ist über einen Widerstand 296 an den Arm eines Potentiometers 297 angelegt, dessen oberes Ende über einen Widerstand 298 mit einem negativen Potential verbunden ist. Das Potentiometer 297 setzt eine Minimalgeschwindigkeit fest. Der Ausgang des Verstärkers 23OB wird über einen Widerstand 299

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zum invertierenden Eingang rückgekoppelt. Hierdurch wird in Verbindung mit dem Widerstand 296 die Verstärkung bestimmt. Der Ausgang des Verstärkers 23OB ist über den Widerstand 231B an den Punkt 2oiB angelegt, der seinerseits mit dem Ausgang des Verstärkers 2O4B über die Diode 239B verbunden ist. Das Signal BEFEHLGESCHWINDIGKEIT wird über die Leitung 132B an den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 2O4B über den Widerstand

300 angelegt. Der invertierende Eingang ist über den Widerstand

301 und die Diode 234B mit dem Ausgang verbunden. Hierdurch wird eine Einheitsverstärkung des Verstärkers effektiv bewirkt. Da das Ausgangssignal an der Zusammenführung von Widerstand und Diode abgenommen wird, werden die Auswirkungen des Diodenspannungsabfalls eleminiert. Die Begrenzungswirkung der Diode 234B in Verbindung mit dem Verstärker 2O4B bezüglich des Potentials am Punkt 201B wurden weiter oben diskutiert.

Das am Punkt 201B anliegende Signal wird über den Widerstnad 232B der Summierzusararaenführung 2O2B zugeführt. Dort wird, wie erläutert, das zusammengesetzte Signal Positionsfehler plus Geschwindigkeit gebildet und zwar durch die Surnmierung des eingestellten Positionsfehlersignals mit einem die TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT wiedergebenden Signal, das über den Widerstand 233B aus der Eingangsleitung 134B abgenommen wird. Das Geschwindigkeitssignal kann von dem Trommeltachometer 94 oder andererseits auch von dem Blockpositionswandler 82 abgenommen werden. Das Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT wird an den invertierenden Eingang einer Vergleichsstufe 302 über eine Leitung 3Θ6, wie beschrieben, angelegt. Das Signal der Summierzusammenführung 2O2B wird an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2O8B angelegt. Der nichtinvertierende Eingang wird über einen Verstärker 303 geerdet. Wie beschrieben, wird jedoch der nichtinvertierende Eingang des Differenzverstärker 2O8B ebenfalls mit einem eingestellten Teil eines Lastfaktorsignals beaufschlagt.

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Die Signale TATSÄCHLICHE LAST werden auf die Leitung 136B gegeben, und das entsprechend umgerechnete Signal (ANFANGSLAST) • (K..) wird auf die Leitung 138B gegeben. Diese Signale werden jeweils über die Widerstände 235B und 236B geführt und am invertierenden Eingang des Verstärkers 212B summiert. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 212B wird über einen Widerstand 304 an Erde angelegt. Der /ausgang des Verstärkers 212B wird über eine Schleife mit der Diode 305 und dem Widerstand 306 auf den invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers 212B ist über die Diode 237B mit dem Potentiometer (K^)_n verbunden. Die Kathode der Diode 237B wird mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 212B über einen Widerstand 307 verbunden. Der Abgreifer oder Arm des Potentiometers ist über einen Widerstand 303 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 214B verbunden. Der invertierende Eingang ist über einen Widerstand 309 geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 214B ist einmal über den Widerstand 310 an den invertierenden Eingang zurückgekoppelt und ebenso mit dem nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2O8B über einen Widerstand 31OA verbunden.

Der Ausgang des Differenzverstärkers 2O8B ist mit dem Integrator-Verstärker-Netzwerk 218B verbunden. Der Ausgang ist auch mit de» invertierenden Eingang über den Widerstand 311 rückgekoppelt. Das Integrator-Verstärker-Netzwerk 218B übernimmt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 2O8B vom Punkt 238B (Fig. 8B) über parallele Strompfade. Wenn diese Pfade oder Wege das Potentiometer (K_,„)„ aufweisen, ist dessen Arm über einen Widerstand

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312 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 239B verbunden. Der nichtinvertierende Eingang ist über einen Widerstand 313 an Erde angelegt. Der Ausgang des Verstärkers 239B wird über einen Widerstand 314 an den invertierenden Eingang des Verstärkers zurückgekoppelt und ist ebenfalls über einen Widerstand 242B mit dem Punkt oder Knoten 243B verbunden. Der zweite parallele

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Stromweg weist das Potentiometer (^Κ _ΙΝΤ)_Β auf, dessen Arm über einen Widerstand 315 mit dem invertierenden Eingang des integrierenden Verstärkers 241B verbunden ist. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 241B ist über einen Widerstand 316 geerdet. Die Verschiebung des Integrationsverstärkers 241B ist mittels eines Potentiometers 317 auf Null gestellt. Der Ausgang des integrierenden Verstärkers 241B wird über ein kapazitives Netzwerk 318 an seinen invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Der Ausgang ist auch über den Verstärker 24OB an den Punkt 243B angeschlossen. Die Signale des Punkte 243B werden an den invertierenden Eingang des Verstärkers 244B angelegt. Der nichtinvertierende Eingang ist über einen Widerstand 319 geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 244B wird an den invertierenden Eingang über einen Widerstand 320 rückgekoppelt.

Der Ausgang 22OB des Integrator-Veratärker-Netzwerks 218B ist über ein Potentiometer 321 und den Widerstand 245B mit dem invertierenden Eingang eines Verstärkers 322 verbunden. Dieses Signal wird mit einem über eine Zenerdiode 331 erzeugten Referenzsignal summiert und über die Kombination von Widerständen 329 udd 333 sowie Potentiometer 330 angelegt. Das Netzwerk mit den Verstärkern 322 und 324 bildet einen Spannung/Strom Wandler. Der Ausgang des Verstärkers 322 treibt einen KPN Transistor 324, der als Emitterfolger verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 324 ist an ein positives Potential angelegt. Das Signal des Emitters des Transistors 324 ist an den invertierenden Eingang des Verstärkers 322 über ein Widerstandsnetzwerk 325 rückgekoppelt. Diese Widerstände erzeugen in Verbindung mit dem Widerstand 245B und dem Potentiometer 321 die Uberlagerungsverstärkung des Netzwerks 246B. Das Ausgangssignal des Bremsensteuersubsystems 105 wird vom Emitter des Transistors 324 an der Verbindung der Widerstände 326 und 327 von der Ausgangsleitung übernommen. Der Emitter des Transistors 324 ist weiterhin mit der ungeerdeten Seite des Widerstands 323 über eine Reihenschaltung

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der Widerstände 326 und 327 und eines Potentiometers 328 verbunden. Diese Kombination der Widerstände läßt das Ausgangssignal an der Leitung 158 zu einer konstanten Stromquelle werden. Das Potentiometer wird so eingestellt, daß der Ausgangsstrom unabhängig vom Lastwiderstand wird.

Der invertierende Eingang des Verstärkers 322 ist über den Widerstand 329 und das Potentiometer 330 mit der Anode der Zenerdiode 331 verbunden. Die Anode der Diode 331 ist ebenfalls über den Widerstand 427B mit einem negativen Potential verbunden. Der Widerstand 333 ist im Nebenschluß zum Widerstand 329 angeordnet. Dieses Netzwerk dient zur Abgabe eines Anfangsausgangssignals an die Leitung 158.

Eine Bremsensteuerung-tibersteuerung 334 wird als Folge eines Signals BREMSE EINGREIFEN der logischen Schaltung 109 an der Leitung 142 oder als Folge eines Übersteuerungssignals des Motorsteuersubsystems 106 über die Leitung 147 wirksam, um eine entsprechende Spannung an die invertierenden Eingänge der Verstärker 239B und 241B anzulegen, so daß die Bremse unabhängig vom Gesamtfehlersignal am Ausgang des Differenzverstärkers 2O8B angelegt wird. Die Leitung 142 BREMSE EINGREIFEN der logischen Schaltung 109 ist über eine Diode J35 und einen Punkt 336 mit den Schaltern 337 und 338 verbunden. Die Übersteuerungsleitung 147 von dem Motorsteuersubsystem 106 ist über eine Diode 339 mit dem Punkt 336 verbunden. Beide Schalter sind mit einer Seite mit einem positiven Potential und mit den anderen Seiten jeweils über Widerstände 340 und 341 mit den invertierenden Eingängen der Verstärker 239B und 241B verbunden. Bei Beaufschlagung oder Erregung werden die positiven Potentiale derart an die Verstärker angelegt, daß die Bremse unabhängig von der Größe des Gesamtfehlerausgangs- signals vom Differenzverstärker 2O8B wirksam wird, d.h. eingreift.

Ein weiterer Übersteuerungsschaltkreis ist bei 342 vorgesehen. Dieses Netzwerk reagiert auf ein Signal MOTORLAUF der logischen

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Schaltung 109 über die Leitung 14OB, um die Bremse trotz des Signaleingangs zum Verstärker 244B zu lösen. Die logische Schaltung 109 liefert grundsätzlich ein Signal MOTORLAUF, wenn sie ein Signal MOTORBETRIEB WAHL erhält, wie oben vollständig beschrieben. Die Leitung 14OB ist an einen Schalter 343 angelegt. Dieser ist mit seiner einen Seite mit einem positiven Potential verbunden und der anderen über einen Widerstand 344 mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 244B. Wenn der Schalter 343 erregt, also beaufschlagt ist, wird das positive Potential an den invertierenden Eingang des Verstärkers 244B weitergeleitet. Dies führt dazu, daß der Ausgang des Verstärkers 244B auf Null Volt gehalten wird. Ein 20mA Ausgangssignal des Wandlers 246B an die Ausgangsleitung 158 auf Grund des Referenzeingangssignals bewirkt ein vollständiges Lösen der Bremse. Die Zenerdiode 345 verhindert, daß der Ausgang des Verstärkers einen negativen Wert annimmt und begrenzt das positive Äusgangssignal des Verstärkers 244B auf die Zenerspannung. Das Anlegen des Ausgangssignais MOTQELAUF an die Leitung 140B von der logischen Schaltung 109 wurde erläutert.

Verschiedene andere in Fig. 8A gezeigte Bauteile, die bisher noch nicht erläutert wurden, werden nunmehr beschrieben. Das Positionsfehlersignal aus deia Differenzialverstärker 200B in der Leitung 293 wird an den invertierenden Eingang der Positionsvergleichsstufe 294 angelegt. Ein Signal, das von dem über einen Widerstand 352 mit einem positiven Potential verbundenen Endpositionspote'ntiometer 351 gewonnen wurde _t wird über einen Widerstand 350 an den nichtinvertierenden Eingang der Vergleichsstufe 294 angelegt. Das Potentiometer 351 gibt ei« vcrbestinimtes Spannungssignal, so daß,wenn die Positioa des Blocks innerhalb einer vorbestimmten engen Entfernung bezüglich der Esfehlsposition liegt, das Ausgangssignal der VergXeiefosstuf© 294„ das durch einen Widerstand 353 und eine Diode 354 verbandsa ist, von einer logisshen 0 nach einer logischen 1 schaltet. Dieses Signal wird übar eine Leitung 355 der logischen Schaltung 109 zugeführt.

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Gleichermaßen erhält eine Bremsenlöse-Vergleichsstufe 302 ihr invertiertes Eingangssignal von dem Signal TATSÄCHLICHE POSITION über die Leitung 356. Der nichtinvertierende Eingang ist über einen Widerstand 357 mit einem Punkt zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen 353 und 359 zwischen einem positiven Potential und der Erde verbunden= Die Vergleichsstufe 302 ist über einen Widerstand 360 mit einer Diode 361 verbunden sowie über eine Leitung 362 mit der Logik 109. Hierdurch erhält man eine Schaltschwellenwertspannung für die Vergleichsstufe 302 und somit eine Schwellenwertgeschwindigkeit.» Während des Motorbettiebs ist die tatsächliche Geschwindigkeit positiv. Wenn während des Motorbetriebs die Geschwindigkeit die Schwellenwertgeschwindigkeit überschreitet, schaltet die Vergleichsstufe, so daß das Signal in der Leitung 362 von einer logischen 1 zu einer logischen 0 schaltet» Die Funktion dieses Netzwerks besteht darin, die Bremse oberhalb einer gewissen Schwellenwertgeschwindigkeit zu "lösen". Man beachte, daß die Leitung 345 und 362 aus Gründen der besseren Darstellung in Fig. 3 weggelassen wurden. Das Ausgangssignal der KRIECHGANG FLIP FLOP Leitung 152 des MotorSteuersystems 106 (Figo 3) wird in das Bremsensteuersubsystem 105 und in einen Schalter 365 desselben eingegeben. Letzterer ist zwischen die invertierenden Eingänge des integrierenden Verstärkers 241B (FIg₀ 8B) und den Ausgang des Differenzverstärkers 2O8B sowie in Reihe mit einem Widerstand 366 (Fig. 8A) geschaltete Eine Flächendiode 368 ist zwischen die Verbindung von Schalter 365 und Widerstand 366 und Erde geschaltet. Dieses Netswerk ist vorgesehen, damit bei Anliegen eines Signals an d©r Leitung 152 die Integratorverstärkung effektiv derart vergrößert wird, daß der Integrator-Verstärker 218B schneller auf das kleine Kriechganggeschwindigkeitssignal reagiert=

Logische Operation

Die logische Schaltung 109 ist über Eingangsleitungen 144 (MOTORBETRIEB WAHL) und 145 (BREMSENBETRIEB WAHL) der Computerkanäle

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B bzw. C verbunden (Fig. 3). Ausgangsleitungen 14OB (HOTORLAUF) und 142 (BREMSENLAUF) der Logik 109 sind mit dem BremsensteuerSubsystem 105, wie oben beschrieben, verbunden. Die Ausgangsleitung 140M (M0T0RLAUF) (Fig. 3) der logischen Schaltung 109 verläuft 2um Motorsteuersubsystem 106. Die logische Schaltung 109 weist über Kreuz geschaltete NAND-Tore 37OC und 37OD mit Inverter-Toren 37OA und 37OB auf. Diese Elemente sind zur Bildung einer EXKLUSIVEN ODER Funktion miteinander verbunden. Der Zweck dieses Teils der Logik 109 besteht darin, sicherzustellen, daß nur ein Signal während einer bestimmten Zeit wirksam ist - entweder MOTORBETRIEB WAHL vom Kanal B des Computers oder BREMSENBETRIEB WAIIL vom Kanal C. Wenn beide Signale aus irgendeinem Grund anliegen würden, so wird keines wegen des beschriebenen EXKLUSIVEN ODER-Tores wirksam. Die logische Schaltung umfaßt ebenfalls NOR-Tore 382, 384 und 386. Das NOR-Tor 332 empfängt ein Eingangssignal vom einen Ausgang des NAND-Tores 37OC und über seinen anderen Eingang ■Jin Eingangssignal über die Leitung 355 aus der Endpositionsvergleichsstufe 294. Das NOR-Tor 384 erhält über eine Klemme als Eingangssignal das Ausgangssignal des NAND-Tores 37OD, an seiner anderen Klemme ist es über die Leitung 362 mit der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 302 verbunden. Das Ausgangssignal des NOR-Tores 3d4 wird von der logischen Schaltung 109 über die Leitung 140B (MOTORLAUF) an den Schalter 343 angelegt, um dort die"MOTORLAUF Funktion desselben zu bewirken. Der Ausgang des NOR-Tores 384 wird ebenfalls auf das NOR-tor 386 gelegt. Das andere Eingangssignal des NOR-Tores 386 wird vom Ausgang des NOR-Tores 382 abgenommen. Das Ausgangssignal des Tores 386 wird über die Leitung 142 (BREMSENLAUF) zur Bremsensteuer-Übersteuerung 334 geleitet, um dort die BREMSENLAUF Funktion herbeizuführen.

Auf die logische Schaltung 109 werden jeweils über die Leitungen 144 und 145 die MOTORBETRIEB WAHL oder BREMSENBETRIEB WAHL Signale

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der Kanäle B und C des Computers 4o (Pig» 3} gegeben» Die Ausgangsleitungen 14oB und 142 der logischen Schaltung 1o9 übertragen die MOTORLAUF (Leitung 14oB) und BREMSENLAUF (Leitung 142) Signale zu den Übersteuerungen 342 und 334, die, wie oben baschriebon, m£t dem Bremsensteuersubsystem 1o5 verbunden sind- Die 7iusgangsleitung 14oM (MOTORLAUF) (FIg₀ 3 und 8A) der logischen Schaltung 1o9 geht als Eingangsleitumg an das Motorsteuersubsystem 1o6»

Die miteinander verbundenen Eingänge des Invertertores 37oA sind mit der Leitung 145 (BREMSENBETRIEB WAHL) über eine Diode 371 und eine Kapazität 372 verbunden. Die Eingangssignale siad normalerweise wegen der Verbindung der Eingänge mit einem positiven Potential über einen Widerstand 373 groß. Die miteinander verbundenen Eingänge des Invertertores 37oB sind über die Leitung 147 (MOTOPvBETRIEB WAHL) über eine Diode 374 und eine Kapazität 375 verbunden« Diese Eingänge liegen normalerweise wegen der Ver bindung mit dem positiven Potential aber dem Widerstand 376 hoch« Dieser Teil der logischen Schaltung 1o9 bewirkt, daß nur ein Signal von dem Computer während einer gewissen Zeit angenommen wird - entweder das MOTORBETRIEB WAHL Signal aus dem Kanal B oder das BREMSEMBETRIEB WÄHL Signal aus dem Kanal C. Wenn aus irgendwelchen Gründen die Signale des¹ Leitungen 147 und 145 beide anliegen sollten (Logische 0), so bewirkt die EXKLUSIVE ODER FUNKTION„ daß keines dsr beiden Signale wirksam x-zird« Man beachte, daß der Ausgang des NÄND-Tores 37oD über die Leitung 14oM mit dem Motorstetiersubsystern 1o6 verbunden istο

Wie erwähnt,, weist die logische Schaltung 1o9 auch die NOR-Tore 382„ 384 und 386 auf ο DSO NOR-Tos 382 erhält seine Eingangssignal® vom Ausgang des HAHD=Tore® 37oC land von der Endpoeltionsvergleichsstufe 294 über die Leitung 355„ Der Ausgang des NOR-372 last mit einem Eingang des J3OR=>Tores 386 verbunden«

Da© MOR=ToE 384 ist mit seinem einen Eingang mit dem Ausgang des tnw®st.®stosmB 37©B verbunden? der streite Eingang des NOR-Tores 384 ist iifoos" «Si© Leitung 362 mit ä<BS G©schwindigk©itsvergleichsstraf© 3®2 ^©rbendono Des Ausgang des; NOR-^Tores 384 ist mit dem

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zweiten Eingang des NOR-Tores 386 und ebenfalls mit der Leitung 14oB (HOTORLAUF), die von der logischen Schaltung 1o9 zum Schalter 343 der Übersteuerung 342 verläuft, verbunden. Der Ausgang des NOR-Tores 386 ist zum Anlegen der BREMSENLiVUF Funktion Über die Leitung 142 (BREMSENLAUF) der logischen Schaltung 1o9 mit der Übersteuerung 334 verbunden.

Wenn der Comxjuter das Signal BREMSENBHTRIEB WAHL über die Leitung 145 anliegen läßt (d.h., der Block wandert nach unten) und wenn dies das einzige angelegte Signal ist (geprüft durch die EXKLUSIVE ODER Funktion), so wird das Motorsteuersubsystem an der Leitung 14oM außer Betrieb gesetzt und die NOR-Tore 382, 384 und 386 schalten die Leitung 142 auf logisch 0, wodurch die BREMSENLAUF Funktion (an der Leitung 142) nicht angelegt wird. Während des größeren Teils der nach unten gerichteten Bewegung des Blocks arbeitet das Bremsensteuersubsystem 1o5 auf der Basis des Gesamtfehlers, um die Bremse zu modulieren und die Blockgeschwindigkeit innerhalb der Befehlsgxenzen zu steuern. Wenn der Block die Endposition erreicht, wirkt ein Ausgangssignal der Endpositlonsvergleichsstufe mit der logischen Schaltung 1o9 zusammen, um die BREMSENLAUF Funktion (über die Leitung 142) anzulegen und die Bremsen zur Arretierung des Blocks eingreifen zu lassen.

Somit herrschen während des größeren Teils der nach unten gerichteten Bewegung des Blocks bei Vorliegen eines BREMSENBETRIEB WAHL Eingangssignals an der Leitung 145 und bei Nlchtanliegen eines MOTORBETRIEB WAHL Signals an der Leitung 144 die folgenden Bedingungen vor: Die Klemmen A und B des Invertertores 37oB und die Klemme B des NAND-Tores 37oC befinden sich im Zustand logisch Beide Klemmen des Invertertores 37oA und die Klemme Λ des NAND-Tores 37oD sind im Zustand logisch 0.

Das Ausgangssignal des Invertertores 37oA ist deshalb logisch 1, und dieser Zustand (logisch 1) wird an den Eingang A des NAND-Tores 37oC angelegt. Das Ausgangssignal des Invertertores 37oB

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ist eine logische 0, wobei dieser Zustand an den Eingang ß des NAND-Tores 27oD angelegt wird. Auf diese Weise befindet sich der Ausgang des NAND-Tores 37oC im Zustand logisch 0 und der Ausgang des NAND-Tores 37oD bei logisch 1. Dies sind die Zustände ara Eingang A des NOR-Tores 372 (logisch 0 vom Ausgang des NAND-Tores 37oC) und an der Klemme A des NOR-Tores 374 (logisch 1 vom Ausgang des NAND-Tores 37oD). Man beachte, daß die logische 1 am Ausgang des NAND-Tores 37oD über die Leitung 14oM an das Motor Steuer subsystem 1o6 angelegt wird vine! dort das Motorübersteuerungsnetzwerk ansteuert.

Eeim NOR-Tor 384 bewirkt das Anliegen der logischen 1 am Eingang A, daß das Ausgangssignal eine logische 0 ist, trotz des von der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 3o2 über die Leitung 362 am Eingang B anliegenden Signals. Auf diese Weise ist die Geschwindigkeitsvergleichsstufe 3o2 beim Bremsenbetrieb im Hinblick auf ein Lösen der Bremse nicht wirksam. Somit sind der Ausgang des NOR-Tores 384 und der Eingang B des NOR-Tores 386 beide auf logisch 0, solange der Zustand BREMSENBETRIEB WAHL an der Leitung 145 anliegt. Dementsprechend ist das Signal der Ausgangsleitung 14oB von der logischen Schaltung 384 zur Übersteuerung 342 eine logische 0. Dies bedeutet, daß die Funktion MOTORLAUF nicht angelegt wird. Man beachte, daß der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsstufe während eines Zustandes BREMSENBETRIEB WAHL nicht wirksam wird.

Der Eingang A des NOR-Tores 832 ist immer dann, wenn das Signal BREMSENBETRIEB WAHL an der Leitung 145 anliegt, eine logische 0. Das Signal am Eingang B des NOR-Tores 382 wird vom Ausgang der Endpositionsvergleichsstufe 294 über die Leitung 355 abgenommen. Somit ist das Ausgangssignal an der Leitung 355 zum Eingang B des NOR-Tores 282 während des größeren Teils der nach unten gerichteten Bewegung des Blocks eine logische 0„ Dann ist das Ausgangssignal des NOR-Tores 382 eine logische 1„ Der logische H Ein-

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gangszustand am Eingang A des NOR-Tores 386 führt zu der Folge, daß, solange der Block größer als die Schwellenwertdistanz (bestimmt durch das Potentiometer 351) von der endgültigen Befehlsposition ist, die Leitung 142 (BREMSENLAUF) auf logisch O steht, wodurch die normalen Steuersubsystemfunktionen, die von der Größe des Gesamtfehlersignals (E_) erhalten wurden, die Geschwindigkeit des Blockes steuern.

Wenn sich der Block jedoch seiner endgültigen Stellung nähert, schaltet der Ausgang der Vergleichsstufe 294 und erzeugt eine logische 1 an der Leitung 355, die mit der Klemme B dea NOR-Tores 382 verbunden ist. Dies führt dazu, daß dessen Ausgang und der Eingang A des NOR-Tores 386 auf logisch O schalten. Infolgedessen schaltet der Ausgang des NOR-Tores 386 auf logisch 1, und die Ausgangsleitung 142 BREMSENLAUF wird erregt oder angesteuert. Bei Anliegen einer logischen 1 am Ausgang des NOR-Tores und an der Leitung 142 werden die Schalter 337 und 338 angeschaltet. In diesen Fall wird die volle Bremskraft angelegt, da die positiven Eingangssignale an den Verstärkern 239B und 241B das normale Bremsensteuersubsystem übersteuern und die Bremsen zum Eingriff veranlassen, wenn der Positionsfehler einen akzeptierbaren niedrigen Wert erreicht hat.

Wenn der Computer die MOTORBETRIEB WÄHL Leitung angesteuert hat (d.h., der Block wird angehoben) und wenn dies das einzige angelegte Signal ist (geprüft durch die EXKLUSIVE ODER FUNKTION), so wird das Motorsteuersubsystem über die Leitung 14oM (MOTORLAUF) angesteuert. Die Bremse bleibt jedoch durch die logische Schaltung 1o9 selbst dann angelegt, wenn der Computer den Motorbetrieb vorgibt, und zwar so lange, bis der Block eine vorbestimmte Schwellenwertgeschwindigkeit erreicht hat. Dies wird, wie im folgenden beschrieben, erreicht.

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Bei Anliegen des Signals M0T0R3ETRIEB WAhL an der Leitung 14o liegt an den Klemmen A und B des Invertertores 37oA der Zustand logisch 1 an. Gleichermaßen am Eingang A des NAND-Tores 37oD. Die Eingänge A und B des Invertertores 37oB und des Eingangs B des UAND-Tores 37oC befinden sich im Zustand logisch O. Somit stehen der Ausgang des Invertertores 37oA und der Eingang A des NAND-Tores 37oC auf logisch 0. Dementsprechend befinden sich der Ausgang des NAND-Tores 37oC und der Eingang A des NOR-Tores 382 im Zustand logisch 1. Der Ausgang des Invertertores 37oB und der Eingang B des NAND-Tores 37oD sind auf logisch 1 geschaltet. Somit befinden sich dann der Ausgang des HAND-Tores 37oD und der Eingang A des NOR-Tores 324 im Zustand logisch 0. Der Ausgang des NAND-Tores 37oD ist über die Leitung 14oM mit dem Motorsteuersubsystem 1o6 verbunden. Der Motor ist deshalb angesteuert, weil die Leitung 14oB MOTORLAUF auf logisch 0 steht.

Solange der Zustand MOTORBETRIEB WAHL an der Leitung 144 anliegt, zeigt der Eingang A des NOR-Tores 382 auf logisch 1. Sein Ausgang weist deshalb ständig einen Wert logisch 0 auf, unabhängig von dem an der Leitung 355 anliegenden Signal der Endpositions-Vergleichsstufe 294. Auf diese Weise ist die Positionsvergleichsstufe im Bremsensteuersubsystern 1o5 während des Zustandes MOTORBETRIEB WAHL nicht wirksam. Der Eingang A des NOR-Tores 386 steht zu jeder Zeit auf logisch O.

Der Eingang A des NOR-Tores 384 steht immer auf logisch 0. Solange die Geschwindigkeit, mit der der Motor den Block anhebt, jedoch geringer als die Geschwindigkeit ist, die am invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 3o2 dargestellt wird, ist sein über die Leitung 362 mit dem Eingang B des NOR-Tores 384 verbundener Ausgang eine logische 1. Somit zeigt der Ausgang des NOR-Tores 324 so lange eine logische 0, wie die Geschwindigkeit des Blockes unterhalb des Schwellenwertes liegt. Der Eingang B des NOR-Tores 386 steht ebenfalls auf logisch 0, was zu einem logisch 1 Aus-

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gangssignal desselben führt. Auf diese Weise liegt die Leitung 14oB (MOTORLAUF) nicht an (wegen der logischen O am Ausgang des NOR-Tores 384) , wohingegen die Punktion BREMS£NLAüF am Ausgang des NOR-Tores 3ö6 über die Leitung 142 wirksam wird. Wenn der Motorbetrieb angewählt ist (die Übersteuerung ist nicht angesteuert) , führt dies zu dem Ergebnis, daß die Bremse so lange wirksam wird, als die Geschwindigkeit sich unterhalb des definierten Schwellenwertes befindet.

Wird der Block mit einer den Schwellenwert übersteigenden Geschwindigkeit angehoben, so schaltet der Ausgang der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 3o2 und stellt den Eingang B des NOR-Tores 384 auf logisch O. Dessen Ausgang verändert sich nach logisch 1 und legt die Funktion MOTORLAUF an die Leitung 14oB an. Der Schalter 343 wird angeschaltet und übersteuert die an den invertierenden Eingängen des Verstärkers 244B anliegenden .Signale. Somit wird die Übersteuerung 342 angesteuert, also in der beschriebenen Weise wirksam gemacht, wenn die Geschwindigkeit die vorbestimmte Schwellenwertgeschwindigkeit überschreitet, um unnötigen Verschleiß der Bremse beim Anheben des Blockes zu vermeiden. Weiterhin wird auch der Eingang B des NOR-Tores 386 in den Zustand logisch 1 geschaltet, wodurch dann eine logisch 0 an seinem Ausgang anliegt, welche die Funktion BREMSENLAUF an der Leitung unterdrückt.

Während dieses Zeitraums der Blockbewegung wird die Geschwindigkeit natürlich, wie erläutert, durch das Zeitintegral des Gesamtfehlers (^E _T)_M gesteuert. Wenn der Block sich seiner Endposition nähert, tendiert der Gesamtfehler (E_) dazu, positiv zu werden, wodurch die Geschwindigkeit des Blocks verringert wird. Fällt die Geschwindigkeit des Blocks unter den durch die Geschwindigkeitsvergleichsstufe 3o2 gesetzten Schwellenwert ab, so schaltet deren Ausgang auf logisch 1 zurück, ändert den Wert des Eingangs E am NOR-Tor 324 und schaltet dessen Ausgang auf logisch

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Hierdurch wird die Leitung MOTORLAUF abgeschaltet oder unterdrückt und der Ausgang des NOR-Tores 386 auf logisch 1 geschaltet, wodurch die Leitung 142 (BREMSENLAUF) zum Einschalten der Bremse angesteuert wird. Wie im folgenden ersichtlich wird, wird eine Eositionsvergleichsstufe im Motorsteuersubsystem 1o6, ähnlich der oben beschriebenen/ wirksam, wenn der Block innerhalb eines vorbestimmten Abstandes der Befehlposition sich nähert, um eine Hotorübersteuerung wirksam werden zu lassen und die Hebebewegung abzustoppen.

Motorsteuersubsystem

In Verbindung mit der Fig. 9 (Fig. 9A + 9B) wird nun eine genauere Beschreibung des Motorsteuersubsystems 1o6 gegeben. Seine grundlegenden Merkmale entsprechen denen des Bremsensteuersubsystems 1o5, siehe oben.

Das BEFEHLPOSITION Signal wird auf die Leitung 115M (Fig. 3) gegeben und über einen Widerstand 4o2 an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2ooH weitergeleitet. Das Signal TATSÄCHLICHE POSITION wird über die Leitung 116M auf den nichtinvertierenden Eingang des Differentialverstärkers 2ooM über den Widerstand 4o3 gegeben. Der nichtinvertierende Eingang ist über einen Widerstand 4o4 geerdet. Beide Signale TATSÄCHLICHE POSITION und BEFEHLPOSITION sind Stromsignale und werden zur Anlage an den Differentialverstärker 2ooM in entsprechende Spannungen umgewandelt, und zwar durch die Widerstandsanordnung 4o5, 4o6, 4o7 und 4o3, die paarweise zwischen den Eingangssignalleitungen 115M und 116M und ein negatives Potential geschaltet sind. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 2ooM wird über einen Widerstand 4o9 zum invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Dieser Widerstand erbringt in Verbindung mit dem Widerstand 4o2 die Ver-

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Stärkung des Verstärkers. Das Positionsfehlerausgangssignal wird über eine Leitung 410 auf den nichtinvertierenden Eingang einer Positionsvergleichsstufe 412 gegeben. Der invertierende Eingang der Positionsvergleichsstufe 412 erhält ein Signal, das von einem Potentiometer 414 herrührt, welches über einen Widerstand 415 mit einem negativen Potential verbunden ist. Der Abgreifer dieses Potentiometers/uBer einen Widerstand 416 mit dem invertierenden Eingang verbunden. Die Positionsvergleichsstufe 412 liefert über eine Diode 417 ein Ausgangssignal an eine Leitung 418, wenn das Positionsfehlersignal am Ausgang des Differentialverstärkers 200M geringer als der Spannungswert ist, der am Potentiometer 414 eingestellt ist. Wie erläutert übersteuert dieser Zustand die Motorsteuerung und schaltet den Motor ab. Der Ausgang des Differentialverstärkers 200M ist über einen Widerstand 420 mit dem Potentiometer (K₁J „ verbunden.

Ir M

Ein einstellbarer Teil (eingestellt durch (Kp),.) des Positions-.fehlersignals wird über einen Widerstand 412 an den nichtinveriierenden Eingang des Verstärkers 23OM angelegt. Der invertierende I.ingang des Verstärkers 23OM ist über einen Widerstand 422 an den Abgreifer eines Potentiometers 423 angeschlossen, der seinerseits über einen Widerstand 424 mit einem positiven Potential verbunden ist. über dieses Potentiometer wird ein Minimumgeschwindigkeitssignal eingestellt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 23OM wird über einen Widerstand 425 an den invertierenden Eingang des Verstärkers 23OM zurückgekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers 23OM ist über den Widerstand 231M mit dem Punkt 2OJM verbunden, an den ebenfalls der Ausgang des Verstärkers 2O4M über die Diode 234M angeschlossen ist. Die Begrenzungswirkung der Kombination aus Verstärker 2O4M und die Diode 234M am Punkt 201M wurde weiter oben in Verbindung mit dem vereinfachten Signaldiagramm der Ziehwerkmotorsteuerung diskutiert.

Das am Punkt 201M anliegende Signal wird über den Widerstand 232 der Summierzusammenführung 2O2M zugeführt. Dort wird das

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zusammengesetzte Signal Positionsfehler plus Geschwindigkeit (E-J , wie erläutert, gebildet, und zwar durch Summierung des eingestellten Positionsfehlersignals mit dem die TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT wiedergebenden Signal, das über die Eingangsleitung 134M und den Widerstand 233M ankommt. Das Geschwindigkeitssignal kann von dem Trommeltachometer 94 oder alternativ von dem Blockpositionswandler 83 abgenommen werden. Das Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT wird, wie beschrieben, an die invertierende Klemme einer Vergleichsstufe 430 angelegt. Das Signal an der Summierzusammenführung 2O2M wird dem invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 2O8M zugeführt. Dessen nichtinvertierender Eingang ist über einen Verstärker 231 an Erde angelegt. Wie erläutert, wird jedoch ein eingestellter Teil eines Lastfaktorsignals ebenfalls an den nichtinvertierenden Eingang angelegt.

Das Signal TATSÄCHLICHE LAST liegt an der Leitung 136M an, und das entsprechend umgerechnete Signal ANFANGSLAST · (-K₂) wird auf die Leitung 138M gegeben. Diese Lastsignale werden über die Widerstände 235M bzw. 236M geleitet und am invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 212M summiert. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 212M ist Über einen Widerstand 433 an Erde angeschlossen. Der Ausgang des Verstärkers 212M wird über eine Schleife mit der Diode 434 und dem Widerstand 435 sowie eine weitere Schleife mit dem Widerstand 436 und der Diode 437 zu seinem invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Diese Bauteile bewirken in Verbindung mit den Widerständen 235M und 236M die Verstärkung des Verstärkers. Der Ausgang des Verstärkers 212M ist mit dem Potentiometer (K_r)_u verbunden. Das Ausgangssignal wird von der Verbindungsstelle des Widerstands 436 und der Diode 437 aufgenommen, um die Auswirkungen des Spannungsabfalls an der Diode 437 zu beseitigen. Der Abgreifer des Potentiometers (K-)_M ist über den Widerstand 437 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 214M verbunden. Der invertierende Eingang des Verstärkers 214M let über einen Widerstand 438 geerdet.

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Der Ausgang des Verstärkers 214M ist über einen Widerstand 439 an seinen invertierenden Eingang zurückgekoppelt und ebenso mit der nichtinvertierenden Klemme des Differenzverstärkers 2O8M verbunden.

Der Ausgang des Differenzverstärkers 2O8M ist mit dem Integrator-Verstärker-Netzwerk 218M(Fig. 9B) verbunden und ebenfalls über den Widerstaad 440 an seinen invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Das Integrator-Verstärker-Netzwerk 218M übernimmt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 208M über zwei parallele Strompfade von dem Funkt 238M. Ein Pfad umfaßt das Potentiometer (K__).. , dessen Abgreifer über einen Widerstand

cc M

mit dem invertierenden Eingang des Differentialverstärkers 244M verbunden ist. Der zweite, parallele Pfad umfaßt das Potentiometer (Κ_._1ιη)_ω , dessen Abgreifer über einen Widerstand 442 mit dem invertierenden Eingang des integrierenden Verstärkers 241M verbunden ist. Der nichtinvertierende Eingang ist Über den Widerstand 444 geerdet, über ein Potentiometer 445 wird der Nullpunkt des integrierenden Verstärkers 241M eingestellt. Der Ausgang des integrierenden Verstärkers 241M wird über ein kapazitives Netzwerk 446 zu seinem invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Weiterhin ist dieser Ausgang über einen Widerstand 447 zur nichtinvertierenden Klemme des Verstärkers 244M geführt. Die nichtinvertierende Klemme ist ebenfalls über einen Widerstand 448 geerdet. Die Schaltungseinzelheiten des Motorsteuersubsystems unterscheiden sich von denen des Bremensteuersubsystems dadurch, daß die beiden parallelen Strompfade im Integrator-Verstärker-Netzwerk 218M nicht am Punkt 243B summiert werden. Demgegenüber wird der Ausgang des integrierenden Verstärkers mit dem Potftotiometerausgang in dem Verstärker 244M differentiell kombiniert. Der Ausgang des Verstärkers 244M wird über einen parallelen Pfad mit dem Widerstand 449 und der Diode 450 zurückgekoppelt.

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Der Ausgang 22OM des Integrator-Verstärker-Netzwerks 218M ist über den Widerstand 245M mit dem Spannung/Strom Wandler 246M verbunden. Er ist im wesentlichen identisch dem oben in Verbindung mit dem Bremsensteuersubsystern 105 beschriebenen Wandler ausgebildet mit Ausnahme der Größe der an den Verstärker 453 angelegten Referenzspannung. Der Widerstand 245M ist mit einem Potentiometer 451 und einem Widerstand 452 verbunden, über den er schließlich an den invertierenden Eingang eines Verstärkers 453 angelegt ist. Dessen nichtinvertierender Eingang ist über einen Widerstand 454 geerdet. Der Ausgang dieses Verstärkers treibt einen Transistor 455 vom NPN-Typ an, dessen Kollektor an ein positives Potential angelegt ist. Der Emitter dieses Transistors 455 ist über ein Widerstandsnetzwerk 456 an den invertierenden Eingang des Verstärkers 453 zurückgekoppelt. Weiterhin ist der Emitter über in Serie geschaltete Widerstände

457 und 458 sowie ein Potentiometer 459 an die obere Seite des Widerstands 454 angelegt. Das Ausgangssignal des Motorsteuersubsystems wird an der Zusammenführung der Widerstände 457 und

458 abgenommen. Die Ausgangsleitung 159 weist einen Relaiskontakt auf, der durch die Spule 112 betätigt wird. Ein Anfangsspannungszustand wird an den invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 453 angelegt und weist einen Widerstand 461 und ein Potentiometer 462 auf, die in Reihe mit einem negativen Potential geschaltet sind. Ein Widerstand 463 umgeht den Widerstand 461 im Nebenschluß. Die Aufgabe dieses Netzwerks besteht darin, eine Referenzspannung derart zu erzeugen, daß man ein 4mA Stromausgangssignal bei Nullsignaleingangszustand erhält.

Das Motorsteuersubsystem 106 ist über die Leitung 151 mit dem Computerausgangskanal I verbunden (Fig. 9B). Diese Leitung ist über eine Diode 470 mit den Eingängen eines NAND-Tores 471 verbunden, dessen beide Eingänge über einen Widerstand 472 mit einem positiven Potential verbunden sind. Ein Schalter 473 ist mit seiner einen Seite an ein positives Potential angelegt und

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mit der anderen über einen Widerstand 474 an den nichtinvertierenden Eingang der Vergleichsstufe 453 im Spannung/Strom Wandler 246M. Bei Empfang eines KRIECHGANG ZUR BETÄTIGUNG KUPPLUNG Befehlsignals vom Computer über die Leitung 151 (Leitung 151 liegt an logisch O) wird ein vorbestiramtes Stromsignal über die Leitung 159 auf die Motorsteuerung 93 gegeben, um den Motor 92 sehr langsam zu bewegen und die Kupplung für weitere Hebevorgänge zu betätigen oder wirksam werden zu lassen.

Das MotorSteuersubsystem 106 weist ein mit ihm verbundenes KRIECHGANG Steuernetzwerk 480 (Fig. 9A) auf. Das Netzwerk beinhaltet einen invertierenden Verstärker 430. Das Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT an der Leitung 134M wird auf den nichtinvertierenden Eingang über den Widerstand 481 gegeben. Der invertierende Eingang der Vergleichsstufe 430 ist über einen Widerstand 482 geerdet. Der Ausgang der Vergleichsstufe ist über die jeweils die Diode 483 und den Widerstand 484 sowie die Diode 485 und den Widerstand 486 aufweisende Wege zum invertierenden sowie zum nichtinvertierenden Eingang zurückgekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers 430 ist über einen Widerstand 487 weiterhin an den invertierenden Eingang einer Kriechgangvergleichsstufe 490 angelegt. Der nichtinvertierende Eingang der Vergleichsstufe 490 ist über einen Widerstand 491 an ein Spannungsteilernetzwerk mit den Widerständen 492 und 493 angelegt, die zwischen ein positives Potential und Erde geschaltet sind.

Der Ausgang der Kriechgangvergleichsstufe 490 ist Über einen Widerstand 495 mit dem Zurückstelleingang eines Kriechgang-Flip-Flop-Netzwerks 500 verbunden. Der Einstell- oder Ansteuereingang des Flip-Flop-Netzwerks 500 ist über eine Diode 502 mit dem KRIECHGANG Signal (Kanal H) vom Computer an der Leitung 150 verbunden. Der Ausgang des Flip-Flop-Netzwerks 500 liegt am Eingang eines Schalters 503 an. Der Ausgang des Verstärkers 508M ist mit einem Widerstand 5O4A und einer Diode 5O4B in Reihe

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geschaltet. Der Schalter 503 ist mit der Zusammenführung des Widerstands 5O4A und der Diode 5O4B und dem nichtinvertierenden Eingang des integrierenden Verstärkers 241 verbunden. Weiterhin liegt der Ausgang des Flip-Flop-Netzwerks 500 (über die Leitung 152) am Schalter 365 des Bremsensteuersubsystems 105 an (Fig. 8A).

Die Aufgabe eines KRIECHGANG Befehls besteht darin, den Travellerblock langsam anzuheben, um so die Bohrstranglast mit dem Heber aufzunehmen, wie dies weiter oben bei der Schilderung des Betriebsablaufs erläutert wurde.

Beim Empfang eines KRIECHGANG Befehls bewirkt ein Signal über die Leitung 150 am Einstelleingang, daß der Ausgang des Flip-Flop-Netzwerks 500 auf logisch 1 schaltet. Hierdurch wird der Schalter 503 geschlossen. Auf diese Weise wird die Verstärkung des integrierenden Verstärkers 241M effektiv angehoben. Gleichzeitig schließt das Ausgangssignal des Flip-Flop-Netzwerks 500 auf der Leitung 152 den Schalter 365 des Bremsensteuersubsystems 105, um die Verstärkung des integrierenden Verstärkers 241B (Fig. 8) anzuheben. Somit wird das KRIECHGANG Befehlsignal - in Verbindung mit anderen Signalen - dazu benutzt, den Heber langsam anzuheben oder abzusenken, um, je nach vorliegendem Fall, eine Last zu übernehmen oder freizugeben. Nach Übernahme oder Freigabe der Last sind höhere Geschwindigkeiten einprogrammiert. Überschreitet die Geschwindigkeit eine Kriechgang-Schwellenwertgeschwindigkeit, die durch die Kombination der Widerstände 492 und 493 bestimmt ist, so schaltet die Vergleichsstufe 490 auf logisch 0, um das Flip-Flop-Netzwerk 500 in den Normalzustand zurückzustellen.

Ein Motorsteuer-UberSteuernetzwerk 510 (Fig. 9B) weist einen primären und einen sekundären Ubersteuerweg auf, die mit der Leitung 140M MOTORLAUF verbunden sind. Die Leitung 140M ist

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an den Ausgang der logischen Schaltung 109 angelegt, und wenn das Motorsteuersubsystem 106 die logische Schaltung 109 abgetrennt hat, weist die Leitung 140M ein logisches Bohrsignal auf. Die Leitung 140M ist mit einer Diode 511 verbunden; die Ausgangsleitung der Diode 511 wird als Leitung 512 MOTOR AUS bezeichnet. Der primäre Übersteuerungsweg weist eine Zenerdiode 513 auf, die ihrerseits über einen Widerstand 514 mit der Basis eines NPN-Transistors 515 verbunden ist. Der Emitter dieses Transistors ist mit einem negativen Potential verbunden und auch mit der Anode der Zenerdiode 513 über einen Widerstand 516. Der Kollektor des Transistors 515 ist über einen Widerstand 517 mit einer Diode 518 verbunden. Die primäre Übersteuerung ist an den invertierenden Eingang des integrierenden Verstärkers 241M angelegt. Der zweite Weg der Übersteuerung 510 weist einen Schalter 224 auf, der zwischen die Verbindung der Widerstände 525 und 526 sowie Erde geschaltet ist. Der Widerstand 525 liegt an einem positiven Potential an. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 527 ist über den Widerstand 528 geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 527 liegt über eine Diode 529 am invertierenden Eingang des Strom/Spannung Wandlers 246M an. Auch ist dieser Ausgang über einen Widerstand 530 an den invertierenden Eingang zurückgekoppelt.

Wenn ein entsprechendes Signal (logisch 1) von der Logik 109 über die Leitung 140M empfangen wird, wird die Motorsteuerübersteuerung 510 betätigt, um den Motor unabhängig vom Ausgangβ-signal des Verstärkers 244M wirksam abzuschalten. Wenn das Signal auf der Leitung 140M an die Diode 511 angelegt wird, geht ein Ausgangssignal in die Leitung 512 MOTOR AUS, welches den Transistor 515 leitend macht und den Ausgang des integrierenden Verstärkers 241 wirksam auf Null stellt. Der zweite Weg stellt - bei Empfang des Signale MOTOR AUS über die Leitung 512 den Schalter 524 in den leitenden Zustand, wodurch die Verbindungs-

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stelle der Widerstände 525 und 526 geerdet wird. Diese Vorsorge wird deshalb getroffen, da immer noch ein Signal am Ausgang des Verstärkers 244 anliegen kann, selbst wenn der integrierende Verstärker 241M übersteuert, d.h. übergangen ist. Die Leitung 512 MOTOR AUS kann auch auf andere Wege als durch Empfang eines Computerbefehls über die logische Schaltung 109 erregt werden.

Um den Motor abzuschalten, wenn der Block innerhalb der vorbestimmten engen Toleranzen in der Befehlsposition angeordnet ist, betätigt ein Ausgangssignal der Positionsvergleichsstufe 412 über die Leitung 418 die Übersteuerung 510 in genau der diskutierten Weise.

Weiterhin wird, wenn die Bedienungsperson die Übersteuerung auf der Leitung 104 wirksam werden läßt, ein Signal an einen als Schalter wirkenden optischen Koppler 536 (Fig. 9A) angelegt. Im betätigten Zustand verbindet der Schalter 536 ein positives Potential über eine Diode 537 mit der Leitung 512. Ein Widerstand 538 legt die Leitung 512 an Erde an. Bei Empfang eines manuellen Ubersteuerungssignals wird der Schalter 536 in seinen leitenden Zustand versetzt, wodurch ein hohes Signal an der Leitung 512 angelegt wird und hierdurch der Motor in der oben beschriebenen Weise durch die Übersteuerung 510 stillgesetzt wird. Gleichzeitig befindet sich die Leitung 147 (ÜBERSTEUERUNG) auf logisch 1 auf Grund ihrer Verbindung mit dem Schalter 536, wodurch das überSteuernetzwerk 334 (Fig. 8) wirksam wird.

Im Anschluß an die vollständige Erläuterung des Bremsensteuereubsystems 105, des Motorsteuersubsystem 106 und der logischen Schaltung 109 wird nunmehr auf die Fig. 10 Bezug genommen, die ein detailliertes schematisches Diagramm der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108 ist.

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Geschwindigkeitsvergleichsstufe

In Fig. 10 ist ein detailliertes schematisches Diagramm der in Verbindung mit dem Ziehwerksteuersystem 21 verwendeten Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108 wiedergegeben. Wie aus dem Blockaschaltbild der Fig. 3 hervorgeht, verläuft eine Leitung 165 vom Computerkanal G zur Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108, wobei über die Leitung ein die BEFEHLGESCHWINDIGKEIT wiedergebendes, 4-2OmA Signal zur Vergleichsstufe 108 übertragen wird. Diese BEFEHLGESCIIWINDIGKEIT let die gewünschte Geschwindigkeit, mit der der Travellerblock 68 von einer ersten nach einer zweiten Höhe im Bohrturm 20 (Fig. 2) bewegt werden soll. Nach Fig. 10 wird das Stromeingangssignal auf eine Leitung 570 gegeben und mittels des Widerstands 571 in eine Spannung umgewandelt, wobei der Widerstand 571 zwischen die Leitung 570 und ein negatives Potential geschaltet ist. Das .lieh einstellende Spannungssignal wird mit einem einen Widerstand '»73 und eine Kapazität 574 aufweisenden Filter 572 gefiltert und an den nichtinvertierenden Eingang eines Verstärkers 575 gegeben. Das Ausgangssignal des Verstärkers 575 wird über einen Widerstand 576 zum invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Außerdem ist der Eingang mit der Ausgangsleitung 132 verbunden, die das 0-10 Volt BEFEHLGESCHWINDIGKEIT Signal an das Bremsensteuersubsystem 105 und das Motorsteuersubsystera 106 über die Leitungen 132B bzw. 132M weiterleitet.

Die Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108 wird ebenfalls über die Leitung 166 mit einem bipolaren Spannungssignal beaufschlagt, das von dem Trommeltachometer 94 erhalten wurde. Der Wert oder die Größe dieses Signals gibt die TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT des Travellerblocks 68 (Fig. 2) wieder. Die Polarität des Spannungssignals auf der Leitung 166 gibt die Bewegungsrichtung

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des Travellerblocks 68 wieder. Dementsprechend zeigt eine positive Polarität eine Aufwärtsbewegung längs der Vertikalachse des Bohrturms 20 an, wobei diese Aufwärtsbewegung naturgemäß beinhaltet, daß der Motorbetriebszustand anliegt. Eine negative Polarität des Signals auf der Leitung 1bti gibt eine Abwärtsbewegung des Travellerblocks 68 längs der Bohrturmachse wieder und beinhaltet zwangsläufig, daß der Bremsenbetrieb durch den Computer vorgegeben ist.

Das Signal TATSACHLICHE GESCHWINDIGKEIT wird zur Herausnahme von kommutierenden Spitzen mittels eines einpoligen Tiefpaßfilternetzwerks 580 gefiltert, das einen Widerstand 581 und eine Kapazität oder einen Kondensator 582 aufweist. Jeweils mit einem positiven und einem negativen Potential verbundene Dioden 583 bzw. 584 begrenzen das Signal zum Verstärker 586. Das gefilterte Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT wird über einen Widerstand 585 an den invertierenden Eingang des Verstäx'kers einstellbarer Verstärkung angelegt. Der nlchtinvertierende Eingang des Verstärkers 586 ist über einen Widerstand 587 geerdet. Ein einstellbarer Widerstand 588 ist mit einer Rückkapplungsschleife vom Ausgang des Verstärkers 586 zu dessen Eingang rückgekoppelt. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 586 hängt von der Einstellung des Widerstands 588 ab. Der Ausgang kann so eingestellt werden, daß er eine gewisse nominelle Geschwindigkeit repräsentiert, beispielsweise 1 Volt pro 0,3 Meter pro Sekunde.

Der Ausgang des Verstärkers 586 ist über einen Widerstand an den invertierenden Eingang eines invertierenden Einheitsverstärkungsverstärkers 590 angelegt. Der nichtinvertierende Eingang dieses Verstärkern ist über einen Widerstand 592 geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 590 ist über einen Widerstand zu dem invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Weiterhin ist der Ausgang über eine Leitung 594 auf die Ausgangsleitung

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geschaltet, die die Eingangsleitung für das Signal TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT zum Dreinsensteuersubsystem 105 und zun Motorstouersubsystem 106 iber rtie Leitungen 134B bzw. 134.1 ist. i5ei der beschriebenen Schaltkreisausbildung gibt die Grö.Cc des Spannungssignals auf der Leitung 134 die tatsächliche Geschwindigkeit des Blocks wiader, wobei eine positive Polarität eine Au<>7ärtsbewegung und eine negative Polarität eine Abwärtsbewegung anzeigt.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 586 wird über eine Leitung 597 auf «in Netzwerk 598 zur Anzeige der falschen Richtung gegeben. Es umfaßt die Vergleichsstufen 599 und 600 sowie die Transistoren 601 und 60.2, wobei dirse Bauteile zu einer logischen ODLP Schaltung verbunden sind. Dor invertierende Eingang der Vergleichsstufe 599 und der nichtinvertierende Eingang der Vergleichsstufe 600 sind mit dem Ausgang des Verstärkers 586 über Widerstände 603 bzw. 604 verbunden Die Schaltnunkte der Vergleichsstufen liegen bei einem nominellen, vorbestimmten Schwellenwert fest, beispielsweise bei eine^r' einer Geschwindigkeit von 0,15 m/sec entsprechenden Wert. Der nichtinvertierende Eingang der Vergleichsstufe 599 ist über Widerstände 605 und mit einer aus einer positiven Potentialquelle herrührenden positiven Spannung verbunden. Der invertierende Eingang der Vergleichsstufe 600 ist über die Widerstände 607 und 608 an eine Potentialquelle angelegt.

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öS

Der Ausgang der Vergleichsstufe 599 ist über eine Diode 609 und einen Widerstand 610 an die Basis des NPN-Transistora 602 angelegt. Die Zusammenführung von Transistor 602 und Widerstand 610 ist über einen Widerstand 611 geerdet. Der Ausgang der Vergleichestufe 600 ist Über eine Diode 612 und einen Widerstand 613 mit der Basis des NFN-Transistors 601 verbunden. Die ZusammenfUhrung der Basis des Transistors 601 und des Widerstands 613 ist über einen Widerstand 614 an Erde angelegt.

Eine der beiden Vergleichestufen 599 und 600 wird jeweils nicht angesteuert, und zwar in Abhängigkeit davon, ob ein Signal an der Leitung 615 oder 616 anliegt. Die Leitung 615 ist mit einer Leitung 167 verbunden, die ihrerseits an der HOTORBETRIEB WAHL Leitung 144 vom Computer anliegt. Die Leitung 616 ist mit einer Leitung 168 verbunden, die ihrerseits an der BREMSENZUSTAND WAHL Leitung 145 vom Computer anliegt. Eine Diode 617 i*t über die Leitung 615 mit der Verbindung von Diode 609 und Widerstand 610 verbunden. Die Diode 618 liegt über die Leitung 616 an der Zusammenführung von Diode 612 und Widerstand 613 an. Die Dioden 617 und 618 sind normalerweise aufgrund der Verbindung der Anoden der Dioden 617 und 618 über die Widerstände 619 bzw. 620 mit einem positiven Potential in Vorwärtsrichtung vorgespannt.

Das Ausgangssignal des Netzwerks 598 zur Bestimmung der falschen Richtung wird Über eine Leitung 621 vom Kollektor des Transistors 602 abgenommen« Die Leitung 621 ist über eine mit dem Computereingangskanal E verbundenen Leitung 169 verbunden. Das Netzwerk 598 erzeugt ein Signal FALSCHE BEWEGUNGSRICHTUNa an der Leitung 169» wenn die Bewegung des Blocks die Normaleinstellung von 0,15 m/sec in der falschen Richtung überschreitet. Tritt dieser Fall ein, so wird einer der beiden Transistoren 602 und 601 nichtleitend. Ein Signal FALSCHE BEWEGUNGSRICHTUNG ist «ine Unterbrechungsbedingung· die alle Systeme außer Betrieb setzt und das Programm unterbricht. Ebenso wie bei sämtlichen anderen Unterbrechungsbedingungen kehrt das gesamte System auf Handsteuerung zurück, und der automatische Arbeitsablauf wird unterbrochen.

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Die vom Computer en die Motor- und an die Bremsensteuerung angelegten Inbetriebsetzungssignale auf den Leitungen 167 und 168 werden über die Leitungen 615 bzw. 616 auf die Vergleichsstufenausgänge über die Dioden 617 und 618 aufgebracht. Diese Signale setzen die entsprechende Vergleichsstufe in Betrieb oder steuern diese an, so daß nur die "richtige" falsche Richtung erfaßt wird. Wenn das Motorsteuersubsystem beispielsweise eine Aufwärtsbewegung steuert, so zeigt die Leitung 144 MOTORBETRIEB WAHL niedrigen Wert und die Leitung 145 BREMSEN-BETRIEB WAHL hohen Wert, so daß der Ausgang der Vergleichsstufe 599 angesteuert und der Ausgang der Vergleichsstufe 600 nicht angesteuert, also nicht in Betrieb gesetzt wird. Während des Hebevorgangs ist die Polarität des TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT Signals am nichtlnvertierenden Eingang der Vergleichsstufe 600 negativ, so daß der Transistor 601 das Bestreben hat abzuschalten; der Ausgang der Vergleichsstufe 600 ist Jedoch unterbrochen, da die Diode 612 rückwärts vorgespannt 1st. In diesen Zustand wird der leitende Zustand des Transistors 601 durch das über die Diode 618 angelegte Signal leitend gehalten. Wenn Jedoch das TATSÄCHLICHE GESCHWINDIGKEIT Signal am invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 699 mit einem Wert von größer als etwa 0,5 Volt positiv werden sollte, was eine "falsche" Bewegungsrichtung anzeigen würde, so würde weder die Diode 609 noch die Diode 617 leiten, wodurch dann der Transistor 602 nichtleitend wird und eine Unterbrechungebedingung über dl· Leitung 169 an den Computer signalisieren würde. Das Signal "falsche" Richtung während einer Bremsbewegung wird in gleicher Weise erzeugt.

Der Ausgang des Verstärkers 590 1st gleichfalls alt einem Netzwerk 624 zur Erfassung der Nullgeschwindigkeit verbunden. Es umfaßt als Nullgeschwindigkeitsdetektoren geschaltet« Vergleichsstufen 625 und 626. Da das Ausgangssignal des Trommeltachometers 94 ein bipolares Signal ist, werden zwei Vergleichestufen 625 und 626 benötigt, wovon Jeweils «in· für

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jede Richtung wirksam ist. Der invertierende Eingang der Vergleichsatufe 625 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 590 über einen Widerstand 627 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang ist mit einer Schaltpunktspannung verbunden» die mit dem "Abwärts"-Potentiometer 628 eingestellt wird, das auf seiner einen Seite geerdet und auf der anderen über einen Widerstand 629 mit einem negativen Potential verbunden ist. Her Ausgang der Vergleichsstufe 625 ist über eine Widerstände 630 und 631 sowie eine Kapazität 632 aufweisende Schleife zur nichtinvertierenden Klemme der Stufe zurückgekoppelt. Diese positive Rückkopplungeschleife erbringt eine Hysterese, so daß die Vergleichsstufe 625 bei eng im Bereich des Schaltpunktes liegenden Signalen eine positive Signalwirkung erbringt. Der nichtinvertierende Eingang der Vergleichsstufe 626 ist über einen Widerstand 634 mit dem Ausgang des Verstärkers 590 verbunden. Der invertierende Ausgang liegt Über einem Widerstand 635 an einer Schaltpunktspannung an, die durch das "Aufwärts"-Potentiometer 636 eingestellt wird, welches seinerseits auf der einen Seite geerdet und auf der anderen über einen Widerstand 637 ^n einem positiven Potential anliegt. Der Ausgang der Vergleichsstufe 626 1st über eine einen Widerstand 638 und eine Kapazität 639 aufweisende Schleife an den nichtinvertierenden Eingang der Stufe zurückgekoppelt. Diese positive Rückkopplungeschleife stellt sicher, daß die Vergleichsstufe 626 bei Signalen im Bereich des Schwellenwerts eine positive Schaltwirkung zeigt.

Die Ausgänge der Vergleichsstufe 625 und 626 sind jeweils über Dioden 640 und 641 verbunden sowie Über ein Netzwerk mit dem Widerstand 642 und der Kapazität 649 mit der Basis eines NPN-Transistore 645. Der Emitter des Transistors 645 ist geerdet. Die Kathoden der Dioden 640 und 641 sind Über einen Widerstand 646 geerdet. Der Kollektor des Transistors 645 ist über einen Widerstand 647 an ein positives Potential angelegt.

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Der Kollektor des Transistors 645 ist mit der Basis eines NPN-Transistors 648 verbunden. Der Emitter dieses Transistors ist geerdet, sein Kollektor an eine Ausgangsleitung 649 angelegt. Eine Diode 650 ist zwischen die Leitung 649 und ein positives Potential geschaltet. Die Ausgangsleitung 649 ist über eine Leitung 170 NULLGESCHWINDIGKEIT (Fig. 3) an den Computerkanal D angeschlossen. Die Schaltpunkte der Vergleichsstufe 625 und 626 werden durch die Potentiometer 628 bzw. 636 eingestellt, so daß eine vorbestimmte kleine Geschwindigkeit sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtsrichtung als Nullgeschwindigkeitsbedingung erkannt und ein Signal dieses Inhalts über die Leitung 170 an den Computer gegeben wird. Nullgeschwindigkeit auf der Leitung 170, angezeigt dadurch, daß der Transistor angeschaltet ist, ist nur eine der beiden notwendigen Bedingungen dafür, daß der Computer die Ankunft des Blocks an seinen programmierten Bestimmungsort erkennt.

Wie im folgenden genauer dargelegt wird, liefert der Blockpositions- und -geschwindigkeitswandler 83 ein 0 - 10 mA Geschwindigkeitssignal über die Leitung 171 an die Geschwindigkeit s vergleiche stufe 108. Dieses unipolare Stromsignal auf der Leitung 171 wird an ein Haximalgeschwindlgkeltsnetzwerk 653 gegeben. Das Stromsignal wird durch den Einfluß eines geerdeten Widerstands 654 in ein Spannungssignal umgewandelt, das Über einen Widerstand 656 mit einer geerdeten Kapazität 657 auf den nichtinvertierenden Eingang eines Spannungefolgeverstärkers 655 gegeben wird. Ein einstellbares Maximalgeschwindigkeitssignal vom Potentiometer 659» das über einen Widerstand 660 auf negatives Potential geschaltet ist, wird an den nichtinvertierenden Eingang eines Spannungefolgeverstärkers 662 gegeben. Die Ausgangssignale entgegengesetzter Polarität dieser Verstärker 655 und 626 werden über Widerstände 664 bzw. 665 an den invertierenden Eingang eine« Verstärkers 667 angelegt und summiert, welchletzterer als Ver-

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gleichsstufe arbeitet. Sein nichtinvertierender Eingang ist über einen Widerstand 668 geerdet. Der Ausgang der Vergleichs» stufe wird zum nichtinvertierenden Eingang über parallele Rückkopplungswege mit einem Widerstand 669 und einer Kapazität 670 rückgekoppelt. Der Ausgang der Vergleichsstufe 667 ist über eine Diode 671 und einen Widerstand 672 mit der Basis ©Ines NPN-Transistore 674 verbunden. Der Emitter dieses Transistors ist geerdet, während sein Ausgang mit der Leitung 675 verbunden ist. Letztere ist mit der Ausgangsleitung 172 zusammengeschaltet. Dieses Signal MAXIMALGESCHWIHDIGKEIT auf der Leitung 172 ist mit dem Computereingangskanal F verbunden«

Der über das Potentiometer 659 ©ingestellte maximal® Geschwtadigkeitsschwellenwert ist normalerweise größer als das tatsächliche Qeschwindigkeltssignal zum Spannungsfolger 655? so daß das Ausgangssignal der Vergleichsstufe 667 positiv gesättigt ist und der Transistor 674 im leitenden Zustand g@halt©a wird. Wenn Jedoch das Signal BLOCKGESCHWINBIGKEIT von BPST 83 diesen Schwellenwert überschreitet, so wird der Transistor 6?4 abgeschaltet. Somit wird das Zeichen, daß die Maximalgeschwiadigkeit überschritten wurde, über die L©itung©a 675 und 172 am den Computer gegeben. Man beachte, daß an beiden Leitungen 621 und 625 der Normalzustand durch Stromfluß angezeigt wirdo W@am •in abnormer Zustand festgestellt wird, fällt das Stromsignal auf Null ab. Die Dioden 677 und 678 sind zwischen die Leitungen 621 bzw. 675 und ein positives Potential geschaltet.

Blockpositions- und

In Fig. 11 ist ein detailliertes
Blockpositions- und Geschwindigkeitgwandl®rs zeigt. Wie bereits erwähnt, gibt dieser tionsrückkopplungssignal zum Computerelngasagslsaml J über dl© Leitung 116. Weiterhin wird ein Poaitionssignal la das Br®is^

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sensteuer-Subsystem 105 sowie das Motorsteuer-Subsystem 106 über die Leitungen 116B bzw. 116M eingespeist. Wie nunmehr in Verbindung mit der Fig. 10 dargelegt wird, gibt der Wandler 83 ein 0 - 10 mA BLOCKGESCHWINDIGKEIT Signal über die Leitung 171 auf die Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108.

Der Wandler 83 ist dem Block 68 zugeordnet und auf dem Schlitten der Blockeinziihvorrichtung 78 zur Bewegung mit dieser längs der Führungsschiene 80 angeordnet. Der Travellerblock 68 bewegt sich naturgemäß mit den Schlitten 78. Die Befestigungseinzelheiten sind schematisch gezeigt, wobei jegliche Befestigungsart sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewegt. Ein Reibrad 690, das beispielsweise aus Urethan hergestellt ist, liegt an der Führungsschiene 80 der Einziehvorrichtung an. Eine Feder 691 läßt das Rad 690 an der Schiene 80 anliegen. Eine Verschiebung des Schlittens 788 bewirkt eine Rotation des Rades 690 und der mit ihm zusammengekuppelten Welle 692. Am gegenüberliegenden Ende der Welle 692 ist ein Zahnrad 693 angeordnet, das durch die Bewegung des Rades 690 angetrieben wird. Der Wandler 83 beinhaltet einen magnetischen Nullgeschwindigkeitsabnehmer oder Fühler 695, beispielsweise das Modell 4-0002 der Firma Airpax. Der Abnehmer 695 gibt immer dann einen quadratischen Wellenimpuls ab, wenn ein Zahn des Rades 693 in den Bereich des Abnehmers 695 kommt. Dieses Signal wird im folgenden als das "A" Signal bezeichnet. Der Abnehmer gibt weiterhin ein die Richtung anzeigendes Signal ab, in der die Zähne des Rades 693 sich vorbeibewegen - entweder eine logische 1 oder eine logische 0. Dieses Signal wird la folgenden als das "B" Signal bezeichnet. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß eine vorbestimmte, gegebene Anzahl von Ausgangsimpulsen des geeichten Fühlers verwendet wird , um die Verschiebung des Blocks um eine vorbestimmte geradlinige Entfernung längs der Schien« 80 darzustellen. Gleichermaßen ist die Frequenz der Pule« proportional der Geschwindigkeit, mit der sich der Schlitten 73 bewegt. Die ⁿA" und "B" Signale des Fühlers 695 werden an einen Signalwertübereetzer 697 gegeben. Dies let beispielsweise «in

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übersetzer 697$ wleraer von der Firma Motorola unter der Nummer MC 666 vertrieben wird. Seine Funktion besteht darin, die Größe der "A" und ¹¹B" Signale auf einen Viert zu übersetzen, der mit den im folgenden zu beschreibenden elektronischen Komponenten kompatibel ist. Das "A" Signal wird auch Über eine Leitung 6988 auf den Eingang eines Frequenz/Spannung Wandlers 699 gegeben. Jeder brauchbare Wandler 699 kann eingesetzt werden, beispielsweise der Wandler der Firma Teledyne Filbrick Nummer 4702.

Der Frequenz/Spannung Wandler 699 dient zur Bereitstellung einer Durchschnittsausgangespannung, die proportional der Frequenz des quadratischen Eingangswellensignals ist. Es können naturgemäß Potentiometer zur Einstellung des Null- und vollständigen oder ganzen Ausgangssignals vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Nominalmpfindlichkeit von 1,0 Volt/0,3 m/sec mit einem Vollausschlag von 10 Volt oder auch jegliche andere vorbestimmte Einstellung verwendet werden. Der Ausgang des Wandlers 699 ist mit einem invertierenden Einheitsverstärkungsverstärker verbunden (schematisch gezeigt). Der Ausgang des invertierenden Verstärkers 700 liegt an einem Spannung/Strom Wandler 701 an. Dieser ist In den Schaltungseinzelheiten wie der Spannung/ Strom Wandler 46B nach Fig. 8B ausgebildet. Er erzeugt ein 0 - 10 mA Ausgangssignal, das proportional dem 0-10 Volt Eingangssignal ist. Es kann ein Einstellwiderstand zur Einstellung des Ausgangsstroms auf einen vorbestimmten Wert vorgesehen sein, beispielsweise 10 mA bei einer Eingangsspannung von 10 Volt. Weiterhin können Widerstände oder Potentiometer zugeschaltet sein, um den Ausgangsstrom unabhängig vom Lastwiderstand zu machen. Ein 0 - 10 mA Ausgangsstromsignal auf der Leitung 171 steht funktiα nell in Beziehung zur Frequenz des quadratischen Welleneingangssignals auf der Leitung 698 und dementsprechend zur Geschwindigkeit des Schlittens 78 und des diesem zugeordneten Travellerblocks 68. Wie vorstehend bereits erwähnt, wird das Stromsignal wegen seiner hierdurch gegebenen Rauschimunität bevorzugt. Weiterhin läßt die konstante Strom-

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quellencharakteristik den Leitungswiderstand und/oder die Leitungslänge unkritisch werden. Somit können vergleichsweise lange Kabellängen in elektrisch rauschstarken Umgebungen unter Verwendung wirtschaftlicher, ungeschützter Leitungen verlegt werden. Der Ausgang des Spannung/Strom Wandlers 701 ist, wie oben erwähnt, über die Leitung 171 mit der Geschwindigkeit svergleichs stufe 108 verbunden. Obgleich Geschwindigkeitsrückkopplungssignale an der Geschwindigkeitsvergleichsstufe 108 vom Trommeltachometer 94 empfangen werden, wird Redundanz durch das Geschwindigkeitsausgangssignal des Wandlers 83 gewährleistet. Dieses Signal erbringt überschüssige Geschwindigkeitsinformation,im Falle der Trommeltachometer 94 unrichtig arbeiten sollte.

Wie erwähnt, sind die "A" und "B" Ausgangssignale des Abnehmers 695 Ausgangssignale des Wertübersetzers 697. Eine Leitung 703 mit dem "A" Signal (die auch zum Wandler 699 führt) und eine Leitung 704 mit dem "B" Signal, das die Bewegungsrichtung des Rades 693 angibt, werden beide zu einer kaskadenförmigen Anordnung von Zählern 706A, 706B und 706C geführt? als derartige Zähler können beispielsweise die der Firma Motorola, Modell MC14516CP Verwendung finden. Die Zähler erfassen die Anzahl der an der Leitung 703 während der Bewegung des Blocks empfangenen Impulse. Somit ist deren Gesamtzahl das Maß der durchquerten vertikalen Entfernung. Das auf die Leitung 704 gegebene Richtungssignal bestimmt, ob die Zählung zu einem Anfangewert addiert oder von diesem subtrahiert werden muß. Gemäß der Fig. 11 ermöglichen die kaskadenförmig angeordneten Zähler 706 eine Gesamtzählung von 4096.

Die parallelen Ausgänge Q (N) der Zähler 706 liegen an einem Digital/Analog Wandler 710 an, beispielsweise an dem Zähler DAC 380-12 der Firma Hybrid Systems Corporation. Das Auegangssignal des Wandlers 710 ist ein den Wert der Zählung proportionales Stromsignal. Mittels Potentiometer 711 und 712 können

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die Null- und die vollständigen Stromwerte eingestellt Die Potentiometer können beispielsweise so eingestellt daß ein 4 mA Signal einer Nullzählung und ein 20 mA Stro©¹ ©i~ ner Registerzählung von 4095 entspricht. Der Ausgangsstrom ist deshalb proportional der Höhe des Travellerblocks „ Das Aus-= gangsstromsignal, das dergleichen Attribute wie vorstehend diskutiert teilhaftig ist, x^ird über die Ausgangsleitung 116 an den Computer (an den Eingangskanal J) und über die 116B und 116M an das Bremsensteuersubsystem 105 bzwo das H© torsteuersubsystem 106 gegeben„

Da der BPST Wandler ein Differentialsensorsystem darstellt ₀ ist eine Rückstellung vorgesehen,, um eine definierte und derholbare Korrelation zwischen der registrierten Zählung der Position, des Blocks 68 herzustellen,, Wie bereits frühe in Verbindung mit dsr Fig. 2 ausgeführt wurde„ sind zwei näherungsschaltsensoren 84 und 85 am Schlitten 78 angeoräaQt₀ dia durch Anschläge 86 und 87 betätigt werden_o Diese Anordnung erbringt eindeutige Rückstellpunkte im Bereich des oberes wßä unteren Endes der Führungsschiene 8O₀ Jedes Rückstellseteltox³-= auagangssignal wird, auf ein Antispringnetzwerk 715 und 71β gegeben, deren d©d©i zwei über Kreuz geschaltete NOR-Tore 718 und 719 besitzt» Das Ausgangssignal eines jeden diesQS³ Netzwerke 715 und 716 wird auf ©in bistabiles Netzwerk 720 gegeben, dessen Ausgang die eine oder die andere Rüekstoll= Sammelleitung 721 oder 722 auf hohem Niveau (d_oh_o0 bei logisch 1) hält, und zwar in Abhängigkeit davon„ \tf©leher Rückst©11= schalter, 715 oder 71 β„ betätigt ist«,

Die obere Rüekst©ll®ai^@llelt«ag 721 \md al® untor© Rüekotoll=· leitung 722 wsdsea ^©wqIIs ©iia Dioden^'ilderstand^Netsw®^ die ein «ine vorb@stiüBt@ Zählung dar pliysils&lisehen eines jeden Anschlags wiederggbeados Muster für di© stellten Eingänge J(N) der Zähl©r 706 bilden_o Die Ausgäiago äor Antispringnetzwerke sind über ©la MAMB=Eo? 723 aa dl© stellten Eingänge der Zähler 706 ®ag©l©gto ÄMf digs© ¥oi©o

9 0 9 8 Q 7 / 0 S 3 9 .

v/erden die Zähler 706 jedesmal, wenn ein Sensor seinen zugehörigen Anschlag passiert, auf eine vorbestimmte Zählung voreingestellt.

Die NAND-Tore 724Λ, 724B und 724C sind als ein Schraitttriggernetzwerk zusammengeschaltet. Der Ausgang dieses Xriggernetzwerks überträgt einen RUckstellungsimpuls auf die Rückstellungseingänge eines jeden Zählers 706 über eine Kapazität 725 und eine Diode 726. Der Ausgang des Triggernetzwerks stellt die Zähler 706 mit einer bestimmten Zeitverzögerung nach Anlegen der Systemantriebskraft zurück. Diese Zeitverzögerung ergibt sich durch den Widerstand 725^f und die Kapazität 725. Jegliche vorbestimmte Zeitverzögerung kann verwendet werden. Als Ergebnis werden die Zähler 706 jedesmal automatisch auf Mullzählung oder Null zurückgesetzt, wenn das System angesteuert wird.

Es verbleibt jedoch die Möglichkeit, daß nach Rückstellung des Zählers 706 auf Null im Anschluß an die Ansteuerung eine ungewollte Zählung zusammen mit einem nach unten zeigenden Signal des magnetischen Abnehmers die Zähler 706 zur Aufzeichnung einer vollständigen Zählung von 4095 veranlassen könnte. Um diese Möglichkeit zu verhindern, wird der oben erwähnte Rückstellungsimpuls ebenfalls an das als Inverter wirkende NAND-Tor 727 angelegt. Seine Ausgangssignale schalten die untere Rückstellungssammelschiene 722 über die Diode 728 auf logisch 1. Während eines vorbestimmten, zusätzlichen Zeitintervalls, vorgegeben durch die Kapazität 730 und den Widerstand 731» wird der Voreinstellungsstift dee mittleren Zählere 706B über einen Wandler 732 und eine Diode 733 angesteuert. AJs Ergebnis wird eine voreingestellte Zählung im Anschluß an jede Ansteuerung eingegeben. Im vorliegenden Beispiel wird eine Zählung von 48 eingegeben, obgleich durch entsprechende Anordnung der logischen Schaltung jeglicher Wert voreingestellt werden kann.

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Ileberlaststeuerung

Wie bereits oben ausgeführt, ist es sowohl während des Verbindungs- als auch des Lösevorgangs notwendig und erwünscht, die vom Heber 75 (Fig. 2) aufgenommene Last zu überwachen. Dementsprechend werden, wie in Verbindung mit dem Bremsensteuersubsystem 105 und dem Motorsteuersubsystem 106 beschrieben wurde, Rückkopplungssignale vom Heberlaststeuer-Subsystem 107 durch die Motor- und Bremsensteuerung zur Bestimmung der Geschwindigkeit benutzt, mit der der Bohrstrang während des Lösevorgangs (durch den Motor) angehoben oder mit der während des Verbindungsvorgangs der Bohrstrang (mittels der Bremse) abgelassen wird. Die Notwendigkeit und der Vorteil einer Inbetrachtziehung der Heberbelastung liegen auf der Hand. Wenn der Bohrstrang beim Heraussenken aus oder Absenken in das Bohrloch belastet wird, so weicht die Heberlast von einem vorbestimmten, voreingestellten Minimum

en (während des Absenkens) oder einem vorbestimmtf voreingestellten Maximum (während des Anhebens) ab. In beiden Fällen kann das Bohrloch beschädigt werden, wenn die Geschwindigkeit des Blockes nicht begrenzt wird.

In Übereinstimmung mit Fig. 3, dem grundsätzlichen Ziehwerksteuerblockdiagramm, erhält das Heberlaststeuer-Subsystem Ausgangssignale von den Computerkanälen N, 0 und P über die Leitungen 175, 176 bzw. 177. Rückkopplungssignale zu den Computerkanälen K, L und M werden vom Heberlaststeuer-Subsystem über die Leitungen 178, 179 bzw. 180 zurückgeführt. Auch wird ein die tatsächliche Heberlast oder Heberbelastung wiedergebendes Rückkopplungssignal sowohl zum Bremsensteuersubsystem 105 und dem Motorsteuersubsystem 106 über die Leitungen 136B bzw. 136M geführt, während entsprechend bemessene Anfangslast-Rückkopplungssignale über die Leitungen 138B und 138M an das Bremsen- bzw. Motorsteuersubsystem gegeben werden. Die Gewinnung dieser Signale wird hier beschrieben.

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Das Heberlaststeuer-Subsystem 107 nimmt seine Eingangssignale von dem Kraftsensor 95 des toten Endes (DLFS) über die Leitung 110 (Fig. 3) ab. Das Signal vom Sensor 95 kann nach Bedarf umgeformt werden. Wie im Falle aller von relativen Distanzwandlern abgenommenen Signale ist das Signal aus dem BLFS-Wandler ein 4-2OmA Stromsignal und zwar aus den oben ausgeführten Gründen.

Nach Fig. 12, die ein detailliertes schematisches Diagramm des Heberlaststeuer-Subsystem 107 wiedergibt, wird das 4-2OmA Signal an der Eingangsleitung 110 abgenommen und über den mit einem negativen Potential verbundenen Widerstand 735 in ein Spannungssignal umgewandelt. Diese Ausbildung entspricht der insgesamt bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Maßnahme, um ein Strom- in ein Spannungssignal umzuwandeln. Das Spannungssignal wird mittels eines einen Widerstand 738 und eine Kapazität 739 aufweisenden Filternetzwerk 737 gefiltert. Das gefilterte Spannungssignal wird durch einen gepufferten Verstärker 740 geleitet und über eine Leitung 741 und einen Widerstand 743 auf den nichtinvertierenden Eingang einer Vergleichsstufe 742 gegeben. Der nichtinvertierende Eingang dieser Vergleichsstufe 742 ist über einen Widerstand 744 geerdet. Ein mit einem positiven Potential verbundenes Potentiometer 745 ermöglicht die Einstellung des Nullpunktes der Vergleichsstufe 742.

Das Ausgangssignal de· Verstärkers 740 gibt die Last am Heber 75 (Fig. 2) zu jedem gegebenen Zeitpunkt an und wird über eine Leitung 745 auf ein Netzwerk 748 zum Erfassen und Halten gegeben. Das Netzwerk 748 weist einen mit seinem nichtinvertierenden Eingang mit der Leitung 747 verbundenen, gepufferten Verstärker 749 auf. Der Ausgang des Verstärkers 749 ist über eine Diode 750 . und einen Widerstand 751 an einen bilateralen Schalter 752 angelegt. Die Zusammenführung der Diode 750 und des Widerstands 751 ist über einen Widerstand 753 geerdet, während eine Zenerdiode 754 an die Verbindung von Widerstand 751 und Schalter 752 angelegt ist.

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S)-

Der Ausgang des Schalters 752 ist mit dem Gate eines Feldeffekttransistors 755 verbunden, wobei das Gate auch über eine Kapazität 756 geerdet ist. Der Drain des Transistors 755 ist an ein positives Potential angelegt. Die Source ist über einen Widerstand 757 mit einem negativen Potential verbunden« Der Ausgang des Netzwerks 748 wird von einer mit der Source des Transistors 755 verbundenen Leitung 759 gebildet, die über einen Widerstand 760 an den invertierenden Eingang des Differntialverstärkers 742 angelegt ist. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 742 wird über einen Widerstand 761 zum invertierenden Eingang zurückgekoppelt= Der Schalter 752 ist mit einem NAND-Tor 763 verbunden, dessen beide Eingäbe über eine Diode 764 mit der vom Computerkanal N kommenden Leitung ERFASSEN NULLAST verbunden sind. Die Eingänge des Tores 763 sind weiterhin über einen Widerstand 765 mit einem positiven Potential verbunden.

Wenn der Schalter 752 momentan durch ein vom Computerkanal N über die Leitung 175 kommendes Ansteuersignal geschlossen wird, wird die Kapazität 756 auf einen Wert aufgeladen, der dem Heberlastsignal am Ausgang des Verstärkers 740 entspricht. Der Signalwert am Ausgang des Transistors 755 an der Leitung 759 verbleibt auf dem Wert, der sich ergibt, wenn der Schalter 752 geschlossen ist, bis das nächste Gatesignal angelegt wird. Der Computer ist derart programmiert, daß der Kanal N, das ERFASSEN NULLAST Signal, aktiviert wird, wenn Heber und Block nicht in Bewegung und an einem entsprechenden Punkt des Zyklus sind, wenn der Heber keinerlei Last aufgenommen hat. Das am invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 742 anliegende Signal kann dann so interpretiert werden, als ob es aus dem Taragewicht des Hebers und des Blocks plus jegliche Abweichungen und akkumulierte Langzeitverschiebungen besteht, die im Lastmeßnetzwerk vorhanden sind. Im Differentialveratärker 742 wird das Nullsignal von einem Signal abgezogen„ das das momentane Heberlaateingangssignal auf der Leitung 741 wiedergibt, so daß das augenblickliche Signal, das die tatsächliche

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Last am Heber ajn. der Ausgangsleitung 766 des Dif f eamtialverstärkers 742 'auf die 'Ausgangsleitung 136 TATSÄCHLICHE LAST gegeben wird.

Das Ausgangssignal des Feldeffekttransistors 755 an der Leitung 759 wird zum invertierenden Eingang des Verstärkers 749 über eine Leitung 767 zurückgekoppelt. Ein im wesentlichen identisches Netzwerk 770 zum Erfassen und Halten ist über die Leitung 771 mit dem Ausgang der Vergleichsstufe 742 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang eines Pufferverstärkers 772 ist mit dem Signal auf der Leitung 771 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 772 liegt über eine Diode 773 und einen Widerstand

774 an einem bilateralen Schalter 775 an. Die Zusammenführung von Diode 773 und Verstärker 774 ist über einen Widerstand 776 geerdet. Die Zusammenführung zwischen Widerstand 774 und Schalter

775 ist über eine Zenerdiode 777 geerdet. Der Ausgang des Schalters 775 ist mit einer Kapazität 779 und dem Gate eines Feldeffekttransistors 780 verbunden, der Drain des Transistors 780 ist an ein positives Potential angelegt, während die Source über einen Widerstand 761 an ein negatives Potential angelegt ist. Die Ausgangsleitung des Netzwerks 770 geht von der Source des Transistors 780 ab. Dieser Ausgang ist gleichfalls über eine Leitung 783 an den invertierenden Eingang des Verstärkers zurückgekoppelt. Schließlich ist der Ausgang des Transistors über in Reihe geschaltete Widerstände 784 und 785 geerdet. Von der Zusammenführung der Widerstände 784 und 785 zweigt aus noch zu erläuternden Gründen eine Leitung 786 ab. Der Ausgang des Netzwerks 770 ist über eine Leitung 787 mit einem Schalter 788 verbunden.

Der Schalter 775 ist mit einem NAND-Tor 790 verbunden, dessen zusammengeschlossene Eingänge über eine Diode 791 mit der Leitung ERFASSEN LAST an der Leitung 176 verbunden sind, die vom Ausgangskanal 0 des Computers herführt. Die Eingänge des NAND-Tores

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sind über einen Widerstand 792 an positives Potential angelegt. Bei Empfang eines Signals aus dem Computerkanal O über die Leitung 176 schaltet das an dem Eingang des als Inverter geschalteten NAND-Tores 790 anliegende positive Signal auf logisch O. Der Ausgang schaltet auf logisch 1, wodurch der Schalter 775 angesteuert wird. Bei angesteuertem, also angeschaltetem Schalter 775 lädt die Kapazität 779 auf einen solchen Signalwert auf, daß das Ausgangssignal des Transistors 780 auf der Leitung 787 gleich dem Signalwert ist, der am Ausgang des Verstärkers 772 an der Leitung 771 anliegt. Dieser Signalwert der Leitung 787 verbleibt auf dem Wert, der dann besteht, wenn der Schalter 775 abgeschaltet wird, bis das nächste Tor-oder Schaltsignal angelegt wird. Das vom Computer kommende Signal auf der Leitung 176 wird an der Stelle des Zyklus aktiviert, an der der Heber eine Last übernommen hat, jedoch noch nicht in Bewegung ist. Somit gibt das Ausgangssignal des Transistors auf der Leitung 787 das "Totgewicht¹¹ der Bohrstranglast wieder. Dies ist die ANFANGSLAST und der Basiswert der Bohrstranglast, wie er im Vergleich mit der TATSÄCHLICHEN LAST durch das BremsensteuerSubsystem 105 und das MotorSteuersubsystem 106 verwendet wird; vgl. Beschreibung dieser Subsysteme.

Der Schalter 788 ist an seinem Eingang über eine Leitung 796 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Pufferverstärkers 797 verbunden. Er wird von einem NPN-Transi3tor 798 gesteuert, dessen Basis über einen Widerstand 799 und die Diode 800 mit der Leitung 177 verbunden ist. Das Signal LASTSTEUERUNG AN auf dem Computerausgangskanal P wird an die Leitung 177 angelegt. Das Signalende des Widerstand 799 ist über einen Widerstand 802 an positives Potential angelegt. Der Kollektor des Transistors 798 ist einen Widerstand C03 an positives Potential angelegt. Der Kollektor des Transistors 798 ist auch mit der Steuerleitung des bilateralen Schalters 788 verbunden. Weiterhin ist das Signalende des Widerstandes 799 über eine Leitung 804 mit der

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Steuerleitung eines zweiten Schalters 805 verbunden. Der Schalter ÜO5 verbindet den Ausgang des Verstärkers 742 über eine Leitung 806 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Pufferverstärkers 797. Mit Ausnahme während des KRIECHGANG Betriebs wird das LASTSTEUERUKG AN Signal immer dann angelegt, wenn der Bohrstrang angehoben oder abgesenkt wird. Liegt dieses Signal an, so ist der Schalter 708 angesteuert und hierdurch wird das die ANFANGSLAST auf der Leitung 787 wiedergebendes Signal auf den Eingang des Verstärkers 797 geschaltet. In diesem Zeitpunkt wird der bilaterale Schalter 805 abgeschaltet. Das Signal ANFANGSLAST am Ausgang des Verstärkers 797 wird über die parallelen Wege mit den Widerständen 810 und 811 jeweils auf Niveausteuerkreise 812 und 813 übertragen.

Jeder der Niveauwähler umfaßt eine Reihe von Kiderständen derart, daß in Abhängigkeit von der Einstellung der Wählschalter ein vorbestimmter Teil des Signals ANFÄNGLICHE LAST über einen Widerstand 815 auf den invertierenden Eingang eines gepufferten Verstärkers 816 gegeben wird. Der nichtinvertierende Eingang des Pufferverstärkers ist über einen Widerstand 817 geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 816 wird zum invertierenden Eingang über einen Widerstand 818 zurückgekoppelt. Die Einstellung wird von einem erfahrenen Bohrführer vorgenommen und in die Niveausteuerung ti 12 eingegeben. Diese Einstellung 1st ein einstellbarer Teil K₁ zwischen 0 und 0,9 der ANFÄNGLICHEN LAST. Dieser Wert oder dieses Niveau wird vom Verstärker 816 invertiert und über die Ausgangsleitung 819 auf eine Verbindung mit der Leitung 138B gegeben, die die Eingangsleitung zum Steuersystem 1O5 ist.

Die physikalische Wirkung der Wahl des Faktors K₁ kann anhand einer Betrachtung des Absenkvorganges erläutert werden. Während des Absenkens ist die tatsächliche Last am Heber wegen der an dem sich bewegenden Rohr angreifenden Reibungskräfte geringer oder gleich dem anfänglichen ANFANGSLAST Wert. Deshalb kann

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angenommen werden, daß eine gewisse Abweichung der tatsächlichen Last am Heber unter die ANFANGSLAST während der normalen Absenkbewegung auftreten wird. Die größe der zulässigen Abweichung wird durch die Größe der Konstanten K- definiert, die durch die Niveausteuerung 812 wählbar ist.

Kin Teil des am invertierenden Eingang des Verstärkers 816 anliegenden Signals wird über die Leitung 823 an den invertierenden Eingang einer Vergleichsstufe 824 angelegt, wobei der Wert dieses Teils durch das Verhältnis der Widerstände 821 bis 822 definiert ist. Der nichtinvertierende Eingang der Vergleichsstufe 824 ist über einen Widerstand 825 mit einer Leitung 826 an den tatsächlichen Lastwert angekoppelt. Der Ausgang der Vergleichsstufe 824 ist über eine Diode 827 und einen Widerstand 828 mit der Basis eines NPN-Transistors 829 verbunden. Ein entsprechender Basiswiderstand 830 ist vorgesehen. Der Ausgang des Transistors 829, der in der Regel leitend ist, geht vom Kollektor ab und ist über eine Leitung 831 an die von dem Heberlaststeuer-Subsystem 107 zum eomputereingangskanal K führende Ausgangsleitung 178 angelegt. Der Ausgangskanal K liefert das LAST UNTER LIMIT Unterbrechungssignal. Die Zusammenführung von Diode 827 und Transistor 828 ist über eine Diode 833 an den vom Emitter eines Transistors 834 abgehenden Ausgang angeschlossen. Die Basis dieses Transistors ist mit der Leitung LASTSTEUERUNG AN verbunden, wobei sein Kollektor an positives Potential angelegt ist. Auf diese Weise ist während jener Zeitperioden, während der das Slfnal LASTSTEUERUNG AN vom Computer aus anliegt, der Transistor 834 nicht leitend und der Ausgang der Vergleichsstufe angesteuert. Die Widerstände 821 und 822 bilden einen "unter der Grenze" SchaltSchwellenwert für die Vergleichsstufe 824 für ein gegebenes, gewähltes K-. Fällt der Wert der tatsächlichen Last unter den voreingestellten Teil der umgerechneten ANFÄNGLICHEN LAST am invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 824, so schaltet die Vergleichsstufe und der Transistor 829 schaltet ab»

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Hierdurch wird ein Alarmsignal gebildet, das anzeigt, daß die lieberlast unter einem vorbestimmten Wert ist, und welches ein Unterbrechungssystem betätigt, das das Programm anhält und, wie oben ausgeführt, die volle Bremskraft wirken läßt. Diese Unterbrechung bewirkt, daß das gesamte System aus dem automatischen Betrieb in den üandsteuerbetrieb übergeht.

Der Niveauwähler 813 arbeitet in gleicher Weise. Das Signal an seinem Ausgang wird über einen Widerstand 835 an den invertierenden Eingang einer Vergleichsstufe 836 angelegt. Das über einen Widerstand 837 an der Leitung 826 anliegende Signal TATSÄCHLICHE LAST wird am invertierenden Eingang summiert. Der Verstärker ist so ausgebildet, daß er eine Polaritätsumkehr herbeiführt. Der nichtinvertierende Eingang ist über einen Widerstand 838 geerdet, so daß der Schaltschwellenwert der Vergleichsstufe Nullpotential ist. Der Ausgang der Vergleichsstufe 836 ist über eine Diode 839 und einen Widerstand 840 an die jiasis eines NPN-Transistors 841 angelegt, der einen Basiswiderstand 842 aufweist. Der Kollektorausgang des Transistors 841 ist über die Leitungen 344 und 179 an den Computereingangskanal L angelegt. Dies ist das LAST ÜBER LIMIT Signal. Eine Diode 845 ist auf die Zusammenführung von Diode 839 und Widerstand 840 geschaltet. Hierdurch verbleibt der Transistor 841 leitend, wenn der Transistor 834 leitend ist (d.h. wenn das Signal LASTSTEUERUNG AN nicht anliegt). Auf diese Weise wird die Wirkung des Unterbrechungssignals LAST ÜBER LIMIT verhindert.

Während eines Hebevorgangs kann die tatsächliche Last wegen der Reibung zwischen Rohr und Bohrloch über den Wert des Signals ANFANGSLAST steigen. Deshalb wird während eines Hebevorgangs das Signal ANFANGSLAST um einen entsprechenden Faktor K„ umgerechnet, der von der Niveausteuerung 813 ausgewählt wurde. Die Einstellung des Wählschalters bedingt die Verstärkungswirkung

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des Verstärkers 849. Dieser entsprechend umgerechnete Lastv/ert wird über die Leitung 834 und die Ausgangsleitung 138M zum Motorsteuersubsystem 105 geleitet. Solange das Signal TATSÄCHLICHE LAST im Bereich der durch die Konstante K„ definierten Vierte verbleibt, siehe oben, kann das MotorSteuersubsystem 106 die Hebegeschwindigkeit, ohne vom Lastfaktor beeinflußt zu werden, steuern. Wie im Falle der Absenkbewegung, wenn die tatsächliche Last am Heber einen eingestellten Wert überschreitet (eingestellt durch das Verhältnis der Widerstände 835 bis 837), wird jedoch ein Unterbrechungssignal an der Leitung 179 angelegt, welches anzeigt, daß der Heber den Wert LAST UNTER LIMIT überschritten hat, wodurch das Programm unterbrochen wird und das ganze System von automatischer auf Handsteuerung übergeht. Man beachte, daß, wenn das Signal LASTSTEUERUNG AN nicht anliegt, die Leitung 177 auf logisch 1 steht und der Transistor leitet sowie der Schalter 788 abgeschaltet ist. Gleichzeitig ist der Schalter 805 eingeschaltet. Der Wert TATSÄCHLICHE LAST wird entgegen dem Wert ANFANGSLAST kontinuierlich am Lastniveauwähler angelegt. Hierdurch wird die Funktion des Laststeuersubsystems unterdrückt.

Der tatsächliche Last Wert am Ausgang des Verstärkers 742 wird auch über die Leitung 771 zu einem Netzwerk 850 lastübernommen geführt. Das Signal wird an ein Hochpaßfilternetzwerk mit einer Kapazität 852 und einem geerdeten Widerstand 853 angelegt. Das Filter ist mit dem nichtinvertierenden Eingang eines gepufferten Verstärkers 854 verbunden, dessen Ausgang über eine Leitung an den invertierenden Eingang einer Vergleichsstufe 856 über einen Widerstand 857 angelegt ist. Der nichtinvertierende Eingang dieser Vergleichsstufe 856 ist über eine Leitung 858 und einen Widerstand 859 mit dem Ausgang eines gepufferten Verstärkers verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 860 geht auf die Leitung 786. Der Ausgang des Verstärkers 860 ist

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über eine Diode 861 und einen Widerstand 862 zum invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Der Ausgang des Verstärkers 860 ist über die Diode 861 und einen Widerstand 863 weiterhin an einen Verstärker 864 angelegt, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand 865 geerdet ist, während sein Ausgang über einen Widerstand 866 zum invertierenden Eingang zurückgekoppelt ist. Der Ausgang des Verstärkers 864 ist mit dem invertierenden Eingang einer Vergleichsstufe 868 über einen Widerstand 869 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang der Vergleichsstufe 868 ist über einen Widerstand 870 mit der Leitung 855 verbunden.

Der Ausgang der Vergleichsstufe 856 ist über eine Diode 875 und einen Widerstand 876 mit dem Einstellstift zweier über Kreuz geschalteter NAND-Toren 877A und 77B, die einen Multivibrator (Flip-Flop) bilden, verbunden. Der Ausgang der Vergleichsstufe 868 ist über eine Diode 878 und einen Widerstand 879 zum Rückstelleingang des Multivibrators 877 geführt. Der Ausgang dieses Flip-Flops ist über einen Widerstand 880 mit der Basis eines NPN-Transistors 881 verbunden. Der Kollektorausgang dieses Transistors steht über eine Leitung 882 mit der Ausgangsleitung 180 des Heberlaststeuer-Subsystems 107 zum Computereingangskanal N in Verbindung.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 854 auf der Leitung 855 ist das Signal LAST AUFGENOMMEN. Es wird den beiden Vergleichsstufen 856 und 868 zugeführt. Das andere Signal, das an den Vergleichsstufen anliegt, ist, wie gezeigt, ein Referenzsignal mit etwa einem Drittel des Wertes des Signals ANFANGSLAST, wie es durch die Widerstände 784 und 785 gebildet wird. Das Referenzsignal für die Vergleichsstufe 868 wird durch den Verstärker 864 invertiert, um den richtigen Signalsxnn beizubehalten. Die Referenzsignale sind dazu notwendig, daß die Vergleichsstufen einen weiten Bereich an Hakenlasten aufnehmen können. Sie stellen den Schalt-

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punkt der Vergleichsstufen 856 und 868 auf einen Wert ein, der mit der Bohrstranglast während der vorangegangen Zyklen konsistent ist. Die Gewichtsänderung über eine Zyklenfolge ist äquivalent einem Bohrrohrabschnitt, und insoweit ist die prozentuale Gewichtsänderung einer typischen Bohrstrangerstellung vernachlässigbar. Das Ausgangssignal der Vergleichsstufen 356 und 868 treibt den Multivibrator 877 an. Vor der Lastaufnahme sind die normalen Ausgangssignale stetigen Zustands der Vergleichsstufen 856 und 868 wegen der angelegten Referenzsignale bei einer logischen 1. Der Multivibrator für aufgenommene Last steht bei einer logischen O. Das kapazitiv gekuppelte Signal Last aufgenommen schaltet augenblicklich die Vergleichsstufe 856, so daß ihr Ausgang auf logisch 0 schaltet. Hierdurch wird der Multivibrator 877 angesteuert, so daß sein Ausgang schaltet und bei logisch 1 verbleibt. Später schaltet ein von einer negativen Last freigesetztes Signal augenblicklich die Vergleichsstufe 868, so daß ihr Ausgangeimpuls den Multivibrator zurückstellt und der Multivibratorausgang auf logisch schaltet. Der Transistor 881 leitet während dieses Intervals, während dem der Heber 75 die Bohrstranglast trägt. Auf diese Weise wird während der Zeit der Lastaufnahme durch den Heber ein Stromsignal auf der Leitung 180 an den Computerkanal N gegeben. Nach Freigabe der Last fällt der Signalstromwert auf Null.

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Zugeordnete Sicherheitssysteme

Fig. 13 zeigt ein scheinet!sches Diagramm einer logischen Schaltung 900 zur Außerbetriebsetzung und Unterbrechung der automatischen Arbeitsfolge. Der Zweck dieser Schaltung besteht darin, eine« erfahrenen Bohrführer am Bohrturm zu ermöglichen, einige physikalische Probleme der Bohrausrüstung manuell zu korrigieren, die ein "Hängenbleiben" (zeitliches Anhalten der Computerprogrammfolge) bewirken, wobei die manuelle Korrektur ohne das Risiko einer Beschädigung der Bauteile durchführbar sein muß. Da die Möglichkeit besteht, daß die Korrektur der körperlichen Fehlordnung den automatischen Arbeitsablauf wieder in Betrieb setzt und möglicherweise den Bohrführer bzw. die Bedienungsperson gefährdet, ist es aus Gründen der Sicherheit des Personals unumgänglich, daß die automatische Außerbetriebsetzung vorgesehen ist. Die Steuerkonsole des Bohrführers 1st mit einem Schalter 901 AUTO BETRIEB versehen, der in seiner NORMAL Stellung ein positives Spannungssignal an einen zweipoligen Tiefpaßfilter und einen Diodenbegrenzer 902 anlegt, um ein logisches 1 Signal auf den A Eingang eines NOR-Tores 903C zu geben. Wenn ein "Hängenbleiben" des Ziehwerkprogramms vorliegt, wodurch angezeigt wird, daß die durch die Ziehwerkelemente (Fig. 2) gesteuerten Bauteile bewegungslos verharren, wird die vom Computer kommende Leitung 904 auf logisch 0 geschaltet. Gleichermaßen schaltet die vom Computer kommende Leitung 905 bei Jedem "Hängenbleiben" des Vorschubsteuerprogramms auf logisch 0. Dabei sind dann alle von diesem Programm (Bezugsziffer 4, Fig. 2) gesteuerten Bauteile ebenfalls ruhiggestellt oder bewegungslos. Somit tritt ein "Hängenbleiben" nur dann auf, wenn ein entsprechendes RUckkopplungssignal wegen einer Mißfunktion vorliegt oder bei einem Zeitpunkt, in dem ein Programm eine Funktion erwartet, die im anderen au beendenden Programm auftritt.

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Die NOR-Tore 9O3A, 9O3B, 903C und 9O3D sind wie gezeigt miteinander verbunden, so daß bei Anliegen der drei Signale (vom Schalter 901 und an den Leitungen 904 und 905) als logisch 0 ein NPN-Transistor 906 nichtleitend wird. Hierdurch wird ein Ausgangssignal Über die Leitung 907 erzeugt, dae dazu führt, dafl die AUTO/MANUELL Sammelleitung entregt wird. Hierdurch werden sämtliche Steuerfunktionen unmöglich gemacht, und das gesamte System kehrt auf manuellen Betrieb zurück, wobei degliche weitere Arbeitsfolge angehalten wird. Dieser Zustand verbleibt so lange, bis der AUTO BETRIEB Schalter in seine Stellung NORMAL zurückkehrt. Somit kann die Bedienungsperson nach Umlegen des AUTO BETRIEB Normalschalters in die AUSSER BETRIEB Normalstellung sicher eine Mißfunktion korrigieren, ohne die Gefahr, daß das System unmittelbar darauf mit seiner automatischen Arbeitsfolge fortfährt. Nach Durchführung der Reparatur kann der Schalter 901 in die Stellung NORMAL zurückgeführt und der automatische Zyklus wieder aufgenommen werden. Auf diese Welse kann ein Fehler im baulichen System (oder Jegliche andere von der Bedienungsperson korrigierbare Mißfunktion) ohne Unterbrechung des Computerprogramms korrigiert werden, wodurch komplizierte Anlauf- und Neubeladungsvorgäng® vermieden werden. Ein System zur Erfassung eines Fehlens der Antriebsenergie 1st ebenfalls vorgesehen. DI®s® Schaltung wsiat die Traneistoren 910 und 911 vom NPN- bzw. PNP-Typ aowie den optischen Koppler 912 auf. Diese Schaltung überwacht die bei der Erfindung verwendete Energieversorgung. Der Transistor 911 ist normalerweise in seinen nichtleitenden Zustand vorgespannt, während der optische Koppler 912 leitend und der Strom auf der Leitung 914 la Normalzustand ist. Wenn irgendeine der überwachten Stromquellen ausfällt, d.h., + 13 Volt Gleichstrom, - 15 Volt Gleichstrom, - 24 Volt Gleichstrom (Kluppenversorgung) und 26 Volt, 400 Hz Wechselstrom, leitet.der Transistor 911, wodurch der optisch· Koppler 912 in einen Aus- oder nichtleitenden Zustand vorgespannt wird. Deshalb wird ein Ausgangsjstrorasignal zur Leitung 914 unterbrochen. Hierdurch wird

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ein Unterbrechungssignal auf der Leitung 914 zum Computer erzeugt. Ein Verlust der + 24 Volt Gleichstromsteuerspannung zum Koppler 912 führt naturgemäß zum gleichen Ergebnis.

Das EXKLUSIVE ODER Tor 920 empfängt Eingangssignale über die Leitungen 921 und 922 von den Rückkopplungsschaltern der oberen Trommelkupplung und der unteren Trommelkupplung. Die Ziehwerksteuerung benutzt zwei Kupplungen beim gezeigten Ausführungsbeispiel. Eine oder beide dieser Kupplungen können durch gleichzeitiges Eingreifen derselben beschädigt werden. Das EXKLUSIVE ODER Tor akzeptiert nur ein Signal der Kupplungen, nicht jedoch beide Signale. Hierdurch wird ein gleichzeitiges Greifen der Kupplungen vermieden. Das Ausgangssignal des Tores 920 treibt einen NPN-Transistor 923 dann an, wenn der leitende Zustand ein Rückkopplungssignal KUPPLUNG GREIFT EIN auf der Leitung 924 an den Computer geht.

Ausbildung der angetriebenen Kluppen

Die Baueinheit 28 der angetriebenen Kluppen ist zwar vorstehend in Verbindung mit der Fig. 2 nicht in den Einzelheiten beschrieben} derartige Kluppen zum Herstellen und Lösen von Verbindungen zwischen Bohrrohrabschnitten und dem Bohrstrang sind Jedoch bekannt, vgl. US-PS 3 881 375. Fig. 14 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung einer solchen Einheit 1000 angetriebener Kluppen. Sie verdeutlicht die allen Kluppen gemeinsamen Hauptelemente und gibt auch schematisch weitere Bau· teile wieder, die gemäß der Erfindung vorgesehen sind.

Die Einheit 1000 der Kluppen ist im Bereich der Keile 55 * (Fig. 2) am Boden 53 des Bohrturms 20 angeordnet. Sie sind in bekannter Weise auf einer vertikalen Säule 1001 angeordnet, die ihrerseits auf Lagern 1002 vorgesehen ist, um die Kluppen 1000 bezüglich der vertikalen Achse des zu erzeugenden Bohr-

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lochs verschwenken zu können. Ein beispielsweise mittels Rollen 1004 angeordneter Kragen 1003 ist längs der vertikalen Säule 1001 beweglich vorgesehen, ^in die Kluppen lagernder Ausleger 1005 ist am Kragen 1003 angeordnet und erstreckt sich von dort in horizontaler Richtung, her Auslege]¹ 1005 trägt einen Stuhl 1006, an dein seinerseits eine Stützkluppe 1007 und eine angetriebene Kluppe 1000 angeordnet sind. Die Stützkluppe 1007 ist so ausgebildet, daß sie einen Abschnitt (in der Regel den unteren) der Rohrabschnitte gegen dotation festlegt, die die herzustellende oder zu lösende Verbindung definieren. Die angetriebene Kluppe wirht demgegenüber mit dem anderen Abschnitt zusammen, um ihn in vorbestimmter Richtung zu drehen bzw. umlaufen zu lassen. Die Drehrichtung hängt davon ab, ob die Verbindung hergestellt oder gelöst werden soll.

An der Säule 1001 ist weiterhin ein Fühler 1009 angeordnet (in Fig. 14 zusammenwirkend mit dem Kragen 1003 dargestellt). Wie der Fachmann weiß, muß dieser Fühler 1009 nicht notwendigerweise bei herkömmlichen Kluppen vorgesehen sein. Sofern er jedoch vorhanden ist, dient er dazu, die Ortung oder das "Füh len" des nächsten während eines Verbindungsvorgangs dem Bohrstrang zuzufügenden Rohres zu unterstützen. Da die bisher bekannten Bauteile herkömmlich sind, liegt es auf der Hand, daß Bauelemente praktisch jeder Ausbildung, die diese Funktionen erfüllen und eine Verbindung eines Bohrstranges herstellen oder lösen, mit dem erfindungsgemäßen Steuersystem 29 gesteuert werden können. Auch ist es bekannt, einen Kluppenheber 1010 vorzusehen. Mit ihm werden die Kluppen aus einer unteren oder Lagerstellung in eine obere oder Wartestellung verbracht sowie nach Verbringung in die Wartestellung in eine nochwelter höhergelegene Betriebsstellung. Hierbei können wiederum bekannte Einrichtungen zur Anwendung gelangen, beispielsweise die gezeigte Kolbenzylinderanordnung mit einem

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Kettentrieb. Ein Druckmittel, beispielsweise Drucköl, zur Steuerung der Hebe- und Senkbewegung der Kluppen wird von einem Druckmittelvorrat über die Druckmittelleitung 1011 auf die Kolbenzylinderanordnung 1010 gegeben. Die Geschwindigkeit, mit der die Kluppen von der Lagerstellung in die Wartestellung und von dieser in die Betriebsstellung angehoben werden, wird durch das Druckmittel in der Leitung 1012 reguliert, die auch einen widerstand 1013 beinhaltet.

Zu ihrem Öffnen und Schließen weisen die Stütz- oder Haltekluppen 1007 eine Einrichtung 1014, wie eine Kolbenzylinderanordnuns, auf. Zum Betreiben dieser Kolbenzylinderanordnung 1014 wird Druckmittel, wie Drucköl, über eine Leitung 1015 zugeführt. Gleichermaßen ist eine Einrichtung 1017, wie ein Kluppenmotor, der angetriebenen Kluppe 1008 zum Öffnen und Schließen der Backen derselben und zum Drehen der angetriebenen Kluppe 1008 in vorbestimmter Richtung vorhanden, um das Herstellen oder Lösen der Verbindung zu bewirken. Zum Betreiben des Kluppenmotors 1017 wird Druckmittel über eine Leitung 1018 einem zugeordneten Zylinder zugeführt. Zur Steuerung des Ausfahrens des Fühlers 1009 ist eine Einrichtung 1020, beispielsweise eine Kolbenzylinderanordnung, vorhanden. Über eine Leitung 1021 wird Druckmittel, wie Druckluft, zur Erregung oder zum Betrieb der Kolbenzylinderanordnung 1020 zugeführt. Jede dieser erwähnten Einrichtungen zum Heben der Kluppen mit vorbestimmter Hebegeschwindigkeit, zum öffnen und Schließen der Stützkluppen, zum Schließen und Drehen der Kluppenmotorklauen und zum Ausfahren des Fühlers sind bekannt. Sie und jegliche andere Ausführungsformen können auf das erfindungsgemäße Steuersystem 29 abgestimmt werden.

Die Kluppen 1000 weisen weiterhin einen erfindungsgemäßen Verbindungssensor 1025 auf. Er wird vollständig in Verbindung mit den Fig. 18A und 18B beschrieben. "Bereits hier sei jedoch erwähnt, daß er grundsätzlich einen verschwenkbar gelagerten» mit einer Rolle versehenen Arm sowie einen Begrenzungsschalter

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aufweist. Eine Auslenkung des Arms mittels eines vorbestimmten Teils eines Bohrrohres (z.B. das abgeschrägte Ende) betätigt den Begrenzungsschalter. Wenn der Begrenzungsschalter auf diese Weise betätigt ist, ist es bekannt, daß eine vorbestimmte Stelle des Bohrrohrabschnittes oder Bohrrohres von der Rolle erreicht wurde. Weiterhin ist es aufgrund der Standardisierung von Bohrrohren für Ölbohrungen bekannt, daß jegliches andere körperliche Merkmal des Rohres, wie die Verbindung selbst, einen vorbestimmten Abstand zu der Stelle aufweist» mit der der Begrenzungsschalter erregt wurde.

Der Verbindungssensor 1025 weist eine Einrichtung, wie eine Kolbenzylinderanordnung, zum Erstrecken oder Ausfahren des Sensors im Hinblick auf eine Kontaktierung des Rohres auf. Druckmittel, wie Druckluft, wird über eine Leitung 1027 zur Betätigung der Einrichtung 1026 zugeführt.

Bei einer herkömmlichen Anordnung ist ein von Hand betätigtes Ventil 1030 der Druckmittelleitung 1011 (HEBEN) zur Steuerung der in der Leitung stattfindenden Strömung vorgesehen. Das Ventil 1030 ist in der Regel in zwei Richtungen betätigbar, um den Heber 1010 zur Auf- oder Abwärtsbewegung der Kluppen längs der vertikalen Säule 1001 zu beaufschlagen. Ein Handventil 1031 ist der Fluidleitung 1012 (HEBEGESCHWINDIGKEIT) zugeordnet und von Hand zur Einstellung der Hebegeschwindigkeit der Kluppen betätigbar. In der Regel ist die Geschwindigkeit von einer ersten, normalen Stufe für die Bewegung der Kluppen von der Lager- in die Wartestellung bis zu einer zweiten, niedrigeren Geschwindigkeit für die Bewegung der Kluppen ψοώ der Warte- in die Betriebsstellungen betätigbar, wobei während dieser Zeit der Sensor zum Erfühlen der Verbindung ausgefahren ist.

Ein manuell betätigtes Ventil 1032 ist der hydraulischen Leitung 1015 (STÜTZEN) zur Steuerung der Strömung der hydraulischen Flüssigkeit zur Stützkluppe 1007 zugeordnet. Eine manuelle

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Betätigung des Ventils 1032 steuert das Öffnen oder Schließen der Stutzkluppe 1007» wie dies des Fachaann bekannt ist. Ein Ventil 1033 ist der mit dem Kluppenmotor 1017 verbundenen Fluidleitung 1018 zugeordnet, um das Offnen und Schließen der angetriebenen Kluppe 1006 und deren Drehung zu steuern. Ea ist wie das Ventil 1030 ausgebildet, also ein von Hand betätigtes Zweirichtungsventil, das in der einen Position den Kluppenmotor 1017 so antreibt, daß eine Bohrstrang verbindung hergestellt wird, während in seiner anderen Stellung der Kluppenmotor 1017 eine derartige Verbindung löst.

Wenn ein Fühler 1020 zum Einsatz gelangt, kann ein Ventil zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung in den Leitungen 1020 (FÜHLER) im Hinblick auf ein Ausfahren oder Einziehen des Fühlers vorgesehen sein. Der Fachmann wird es würdigen, daß ein Verbindungesensor 1025 gemäß der Erfindung bei manuell gesteuerten Kluppenanordnungen vorgesehen ist. Das Ausfahren des Verbindungssensors kann durch Einbau eines Handventils manuell geregelt werden, mit welchem die Fluidströmung (wie Druckluft) in den Leitungen 1027 (SENSOR) zur Steuerung des Aus- und Einfahrens desselben beeinflußt werden kann·

Da in dem oben beschriebenen, herkömmlichen Aufbau (mit Ausnahme des Verbindungssensors 1025) die Steuerung der Kluppen durch manuelle Handhabung der in den Fluidleitung angeordneten Ventile erfolgt, schlägt die Erfindung ein automatisiertes elektronisches Steuersystem, wie das Kluppensteuersystem 29 (Fi. .5. 1 und 16) zur elektronischen Betätigung der Kluppen vor· Da die Ausgangesignale des Steuersysteme 29 jedoch elektrische Steuersignale sind und da die beschriebene, herkömmliche Anordnung fluidbetätigte Antriebseinrichtungen besitzt, ist es * notwendig, eine elektro/hydraulische Schnittstelleneinheit (EHI) zwischen dem Kluppensteuersystem 29 und der hierdurch gesteuerten Kluppenbaueinheit 28 vorzusehen. Diese Baueinheit ist schematisch in der Fig. 14 gezeigt und wird in Verbindung

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mit der Fig. 14A näher erläutert. Jede Schnittetellenbauelnheit oder jegliches derartige Modul ist in der Regel mit der Bezugsziffer 1028 belegt und so angeordnet, daß das ihm zugeordnete, manuell betätigte Ventil außer Betrieb gesetzt wird und daß hierfür ein elektrisch ansprechendes Ventil zum Einsatz gelangt, das von den elektrischen AusgangsSignalen des Kluppensteuersystems 29 gesteuert wird. Grundsätzlich weist das Schnittstellenmodul 1028 ein elektrisch betätigtes SoIenoidventil auf, das parallel zum manuell betätigten Ventil und in der gleichen Weise mit der Fluidleitung vorgesehen ist, Über die/Kluppenanordnung mit dem Druckmittelvorrat verbunden ist. Weiterhin weist jedes Schnittstellenmodul eine Einrichtung zur wahlweisen Ansteuerung oder Inbetriebsetzung des elektrisch betätigten Ventils und zur gleichzeitigen Außerbetriebsetzung des handbetätigten Ventils auf. Es bietet sich an, daß diese Wähleinrichtung ein elektrisch oder manuell betätigter Schalter od. dgl./ Auf diese Weise bestimmt in Abhängigkeit von der gewählten Betriebsart (automatisch oder von Hand) entweder das elektrisch oder das von Hand betätigte Ventil den Zufluß von hydraulischem Drucknedlum in den Leitungen, denen es zugeordnet ist.

Wie aus Fig. 14 hervorgeht, sind vier Schnitteteilenmodule oder -baueinheiten 1028A, 1028B, 1028C und 1028D vorgesehen, um das beschriebene herkömmliche System auf elektrische Ausgangssignale des Kluppensteuersystems 29 ansprechend auszubilden. (Selbstverständlich kann auch «in herkömmliches System mit anderen manuell betätigten Ventilen mit einem Schnittstellenmodul derart ausgerüstet sein, daß die Funktion dieser manuell betätigten Ventile elektrisch steuerbar imt.) Das Schnittstellenmodul 1028A (HEBEN) ist der Fluidleitung oder Leitung 1011 zugeordnet und steuert die Bewegung der Kluppen 1000 aufwärt und abwärts in vertikaler Richtung. Da das der Schnittstelle 1028A zugeordnete manuell betätigte Ventil 1030 ein Vierwegeventil 1st, ist das auf elektrische Signale ansprechend«, dem Ventil 1030 in der Schnittstelle 1028A parallel zugeschal-

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tete Ventil gleichermaßen ein Vierwegeventil. Deshalb gehen vom Kluppensteuersystem 29 elektrische Laitungan 1035 (HEBEN) und 1036 (ABSENKEN) als Eingangeleitungen auf das Schnittatellenmodul 1028A. Bai Vorliegen eines Signals auf dar entsprechenden Leitung 1033 (HEBEN) oder 1036 (ABSENKEN), welches Signal Jeweils vom Kluppensteuersystem 29 geliefert wird, erfolgt eine nach oben gerichtete Hebebewegung oder eine nach unten gerichtete Absenkbewegung der Kluppen 1000.

Das Schnittstellenmodul 1028B ist dem manuell betätigten Ventil 1031 zugeordnet und weist ein Ventil auf, das parallel zu letztgenanntem Ventil zugeordnet ist und auf «in elektrisches Signal auf der elektrischen Leitung 1037 (HEBEGESCHWINDIGKEIT) anspricht, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der die Kluppen 1000 angehoben werden» Das Schnittstellenmodul 1028C weist ein parallel zum manuell betätigten Ventil 1032 geschaltetes Ventil auf; das Schnittstellenventil spricht auf ein elektrisches Signal der elektrischen Leitung 1038 (STUTZEN) des Kluppensteuersystems 29 an. Eine Erregung oder Beaufschlagung der Leitung 1038 mit außer Betrieb gesetztem Handventil 1032 betätigt das elektrisch erregbar« Ventil in dem Schnittstellenmodul 1028C, wodurch die Stutzkluppen 1007 geschlossen werden. Das Schnitteteilenmodul 1028D weist «in elektrisch ansprechendes, parallel zum manuell betätigten Ventil 1033 geschaltetes Ventil auf, das zur Steuerung des Kluppenmotors 1017 zum Herstellen oder Lösen einer Verbindung betätigbar ist. Da das manuell betätigte Ventil 1033 in zwei Richtungen betreibbar 1st, ist das elektrisch betätigbar· Ventil in dem Schnittstellenmodul 1028D so ausgebildet, daß es auf Signale des Kluppensteuersystems 29 auf den elektrischen Leitungen 1039 (KLUPPE, HERSTELLEN) oder 10A0 (KLUPPE, LÖSEN) anspricht, um «ine Bewegung des Kluppenmotors 1027 entweder zum Antrieb der angetriebenen Kluppen 1008 zum Herstellen oder zum Lösen der Verbindung in dl· Wege zu leiten. Es liegt auf der Hand, daß im Fall· des Einsatzes anderer manuell betätigter Steuerventile in einer speziellen manuell betätigten Kluppenanordnung entsprechende Schnittstellen gemäß der Erfindung

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zur Automation der Funktionen der Anordnung und zu deren Steuerung angewendet werden können, um auf diese Weise den Einsatz des erfindungsgemäßen Kluppensteuersystems 29 zu ermöglichen.

Ein elektrisch betätigbares, mit einer Feder vorgespanntes, ein Solenoid aufweisendes Vierwegeventil 1041 spricht auf ein elektrisches Signal des Kluppensteuersystems 29 auf der Leitung 1042 an, um den Durchtritt von Fluid in der Leitung 1021 zur Betätigung der Kolbenzylinderanordnung 1020 zwecks Ausfahrens oder Einziehens des Fühlers 1009 an steuern. Ein elektrisch ansprechendes, mit einer Feder vorgespanntes, ein Solenoid aufweisendes Vierwegeventil 1043 (gleich dem Ventil 1041) spricht auf ein elektrisches Ventil des Kluppensteuersystems 29 auf einer Leitung 1044 (SENSOR AUSFAHREN) an, um die Kolbenzylinderanordnung oder eine andere Ausfahreinrichtung 1026 zu betätigen, die im Verbindungssensor 1025 angeordnet ist. Im Falle des Bewirkens einer dieser beiden vorgenannten Funktionen mittels eines manuell gesteuerten Ventils einer speziellen, manuell betätigten Kluppenanordnung kann selbstverständlich ein entsprechend ausgebildetes Schnittstellenmodul vorgesehen werden, um das manuell betätigte Ventil abzuschalten und wahlweise das elektrisch betätigte Ventil In Betrieb zu setzen, um hierdurch die automatische Steuerung der Kluppenanordnung mittels des erfindungsgemäßen Steuersystems zu ermöglichen.

Um eine automatische Steuerung der Kluppenanordnung 28 herbeizuführen, sind RückkopplungeSignalerzeugungseinrichtungen, wie Begrenzungsschalter, an vorbestimmten Stellen an der Kluppenbaueinheit angeordnet. Ein oberer Begrenzungeschalter 1045 ist so angeordnet, daß e? ein Signal über die Leitung 1046 (KLUPPEN IN WARTESTELLUNG ODER DARÜBER) an das Kluppensteuersystem 29 abgibt» welohes Signal anzeigt, daß die Kluppen an der Säule 1001 wenigstens bis in die Wartestellung angehoben wurden. Weiterhin ist an der Kluppenbaueinheit ein unterer

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Begrenzungeschalter 1047 angeordnet. Er liefert RUckkopplungssignale über die Leitung 1048 (KLUPPEN IN LAGERSTELLUNG) an das Steuersystem 29, wodurch zum Ausdruck gebracht wird, daß die Kluppen längs der vertikalen Säule 1001 eich in einer Lagerstellung befinden.

Beispielsweise ein Druckfühlechalter 1049 ist an der Stützkluppe 1007 angeordnet und liefert ein Rückkopplungesignal über eine Leitung 1050 (STt)TZKLuPPE GESCHLOSSEN) an das Kluppensteuersystem 29t wodurch zum Ausdruck gebracht wird, daß die Stutzkluppe in geschlossener oder gesperrter Stellung angeordnet ist. Gleichermaßen liefert ein Begrenzungsschalter oder ein dementsprechender Detektor 1051 ein elektrisches Ausgangssignal über die Leitung 52 (STÜTZKLUPPEN OFFEN) an das Kluppensteuersystea 29 und zeigt hierdurch an, daß die Stutzkluppe 1007 geöffnet ist. Wiederum beispielsweise ein Begrenzungsschalter 1053 liefert über die Leitung 1054 ein Signal (FÜHLER NICHT AUSGEFAHREN) an das Kluppensteuersyste» 29, um anzuzeigen, daß der Fühler 1009 ausgefahren oder nicht ausgefahren ist. Ein Sehalter oder Druckwandler 1055 an dem Kluppenmotor 1017 zugeordneten Zylinder 1019 gibt ein Ausgangssignal (BEAUFSCHLAGT) des Inhalts an das Kluppensteuersystem 29, daß während des Yerbindungsherstellungszyklus die Verbindung richtig hergestellt wurde, da der Kluppenmotor 1017 voll beaufschlagt wurde, also sein volles Drehmoment abgegeben hat.

Der erfindungsgemäSe Verbindungßseneor 1025 weist «ine Einrichtung zur Erzeugung von Rückkopplungsiignalen, wie einen Begrenzung« schalt er 1057» auf. Dieser gibt ein Signal über eine Leitung 1058 (VERBINBÜHGSSENSGR EINGEZOGEN) über ein· Leitung 1058 an das Kluppeneteuersystoa 1029» wodurch zum Ausdruck gebracht wird, daß dar Yerbindmigseeiieor eich in seiner eingebogenen Position befindet« Wens* eine Verbindung erfaßt oder abgefühlt ist, geht «in MsMsoppliangssignal dca dem Detektor im Verbindungftseitsor 1025 zugeordneten

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1059 über eine Leitung 1060 (VERBINDUNG ERFÜHLT) an das Kluppensteuersystem 29 und zeigt an, daß die Verbindung erfaßt wurde.

Eine vollständige Beschreibung der Art und Weise, in der die oben aufgeführten Rückkopplungssignale durch das Kluppensteuersystem 29 zur Ansteuerung entsprechender Ausgangsleitungen an die elektrisch betätigten Ventile in den Schnittstellen modulen 1028 verwendet werden, ist in Verbindung mit der Beschreibung des Kluppensteuersystems 29 gegeben.

In der Fig. 14A ist ein detailliertes, schematisches Diagramm jeder der Schnittstellenbaueinheiten oder -module 1O28A bis 1O28D gezeigt. Jede Schnittstellenbaueinheit 1028 weist ein elektrisch ansprechendes Solenoid zur Steuerung der Strömung des hydraulischen Fluids von einem Vorrat oder einer Quelle zum entsprechenden, der Schnittstellenbaueinheit zugeordneten Verbraucher auf. Ob das manuell betätigte Ventil (und deshalb das elektrisch betätigte oder auf elektrische Impulse ansprechende, in jeder Schnittstelle angeordnete Ventil) ein Pilotventil (im Sinne eines Initiierens der Tätigkeit eines größeren Ventils) oder ein Steuerventil (im Sinne eines ünterbindens der Fluidströmung) ist, ist eine von den Einzelheiten des vorliegenden Kluppensystems abhängige Konstruktionsbetrachtung. Die elektrohydraulische Schnittstellenbaueinheit ist ein Attribut des Kluppensteuersystems 29 und so ausgebildet, daß das manuell betätigte Ventil außer Betrieb und mit einen elektrisch ansprechenden Ventil ersetztbar ist, das die gleiche Funktion wie das manuell betätigte Ventil ausübt. Auf diese Weise nimmt das elektrisch ansprechende oder auf elektrische Impulse ansprechende Ventil - im Falle das manuell betätigte Ventil ein Pilotventil ist die Funktion eines Pilotventils in der Schnittstelle ein. Alternativ ist im Falle der Verwendung des manuell betätigten Ventile als Steuerventil das elektrisch betätigte Ventil ein Steuerventil in der Schnittstelle. Das elektrisch betätigte

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Ventil ist in einer parallelen Strömungsleitung zum manuell betätigten Ventil geschaltet. Weiterhin weist jede Schnittstellenbaueinheit 1O28A bis 1O28D eine Einrichtung, wie einen Wählventilschalter auf, der in Reihe bezüglich des elektrisch sowie des manuell betätigten Ventils angeordnet ist, um simultan eines der Ventile außer Betrieb und dafür das andere Ventil in Betrieb zu setzen, d.h. eines der Ventile nimmt seine Funktion auf. Der Wählventilschalter kann manuell oder elektrisch betätigt werden; in Fig. 14A ist eine elektrische Betätigung gezeigt. Alle Wählventile oder Wählschalter werden über die gleiche Quelle, nämlich die AUTO/HAND SAMMELLEITUNG vom Kluppen steuersystem 29 angesteuert. Die manuell betätigten Ventile werden immer dann angesteuert, wenn die AUTO/HAND SAMMELLEITUNG entregt oder nicht beaufschlagt ist, wobei die elektrisch betätigten Ventile ebenfalls abgeschaltet sind. Diese elektrisch betätigten Ventile werden hingegen in Betrieb gesetzt, wenn die AUTO/HAND SAMMELLEITUNG angesteuert ist, wobei simultan alle Wählventile angesteuert werden.

Wie aus dem schematischen Diagramm des Schnittstellenmoduls 1O28A hervorgeht, ist das dem Modul zugeordnete, manuell betätigte Vierwegeventil 1030 ebenfalls gezeigt. Ein auf elektrische Impulse ansprechendes Vierwegesolenoidventil 1065, das parallel zum manuell betätigten Ventil 1030 geschaltet ist, weist Solenoidspulen 1O66A und 1O66B auf. Ein AUTO/HAND WAHL Ventilschalter ist in Reihe zum elektrisch betätigten Ventil 1065 vorgesehen, während ein AUTO/HAND WÄHL Ventilschalter 1068 in Reihe zum manuell betätigten Ventil 1030 geschaltet ist. Eine Betätigung aller Wählventilschalter versetzt gleichzeitig entweder die elektrisch oder die handbetätigten Ventile in Betrieb und setzt gleichzeitig die anderen Ventile außer Betrieb. Die Solenoidspule 1O66A ist mit der vom Kluppensteuersystem 29 kommenden elektrischen Leitung 1035 (HEBEN), die Solenoidspule 1O66B mit der von der Kluppensteuerung 29 kommenden elektrischen Leitung

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1036 (ABSENKEN) verbunden. Das Anliegen eines Signals auf der Leitung 1035 (HEBEN) steuert die Spule 1O66A an und hebt die Kluppen aus der Lager- in die Wartestellung anο In gleicher Weise steuert ein Signal auf der Leitung 1036 (ABSENKEN) die Spule 1O66B an und senkt die Kluppen aus der Warte- in die LagerStellung ab.

Das Schnittstellenmodel 1O28B Xireist das manuell betätigte Ventil 1031 auf. Ein elektrisch betätigtes Solenoidventil 1069 ist über eine hydraulische Leitung parallel zum manuell betätig= ten Ventil 1031 geschaltet» Das Ventil 1069 weist eine Solenoidspule 1070 auf. AUTO/HAND WÄHL Ventilschalter 1071 und 1072 sind jeweils in Reihe mit dem elektrisch betätigbaren Solenoidventil 1069 bzw. dem handbetätigten Ventil 1031 aus analogen Gründen, wie oben in Verbindung mit den Wählventilschaltern 1067 und 1068 geschildert, geschaltete Das Solenoidventil 1070 des elektrisch betätigbaren Ventils 1069 ist mit der von dem Kluppensteuersystem 29 kommenden elektrischen Leitung 1037 (HEBLGESCHWIN-DIGKEIT) verbunden. Wenn die Wählventilschalter 1071 und 1072 so angeordnet sind,, daß sie gleichzeitig das manuell betätigte Ventil 1O31 ansteuern und das elektrisch betätigbare Ventil 1069 absahalten, so betätigt ein auf der Leitung 1037 (HEBEGESCHWINDIGKEIT) anliegendes Signal das Ventil 1069 und reguliert die Geschwindigkeit Q mit der die Kluppen aus einer ersten in eine zweite Höhe gehoben werden«

Die Schnittstelleabaueinhei-t 1O28C arbeitet in genau der gleichen Weise wie das Modul 102SB« Ein ihm zugeordnetes elektrisch betätigbares Ventil 1074 ist parallel„ hydraulisch sum handbetätigten Ventil 1032 vorgesehen_o Die äUTQ/HäND wähl Ventilschalter 1076 wind 1077 sind jeweils in Reihe mit dem elektrisch b®tätigbar®ffi Ventil "10?4 bw. dem manuell betätigten Ventil 1032 vorgesehenο Das Sol©»©id 1075 ist auf dis elektrische Leitung

1038 CSTÜTg) d@s KiüppoBistettersysfcems 29 geschaltet. Wenn die <KLUPPEN)

Wählventilschalter 1076 und 1077 so angeordnet sind, daß sie das manuell betätigte Ventil 32 abschalten und gleichzeitig das elektrisch betätigte Ventil 1Ο74 ansteuern, betätigt das Anliegen eines Signals auf der Leitung 1038 (STÜTZKLUPPEN) des Kluppen3teuersystems 29 das Ventil 1074, um hierdurch die Stützkluppe 1007 zu schließen.

Das Schnittstellenmodul 1O28D ist gleichermaßen ausgebildet, wie das Modul 1O28A. Demgemäß ist ein elektrisch betätigbares Vierwegesolenoidventil 1078 mit einer ersten und einer zweiten Solenoidspule 1O79A bzw. 1O79B hydraulisch, parallel mit dem manuell betätigten Vierwegeventil 1033 verbunden. AUTO/HAND WÄHL Ventilschalter 1O73A und 1O73B sind jeweils in Reihe mit dem elektrisch betätigbaren Ventil 1078 bzw. dem manuell betätigten Ventil 1033 geschaltet. Das Solenoid 1O79A ist mit der von dem Kluppensteuersystem 29, der Leitung 1039 (KLUPPEN, HERSTELLEN) und das Solenoid 1O79B mit seiner Ausgangsleitung 1040 (KLUPPEN, LÖSEN) verbunden. Wenn die Wählventilschalter 1O73A und 1O73B so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig das manuell betätigte Ventil 1033 ansteuern und das elektrisch betätigbare Ventil 1078 außer Betrieb setzen, so betätigt das Anliegen eines Signals auf der Leitung 1039 (KLUPPEN, HERSTELLEN) das elektrisch betätigbare Ventil 1078, um den Motor 1017 zur Herstellung einer Verbindung des Bohrstrangs anzusteuern. Das Anliegen eines Signals auf der von dem Kluppensteuersystem 29 kommenden Leitung 1040 (KLUPPEN, LÖSEN) betätigt das Solenoid 1O79B und beaufschlagt den Motor 1017 zum Lösen einer Bohrstrangverbindung.

Da jede der vier Schnittstellenbaueinheiten 1028 im wesentlichen die gleiche innere hydraulische Schaltung aufweist und im wesentlichen die gleichen Ventilarten verwendet/ kann die gleiche Versorgungsleitung zur Kosteneinsparung und zur Bereitstellung einer symmetrischen elektro/hydraulischen Schnittstellenanordnung Verwendung finden. Die Schnittstellenmodule können auf einer

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gemeinsamen Basis angeordnet und mit gemeinsamen Druck- und Tankleitungen verbunden sein. Zur Bereitstellung eines konstanten Druckes können naturgemäß ein Druckminderventil und ein Akkumulator verwendet werden. Die Ventilleitungen und das Druckminderventil sind über hydraulische Leitungen mit den gemeinsamen Leitungen und den Eingangs- und Ausgangskopfplatten der elektro/hydraulischen Schnittstelle verbunden.

Das Kluppensteuersystem 29 ist nicht in der Lage, die von einem erfahrenen Bohrführer mittels der manuellen Steuerungen ermöglichten Zykluszeiten einzustellen. Es macht jedoch keine gewöhnlichen Fehler, wie das Vergessen des Schließens der Stützkluppen vor dem Drehen der Kluppen, was manchmal bei Handbedienung der Steuerungen vorkommt, oder das Anordnen der Kluppen zu hoch oder zu niedrig bezüglich der Verbindung. Die Zykluszeiten des Kluppensteuersystems 29 sind jedoch schnell genug, da der Arbeitsablauf der Kluppen mit den Arbeitsabläufen des Vorschubsystems sowie des Ziehwerks koordiniert sind. Der Kluppenzyklus bewirkt im Gesamtprogramm keine Verzögerung.

Steuersystem der angetriebenen Kluppen

Fig. 16 gibt ein detailliertes, schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Kluppensteuersystems 29 wieder. Bevor jedoch in eine Diskussion der Schaltkreise dieses Systems eingetreten wird, sei noch auf Fig. 15 eingegangen, die die Verbindungen des Kluppensteuersystems 29 mit dem Computer 40 wiedergibt. Die Verbindungen des Kluppensteuersystems 29 mit dem körperlichen Kluppensystem 28 wurden in Verbindung mit der Fig. 14 besprochen, sind jedoch aus Gründen der Klarheit nochmals in die Fig. 15 übernommen. Wie aus letzterer Figur hervorgeht, sendet der Computer über eine Leitung 1080 (WAHL ARBIITSABLAUF) Ausgangs-

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Signale an das Kluppensteuersystem 29. Die Signale geben Befehle des Computers 40 für das Kluppensteuersystem 29 zur Ausführung entweder eines Herstellungs- oder Lösearbeitsablaufs wieder. Leitung 1081(ANHEBEN KLUPPEN) übermittelt ein Signal vom Computer an das Kluppensteuersystem 29 zum Initiieren des Hebens der Kluppen längs der vertikalen Säule 1001 (Fig. 14) aus der Lager- in die Wartestellung. Leitung 1082 (STARTEN ARBLITSFOLGE) überträgt einen Steuerbefehl des Computers 40 zum Kluppensteuersystem zwecks Initiierens des Starts der gewählten Arbeitsfolge oder des gewählten Arbeitsablaufs.

Bei Empfang des Signals STARTEN ARBEITSFOLGE über die Leitung 1082 initiiert der Schaltkreis des Kluppensteuersystems 29 den Betrieb der körperlichen Kluppen, um die Operationen durchzuführen, die zum Herstellen oder Lösen einer Verbindung des Bohrstrangs notwending sind. Diese Steuersignale des Kluppensteuersystems 29 wurden in Verbindung mit der Fig. 14 beschrieben. Einige der Steuerbefehle müssen, wie erläutert, über eine elektro/hydraulische Schnittstelle gemäß Fig. 14Ä geleitet werden. Das Kluppensteuersystem 29 wird mit verschiedenen Rückkopplungssignalen beaufschlagt, die die Durchführung verschiedener Arbeitsschritte der Kluppen anzeigen. Diese Rückkopplungssignale wurden in Verbindung mit der Fig. 14 beschrieben.

Das Kluppensteuersystem 29 liefert Signale zurück an den Computer. Auf der Leitung 1048 (FÜHLER AUSGEFAHREN) wird ein Ausgangssignal an den Computer 40 übertragen, welches anzeigt, daß der Fühler (1009, Flg. 14) ausgefahren ist. Dieses Signal ist nur während des Arbeitsablaufs des Hersteilens einer Verbindung von Bedeutung und übermittelt eine zur Fortführung des Vorschubprogramme für

KLUPPEN das Rohr notwendige Information. Eine Leitung 1058 (STÜTZ/ OFFEN) beinhaltet Information für den Computer 40 im Hinblick darauf, daß die Stützkluppe 1007 geöffnet ist. Schließlich wird vom Kluppensteuersystem 29 ein Signal über die Leitung 1086

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- Α&λ -

(ARBEITSABLAUF KOMPLETT) gegeben, welches anzeigt, daß der gewählte Arbeitszyklus komplettiert ist und daß die Kluppen in die Lagerstellung zurückgeführt wurden.

In der Fig. 16 ist ein detailliertes schematisches Diagramm des Kluppensteuersystems 29 dargestellt. Sein Betrieb sollte in Verbindung mit den Fig. 17A und 17B besser verständlich sein, welche Figuren ihrerseits Zeitdiagramme des Kluppensteuersystems 29 nach Fig. 16 für den Herstellungs- und Lösezyklus für eine Verbindung wiedergeben.

Bei dem vollständig von einem Computer gesteuerten ülbohrturm gemäß der Erfindung koordiniert der Computer den Betrieb der Kluppen, des Ziehwerks und des Vorschubsysteins; auch läßt er die einzelnen Arbeitsschritte aufeinander folgen. Grundüberlegung ist dabei die Anordnung von Ziehwerk- und Vorschubsteuerprogrammen auf time-sharing Basis mit einem Minimum an Wechselwirkung oder Zusammenwirken zwischen Computer und Kluppen. Grundsätzlich initiiert der Computer den gewählten Kluppenarbeitsschritt am richtigen Ort während des Zyklus, wobei der Arbeitsschritt mittels des Kluppensteuersystems gesteuert wird. Es werden entsprechende Signale vom Kluppensteuersystem an den Computer abgegeben, damit dieser in die Lager versetzt wird, die Arbeitsfolge von Ziehwerk und Vorschubanordnung zu ermöglichen. Nach Beendigung der Aktivität oder des Arbeitsschritts der Kluppen wird ein Signal dieses Inhalts an den Computer abgegeben.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß das in Fig. 16 gezeigte Steuersystem wegen der Gleichartigkeit der Funktionselemente in Verbindung mit jeglicher angetriebener Kluppenbaueinheit Verwendung finden kann. Wie beschrieben, benötigen alle angetriebenen Kluppen einen Heber und eine Hebegeschwindigkeitssteuerung, eine Stützkluppensteuerung, eine Steuerung der angetriebenen Kluppen, ebenso Initiierungssignale für einen Fühler

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- J03 -

(sofern dieser vorhanden ist) und schließlich ein Initiierungesignal zum Betreiben eines Verbindungesensorβ. Auf diese Weise ist das hier beschriebene Steuersystem an jegliche angegebenen Kluppen anpaßbar und mit diesen verwendbar. Obgleich die Initiierungssignale für das Steuersystem von einem Digitalcomputer stammen, können die initiierenden Instruktionen für das Steuersystem 29 über eine Druckknopfsteuerung abgegeben werden, wodurch die Steuerung "manuell" erfolgt (im Sinne, daß die die Arbeitsfolge auslösenden Signale für die Kluppensteuerung von einer Bedienungsperson im Gegensatz zu einem Digitalcomputer stammen); die Steuerung erfolgt aber dennoch "automatisch" (im Sinne, daß die die Strömung des unter Druck stehenden Druckmittels zum Kluppenaufbau einstellenden Ventile über die elektrischen Ausgangssignale des Kluppensteuersysteas betätigt werden).

Sämtliche Rückkopplungseignale aus dem Kluppenaufbau 28 werden Über Filterelemente 1090 gemäß Fig. 16A und 16C an die Kluppensteuerung 29 gegeben. Jedes Element 1090 weist einen zweipoligen Tiefpaßfilter zur Entfernung von Diskontinuitäten auf. Heiterhin weist es einen Diodenbegrenzer zur Begrenzung der Größe des Eingangssignals auf einen solchen Wert auf, daß es mit den folgenden logischen Komponenten kompatibel ist.

Bei dem Arbeitszyklus des Herstellens einer Verbindung erzeugt das vom Computer auf der Leitung 1081 (KLUPPEN ANHEBEN) ein logisches Signal, wodurch die Kluppen in die Wartestellung angehoben werden. Dieses Signal wird, wie vorstehend beschrieben, gefiltert und begrenzt und auf eine Verzögerungssohaltung 1093 mit einem Multivibrator A, Invertern B und C sowie einem NOR-Tor D gegeben. Dieser Verzögerungskreis erzeugt eine vorbestirimte Verzögerung derart, daß die Dauer des über die Leitung 1081 eingehenden Signal mindestens über das vorbestimmte Verzögerungeintervall anliegen mufl (beispielsweise 0,3 Sekunden) bevor es

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in die Steuerlogik weitergegeben wird. Die Verzögerungsschaltung 1093 bietet einen zusätzlichen Schutz gegen Diskontinuitäten oder Einschwingvorgänge in der Leitung, die ein falsches Signal bewirken könnten.

Das Auegangssignal der Verzögerungsschaltung 1093 und insbesondere das Ausgangssignal des NQR-Tores D taktet eine FLIP-FLOPSCHALTUNG 1094 für HEBER NACH OBEN. Auf diese Weise angesteuert schaltet der Q-Ausgang des Flip-Flops 1094 auf logisch 1, und dieses Signal wird über einen Verstärker 1095 verstärkt und auf einen Transistor 1096 gegeben, wodurch dieser leitend wird. Das Ausgangssignal auf der Leitung 1035 (HEBER NACH OBEN) wird an EHI 1O28A angelegt, um die Kluppen aus der Lager- in die Wartestellung nach oben anzuheben. Das Ausgangssignal des Verzögerungenetzwerks 1093 stellt auch das Flip-Flop STÜTZKLUPPEN GESCHLOSSEN SPEICHER sowie das Flip-Flop VERBINDUNG GEFÜHLT SPEICHER, wie durch die Referaazzeichen Z-Z gezeigt, zurück.

In der Wartestellung erzeugt ein an der Leitung 1046 (vom oberen Begrenzungsechalter 1045 (Fig. 14)) anliegendes Rückkopplungssignal ein Signal HEBEGESCHWINDIGKEIT an der Leitung 1037, mit dem die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung der Kluppen verringert wird. Das Ausgangssignal an der Leitung 1037 (HEBEGESCHWINDIGKEIT) wird über einen Inverter 1097, ein NOR-Tor 1098, einen Verstärker 1099 sowie einen Transistor 1100 gewonnen. Das NOR-Tor 1098 erhält sein anderes Eingangssignal vom Q-Ausgang des Flip-Flops 1094 HEBER NACH OBEN.Sasselbe Ausgangssignal des Inverters 1097 taktet ein Flip-Flop 1102 VERBINDUNGSSENSOR. Das Taktsignal wird von einem NOR-Tor 1103 abgeleitet, das sein Eingangssignal vom Q-Ausgang des Netzwerks 1092 und dem Ausgang des Inverters 1097 erhält, die beide zu diesen Zeitpunkt auf logisch 0 stehen. Das Dateneingangssignal d«s Flip-Flops 1102 wird vom Ausgang eines NOR-Tores 1104 erhalten. Di· Signal· sum Eingang des Tores 1104 (die zu diesem Zeitpunkt

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beide auf logisch O stehen) werden vom Ausgang des Inverters 1097 und vom Q-Ausgang des Flip-Flops 1094 HEBER NACH OBEN erhalten. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 1102 ist über einen Inverter 1105 und einen Transistor 1106 an die Leitung 1044 (SENSOR AUSFAHREN) angelegt, um den Verbindungssensor 1025 (Fig. 14) auszufahren oder zu erstrecken. Der Sensor 1025 wird nur dann ausgefahren, wenn die Kluppen angehoben und wenn sie sich oberhalb der Wartestellung befinden. Die !langsame Bewegung der Kluppen nach oben setzt sich solange fort, bis ein Rückkopplungssignal VERBINDUNG GEFÜHLT vom Verbindungssensor 1025 auf der Rückkopplungsleitung 1060 empfangen wird.

Dieses Rückkopplungssignal VERBINDUNG GEFÜHLT an der Leitung 1060 erzeugt verschiedene Wirkungen im Kluppensteuernetzwerk Nach Filtern und Begrenzen stellt es über einen Verstärker 1108 das Flip-Flop 1094 HEBER NACH OBEN zurück, um hierdurch die nach oben gerichtete Bewegung des Kluppen zu stoppen. Ein Signal VERBINDUNG GEFÜHLT stellt ebenfalls das Flip-Flop 1102 VERBINDUNGSSENSOR zurück; es wird über den Verstärker 1108 erhalten. Auf diese Weise wird der Verbindungssensor 1025 zurückgezogen. Zum Dritten stellt das Signal VERBINDUNG ERFÜHLT auf der Leitung 1060 einen Flip-Flop-Speicher 1110, wie mit den Referenzzeichen W-W verdeutlicht, ein. Zu guter Letzt veranlaßt dieses Signal auf der Leitung 1060 den Fühler 1109 (Fig. 14) auszufahren und zwar dadurch, daß es ein FÜHLER Flip-Flop 1112 taktet, welches über einen Inverter 1114 und einen Transistor 1115 ein Signal auf die Leitung 1042 (FÜHLER AUSFAHREN) gibt. Das FÜHLER Flip-Flop wird durch ein NOR-Tor 1117 getaktet. Letzteres erhält seine Eingangssignale vom Ausgang des Verstärkers 1108 und vom Ausgang Q des Schmitt Triggernetzwerks 1092.

Durch den Empfang eines Signals VERBINDUNGSSENSOR EINGEZOGEN vom Schalter 1057 (Fig. 14) auf der Leitung 1058 wird «in Flip-Flop 1119 STUTZKLUPPE getaktet, über dessen Ausgang wird

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ein Signal über einen Inverter 1120 und einen Transistor 1121 auf die Leitung 1030 (STÜTZKLUPPE) gegeben, um die Stützkluppen 1007 zu schließen.. Ein RUckkopplungsslgnal FÜHLER AUSGEFAHREN wird am Schalter 1053 auf die Leitung 1084 und zum Computer 40 gageben.

An dieser Stelle des Arbeitsablaufes tritt eine Pause ein, bis ein Signal (BEGINN ARBEITSFOLGE) vom Computer (Fig. 15) auf der Leitung 1082 empfangen wird, welches den Start der Verbindungsher stellungsarbeitsfolge befiehlt. Dieses Signal wird durch eine Verzögerungsschaltung 1124 mit einem Multivibrator E, Invertern F und G und einem NOR-Tor H geleitet. Das Netzwerk bewirkt eine vorbestimmte Verzögerung (z.B. 0,3 Sekunden), so daß jedes bei 1082 eingehende Signal mindestens 0,3 Sekunden anliegen rau·, bevor es durchgelassen wird. Das Ausgangssignal des Verzögerungsnetzwerks 1124 und Insbesondere das NOR-Tor H stellt das Flip-Flop 1112 FÜHLER zurück, wodurch der Fühler 1109 (Fig. 14) eingezogen wird. Das Ausgangssignal des Verzögerungsschaltkreises 1124 bildet ein Eingangssignal über einen Inverter 1127 und ein NOR-Tor 1128 ein Eingangssignal am UND-Tor 1126. Das NOR-Tor 1128 erhält seine Eingangssignale aus dem Inverter 1127 und dem Q-Ausgang des bistabilen Netzwerks 1092. Das zweite Eingangssignal für das UND-Tor 1126 wird von einem Rückkopplungssignal des Schalters 1053 an der Leitung 1054 abgeleitet, wodurch angezeigt wird, daß der Fühler nicht ausgefahren ist.

Das Ausgangesignal des UND-Tores 1126 wird an ein NOR-Tor 1130 angelegt, das sein anderes Eingangssignal von einem Inverter 1131 erhält. Die Eingangssignale des Inverters 1131 werden von einem Rückkopplungssignal des Begrenzungsschalters 1049 (Fig. 14) auf der Leitung 1058 (STÜTZKLUPPEN GESCHLOSSEN) abgeleitet. Das Eingangssignal der Leitung 1058 (STÜTZKLUPPEN GESCHLOSSEN) wird aus gleichen Gründen, wie vorstehend beschrieben, auf eine

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Verzögerungsschaltung 1133 gegeben. Die Verzögerungsschaltung weist einen Multivibrator I, einen Inverter J sowie ein NOR-Tor K auf. Ihre Ausgangssignale werden auf den Inverter 1131 gegeben; sie stellen gleichfalls ein Flip-Flop 1134 STÜTZKLUPPEN GESCHLOSSEN SPEICHER ein.

Der Ausgang des NOR-Tores 1130 stellt ein Flip-Flop 1135 VERBINDUNG HERSTELLEN ein bzw. steuert dieses an. Der Ausgang Q des Flip-Flops 1135 steuert über eine Diode 1138 das entsprechende (1137A) der NAND-Tore 1137A und 1137B an. Das zweite Eingangssignal des NAND-Gatters 1137A wird vom Ausgang Q des bistabilen Netzwerks 1092 abgeleitet, wie dies durch die Referenzζeichen U-U dargestellt ist. Der zweite Eingang zum NAND-Tor 1137B kommt vom Q-Ausgang des Netzwerkes 1092; siehe Bezugszeichen V-V.

Das Ausgangssignal des angesteuerten oder in Betrieb gesetzten NAND-Tores 1137A wird über eine Diode 1139, einen Inverter 114o sowie einen Transistor 1141 an die Leitung 1o39 (KLUPPEN HERSTELLEN) angelegt. Hierdurch wird bewirkt, daß sich die Backen der angetriebenen Kluppe schließen und im Uhrzeigersinn umlaufen, um die Verbindung herzustellen. Der Ausgang des NAND-Tores 1137B, der während des Hersteilens der Verbindung nicht angesteuert ist, ist über eine Diode 1143, einen Inverter 1144 und einen Transistor 1145 mit der Leitung 114o (KLUPPEN LÖSEN) verbunden. Der Kluppenmotor 1o17 läuft so lange, bis ein Signal VOLLES DREHMOMENT an der Leitung 1o56 von der Rückkopplungseinrichtung 1o55 am Zylinder zur Herstellung der Verbindung (in Fig. 16A als Schalter gezeigt) empfangen wird. Dieses Signal stellt das Flip-Flop 1135 HERSTELLEN zurück, vgl. Bezugszeiahan F-P, wodurch der Kluppen-' motor aufhört zu drehen. Wenn der Ausgang Q des Flip-Flops 1135 HERSTELLEN niedrigen Wert zeigt, wird^feer^ljfe³ Kapazität 1147 und einen Inverter 1148 zur Initiierung eines Zeitgliedes 115o (t.) mit einem NOR-Tor 1151A und einem Inverter 1151B angelegt.

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Das Ausgangssignal des Zeitglieds 115o stellt eine einstellbare Verzögerung t- dar (siehe Zeitdiagramm, Fig. 17A), deren Dauer durch ein Potentiometer 115oA einstellbar ist.

Bei Ablauf der Zeit t₁ initiiert ein Puls über eine Kapazität 1152 ein zweites Zeitglied 1154 mit den NOR-Toren 1155A und einem Inverter 1155B. Dieses Zeitglied 1154 (eingestellt durch ein Potentiometer 1154A) erzeugt eine einstellbare Zeit t₃, während der das elektrisch gesteuerte, über die Leitung 1o4o (KLUPPEN, LÖSEN) in der Schnittstellenbaueinheit 1o28A (Fig. 14A) verbundene Solenoidventil 1o77 über einen Widerstand 1196 und ein NAND-Tor 1157, eine Diode 1158, den Inverter 1144 und den Transistor 1145 angesteuert oder erregt wird. Dieses Signal auf der Leitung 1o4o kehrt die Drehrichtung des Kluppenmotors 1o17 um, so daS er entgegen dem Uhrzeigersinn zur öffnung der Backen oder Klauen der angetriebenen Kluppe 1oo8 umläuft. Das zweite Eingangssignal des NAND-Tores 1157 wird vom Q Ausgang des /; siehe Bezugszeichen U-U. Bei Ablauf der Zeit t-j endet das Signal auf der Leitung 1o4o, wodurch der Transistor 1o17 entregt wird. Gleichzeitig wird ein Impuls über einen Inverter 116o, eine Kapazität 1161 und eine Diode 1162 angelegt, um das Flip-Flop 1119 STÜTZKLUPPEN rückzustellen, wodurch bewirkt wird, daß sich die Stützkluppe 1oo7 öffnet.

Ein vom Schalter 1o51 (Fig. 14) kommendes Signal auf der Leitung 1o52 taktet ein Flip-Flop 1164 ABSENKEN. Das Ausgangssignal am Ausgang Q (eine logische 1) dieses Flip-Flops wird über einen Verstärker 1165 und einen Transistor 1166 zum Absenken der Kluppen auf die Leitung 1o36 (ABSENKEN) gegeben. Darüber hinaus wird das an der Leitung 1o52 anliegende Signal (STUTZKLUPPEN, OFFEN) mit zwei anderen Signalen über die Dioden 1168, 1169 und 117o geUNDet. Das Signal STÜTZKLUPPEN OFFEN liegt über dem Verstärker 1172 und dem Transistor 1173 nur dann an der Leitung 1o85 an, W«nn das Flip-Flop 111o VERBINDUNG GEFÜHLT SPEICHER und das

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Flip-Flop 1134 STUTZKLUPPEN GESCHLOSSEN SPEICHER beide vorher eingestellt wurden. Deshalb wird das Signal STUTZKLUPPEN OFFEN auf der Leitung 1o85 zum Computer so lange verhindert, bis die Kluppen die Ilauptphasen ihres Arbeitsablaufs durchlaufen haben.

Wenn die Kluppen der Lagerstellung sich nähern, gibt der untere Begrenzungsschalter 1o47 (Fig. 14) ein Signal über die Leitung 1o48 an das Kluppensteuersystem 29. Dieses Signal wird über einen Verstärker 1175 und eine Diode 1176 zur Rückstellung des Flip-Flops 1164 ABSENKEN angelegt.

Ein Zurückstellen des Flip-Flops 1164 beendet die nach unten gerichtete Bewegung der Kluppen. Auch wird ein Signal vom oberen Schalter 1147 auf die Leitung 1o86 (ARBEITSABLAUF KOMPLETT) gegeben, wodurch angezeigt wird, daß der Arbeitsablauf der Kluppen abgeschlossen ist (Fig. 15), Hierdurch wird dem Computer angezeigt, daß die Kluppen sich außerhalb jeglicher potentiell störender Stellung bezüglich des Hebers befinden, wodurch dann der Heber 75 (Fig. 2) in die Lage versetzt wird, in die gewünschte Höhe abgesenkt zu werden.

Ein Verzögerungsnetzwerk 1178 (Fig. 16C), bestehend aus einem Widerstand 1179, einer Diode 118o, einer Kapazität 1181 und einem Inverter 1182, dient dazu, alle Flip-Flops, wie durch die Bezugszeichen R-R gezeigt, zurückzustellen, wenn der Syeteraantrieb anliegt. Hierdurch wird sichergestellt, daß alle logischen Komponenten bei Beginn der Arbeitsfolge in den richtigen Zustand eingestellt sind.

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In Fig. 17b ist das Zeitdiagraram für einen Lösevorgang einer Verbindung dargestellt. Während dieses Lösevorgangs überführt ein logisch 1 Signal auf der Leitung 1o8o (WAHL ARBEITSFOLGE) vom Computer 4o die logischen Schaltungen in die richtigen Zustände. D.h., der Ausgang Q des Schmitt-Triggernetzwerks 1o92 befindet sich im Zustand logisch 0, während der Ausgang Q sich im Zustand logisch 1 befindet. Ein Signal KLUPPEN ANHEBEN auf der Leitung I08I stellt das Flip-Flop 1o94 HEBE« so, daß die Kluppen angehoben werden; siehe oben. Die Hebebewegung der Kluppen wird durch ein Rückkopplungssignal des oberen Begrenzungsschalter 1o45 (Fig. 14) an der Leitung 1o46 unterbrochen, welches Signal am Inverter 1o97 Invertiert und über eine Kapazität 1o84 und ein NOR-Tor 1185 zur Rückstellung des Flip-Flops 1o94 HEBEN gekuppelt wird. Sodann folgt eine Pause im Kluppenarbeitsablauf, wobei die Kluppen in Wartestellung verbleiben.

Wenn die Verbindung in die Sichtige Stellung angehoben ist, wird ein Lösesignal über das Verzögerungsnetzwerk 1124 auf die Leitung 1o82 (START ARBEXTSABLAUFl gegeben. Das Ausgangssigxial des Verzögerungsnetzwerkes 1124 taktet das Flip-Flop 11o2 VERBINDUNGSSENSOR über einen Inverter 1127 und ein WOR-Tor 1187, so daß der Verbindungssensor 1o25 ausgefahren wird. Das andere Eingangssignal des NOR-Tores 1187 wird vom Ausgang Q des bistabilen Netzwerks 1192 abgenommen. Das Ausgangssigaal des Verzögerungsnetzwerks 1124 taktet auch das Flip-Flop 1o94 HEBEN„ wiederum über den Inverter 1127 und äas MOR-Tor 1187.

Das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 1o94 HEBEN v?ird durch das NOR-Gatter 1o98 geschickt, wobei das Signal des an der Leitaag 1o56 anliegenden oberen Begrenzungsschalters 1o45 durch äen Inverter 1o97 invertiert wird. Das Ausgaagsslgnal .des NOR-Tores 1o98 wird auf den Verstärker 1o99 gegeben and weiter auf den Translator ΙΙ00, der hierdurch in den leitfähigen Zustand geschaltet wird. Das Ausgangssignal an ü&r Leitung 1o37 (HEBEGB-

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SCHWINDIGKEIT) schaltet die Aufwärtsbewegung der Kluppen so weit herunter, daß die Verbindung festgestellt werden kann. Der Verbindungssensor wird dann ausgefahren, wenn das Flip-Flop 11o2 VERBINDUNGSSENSOR durch ein Ausgangssignal des NOR-Gatters 11o3 getaktet wird. Dieses Gatter erhält seine Eingangesignale vom Ausgang des Inverters 1o97 und dem Ausgang Q des bistabilen Netzwerks 1o92.

Beim Erreichen der gewünschten Höhe durch die Kluppen wird ein Riickkopplungssignal VERBINDUNG GEFÜHLT über die Leitung 1o6o vom Verbindungssensor 1o25 empfangen. Das Signal VERBINDUNG GEFÜHLT stellt das Flip-Flop 1o94 HEBEN über den Verstärker II08 zurück und unterbricht die Aufwärtsbewegung der Kluppen. Das Rückkopplungssignal VERBINDUNG GEFÜHLT stellt ebenfalls das Flip-Flop IIIO VERBINDUNG GEFÜHLT SPEICHER ein, siehe Bezugszeichen W-W. Das Rückkopplungssignal VERBINDUNG GEFÜHLT stellt weiterhin das Flip-Flop 11o2 über den Verstärker II08 zurück, um den Verbindungssensor 1o25 einzuziehen. Dessen Einziehbewegung erzeugt an der Leitung 1o58 ein Rückkopplungesignal zum Takten des Flip-Flops 1119 STÜTZKLUPPEN.

Ein Signal des Rückkopplungsschalter 149 an der Leitung 1o58 (STÜTZKLUPPEN GESCHLOSSEN) wird auf das Verzögerungsnetzwerk 1133 gegeben, um zu verhindern, daß irgendwelche anfänglichen Einschwingvorgänge zu Beginn des Schließvorgangs der Stützkluppen ale richtiges Signal erscheinen. Das Ausgangβsignal des* Verzögerungsnetzwerks 1133 stellt das Flip-Flop 1134 STÜTZKLUPPEN GESCHLOSSEN SPEICHER ein. Das Ausgangssignal des Verzögerungsnetzwerks 1133' wird auch auf ein NAND-Tor 1188 gegeben. Dessen zweites Eingangssignal wird von dem Q Ausgang des Schmitt-Trdggernetzwerke 1o92 abgeleitet, siehe Bezugszeichen V-V. Das Ausgangssignal des NAND-Tores 1188 wird über eine Kapazität auf ein ZtItglied 119o gegeben. Die Dauer des Ausgangssignals des Zeitglieds 119o ist eine einstellbare Zeit oder Zeitverzögerung t₅ (Fig. 17B),

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die durch ein Potentiometer 119oA einstellbar ist. Das Aisgangssignal des Zeitglieds 119o geht über eine Diode 1191 und schaltet das richtig angesteuerte NAND-Gatter. In diesem Fall erhält das angesteuerte Tor, nämlich 1137B, sein zweites Eingangssignal vom Ausgang Q des bistabilen Netzwerks 1o92; siehe Bezugszeichen V-V. Ein Signal geht an die Leitung 1o4o (KLUPPEN? LÖSEN) über die Diode 1143, den Inverter 144 und den Transistor 1145 zum Kluppenmotor 1o17, um die Verbindung durch Umlauf entgegen dem Uhrzeigersinn zu lösen.

Wenn die Zeitverzögerung des Zeitglieds 119o abgelaufen ist, wird der Kluppenmotor 1o17 entregt und ein Impuls über die Kapazität 1147 und den Inverter 1148 zur Inbetriebsetzung des t.. Zeitglieds 115o gegeben. Während des Arbeitsablaufs Lösen werden die Transistoren 1192 und 1193 in den leitenden Zustand versetzt, so daß das Potentiometer 115oA, das normalerweise die Dauer von t- bestimmt, im Nebenschluß umgangen wird. Eine längere Zeitverzögerung ist beim Lösevorgang nicht erforderlich. Nach Ablauf der Verzögerung durch das t- Zeitglied 115o wird ein Impuls über die Kapazität 1152 zur Initiierung des t₃ Zeitglieds 1154 gekuppelt. Das Ausgangssignal des t₃ Zeitglieds 1154 wird über einen Widerstand 1196 auf ein NAND-Tor 1195 gegeben. Dieses Eingangssignal zum NAND-Tor 1195 wird auch vom Ausgang des Inverters 1o97 über eine Diode 1197 und einen Inverter 1198 gegeben. Der zweite Eingang des NAND-Tores iet mit dem Ausgang Q des Schmitt-Triggernetzwerks 1o92 verbunden; siehe Bezugszeigken V-V.

Wenn das Ausgangssignal des t₃ Zeitglieds 1154 an das NAND-Tor 1195 angelegt ist, so schaltet dessen Ausgang auf logisch 1,und dieses Signal wird über eine Diode 1199 und den Verstärker 114o auf die Leitung 1o39 (KLUPPEN, HERSTELLEN) gegeben. Hierdurch wird der Kluppenmotor 1o17 (Fig. 14) für die Zeitdauer t₃ im Uhrzeigersinn zur öffnung der Klauen der angetriebenen Kluppe 1oo8 angetrieben.

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Wach Ablauf der Zeit t₃ des Zeitglieds 1154 wird ein Impuls Über den Inverter 116o, die Kapazität 1161 und die Diode 1162 zur Rückstellung des Flip-Flops 1119 STÜTZKLUPPEN gegeben. Hierdurch werden die Klauen der Stützkluppen 1oo7 geöffnet. Ein Signal des Schalter 1o51 an der Leitung 1o52 (STÜTZKIÜPPEN OFFEN) taktet das Flip-Flop 1164 ABSENKEN, wodurch die Kluppen in ihre Lagerposition zurückkehren. Dieses Signal (STÜTZKLUPPEN OFFEN) wird über die Diode 117o auf den Verstärker 1172 zusammen mit den Ansteuersignalen über die Dioden 1168 und 1169 zur Anschaltung des Transistors 1173 gegeben. Dieses Ausgangssignal auf der Leitung 1o85 (STÜTZKLUPPEN OFFEN) wird nur dann auf den Computer übertragen, wenn die oben diskutierten Vorbedingungen erfüllt sind. Dieses Signal zeigt den Computer 4o an, daß der Rohrabschnitt zur Bewegung in seine Lagerstellung bereit ist.

Wenn die Kluppen die Lagerstellung erreichen, gibt der Schalter 1o47 ein Signal auf die Leitung 1o48 (KLUPPEN IN LAGERSTELLUNG), um hierdurch das Flip-Flop 1164 ABSENKEN zurückzustellen und die Bewegung zu unterbrechen; weiterhin wird über die Leitung 1oS6 ein Signal (ARBEITSFOLGE KOMPLETT) zum Computer gegeben, welches anzeigt, daß die Kluppenarbeitsfolge oder der Kluppenarbeitsablauf abgeschlossen ist.

Die Dioden 12o1 und 12o2 verhindern, daß das Flip-Flop 1119 STÜTZKLUPPEN getaktet wird, während der Kluppenheber in Bewegung ist. Demgegenüber wird das Signal STÜTZKLUPPEN OFFEN auf der Leitung 1o52 als Ansteuersignal auf den Dateneingang des Flip-Flops 1o94 HEBEN gegeben, siehe Bezugszeichen Q-Q, und den Dateneingang des Flip-Flops 1o64 ABSENKEN. Keines der Flip-Flops kann getastet werden, wenn nicht die Stützkluppe geöffnet ist. Auf diese Weise wird eine Hebebewegung der Kluppen verhindert, es sei denn, die Stützkluppen sind offen.

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τ 1*4 -

Verbindung ssensor

Die Fig. 18A und 18B sind leiten- bzw. Draufsichten eines Verbindungssensprs, der insgesamt mit 1o25 bezeichnet und erfindungsgemäß ausgebildet ist. Er ist unterhalb der Stützkluppe 1oo7 einer angetriebenen Kluppenanordnung (Fig. 14) vorgesehen und dient zur genauen Anordnung der Stützkluppe 1oo7 und einer angetriebenen Kluppe 1oo8 symmetrisch bezüglich der mittels der Kluppen I000 unter Steuerung mit dem Kluppensteuersystem 29 herzustellenden oder zu lösenden Werkzeugverbindung oder Verbindung. Da der Grelfraum der Kluppenglieder begrenzt ist und auf diese eine erhebliche Kraft ausgeübt werden muß, müssen Stützkluppe 1oo7 und angetriebene Kluppe I008 so nahe wie möglich in vertikaler Symmetrie oberhalb und unterhalb einer sich durch die Werkzeugverbindung erstreckenden horizontalen Ebene angeordnet werden.

Der Verbindungssensor 1o25 weist eine Sensoranordnung 12o4 mit einem Arm 12o6 und einer Rolle 12o8 auf. Die Rolle ist zur Kontaktierung des Bohrrohrs und der Arm schwenkbar zwischen einer ersten, normalen in eine zweite, ausgelenkte Stellung verschwenkbar wiederum bezüglich des Bohrrohres angeordnet. Die Detektoranordnung 12o4 weist ebenfalls eine Einrichtung 12Io mit dem Begrenzungeschalter 1o59 auf, die dem Arm 12o6 zur Erzeugung eines elektrischen Signals auf der Ausgangsleitung I060 (VERBINDUNG GEFÜHLT) zugeordnet ist. Das elektrische Signal wird dann abgegeben, wenn der Arm 12o6 um einen vorbestimmten Winkel aus seiner normalen Position durch Kontaktieren mit einer einen gewissen Abstand aufweisenden Stelle des Rohres kontaktiert wird. Der Arm 12o6 ist mittels einer (nicht gezeigten) inneren Feder in seine Normalstellung vorgespannt. Die Einrichtung 121o kann eine handelsübliche Einheit sein, beispielsweise das Modell BZLN-2-RH der Firma Mirco.

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Gemäß den Fig. 18A und 18B ist die Verbindungssensoranordnung 12o4 des Sensors 1o25 auf einem Schlitten 1212 befestigt, der in einem Gehäuse 1214 bewegbar angeordnet ist. Letztere* ist mit einer Verbindungseinrichtung 1216 an der Unterseite der Stützkluppe 1oo7 befestigt. Im Gehäuse 1214 ist weiter eine Kolben-Zylinder-Anordnung 1o26 (Fig. 14) vorgesehen. Sie steht in Fluidverbindung mit den Leitungen 1o27, die ein Fluid (wie Druckluft) (Fig. 14) leiten, siehe Fig. 1ÖA. Mit dieser Kolbenüylinder-Anordnung wird der Verbindungssensor aus einer ersten, horizontal eingezogenen Stellung in eine zweite, horizontal ausgefahrene Stellung verbracht. Die Einheit Kolben-Zylinder 1o26 weist auch den Begrenzungsschalter 1o57/ der ein elektrisches Signal auf die Leitung 1o58 (VERBINDUNGSSNESOR EINGEBOGEN) und somit auf das Kluppensteuersystem 29 gibt, wenn der Sensor 12o4 in seiner horizontalen Stellung eingezogen ist. Der Zylinder 1o26 kann einen größeren Hub ausführen, ale an sich im Hinblick auf ein Ausfahren des Sensors 12o4 zum Kontaktieren des Rohres, dessen Verbindung abgefühlt werden soll, notwendig ist, um auf diese Weise zusätzlich jeder Längsversetzung des Rohres oder Unregelmäßigkeiten seiner Oberfläche folgen zu können, beispielsweise bei Rohren mit einer äußeren Erhebung (Fig. 19). Der Druck der Druckluft in den Leitungen 1o27 reicht aus, um den ausgefahrenen Sensor 12o4 in Anlage am Rohr zu halten. Es ist überaus vorteilhaft, ein komprimierbares Fluid, wie Druckluft, zu verwenden, so daß die Druckluft im Kolben-Zylinder 1o26 als Feder wirkt und eine Bewegung des Sensors 12o4 in seiner ausgefahrenen Stellung ermöglicht.

Der Schlitten 1212 weist horizontal angeordnete Rollenelemente 1213 auf, die mit im Gehäuse 1214 vorgesehenen Führungsschienen 122o zusammenwirken. Sie erleichtern die Horizontalbewegung des Sensors 12o4 und des Schlittens 1212 bei Betätigung des Kolben-Zylinders 1o26.

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->«- 281096*

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Schlitten 1212 mit einem Führungsrollenpaar 1222A und 1222B versehen. Gemäß Fig. 18B definieren die Drehachsen der Führungsrollen 1222 zwischen sich einen vorbestimmten Winkel 1224 von etwa 12o Grad. Der Winkel zwischen den Führungsrollen 1222 begünstigt das seitliche Zentrieren des Sensors 12o4 bezüglich des Rohres. Zwischen den Führungsschienen 122o und dem Gehäuse 1214 sind auch Zentrierfedern 1226A und 1226B vorgesehen; hierdurch können die Führungsrollen 1222 den Sensor 12o4 bezüglich des Rohres flichtend ausrichten, selbst wenn das Rohr nicht in den Kluppen zentriert ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Führungsrollen 1222 und die Detektorrollen 12o8 jeweils eine vorbestimmte seitliche Größe aufweisen und parallel zueinander angeordnet sein, so daß sie in der Lage sind, das Rohr unabhängig von dessen zentrierter Orientierung bezüglich der Kluppen zu kontaktieren. In diesem Fall wird der Schlitten 1212 mittels des Kolbens-Zylinders 1o26 horizontal aus der eingezogenen in die ausgefahrene Stellung bewegt, und ein seitliches Zentrieren des Sensors 12o4 am Rohr ist nicht erforderlich.

Während des Betriebs bewegt sich die Sensorrolle 12o8 mit den Kluppen langsam nach oben, bis der Arm 12o6 aus seiner normalen, nach außen vorgespannten Position gegen die Fläche des Rohres durch eine erstreckte Rohrfläche verschwenkt wird. In Fig. 19 ist gezeigt, daß in Abhängigkeit von dem verwendeten Rohr jedes einer vorbestimmten Anzahl von erstreckten oder versetzten Teilen des Rohres zur Betätigung der Sensoranordnung gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Die Stelle am schräg verlaufenden Ende (Fig. 19) mit einem vorbestimmten Durchmesser von etwa 145 mm (5,7 Zoll) an einem 127 mm (5 Zoll) Rohr kann hierzu auf einfache Weise verwendet werden. Wenn die vorbestimmte Stelle des Rohres von der Sensorrolle 12o8 erfaßt und der Arm 12o6 aus seiner Normallage ausgeschwenkt wird, gibt der Schalter 1o59

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ein elektrisches Signal des Inhalts auf die Leitung 1o6o, daß die Verbindung getastet wurde. In diesem Fall ist der Abstand 123o von dieser Stelle zur Verbindung ein bekannter Wert. Wie in Verbindung mit dem Kluppensteuersystem 29 in Fig. 16 diskutiert wurde, wird der Heber angehalten, der Sensor zurückgezogen und die Stützkluppe 1oo7 gesperrt.

.Aufgrund der Standardisierung der Bohrrohre in der Erdölindustrie wird durch die Lokalisierung einer vorbestimmten Stelle, wie ein vorbestimmter Durchmesser am abgeschrägten Ende, verifiziert, daß irgendwelche anderen Oberflächenaerkmale am Rohr, wie die Verbindung selbst, sich dann in einer vorbestimmten, bekannten Entfernung 123o von der Stelle befindet, die das Auslenksignal erzeugt hat. Somit ist Gewähr dafür gegeben, daß sich die Kluppen in ihrer Arbeitsstellung befinden, daß die Stützkluppe und die angetriebene Kluppe vertikal symmetrisch bezüglich einer horizontalen Ebene durch die Rohrverbindung angeordnet sind und daß die Verbindung mittels der Kluppen hergestellt oder gelöst werden kann.

In Fig. 19 sind Ansichten eines Standardbohrrohrabschnitts unter Bezeichnung seiner verschiedenen Teile gezeigt. Jedes Ende der gezeigten Rohrabschnitte weist ein erstrecktes oder versetztes Verbindungateil auf, das in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 56 belegt ist. Ein Ende der Rohrabschnitte weist ein Φβϋ mit Außengewinde auf, während das gegenüberliegende Ende mit einem Innengewinde versehen ist. In der Regel wird der Bohrrohrabschnitt so in den Bohrstrang eingesetzt, daß das Ende mit dem Außengewinde vor dem Ende mit dem Innengewinde in die Bohrung eingeführt wird. Sodann wird das Außengewindeende des nächsten Bohrrohrabschnitts mittels einer angetriebenen Kluppe mit dem vorstehenden Innengewindeteil des zuletzt eingesetzten Bohrrohrabschnitte verbunden.

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Sowohl am «in Innengewinde als auch «in Außengewinde aufwei-■•ndtn End· «Ines Bohrrohrabschnitte let unterhalb des Außendurchmesser· der Verbindung ein abgeschrägter Teil vorhanden, der als Einsatzabschrägung bzw. als Aufnahmeabschrägung bezeichnet werden kann. In Abhängigkeit davon, ob eine innere oder eine äußere Stauchung vorgesehen ist, kann das Bohrrohr weiterhin abgeschrägt sein. Der grundsätzliche Unterschied zwischen eines Rohr mit einer inneren und einer äußeren Stauchung geht aus Fig. 19 hervor. Grundsätzlich weist ein Rohr ■it innerer Stauchung einen konstanten äußeren Durchmesser zwischen jeder der Endabschrägungen auf, während ein Rohr mit äußerer Stauchung an der Außenfläche eine Abschrägung der Stauchung zeigt. Um sowohl mit Rohren mit innerer als auch äußerer Stauchung arbeiten zu können, arbeitet der erfindungsgemäße Verbindungssensor 1029 derart, daß er ein Signal abgibt, wenn die Rolle 1208 und der Arm 12o6 zur Anlage an einer Vorbestimmten Stelle der Aufnahmeabschrägung kommt und von dieser auegelenkt wird. Darüber hinaus kann aber naturgemäß jede vorbestimmte Stelle an den Endabschrägungsteilen • entweder mit inneren oder mit äußeren Stauchungen - mit dem erflndungsgemäßen Verbindungesensor 1025 abgefUhlt werden.

Zm vorstehenden wurde ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung besehrieben· Der Fachmann wird Jedoch erkennen, daß demgegenüber zahlreiche Abwandlungen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne daß der Rahmen der aufgezeigten Erfindung verlassen wird.

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NACHQEREIOHT

DIPL₁-ING₁KLAUSRuPPRECHT -XT'- WESTENDSTfiASSE.4

PATENTANWAI^T D-βοοο FHANKFTJ

TELEFON <0β11) 1 TELEX 0411 802

KRü/ki

PROGRAMM

Im folgenden wird das erwähnte, zur Steuerung der Bohrturm-Baueinheiten verwendete Program des Computers 40 wiedergegeben. Es ist in der Programmiersprache Fortran erstellt. Die Hilfeprogranme gemäß S. 4 - 7 und 84-88 sind abhängig vom jeweils verwendeten Rechner und stellen dje Verbindung zwischen dem Fortranprogramm und dem Jeweils verwendeten Digitalrechner her} als solche sind sie somit nicht übersetzbar.

Die Kommentare» mit einem C in Spalte 1 des Programms bezeichnet, dienen der Funktionsbeschreibung.

In der folgenden übersetzung der Kommentare beziehen sich die mit fortlaufenden Nummern und der Jeweiligen Seite gekennzeichneten Ausfuhrungen auf die Kommentare der entsprechenden Seiten gleicher Numerierung und die in Kreise gesetzte fortlaufende Numerierung des Programms·

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Seite 2/1 Hauptprogramm

/2 Sperren Tastatur - Interrupt

/3 Sperren Lochstreifen - Leser/Stanzer Unterbrechung

/4 Sperren Bildschirm - Unterbrechung

/5 UDC - Unterbrechung

/6 Sperren DECTAPE - Unterbrechung

/7 Entsperren Unterbrechung

/8 Programm zur Eingabe und Interpretation von Steuerbefehlen

Seite 3/1 Positioniere Lichtfleck zur Eingabe

/2 Einschalten gelbe Lampe

/3 Ausschalten gelbe Lampe

/4 Separieren Steuerbefehl

/5 Prüfe ob Steuerbefehl KODEA » DA Daten

/6 Prüfe ob Steuerbefehl KODEA = PI Rohr

/7 Prüfe ob Steuerbefehl KODEA » OU Ausfahren

/8 Prüfe ob Steuerbefehl KODEA ■ IN Einfahren

Seite 8/1 Sperren alle Unterbrechungen

/2 Einschalten rote Lampe

/3 Unterbrechungslampe an

/4 Falls Spannungsausfalls-Unterbrechung setze KODEP

/5 War Programm Zeitverwaltung aktiv?

/6 Programm Zeitverwaltung war nicht aktiv

/7 Ausgebe 1 und starte erneut

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Ausschalten ünterbrechungslarape Zeitverwaltung war entsperrt Lösche alle Semaphoren Warenberechnungen aktiv (d.h. Waren Vorschubanordnungen inaktiv) Vorschubanordnungen waren inaktiv Vorschubanordnungen waren aktiv

Starte Ziehwerk und Vorschubanordnungen am Zyklusanfang

Verwende die Vorschubanordnungs-Wiederstart-Adresse als Vorschubanordnungs-Startadresse Wähle zutreffende Kluppen Arbeitsfolge Warte auf Wiederstart

Verzögere, um der Auto-Sammelschiene Betätigung zu ermöglichen

überprüfe, daß Unterbrechungen auf Mormalstatus gesetzt

Programm zum Absenken ins Bohrloch

Setze IC für Ziehwerkfunktion (Kluppen, Herstellungsarbeitafolge gewählt)

Eingebe Rohrabmessungen Berechne neue Bohrstrangabmessung im Bohrloch

Rearrangiere Längen der verbleibenden Bohrrohrabschnitte

Berechne Anzahl der Bohrrohrabschnitte im Bohrloch

Ausgabe der Daten auf Bildschirm Wähle Y-Achse Prüfe ob Geschwindigkeitsänderung gewünscht Programm Pause » YAXIS + grüne Larap«

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Verzögere, um der Auto-Sammelschiene Betätigung zu ermöglichen

Abfragen Ziehwerk Auto/Hand-Kanal Mode « 0 für Auto (Automatik) Betrieb Mode « -1 für Handbetrieb

Schalte an Ziehwerkanzeige "Automatik gesperrt", wenn Ziehwerk im Handbetrieb

Aktivieren Zeitverwaltung

Hole Vorachubanordnungen aus Lagerstellung

Wähle X-Achse

Bewege Vorschubanordnungen zur Mittellinie Bohrung

Wähle Y-Achse

Bewege Vorschubanordnungen in Warte- oder Bereitstellung

Prüfe Pausenschalter

Führe zurück in Bereitstellung für Pause

Ziehwerk: Mittellinie Bohrung frei von Vorschubanordnungen

Prüfe Ziehwerk und Ziehwerkveränderungsanzeige

Einschalten Pausenlampe, ermögliche Automatik Sperre

Prüfe Pausenachalter

Prüfe ob Geschwindigkeitsänderung erwünscht

Ermittle Abstand in Y-Richtung

Bewege Vorachubanordnungen in erforderliche Reihe + 25,4 cm

Zeig« dem Ziehwerk an, daß Vorschubanordnungen außerhalb Mittellinie Bohrung

Wähl· X-Achae

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Ermittle Rampendaten

Bewege Vorschubanordnungen in erforderliche Spaltenposition

öffne Klauen, falls sie sich geschlossen haben Schließe obere und untere Klauen_f

Verzögere 2 Sekunden, um Rohr absitzen zu lassen öffne Fingerklinke

Hebe Kopf, um Verbindung bei Kriechgeschwindigkeit zu erfassen, sodann anheben auf nominale Höhe + Toleranz mit Normalgeschwindigkeit

Bewege Vorschubanordnung zur Mittellinie Bohrung

Wähle Y-Achse

Bewege Vorschubeinrichtungen in Bereitstellungsposition Ordne Heberkopf über Verbindungshöhe an Wiederstart, falls Ziehwerk mit Handbetrieb Ist Block wieder eingezogen? Ist Fühler ausgefahren?

Zeige an, daß Vorschubanordnungen in Mittellinie Bohrung

Bewege Rohrabschnitt über Mittellinie Bohrung zwekks Abfühlen

Zurückführen aus Fühlposition zu Mittellinie Bohrung

Zeige Ziehwerk an, daß Bohrrohrabschnitt abgefühlt wurde Zeige Kluppen an, die Verbindung herzustellen Wiederstart, falls Ziehwerk im Handbetrieb Verbindung hergestellt, Klauen zurückgesogen?

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Ist Heber gesperrt?

Ist Heberlast aufgenommen?

Ziehwerk: keine weiteren Rohre mehr einzuführen

Schließe Klauen

Unterbreche Zeitverwaltung, wenn Ziehwerk-Zyklus vollendet

Einschalten Automatik sperren für Vorschubanordnungen

Unterbreche Zeitverwaltung Programm zum Bohrstrang ziehen

Setze IC für Ziehwerkfunktion (Kluppen, lösen gewählt)

Ermittle anfängliche Ziehwerkposition Pausiere vor Operationsbeginn

Verzögere, um Automatiksammeischiene Betätigung zu ermöglichen

Prüfe Ziehwerk, ob Automatik/Hand-Kanal oder -Betrieb

Mode "» 0 für Automatik Mode » -1 für Handbetrieb

Anschalte Ziehwerkanzeige "Automatik gesperrt", falls Ziehwerk im Handbetrieb

Aktiviere Zeitverwaltung

Prüfe ob Pausenschalter gesetzt

Subtrahiere PDL

Warte auf Wiederstart, falls Ziehwerk in Handbetrieb

Prüfe, ob Pauienschalter gesetzt

Ist Geschwindigkeitsänderung gewünscht?

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Signalisiere Ziehwerkstörung Dies gilt nur, falls Automatik gesperrt vorlag Offne Klauen, falls sie sich geschlossen haben Melde Ziehwerk, daß Vorschubarme Rohr gefaßt

Warte auf Wiederstart, falls Ziehwerk auf Handbetrieb

Verbindung gelöst? Block zurückgezogen?

Melde Ziehwerk, daß Arme außerhalb Mittellinie Bohrung

Programm zum Anfügen von Bohrerabschnitten an Bohrstrang (nur im Bohrloch)

Falls keine Bohrerabschnitte angefUgt, überspringe Fortschreibung oder Verwaltung

Anfüge Normalrohrabschnitte Anfüge Gummirohrabschnitte Einlesen und Datenanzeige Neuberechnung Bohrrohrabschnitte im Bohrloch Nächster Ständer weist nur Gummirohre auf

Nächster Ständer weist teilweise normale, teilweise Gummirohre auf

Nächster Ständer weist nur normale Rohre auf

Programm zur Ermittlung Anzahl gehandhabter Rohre und zur Rearrangierung der Rohrdaten

Falls Rohrabschnitte entnommen und Ziehwerk den Bohrstrang nocht nicht gezogen hat, dann erneute Berechnung von IDRW7

Ermittle Länge des Bodenstücks dea ausgesogenen Strangs

Länge des ausgezogenen Strangs

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Länge des R-Abschnitts in Bohrloch

Entnehme Länge der gehandhabten Bohrerabschnitte aus dem Speicher

Bewege Länge von Bohrrohrabschnitten im Ständer entsprechend

Handhabung von normalen Rohren Stranglängen Berechnungen für Ziehwerk

Weniger als ein Strang von Normalrohren verbleibt - Signal zeigt an, wieviele Rohre noch zu ziehen sind -

Aus dem Bohrloch kommender Bohrstrang besteht nur aus Gummirohren

Aus dem Bohrloch kommender Strang besteht nur aus Normalrohren

Herauskommender Strang besteht aus Normal- und Gummirohren

Programm zum Berechnen von Spalten, Zeilen, X- und Y-Koordinaten bezüglich Mittellinie Bohrloch einer vorgegebenen Position

Programm zur Berechnung des Bit-Musters einer gegebenen Position

Unterprogramm zur Berechnung der Riimpen Daten

Unterprogramm zur Bewegung der oberen und der unteren Vorschubanordnung

Unterprogramm Operationskode-Definitionen Programm zur änderung einer Achse des Servo-Antriebs Kode « 1 bedeutet Y-Achse wird X-Achse Kode - 2 bedeutet X-Achse wird Y-Achse Servo-Ventileperre ein Warte 10 Millisekunden Ändere Achse

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Warte 200 Millisekunden Servo-Ventil entsperren Programm zur Steuerung des Heberkopfs Kode A = 1 heben oder senken - normal

Kode A β 2 Kriechgang aufwärts bis zur Lastübernahme, dann normal aufwÄts*

Kode A » 3 absenken normal, dann Kriechgang abwärts bis keine Last mehr anliegt

Kode A » 4 Kriechgang abwärts bis keine Last mehr anliegt Ermittle Position des Heberkopfs Berechne Position bezüglich Boden Wähle aufwärts, normal und führe aus Wähle abwärts, normal und führe aus Wähle aufwärts, Kriechgang und führe aus Prüfe Heberkopfbelastung Andere Modus auf normal Ermittle Position des Heberkopfs Andere Modus auf Kriechgang Wähle normal und abwärts

XD-Länge des Bodenstücks des gezogenen Bohrstrangs in FuB

XL-Länge um die Bohrstrang mit Norraalgeschwindigkeit abgesenkt werden muß in Zoll

Programm sum öffnen oder Schließen eines Finge·* und zur Überprüfung, daß geöffnet oder geschlossen wurde

ICODE - 1 schließe Klinke ICODE « 2 öffne Klinke Ermittle Daten zur Auswahl der Spalte

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Wähle Fingerklinke geschlossen Wähle Fingerklinke offen Ermittle Daten für Reihe Gewichtsdaten in MOD Lastdaten in MOD

Verhindere Automatik Sperre, während überprüfung des KlinkensignaIs

Programm zum öffnen oder Schließen der Klauen und zur überprüfung, ob Klauen geöffnet oder geschlossen sind

IKODE - 1 öffne Klauen

IKODE * 2 schließe Klauen

Schließe Klauen

öffne Klauen

Sind Klauen geschlossen?

Sind Klauen geöffnet?

Programm zur Anzeige von Formaten und Daten auf Bildschirm im Falle eines vorangegangenen Spannungseinbruchs

Programm zur Abfrage der Bohrstrang- oder NichtBohrstrang-Änderungsanzeige und zur Ermittlung der Anzahl der angefügten oder entnommenen Rohrabschnitte

NN-Anzahl der Rohrabschnitte, die zugefügt oder entnommen wurden

Gelbe Lampe einschalten

Prüfe Bohrstrang-Nich-Änderungsanzeige

Prüfe Bohrstrang-Änderungsanzeige

Gelbe Lampe ausschalten

Gelbe Lampe einschalten

Gelbe Lampe ausschalten

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Programm zur Ermittlung der Daten der Rohrabschnitte wäheend des Bohrvorgangs und der Rohrhandhabung

KODE » 1 bohren

KODE » 2 Rohrhandhabung

IDATA ** 1 bohren

Positioniere Lichtfleck zur Eingabe

Gelbe Lampe einschalten

Programm zur Blattschreiberausgabe

Programm zur Anzeige abnormer und Programmunterbrechung sbedingungen

KODE = 1 Prog.rammpause - grüne Lampe

KODE =» 2 abnormale Unterbrechung - rote Lampe

Das Folgende ist eine Spezialfunktion zur Übergabe des Wertes des Normalstatue des unter brochenen Kanals an die Zeitverwaltung

Aufruf: CALL QUERY (IiTORD, IBIT, LOHI, JBIT) IWORD » UDC Wortnummer (dezimal) IBIT » Bitnummer für dieses Wort (dezimal) LOHI ■ vorgegebener Status (1 oder 0)

JBIT - Bitnummer fiir Anzeigelampe (0 - 21)

Negativ zeigt an, daß Automatiksperre nicht ausgegeben wird

Aufruf: CALL QUERY (IWORD, IBIT, LOHI, JBIT) IWORD » UDC Wortnummer (dezimal) IBIT ■ Bitnummer für dieses Wort (dezimal) LOHI * vorgegebener Status (1 oder 0)

JBIT » Bitnummer für Anzeigelampe (0-21)

Negativ zeigt an, daß Automatiksperre nicht ausgegeben wird

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Zweck: Bestimmung des Status eines spezifischen Bit in einer digitalen Eingabe Hardware: UDC-8 Universaldigitalsteuerung Aufruf: CALL INTRG (MODUL, NBIT, NSTAT) Argumente: MODUL = Moduladresse

NBIT = zu überprüfende Bitposition NSTAT β Ergebnis der überprüfung (1 = O, 2 = 1)

Unterprogramm OP Code-Definitionen

Zweck: Erfassung und Digitalisierung einkommender Spannungen Hardware: AD01-A Analog/Digital-Wandler Aufruf: CALL ADCON (IGAIN, IGHAN, VOLTS)

Argumente: IGAIN = größter Verstärkungsfaktor ICHAN «■ Multiplexkanaladresse VOLTS = digitalisierte Spannung (bipolar)

Unterprogramm OP Code-Definitionen Zweck: Ausgabe von Digitalwerten Hardware: UDC-8 Universaldigitalsteuerung Aufruf: CALL LDUDC (MODUL, IWORD) Argumente: MODUL «= Moduladresse

IWOHD - zu sendendes Datenwort

Bemerkung: falls Modulargument negativ ist, erfolgt Rückkehr zum aufrufenden Programm mit abgeschalteter Unterbrechungsmöglichkeit

Unterprogramm OP Code-Definitionen

Unterprogramm zum Setzen einer Warteschleife für eine vorgegebene Zeit

0,02 Sekunden kleiner Zeit kleiner 40 Sekunden

Benutze Umrechnungefaktor, falls Zeitverwaltung freigegeben

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Programm zur Ermittlung der Bohrstrang Geschwindigkeiten und Tiefen

Programm zur Bestinunung der richtigen Bohrstranggeschwindigkeit

ziehprogramm zur Betätigung des Ziehwerks bei der Ausziehsequenz

Dieser Abschnitt des Programms bestimmt Druck- und Zugstartadressen und transferiert dieselben zu Kommunikationszentren, so daß sie von der Zeitverwaltung dort abgeholt werden können (Kommunikationszentren sind 20000 - 2OOO3)

Dieser Abschnitt betätigt das Ziehwerk

Nullastprobe

Prüfe ob Heber gesperrt

Beaufschlage untere Trommelkupplung, Motor im Kriechgang zur Beaufschlagung der Kupplung

Warte bis Kupplung beaufschlagt

Unterbreche Kriechgang zur Beaufschlagung Kupplung

Bestimme endgültige Heberposition

Bestimme Kriechganggeschwindigkeit

Setze Ziehwerk Kriechgang Flip-Flop

Wähle Motormod oder Motorbetriebszustand

Warte auf Signal Heberlast aufgenommen

Hebe Keile an

Warte auf Bestätigung, daß Keile angehoben

Prüfe Last vor Einschalten voller Geschwindigkeit

Freigabe oder Ansteuerung Laststeuerung

Spezlfiere Maximalgeschwindigkeit

Anzeigen, dafl Ziehwerk nicht in Stellung

Warte, das Heber aus Kluppenweg ausschwenkt

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Seite 67/1 Anzeige, daß Kluppen in Wartestellung angehoben

/2 Warte bis endgültige Blockposition erreicht

/3 Warte bis Geschwindigkeit Null

/4 Setze Keile

/5 Anzeige, daß Vorschubanordnungen weiter arbeiten

/6 Warte bis Keile und Bremsen arbeiten

/7 Motor abschalten, sperren "Laststeuerung freigeben"

/8 Warte, danach untere Trommeln auskuppeln

/9 Setze gewünschte Endposition + N Fuß

/10 Setze Kriechganggeschwindigkeit

/11 Setze Kriechgang Flip-Flop

/12 Prüfe, daß Keile gesetzt

/13 Prüfe, daß Kupplung gelöst

/14 Wähle Bremsmodus

/15 überwache Blockposition, Keilsetzkanal und

/16 Heberlast zur Lastfreigabe

/17 überprüfe Pausenschalter

/18 Wenn Pause angezeigt, setze Bremse

/19 Warte bi3 Paueenschalter abgeschaltet

/20 Prüfe, ob Vorschubarmrohr hält

/21 Lege Bremse an

/22 Löse Bremse

/23 Anweise Kluppen, Verbindung zu lösen

/24 Zurückziehe Block

/25 überprüfe den Block auf Rückziehung, während überprüfung der Heberhöhe

/26 Ermittle gegenwärtig« Blockposition

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Wurde Block bereits zurückgezogen?

Block noch nicht zurückgezogen, ermittle Position erneut

Wurde vorgegebene Entfernung ohne Erhalt des Signalsblock eingezogen zurückgelegt?

Ja - bremsen

Warte bis Block zurückgezogen, sende Handbetrieb-Freigabesignal Bremsen lösen und weitermachen Volle Kraft voraus Überprüfe Kluppensequenz vollständig Signal "Block nicht in Stellung"

Setze Endposition gerade unter Höhe der Verbindung zurück

überprüfe, ob Endposition erreicht Sperre Bremsensteuerung Warte bis Blockgeschwindigkeit Null Warte bis Vorschubanordnungen zurückgezogen Ausfahre Block überprüfe, ob Pause

Befindet sich ein weiterer Bohrrohrabschnitt im Bohrloch?

Aussende Ende Arbeitssequenz und Automatik sperren

Absenkprogramm zur Betätigung des Ziehwerke bei der Absenksequenz

Aufruf dieses Unterprogramms bewirkt die Rückgab· der Startadresee und Felder entsprechend den Anforderungen der Zeitverwaltung

Diese Sektion führt die Startadresse zurück Diese Sektion betätigt das Ziehwerk Beaufschlag· ober« TroMMlkupplung, weiter bremsen

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Seite 69/6 Offne Heber/ziehe Block zurück

/7 Spezifiziere die Absenkgeschwindigkeit des leeren Blocks

Seite 70/1 Spezifiziere Endposition

/2 überprüfe, ob Block zurückgezogen

/3 überprüfe, ob Kupplung beaufschlagt

/4 Zeige gewählte Motorsteuerung an

/5 überwache, ob Heber außerhalb des Bereichs der Kluppen

/6 Bewirke, daß Kluppen in Wartestellung gehen

/7 überwache, ob Blockposition erreicht

/8 überwache auf Nullgeschwindigkeit

/9 Motor abschalten, auskupple obere Trommel

/10 Nullastprobe

/11 überprüfe, daß Kupplung gelöst

/12 Harte bis Rohr auf Mittellinie Bohrloch ist und Heberkopflast beigegeben wurde

/14 Fahre Block aus und schließe Heber

/15 überprüfe, daß Heber geschlossen

/16 Warte bis Verbindung hergestellt

/17 Beaufschlage untere Trommelbremse und Kriechgang, um Kupplung zu beaufschlagen

/18 Warte bis Kupplung beaufschlagt

/19 Lösche "Kriechgang zur Beaufschlagung Kupplung"

/20 Spezifixier· maximale Heberposition

/21 Spezifiziere Kriechganggeschwindigkeit

/22 Setze Kriechgang Flip-Flop

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Wähle Motormodus überwache Heberlast Hebe Keile an überwache, ob Kelle angehoben Prüfe Bohrstranglast Motor abschalten Warte bevor Kupplung gelöst Löse untere Trommelkupplung Spezifiziere Heber außer Kluppenbereich Spezifiziere Absenkgeschwindigkeit Überprüfe, daß Arme zurückgezogen sind überprüfe, daß Kupplung gelöst Wähle Bremsenmodus, Laststeuerung freigeben Überprüfe, daß Kluppen auf Boden abgesenkt Zeige an, daß Bohrstrang nicht positioniert Spezifiziere Höhe der Verbindung Überwache, daß Endblockposition erreicht überwache Nullgeschwindigkeit Abschalte Bremsensteuerung und Laststeuerung Setze Keile Spezifiziere Kriechganggeschwindigkeit Spezifiziere minimale Blockposition Setze Kriechgang Flip-Flop Prüfe, ob Keile gesetzt Bremsensteuerung einschalten Bremseneteuerung ausschalten

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Prüfe, ob Pause Befindet sich ein weiteres Rohr im Gestell?

Zeige Ende der Sequenz an, sende Automatik sperren

Programm zur überwachung des Aufsetzens des Bohrstrangs auf Keile

Wähle genaue Distanz zum Absenken _t um Verbindung freizugeben

Ermittle die gegenwärtige Lage des Blocks

Schalte Haltelampe an zur Anzeige ^Blocklast nicht freigegeben"

überprüfe Blocklast

Gehe auf 200, wenn Last freigegeben, auf 150, falls dies nicht der Fall ist

EBmittle Blockposition

Wurde der Block auf die vorgegebene Distanz abgesenkt?

Falls nein - gehe auf 130, falls ja, gehe auf Keile halten nicht, setze Bremse Warte bis Blocklast freigesetzt

Blocklast wurde freigesetzt„ absenken um einen zusätzlichen Betrag

Ausschalten Haltelampe Ermittle und bewahre die gegenwärtige Blockposition Unterprogramm zur Erzeugung einer Zeitverzögerung Argument ist eine ganze Zahl in hunderdstel Sekunden Programm zum Warten, bis ein Semäphor gesetzt ist Zeige an, daß Vorschubanordnungen nicht bereit sind überprüfe Auto/Hand-Schalter Aussende Automatik gesperrt überprüfe Semaptor Ausschalten Halt©lampe_ff automatik

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Zweck: Zur Digitalisierung eines ankommenden 10-Volt-Signals in ein 10-Bit-Wort Hardware: ADOI-A Analog/Digital-Wandler Aufruf: CALL ATOD (JCHAN, JBITS) Argumente: JCHAN =» Multiplexkanaladresse

JBITS = Digitalisiertes 10-Volt Bit-Muster

Programm zum Eingeben, Berechnen, Initialisieren und Ausstanken von Bohrturmdaten für das Programm RIGI

Eingabe Bohrturmdaten
Rampendaten

Berechne Abstand zwischen X = XMAX und Lagerposition.

Ebenso Abstand zwischen erster Spalte auf der linken Seite und der Refernezachse

X-Koordinate der Lagerposition Y-Koordinate der Lagerposition auf Fingerrechenhöhe Y-Koordinate der Lagerposition auf Auflagehöhe Y-Koordinate der Lagerposition auf Höhe oberer Arm Y-Koordinate der Lagerstellung auf Höhe innerer Arm Bitmuster der X-Koordinate der Lagerstellung

Bitmuster der Y-Koordinate der Lagerstellung auf Höhe oberer Arm

BitmuBter der Y-Koordinate der Lagerstellung auf Höhe innerer Arm

X-Koordinate der Mittellinie Bohrung und Wartestellung

Y-Koordinate der Mittellinie Bohrung Y-Koordinate der Wartestellung

Bitmuster der X-Koordinate der Wellenmittellinie und Wartestellung

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/12 Bitmuster der Y-Koordinate der Mittellinie Bohrung

/13 Bitmuster der Y-Koordinate der Wartestellung

/14 Bitmuster der Y-Koordinate + 10 am oberen Arm

/15 Bitmuster der Y-Koordinate +1Om inneren Arm

/16 Schrittgröße an Rampe 1 längs X-Achse

/17 Schrittweite an Rampe 2 längs X-Achse

/18 Schrittweite an Rampe 1 längs Y-Achse

/19 Schrittweite an Rampe 2 längs Y-Achse

/2o Anzahl der Schritte an Rampe 1 und 2, um Vorschubanordnungen um 10 Zoll zurückzubewegen

/22 Anzahl der Schritte an Rampe 1 und 2 zur Bewegung der Vorschubanordnungen aus der Lagerstellung zur Mittellinie Bohrung auf X-Achse

/24 Anzahl der Schritte an Rampe 1 und 2, um Vorschubanordnungen aus Lagerstellung + 1O Zoll zur Wartestellung auf der Y-Achse am oberen Arm zu bewegen

/26 Das gleiche wie beim Inneren Arm

/27 Anzahl der Schritte, um Vorschubanordnungen aus Wartestellung zur Mittellinie Bohrung zu fahren

/28 Entfernung zwischen Mittellinie Bohrung und erster Reihe Bohrrohre auf oberem Niveau

/3o Abstand zwischen jeder Reihe am oberen Niveau

/31 Erforderliche Anhebung des Rohrabschnitts auf Unterlage beim Absenken

Seite 8o/1 Anzahl der Schritte

/2 Bitmuster der Fühlposition

/3 Initialisierung der folgenden Parameter

/4 Anzahl der normalen Rohre im Bohrloch

/5 Anzahl der Gummiführungen im Bohrloch

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/G Anzahl der Schwerstange in Bohrloch /7 ncsaiutliin-.ro der liornalabschnitte im Bohrloch

/c Gesamtlänge der mit Gummiabschnitten \^ersehenen Sektionen in Bohrloch

/9 Gesamtlänge der Schwerstangenabschnitte im Bohrloch /1o Anzahl der Abschnitte im Bohrloch /11 Berechne Anzahl Bits/Zoll für Block

/12 Berechne Höhe, bei welcher Blockposition mit dem Hitnuster 0000 Übereinstimmen würde (keine Last, Block ausgefahren)

/13 Die der Bohrstranglänge zuzuaddierende Distanz beim Heben, um eine richtirre Schlittenhöhe zu erhalten, wenn der belastete Block angehoben wird

/16 Die dem Bohrrohabschnitt zuzuaddierende Distanz beim Absenken, um eine richtige Schlittenhöhe zu erhalten

/10 Berechne Anzahl Bits/(Fuß/SEC) auf Geschwindigkeitsskala

/19 Warte, bis Keile und Bremsen aktiviert sind

/2o Warte zwischen Abschalten des Motors und Auskuppeln der unterem Trommel 21

/21 Bitmuster für Motorkriüshganggeschwindigkeit /22 Bitmuster für Bremsenkriechganggeschwindigkeit

/23 Berechne Bitmuster für "untere belastete" Position (Absenken)

/24 Berechne Bitmuster für 'untere Leer-" Position (Heben)

/25 Bitmuster für Heben des leeren Blocks /26 Bitmuster für Absenkgeschwindigkeit des leeren Blocks

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flit Heber 2 zulässige Maximaldistanz (in Bits) zum Absenken des Bohrstrangs auf die Keile ohne Empfang dos Si.jnals "l/.locklast freigegeben'

Berechne Distanz (in bits) far i.eber .sum Absenken nach FreiTabe der L.*nt, jedoch vor /.urückziehen des Blocke (Absenken)

Berechne das ./leiche für Höhen

3srechne Abstand (in Bits) , innerhalb dessen Blockein3iehun<; aaftreten mn", wonr .'.as Pi-jnal "binsiehe Block" ausgesendet wurde (rieben)

Rerechne Abstand (in Bits) , bei we 1 ei-em der Heber zulässigerweise kurz vor Erreichen der proqrajomierten Endposition gestoppt w^r-ien kann

Procjrciiraa ^ur Eingabe uer

Ü ¹J 8 ü 7 / ü 6 3 9

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Erdölbohrausrüstung, Insbesondere Bohrturm, gekennzeichnet durch eine Vorschubanordnung zum Transport eines Bohrrohrabschnitts zwischen einer Lagerstellung an der Seite des Bohrturms und einer Stelle längs der vertikalen Achse des Bohrturms zur Verbindung oder zum Lösen bezüglich eines Bohrstrangs, Kluppen zum Herstellen oder Lösen von Verbindungen zwischen einem von der Vorschubanordnung gehalterten Bohrrohrabschnitt und dem Bohrstrang, ein Ziehwerk mit einem Motor und einer Bremse zum Heben und Senken des Bohrstrangs um einen vorbestimmten Betrag, nachdem eine Verbindung mittels der Kluppen hergestellt oder gelöst wurde, und durch einen programmierbaren Allgemeindigitalcomputer, der der Vorschubanordnung, den Kluppen und dem Ziehwerk zur aufeinanderfolgenden Initiierung deren Arbeitsabläufe zugeordnet ist.

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   ORIGINAL INSPECTED

   2. System mit geschlossener Schleife zur Steuerung eines Zieh« werkmotors zum Anheben eines Bohrstrangs um einen vorbestimmten Betrag in eine vorbestimmte Stellung innerhalb eines Bohrturms mit vorbestimmter Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch einen mit dem Ziehwerkmotor verbundenen Block zur Aufnahme des oberen Endes des Bohrstrangs während des Anhebens, eine Einrichtung zur Ausgabe eines funktionell mit der Höhe des Blocks bezüglich einer sich durch den Bohrturm erstrekkenden vertikalen Achse in Beziehung stehenden Positionssignals, eine Einrichtung zur Erzeugung eines funktionell mit der Geschwindigkeit des Blocks in Beziehung stehenden Geschwindigkeitssignale, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Lastsignals, das funktionell mit der Größe in Beziehung steht, um die das vom Block t.ufgenommene Gewicht von einem vorbestimmten Teil des vom Block aufgenommenen Gewichtes abweicht, wenn sich dieser im wesentlichen im statischen Zustand befindet, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fehlereignais, das funktionell mit der Differenz zwischen dem Positionssignal und einem die vorbestimmte Position wiedergebenden Signal, mit der Differenz zwischen dem Geschwindigkeitssignal und einem die vorbestimmte Geschwindigkeit wiedergebenden Signal und dem Lastsignal in Beziehung steht, und durch eine auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung zum Antrieb des Motors derart, daß das Fehlersignal in der Richtung geändert wird, daß die anderweitig anliegende Blockgeschwindigkeit reduziert wird.

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   3. System mit geschlossener Schleife zur Steuerung einer Ziehwerkbremse zum Absenken eines Bohrstrangs um einen vorbestimmten Betrag in eine vorbestimmte Stellung innerhalb eines Bohrturms mit vorbestimmter Geschwindigkeit» gekennzeichnet durch einen mit der Ziehwerkbremse verbundenen Block zur Aufnahme des oberen Endes des Bohrstrangs während des Absenkens, eine Einrichtung zur Ausgabe eines funktionell mit der Höhe des Blocks bezüglich einer sich durch den Bohrturm erstrekkenden vertikalen Achse in Beziehung stehenden Positionssignals, eine Einrichtung zur Erzeugung eines funktionell mit der Geschwindigkeit des Blocks in Beziehung stehenden Geschwindigkeitseignale, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Lasteignais, das funktionell mit der Größe in Beziehung steht, um die das vom Block aufgenommene Gewicht von einem vorbestimmten Teil des vom Block aufgenommenen Gewichtes abweicht, wenn sich dieser im wesentlichen im statischen Zustand befindet, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fehlersignals, das funktionell mit der Differenz zwischen dem Positionssignal und einem die vorbestimmte Position wiedergebenen Signal, mit der Differenz zwischen dem Geschwindigkeitssignal und einem die vorbestimmte Geschwindigkeit wiedergebenden Signal und dem Lastsignal in Beziehung steht, und durch eine auf das Fehlersignal ansprechende Einrichtung zur Anlage der Bremse derart, daß das Fehlersignal in der Richtung geändert wird, daß die anderweitig anliegende Blockgeschwindigkeit reduziert wird.

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   4. Automatische Erdölbohrausrüstung, insbesondere Bohrturn, gekennzeichnet durch ein Ziehwerk zum Heben und Absenken einer vorbestimmten Länge des Bohrstrangs mit einem Hebemotor, einer Absenkbremse und einem Heber mit einem Travellerblock, eine Einrichtung (105, 106) zur Steuerung des Ziehwerkmotors beim Heben und der Ziehwerkbremse beim Senken der vorbestimmten Länge in eine vorbestimmte Höhe mit vorbestimmter Geschwindigkeit als Folge elektrischer Eingangssignale für eine Befehlposition und eine Befehlgeschwindigkeit von einem programmierbaren Allgemeindigitalcomputer (40), der aufgrund eines Programms und als Folge elektrischer Signale arbeitet, die die tatsächliche Blockgeschwindigkeit, die tatsächliche Blockposition, die tatsächliche Heberlast und einen vorbestimmten umgerechneten Teil der Heberanfangslast wiedergeben, eine Positionsanzeigeeinrichtung (83) zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das funktionell zur tatsächlichen Position des unter Steuerung des Ziehwerkmotors und der Ziehwerkbremse bewegten Blocks in Beziehung steht, einen Tachometer (94) zur Erzeugung elektrischer Signale, die funktionell zur tatsächlichen Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des bewegten Blocks in Beziehung stehen, einen Sensor (95) zur Erzeugung ein·* elektrischen Signals, das funktionell zur tatsächlichen Momentannettolast des Hebers in Beziehung steht, eine Heberlaststeuereinrlchtung (107), die dem Sensor (95) zugeordnet ist und auf den Computer (40) anspricht, der aufgrund des Programme ein elektrisches Signal erzeugt, das einen vorbestimmten, umgerechneten Teil der vom Heber während des Hebens und Absenkens akzeptierbaren Last wiedergibt, und durch den Computer (40), der der Ziehwerksteuereinrichtung (105t 106) und der Hebersteuereinrichtung (107) zugeordnet 1st.

   5. Ausrüstung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine dem Tachometer (94) zugeordnete Geschwindigkeitsvergleichseinrichtung (108) zum Vergleichen der die tatsächliche Geschwindigkeit und tatsächliche Bewegungsrichtung des Blocks wieder-

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   gebenden elektrischen Sigmale mit eins vorbestimmte Maximalgeschwindigkeit und eine vorbestimmte Bewegungsrichtung wiedergebenden vom Computer (40) gelieferten elektrischen Signalen zur Erzeugung von Alarmsignalen, wenn entweder die tatsächliche Geschwindigkeit oder dia tatsächliche Bewegungsrichtung des Blocks von der vorbestimmten Geschwindigkeit oder der vorbestimmten Bewegungsrichtung abweicht.

   6. Ausrüstung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine dem Ziehwerkmotor- und der Ziehwerkbremsensteuereinrichtung zugeordnete logische Schaltung (109)» die auf den Computer zur Abschaltung der Kotorsteuereinrichtung während des Absenkens des Blocks unter Steuerung durch die Ziehwerkbremsensteuereinrichtung anspricht.

   7. Ausrüstung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet. daß die der Ziehwerkmotor- und Ziehwerkbremsensteuereinrichtung zugeordnete und auf Signale des Computers ansprechende logische Einrichtung (109) während eines vorbestimmten, anfänglichen Teils einer Hebebewegung des Blocks aus einer ersten, unteren Höhe in eine zweite, obere Höhe und während •ines vorbestimmten Endteils der Hebebewegung, bei der sich der Block in vorbestimmtem, geringem Abstand zur oberen Höhe befindet, die Bremsensteuereinrichtung und die Motorsteuereinrichtung in Betrieb setzt und dai die logische Schaltung (109) während dem zwischen dem anfänglichen und dem Endteil befindlichen Teil der Hebebewegung, während dem der Block unter Steuerung Über die Motorsteuereinrichtung gehoben wird, die Bremsensteuereinrichtung abschaltet.

   8· Ausrüstung nach Anspruch 4, wobei dft« Motorsteuereinrichtung •in· Steueranordnung alt geschlossener Schleif· aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (214M) zur Erzeugung •in·· funktionell mit dem Wert in Beziehung stehenden Lastsignals, um den dl· tatsächlich· Heberlast von einem vor-

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   bestimmten umgerechneten Teil der anfänglichen Heberlast abweicht, eine Einrichtung (210M) zur Erzeugung eines Fehlersignale» das funktionell mit der Differenz zwischen des Befehlpositionssignal und dem Signal der tatsächlichen Blockposition, mit der Differenz zwischen dem Sigaml der tatsächlichen Blockgeschwindigkeit und der Befehlgeschwindigkeit sowie mit dem Lastsignal in Beziehung steht, und durch eine Einrichtung (218H), die auf das Fehlersignal zum Antrieb des Motors derart anspricht, daß das Fehlersignal in einer Richtung im Hinblick auf eine Verringerung der ansonsten vorliegenden Blockgeschwindigkeit änderbar ist.

   9. Ausrüstung nach Anspruch 4, wftbei die Ziehwerkbremaensteuereinrichtung eine Steueranordnung mit geschlossener Schleife aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (214B) zur Erzeugung eines Lastsignals, das funktionell mit dem Wert in Beziehung steht, um den die tatsächliche, vom Heber aufgenommene Last von einem vorbestimmten umgerechneten Teil der Heberanfangslast abweicht, eine Einrichtung (208B) zur Erzeugung eines Fehlersignals, das funktionell zu der Differenz zwischen der tatsächlichen Blockposition und der Befehlposition, der Differenz zwischen der tatsächlichen Blockgeschwindigkeit und der Befehlgeschwindigkeit und zum Lastsignal in Beziehung steht, und durch eine Einrichtung (218B), die auf das Fehlersignal zum Anlegen der Bremse derart anspricht, daß das Fehlersignal in einer derartigen Richtung änderbar ist, daß die anderweitig anliegende Blockgeschwindigkeit reduziert wird,

   10. Bohrausrüstung nach Anspruch 5, bei der der Tachometer ein bipolares elektrisches Signal einer Grüße aussendet, die funktionell mit der tatsächlichen Bloekgeschwindigkeit und der Polarität in Beziehung steht, die die tatsächliche Bewegungsrichtung anzeigt, wobei eine Geschwindigkeitsvergleichseinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet» daß dl·

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   Geschwindigkeitsvergleichseinrichtung ein Nullgeschwindigkeitsnetzwerk (624) zur Erzeugung eines elektrischen Signals an den Computer aufweist, wenn der Wert des die tatsächliche Blockgeschwindigkeit wiedergebenden elektrischen Signals in einen vorbestimmten Wertbereich im Bereich der Nullgeschwindigkeit fällt, und daß es weiterhin ein Richtungsanzeigenetzwerk (598) zur Abgabe elektrischer Ausgangssignale an den Computer aufweist, wenn das die tatsächliche Bewegungsrichtung des Blocks anzeigende elektrische Signal sich von einem eine gewünschte Bewegungsrichtung wiedergebenden vorbestimmten elektrischen Signal unterscheidet.

   11. Ausrüstung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtungsanzeigenetzwerk ein erstes Vergleichselement (599) und ein zweites Vergleichselement (600) aufweist, die beide mit dem bipolaren elektrischen Signal des Tachometers beaufschlagbar sind und dieses mit einem vorbestimmten Referenzsignal vergleichen, um ein elektrisches Alarmsignal für den Computer zu erzeugen, wenn das bipolare elektrische Signal von dem Referenzsignal um einen vorbestimmten Wert abweicht, und daß das Richtungsanzeigenetzwerk (598) weiterhin mit einer auf den Computer ansprechenden Einrichtung (617« 618) zur Inbetriebsetzung eines ausgewählten Verg.leichselementes der beiden Vergleichselemente (599, 560) versehen ist.

   12. Ausrüstung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Nullgeschwindigkeitenetzwerk (624) aufweist ein erstes sowie tin zweites Vergleichselement (625, 626), die Jeweils am invertierenden bzw* nichtinvertierenden Eingang an das bipolare elektrische Signal des Tachometers angelegt sind, ein erstes Potentiometer (628) zur Erzeugung eines Referenzsignale, das einen vorbestimmten Geschwindigkeitebereich in der Nähe der Nullgeechwindigkeit wiedergibt und mit dem ersten Vergleichselement an dessen nichtinvertierenden Eingang verbunden ist, wobei des erste Vergleichselement inner dann ein elektrisches

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   Ausgangssignal an den Computer abgibt» wenn die Absenkgeschwindigkeit des Blocks in den vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich im Bereich der Nullgeschwindigkeit fällt, und daß das Nullgeschwindigkeitenetzwerk (624) weiterhin ein zweites Potentiometer (636) zur Erzeugung eines Referenzsignals aufweist, das einen vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich im BerMch der Nullgeschwindigkeit wiedergibt und mit dem zweiten Vergleichselement über dessen invertierenden Eingang verbunden ist, wobei das zweite Vergleichselement ein elektrisches Ausgangssignal an den Computer immer dann abgibt» wenn die Aufwärtsgeschwindigkeit des Blocks in einen vorbestimmten Geschwindigkeit sbereich im Bereich der Nullgeschwindigkeit fällt.

   13. Ausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsanzeigeeinrichtung (83) eine magnetisch ansprechende Einrichtung (695) aufweist zur Erzeugung eines Impulses dann, wenn ein dem Block zugeordnetes Metallteil nahe der Einrichtung vorbeigeführt wird, weiterhin eine Einrichtung (706) zur Zählung der von der magnetisch ansprechenden Einrichtung ausgegebenen Impulse und eine der Zähleinrichtung zugeordnete Einrichtung (710) zur Ausgabe eines Signale vorbestimmter Größe, die in Beziehung zum Ausgangssignal der Zähleinrichtung steht und die tatsächliche Position des Blocks wiedergibt.

   14. Ausrüstung nach Anspruch 13, ,gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Rückstellung der Zähleinrichtung auf einen vorbestimmten Wert, wenn der Block eine vorbestlmate Höhe im .,,,„ Bohrturm überschreitet.

   15. Ausrüstung nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch eine Einrichtung (699), die funktionell mit dem Auegangssignal der Zähleinrichtung während -einer vorbestimmten Zeiteinheit zur' Erzeugung eines die Geschwindigkeit des Blocks wiedergebenden elektrischen Signals in Beziehung steht.

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   16. Ausrüstung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine auf die Bewegungsrichtung des Blocks ansprechende Einrichtung zur Ausgabe eines vorbestimmten, diese wiedergebenden Signals, wobei die Zähleinrichtung auf das logische Signal anspricht, um die Zählung in einer diesbezüglichen Richtung zu ändern.

   17. Ausrüstung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine dem Ausgang der Zähleinrichtung zur Erzeugung eines Stromsignals zugeordnete Einrichtung, wobei die Größe des Stromsignals die Stellung des Blocks an der Längsachse des Bohrturms wiedergibt.

   18. Ausrüstung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ausgang der Zähleinrichtung zugeordnete Einrichtung einen Digital/Analog Wandler aufweist.

   19. Ausrüstung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine magnetisch ansprechende Einrichtung zur Erzeugung einer Anzahl von Impulsen, deren Frequenz funktionell mit der Geschwindigkeit in Beziehung steht, mit der ein dem Block zugeordnetes Metallteil in seiner Nähe vorbeigeführt wird, iund durch eine auf eine Anzahl von Impulsen und deren Frequenz ansprechende Einrichtung zur Ausgabe eines Spannungssignals, dessen Größe die Blockgeschwindigkeit wiedergibt.

   20. Ausrüstung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ausgang der magnetisch ansprechenden Einrichtung zugeordnete Einrichtung einen Frequenz/Spannung Wandler aufweist.

   21· Ausrüstung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung eine erste der Zähleinrichtung zugeordnete Einrichtung (721) zur Bildung eines ersten vorbestimmten Span nungemusters aufweist, das einer Zählung entsprechend einer ersten, oberen Höhe an der Längsachse des Bohrturms entspricht,

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   und daß die Rückstelleinrichtung weiterhin mit einem ersten Schalter (715) versehen ist, der auf die Nähe eines ersten, oberen Anschlags anspricht, welcher an der ersten Höhe angeordnet und der Zähleinrichtung zur Voreinstellung deren Zählung entsprechend der ersten, oberen Höhe zugeordnet ist,

   22. Ausrüstung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung weiterhin eine zweite, der Zähleinrichtung zugeordnete Einrichtung (722) zur Bildung eines zweiten, vorbestimmten Spannungsmusters aufweist, welches eine Zählung entsprechend einer zweiten, unteren Höhe längs der vertikalen Achse wiedergibt, sowie einen zweiten Schalter (716), der auf die Nähe eines zweiten, unteren Anschlags anspricht, welcher im Bereich der zweiten Höhe m der vertikalen Achse vorgesehen und der Zähleinrichtung zur Voreinstellung der Zählung entsprechend der zweiten, unteren Höhe zugeordnet ist.

   23. Ausrüstung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine der Zähleinrichtung zu deren Rückstellung um eine vorbestimmte Zählung im Anschluß an eine vorbestimmte Zeitverzögerung nach Auftreten eines Ereignisses zugeordnete Einrichtung sowie eine Einrichtung zur Steuerung des Wertes der Verzögerungszeit*

   24. Ausrüstung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet« daß die Positionsanzeigeeinrichtung (33) weiterhin ein elektrisches Signal erzeugt, das funktionell mit der tatsächlichen Geschwindigkeit des Blocks in Beziehung steht, und daß die Geschwindigkeitsvergleichseinrichtung (108) eine Einrichtung (653) aufweist, die auf das tatsächliche Geschwindigkeitssignal anspricht, das durch die Positionsanzeigeeinrichtung erzeugt wurde, um dieses Geschwindigkeitssignal mit einem vorbestimmten Maximalgeschwindigkeitsreferenzsignal zu vergleichen und um ein elektrisches Ausgangssignal für den Computer

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   zu erzeugen, das das tatgäöhliche Geschwindigkeitssignal aus der Einrichtung (83) wiedergibt, welches das Maximalgeschwindigkeitsreferenzslgnal übersteigt.

   25. Ausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heberlaststeuerung (106) eine erste Einrichtung (748) aufweist, die auf ein elektrisches Signal des Computers zur Aufnahme eines vom Sensor (95) während einer vorbestimmten Zeit vor Aufnahme der Last durch den Heber und zur Erzeugung eines elektrischen Signals anspricht, das funktionell mit der momentallen, tatsächlichen Nettolast am Heber in Beziehung steht.

   26. Ausrüstung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Einrichtung (790) aufweist, die auf ein vom Computer abgegebenes elektrisches Signal zur Aufnahme der momentanen, tatsächlichen Nettolast am Heber während einer bestimmten Zelt, nachdem der Heber eine Last übernommen hat und vor der Heberbewegung unter Steuerung durch das Motoroder das Bremsensteuersystem anspricht, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das funktionell mit der anfänglichen statischen Last des Hebers in Beziehung steht.

   27· Ausrüstung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch der zweiten Erfaseungseinrichtung zugeordnete Einrichtungen (812, 813) zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das funktionell mit einem vorbestimmten, wählbaren Teil des anfänglichen statischen LaetsignalB in Beziehung steht, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das den vorbestimmten umgerechneten Teil der anfänglichen Heberlast wiedergibt.

   28, Ausrüstung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (812) eine Reihe hintereinander geschalteter Widerstände zur Umrechnung der anfänglichen Last mit einem Faktor größer als Eins umfaßt, wobei der vorbestimmte umgerechnete Teil der anfänglichen Heberlast auf die Motorsteuereinrichtung (106) gegeben wird.

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   29. Ausrüstung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (813) eine Reihe hintereinander geschalteter Widerstände zur Umrechnung der anfänglichen Last mit einem Faktor zwischen Null und Eins aufweist, wobei der vorbestimmte umgerechnete Teil der Anfangslast auf die Bremsensteuereinrichtung (105) gegeben wird.

   30. Ausrüstung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (824) zum Vergleich des umgerechneten Ausgangssignals mit einem elektrischen Referenzsignal, das einen an den Heber während einer Absenkbewegung des Bohrstrangs anlegbaren Lastgrenzenbereich wiedergibt, zur Ausgabe eines elektrischen Alarmsignals an den Computer, wenn das umgerechnete Signal unter das Referenzsignal abweicht.

   31. Ausrüstung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (Θ36) zum Vergleich des umgerechneten Ausgangssignals mit einem Referenzsignal, das einen Lastgrenzenbereich wiedergibt, der an den Heber während eines Anhebens des Bohrstrangs anlegbar 1st, zur Ausgabe eines elektrischen Alarmsignals an den Computer, wenn das umgerechnete Signal über das Referenzsignal abweicht.

   32. Ausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» daß die Heberlaststeuereinrichtung (107) eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals an den Computer aufweist, welches die an den Heber angelegte Last wiedergibt.

   33. Ausrüstung nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine der tatsächlichen momentanen Nettolast des Hebers zugeordnete Einrichtung (850) zur Erzeugung eines elektrischen Signals für den Computer, welches die Aufnahme einer Last durch den Heber wiedergibt.

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   34. Anordnung angetriebener Kluppen mit einer Stützklup^e und einer angetriebenen Kluppe, deren jede eine Fluidleitung zu ihrer Beaufschlagung mit Druckmitteldruck aufweist, weiterhin mit einer manuell betätigbaren Strömungssteuerungseinrichtung, die mit jeder Fluidleitung zur Steuerung der FluidstrtJmung verbunden ist, um die Fluidströmung zu der Stütz- und der angetriebenen Kluppe von Hand zu steuern, gekennzeichnet durch ein elektrisch ansprechendes Solenoidventil, das in jeder Fluidleitung parallel zum manuell betätigbaren Ventil zur Steuerung der Fluidströmung als Folge vorbestimmter elektrischer Signale vorgesehen ist, ein in Reihe zu jedem manuell betätigbaren Ventil geschaltetes Wählventil, das bei Erregung die Fluidströmungssteuerfähigkeit des manuell betätigten Ventils außer Kraft setzt, ein in Reihe zu jedem der elektrisch ansprechenden Ventile geschaltetes Wählventil, das bei Erregung die Fluidströmungssteuerfähigkeit des elektrisch ansprechenden Ventils in Betrieb setzt, wobei das in Reihe bezüglich des von Hand betätigbaren Ventils angeordnete Wählventil isoliert vom in Reihe bezüglich des elektrisch ansprechenden Ventils angeordneten Wihlventils angeordnet ist, und durch eine Einrichtung zur gleichzeitigen Anregung aller Wählventile, um gleichzeitig jedes der manuell betttigbaren Ventile abzuschalten und gleichzeitig jedes der elektrisch ansprechenden Ventile in Betrieb zu setzen, um hierdurch die Stutzkluppe und die angetriebene Kluppe als Folge vorbestimmter elektrischer Signale zu betreiben.

   35. Anordnung nach Anspruch 34 mit einer Einrichtung zum Heben der Stütz- und der angetriebenen Kluppen, wobei die Hebeeinrichtung ein· Leitung zur Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Fluid und eine manuell betätigbare, zentrale, mit der Fluidleitung zur manuellen Steuerung der Fluidströmung zu einer Hebegeschwindigkeitssteuerungseinrichtung verbundene Strömungseinrichtung aufweist, gekennzeichnet durch

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   ein elektrisch ansprechendes Solenoidventil, das in jeder Fluidleitung parallel zum manuell betätigbaren Ventil zur Steuerung der Fluidatrömung zur Hebegeschwindigkeitstteuerungseinrichtung als Folge vorbestimater elektrischer Signale vorgesehen ist, ein in Reihe zu dem manuell betätigbaren Ventil geschaltetes Wählventil, das bei Erregung die Fluidströmungssteuerfähigkeit des manuell betätigten Ventils außer Kraft setzt, ein in Reihe zu dem elektrisch ansprechenden Ventil geschaltetes Wählventil, das bei Erregung die Fluidströmungssteuerfähigkeit des elektrisch ansprechenden Ventils in Betrieb setzt, wobei die Wählventile verbindungsmäßig voneinander isoliert angeordnet sind, und durch eine Einrichtung zur gleichzeitigen Anregung beider Wählventile, um gleichzeitig das manuell betätigbare Ventil zu sperren und gleichzeitig das elektrisch ansprechende Ventil zu entsperren, um hierdurch die Hebegeschvindigkeitssteuerungseinrichtung als Folge vorbestimter elektrischer Signale zu betreiben.

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   36. Anordnung nach Anspruch 35 mit einer Einrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit, mit der die Stütz- und die angetriebene Kluppe mittels der Hebeeinrichtung anhebbar sind, v,obei die Hebegeschwindigkeitssteuereinrichtung über eine· Leitung mit unter Druck stehendem Fluid versorgbar ist, und eine manuell betätigbare Strömungssteuereinrichtung mit der Leitung verbunden ist, um die Fluidströmung zur Hebegeschwindigkeitssteuereinrichtung manuell zu steuern, gekennzeichnet durch

   ein elektrisch ansprechendes Solenoidve ntil, das in jeder Fluidleitung parallel zum manuell betätigbaren Ventil zur Steuerung der Fluidströmung zur Hebegeschwindigkeitssteuerungseinrichtung als Folge vorbestimmter elektrischer dignale vorgesehen ist, ein in Reihe zu dem manuell betätigbaren Ventil geschaltetes Wählventil, das bei Erregung die Fluidströmungssteuerfähigkeit des manuell betätigten Ventils außer Kraft setzt, ein in Reihe zu dem elektrisch ansprechenden Ventil geschaltetes Wählventil, das bei Erregung die Fluidströmungssteuerfähigkeit des elektrisch ansprechenden Ventils in Betrieb setzt, wobei die Wählventile verbindungsmäßig voneinander isoliert angeordnet sind, und durch eine Einrichtung zur gleichzeitigen Anregung beider Wählventile, um gleichzeitig das manuell betätigbare Ventil zu sperren und gleichzeitig das elektrisch ansprechende Ventil zu entsperren, um hierdurch die Hebegeschwindigkeitssteuerungseinrichtung als Folge vorbestimmter elektrischer Signale zu betreiben.

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   37. Vorrichtung zum Erfassen einer erstreckten Stelle an einem Bohrrohr, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, einen bezüglich des Gehäuses von einer eingezogenen in eine ausgefahrene stellung beweglichen Schlitten, eine am Schlitten angeordnete und mit ihm bewegbare Sensoranordnung, die einen mit dem Bohrrohr kontaktierbaren Arm aufweist, der bezüglich des Rohres aus einer ersten, normalen Position in eine zweite, ausgelenkte Position verschwenkbar ist, eine Einrichtung zur Bewegung des Schlittens aus der eingezogenen in die ausgefahrene Position, um den Arm mit dem Bohrrohr zu kontaktieren, und durch eine dem Arm zugeordnete Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals bei Auslenkung des Arms um einen vorbestimmten .vinkelbetrag aus seiner normalen Position durch ein erstrecktes Ende eines vorbestimmten Durchmessers eines Bohrrohrs.

   38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals bei Bewegung des Schlittens aus der eingezogenen Position heraus vorgesehen ist.

   39. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung des Schlittens einen im Gehäuse angeordneten Zylinder und einen im Zylinder bewegbaren Kolben aufweist, wobei der Kolben aufgrund des Einleitens eines Druckmittels in den Zylinder bewegbar und wirkungsmäßig dem Schlitten zugeordnet ist.

   40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signals bei Herausbewegung des Schlittens aus der eingezogenen Position dem Kolben und dem Zylinder zugeordnet ist.

   41. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dem Schlitten zu dessen Führung längs eines Bohrrohres zugeordnete Einrichtung aufweist.

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   42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet. daß die Führungseinrichtung ein im wesentlichen Y-förmig ausgebildetes, am Schlitten angeordnetes Teil aufweist, daß jeder Arm des Teils mit einer Führungsrolle versehen ist und daß Jede Führungsrolle das Bohrrohr zur Unterstützung der seitlichen Zentrierung der Sensoranordnung bezüglich des Rohres ausgebildet 1st.

   43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch /gekennzeichnet, daß der von dem durch den ersten und den 2w@itea Arm dss Y-förmigea Teils definierte Winkel 120 Grad beträgt.

   44e Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet. daß die Führungseinrichtung eine am Schlitten angeordnete Rolle zur Kontaktierung des Bohrrohrs bei ßusg<tfahrsn@r Stellung das Schlittens aufweist, wobei die seitliche Dimension der Roll® größer als die seitliche Dimension des Bohrrohr® ist.

   45. Vorrichtung nach Asssprueh 41 _s dadurch, ^Qkemzeicjimet _s daß eine Einrichtung zur federnden Vorspaxmu&g d©s Wagens bezüglich des Gehäuses vorgesehen ist.

   46, Kluppensteuersystem für eine Kluppenasior&nuiag zum Herstellen und Lösen von Verbindungen zwischen einem ersten und einem zweiten Bohrrohrabschnitt, wobei dl θ Kluppenanordnung eine Stützkluppe, eine angetriebene Kluppe_e eine Einrichtung gum Heben und Senken der Kluppen und ©lsi©» Kluppsimotes⁰ zvm Drehen der angetriebenen Kluppen beim Herstellen und Läsen d®r Verbindung aufweist, gekennzeichnet durch eine auf sin erstes vorbeatlmaites Befehlssignal (WAHL ARBEITSFOLGE) &Bspr@cIa®ad@ Einrichtung (1092) zur wahlweisen Snaügllohung der elektrischer Signale zur Bewirkung des Herstellers oäer einer Verbindung zwischen Bohrrohr abschnitten, eiias äer richtung zua Heben und Senken der Huppen zugeordnete tung (1094) j die auf ein ssifoitea vorbeetisamt@s

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   (ANHEBEN KLUPPEN) zur Erzeugung eines ersten elektrischen Ausgangssignals (HEBEN, 1035) zum Anheben der Kluppen aus einer ersten, der Lagerposition in eine zweite, vorbestinate Betriebsposition und zum Anhalten der Aufwärtsbewegung der Kluppen als Folge eines vorbestimmten elektrischen RUckkopplungsaignals (VERBINDUNG GEFÜHLT) anspricht, einen Verbindungssensor (1025), der in eine Position ausfahrbar ist, in der er mit einem der Bohrrohrabschnitte als Folge eines vorbestimmten elektrischen Signals (AUSFAHREN SENSOR) kontaktiert und der als Folge eines vorbestimmten elektrischen RUckkopplungssignals (VERBINDUNG GEFÜHLT) einziehbar ist, um die Stütz- und die angetriebene Kluppe jeweils in der vorbestimmten Betriebsposition unterhalb bzw. oberhalb der Verbindung anzuordnen, eine dem Verbindungssensor zugeordnete Einrichtung zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals (VERBINDUNG GEFÜHLT) (1O6O), das die Anordnung der Stütz- und der angetriebenen Kluppe in der vorbestimmten Betriebsposition anzeigt, eine dem Verbindungesensor (1025) zugeordnete und auf das Rückkopplungssignal (VERBINDUNG GEFÜHLT, 1060) ansprechende Einrichtung (1119) zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals (STÜTZKLUPPE, 1038) zum Schließen der Stützkluppe unter Ergreifen des Bohrrohrabschnitts, eine der Stutzkluppe zugeordnete RUckkopplungsslgnalerzeugungseinrichtung (1051f 1057) zur Erzeugung elektrischer RUckkopplungssignale (STÜTZKLUPPE GESCHLOSSEN, 1050? STÜTZKLUPPE OFFEN, 1052), wodurch der geschlossene bzw, geöffnete Zustand der Stutzkluppen wiedergegeben wird, und durch eine auf ein Befehlssignal (WAHL ARBEITSFOLGE) und ein vorbestioate» Befehlssignal (START ARBEITSFOLGE) sowie ein Rückkopplungssignal (STÜTZKLUPPE GESCHLOSSEN, 1050) ansprechend· Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Ausgmngssignals (KLUPPEN, HERSTELLEN, 1039I KLUPPEN, LÖSEN, 1040) für den Kluppenmotor, um die angetriebene Kluppe In der jeweiligen Richtung zum Herstellen oder Lösen einer Verbindung zwischen Bohrrohrabschnitten anzutreiben·

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   47· System nach Anspruch 46, wobei die Einrichtung zum Heben und Senken der Kluppen letztere hinter eine Wartereferenzposition zwischen der unteren und der Betriebsposition bewegt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines ersten Rückkopplungssignals (KLUPPEN IN WARTESTELLUNG, 1046) zur Anzeige, daß die Kluppen wenigstens in der Wartereferenzposition angeordnet sind.

   48. System nach Anspruch 47» wobei die Einrichtung zum Heben und Senken der Kluppen eine Anordnung zur Steuerung der Hebegeschwindigkeit aufweist und die Kluppen mit einer ersten vorbestimmten Geschwindigkeit von der Lager- in die Wartestellung bewegbar sind, gekennzeichnet durch eine auf die Einrichtung (1094) und das Rüekkopplu&gssignal (KLUPPEN IN WARTESTELLUNG» 1046) ansprechende Einrichtung (1098) zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals (HEBEGESCHWINDIGKEIT» 1037)» um die Geschwindigkeit, mit der die Kluppen von der Warte- in die Botriebsposition bewegbar sind, von der ersten» vorbestimmten Geschwindigkeit in eine zweite» geringere Geschwindigkeit zu vermindern«

   49« System nach Anspruch 48» ffskimnzeishaet #r^h ©In© auf die Einrichtung (1098) und das Rückkopplungssignal (KLUPPE! IN WARTESTELLUNG, 1046) ansprechende Einrichtung (1102) zur Erzeugung «Ines zweiten elektrischen Ausgangssignals (SENSOR AUSFAHREN» 1047) derart, daß der Sensor nur dann ausgefahren wird» wenn die Kluppen angehoben sind und die Warteposition überquert haben.

   50. System nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1094) auf das Rückkopplungssignal (VERBINDUNG GEFÜHLT» 1060) zur Unterbrechung der Hebebewegung der Kluppe anspricht.

   51. System nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet» daß die Einrichtung (1102) auf das Rückkopplungseignal (VERBINDUNG GEFÜHLT» 1060) anspricht» um den Verbindungesensor zurückzuziehen.

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   52. System nach Anspruch 46 mit einem Fühler zum Führen eines oberen Bohrrohrabschnitts in einen unteren Bohrrohrabschnitt, gekennzeichnet durch eine auf das Rückkopplungesignal (VERBINDUNG GEFÜHLT 1060) ansprechende Einrichtung (1112) zur Erzeugung eines elektrischen Signals, um den Fühler auszufahren, wobei die Einrichtung (1112) auch auf das vorbestimmte elektrische Befehlssignal (START FOLGE) zur Einziehung des Fühlers anspricht.

   53. System nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß eine RUckkopplungssignalerzeugungseinrichtung (1053) dem Fühler zur Erzeugung eines elektrischen Kupplungssignals (FÜHLER AUSGEFAHREN 1064) zugeordnet ist.

   54. System nach Anspruch 46, wobei der Verbindungesensor auf Grund des Rückkopplungesignals einziehbar ist₉ gekennzeichnet durch eine dem Verbindungssensor zugeordnete Einrichtung zur Erzeugung eines RUckkopplungssignals (VERBINDUNGSSENSOR EINGEZOGEN,1058), wobei die Einrichtung (1119) als Folge des RUckkopplungssignals (VERBINDUNGSSENSOR EINGEZOGEN, 1058) ein elektrisches Ausgangssignal (STÜTZKLUPPE, 1038) erzeugt.

   55* System nach Anspruch 46 gekennzeichnet durch eine dem Kluppenmotor zugeordnete Einrichtung (1055) zur Erzeugung eines RUckkopplungssignals (VOLLES DREHMOMENT, 1056), das die vollständige Verbindung des ersten und des zweiten Bohrrohrabschnitte zum Unterbrechen des Umlaufs des Kluppenmotors anzeigt und durch ein dem Kluppenmotor zugeordnetes Zeitglied (1154), das auf das Rückkopplungesignal (VOLLES DREHMOMENT, 1056) zur Erzeugung eines elektrischen Aus* gangssignals (KLUPPEN LÖSEN, 1040) anspricht, um die Drehrichtung des Kluppenmotors zur Öffnung der angetriebenen Kluppe umzukehren, wobei das Zeitglied auch auf das RUckkopplungssignal (VOLLES DREHMOMENT, 1056) zur öffnung der Stutzkluppe anspricht.

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   56. System nach Anspruch 46, gekennzeichnet durch eine der Einrichtung zum Heben und Senken der Kluppen zugeordnete Einrichtung (1164), die auf das Rückkopplungssignal (STUTZKLUPPEN OFFEN, 1052) zur E_rzeugung eine» elektrischen Ausgangssignals (SENKEN, 1036) zum Absenken der Kluppan in eine erste, die Lagerstellung anspricht_e

   57« System nach Anspruch 46, gekennzeichnet..,dureh ®ln@n Speicher Stützkluppen geschlossen (1134), der auf das elektrische Ausgangssignal (HEBEN₉ 1035) νηά das kopplungssignal (STÜTZKLUPPEN GSSCHL0SSSN₉ 1050) Erzeugung eines ersten elektrischen Ansteuemuagsslgnal anspricht, durch einen Speicher Verbindung gefühlt (111O)₉ der auf das elektrische Ausgangssignel (HEBSH, 1035) und das Rückkopplungssignal (VERBINDUNG GEFUHLT₉ 1060) zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Anst®ueraagssignals anspricht und durch ein© der Einrichtung (1119) zugeordnete logische Schaltimg ₉ die auf fia® (STfTZKLUPPEN OFFEN) «ad das @rst@ miu swcit® Ansteuerungssignal anspricht, um das öffnen der Stütakluppen nur dann zu ermuglichen_s wenn dies® g@sehl©ss<sn waren und die Verbindung erfühlt wurde.

   58. System nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlssignale (WAHL ARBEITSFOLGE, START ARBEITSFOLGE, KLUPPEN ANHEBEN) von dem Computer unter Steuenmg durch das Programm an das Kluppensteuersystem werden.

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