DE3048522C2

DE3048522C2 - Rohrspannkopf

Info

Publication number: DE3048522C2
Application number: DE3048522A
Authority: DE
Inventors: Faustyn C. Georgetown Tex. Langowski
Original assignee: BJ Hughes Inc
Current assignee: BJ Hughes Inc
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1986-09-25
Also published as: US4304433A; CA1147719A; NO803629L; DE3048522A1; NO155983B; NO155983C

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrspannkopf der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei Erdbohrarbeiten wird es bisweilen erforderlich, Rohrsätze, die Gestängerohre und Schwerstangen umfassen, zwischen dem Drehtisch und dem Abstapelbereich zu übergeben. Wegen des großen Gewichtes der Rohrsätze hat es sich als vorteilhaft erwiesen, mechanische Vorrichtungen zur Rohrübergabe zwischen dem Drehtisch und dem Abstapelbereich zu benutzen. Mechanische Systeme werden außerdem benutzt, um Meeressteigrohre, die beim Bohren und Herstelen von Offshore-Bohrlöchern benutzt werden, zu handhaben und abzustapeln. Mechanische Systeme sind sicherer, verringern die Ermüdung der Mannschaft und gestatten eine sichere Kontrolle. Darüber hinaus kann die Übergabezeit verringert werden, wodurch die Abschaltzeit verkürzt und die Leistung der Bohranlage erhöht wird.

Bei einem bekannten Rohrspannkopf der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art (US-PS 50 934) ist zum Sichern der Backen in deren das Rohr umgreifender geschlossener Stellung gegen unbeabsichtigtes Öffnen Fluiddruck erforderlich. Das ist nachteilig, weil bei einem Ausfall des Fluiddrucks die Siche-

rung der Backen gegen unbeabsichtigtes Öffnen nicht mehr gewährleistet ist.

Zur Sicherung von Greiffingern in der geschlossenen Stellung ist es zwar bereits bekannt (US-PS 41 85 866), unabhängig vom Fluiddruck die Sicherung mechanisch zu gewährleisten, dafür wird jedoch eine zusätzliche Feder verwendet und außerdem müssen die Greiffinger in sich federnd ausgebildet sein, damit die Backen überhaupt in die geschlossene Stellung gebracht werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rohrspannkopf der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die Bakken in ihrer das Rohr umgreifenden geschlossenen Stellung gegen unbeabsichtigtes öffnen auf einfachere Weise mechanisch gesichert sind, wenn der Fluiddruck abfällen sollte.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Rohrspannkopf nach der Erfindung bleiben aufgrund der Verbindungsschiene, mit der die einander benachbarten Enden der Betätigungsglieder gelenkig verbunden sind, die Backen in ihrer das Rohr umgreifenden geschlossenen Stellung, auch wenn der Fluiddruck ab- oder ausfallen sollte. Bei dem Rohrspannkopf nach der Erfindung wird zwar Fluiddruck benutzt, um die Backen des Rohrspannkopfes zu entsichern, nicht aber um die Spannkraft zur Sicherung der Backen in ihrer das Rohr umgreifenden geschlossenen Stellung zu erzeugen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in Draufsicht den Rohrspannkopf nach der Erfindung in der geschlossenen Stellung, wobei ein Teil des Rahmens an der Oberseite weggeschnitten ist,

F i g. 2 in Draufsicht den Rohrspannkopf von F i g. 1 in der geöffneten Stellung und

Fig.3 eine Seitenansicht des Rohrspannkopfes, welche die Backen in Anlage an einem Rohr zeigt.

Der Rohrspannkopf 11 hat einen Rahmen 13, der zur Befestigung an einer Rohrhandhabungsvorrichtung vorgesehen ist. Der Rahmen ist ein kastenartiges Gebilde mit einem offenen Ende 15 und einem geschlossenen Ende 17. Das geschlossene Ende 17 ist mit der Rohrhandhabungsvorrichtung verbindbar, wobei Schrauben 19, 19' zur Verbindung des Rahmens 13 mit der Rohrhandhabungsvorrichtung dienen. Öffnungen 21, 23 sind in der Rahmenoberfläche zur leichteren Wartung vorgesehen. Zwei entgegengesetzte Arme 25, 25' sind in einem Zwischenbereich 28, 28' jeweils gelenkig an dem Rahmen 13 befestigt, und zwar durch Anbringen von vier Büchsen 29, 29', 30, 30' innerhalb des Rahmens 13, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß sich die beiden einander gegenüberliegenden Arme 25, 25' jeweils zwischen zwei Büchsen 29,29' bzw. 30,30' befinden und Drehzapfen 31,31' zwischen einander gegenüberliegenden Büchsen durch jeden der beiden einander gegenüberliegenden Arme hindurchgeschoben sind.

Die einander gegenüberliegenden Rohrspannurmc 25,25' haben an ihren Enden 32,32' konkave Backen 33, 33'. Lösbare Einsätze 35, 35', die in F i g. 2 gezeigt sind, sind an den 33, 33' befestigt, damit Rohre unterschiedlichen Durchmessers gespannt werden können.

Ein Betätigungsgestänge weist zwei Betäligungsglieder 39,39' auf, die jeweils mit einem Ende an einem der

beiden einander gegenüberliegenden Rohrspannarme 25, 25' an dessen zu der Backe 33 bzw. 33' entgegengeset/ien Ende durch ein Gelenk in Form eines Gelenkzapfens 47, 47' befestigt sind. Ein Flnidzylinder 41 ist vorgesehen, um die Betätigungsglieder 39,39' zu bewegen. Der Fluidzylinder41 hat eine Kolbenstange 43 und eine Verbindungsschiene 45. Γ>ργ Fluidzylinder41 ist ein doppclwirkender, pneumatisch oder hydraulisch betätigter Zylinder, der an dem geschlossenen Ende 17 des Rahmens 13 befestigt ist Der Fluidzylinder 41 ist so angeordnet, daß die Kolbenstange 43 um eine kleine Strecke aus dem von dem geschlossenen Rahmenende 17 entfernten Zylinderende vorsteht, wenn sie gemäß Fig. 1 eingefahren ist, und sich in einer Richtung weg von dem geschlossenen Rahmenende 17 und rechtwinkelig zu diesem erstreckt, wenn der Fluidzylinder 41 betätigt ist, wie es in F i g. 2 gezeigt ist.

Die Verbindungsschiene 45 ist an der Kolbenstange 43 in der Nähe von deren von dem fluidzylinder 41 abgewandten Ende befestigt. Die Längsachse der Verbindungsschiene 45 ist zu der Längsachse der Kolbenstange 43 rechtwinkelig. Jedes Ende der Verbindungsschiene 45 Lsi an dem benachbarten Ende eines der Betätigungsglieder 39,39' in Anlenkpunkten 49,49 mittels Gclenkzapfen angelenkt. Die Gelenkzapfen 47, 47' und die Gelenkzapfen in den Anlenkpunkten 49, 49' sind an den Betätigungsgliedern 39 bzw. 39' starr befestigt, aber in bezug auf den zugeordneten Rohrspannarm 25 bzw. 25' oder die Verbindungsschiene 45 frei drehbar.

Im Betrieb wird der Fluidzylinder 41 betätigt, beispielsweise durch Öffnen eines Ventils (nicht gezeigt), und Druck bewirkt, daß die Kolbenstange 43 voll ausgefahren wird, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Wenn die Kolbenstange 43 ausgefahren wird, werden die Verbindunpsschiene 45 und somit die Enden der Betätigungsglieder 39, 39', die an ihr befestigt sind, zu dem offenen Ende 15 des Rahmens 13 hin gedruckt. Die entgegengesetzten Enden der Betätigungsglieder bewegen sich zwangsläufig auf einem Bogen um die Drehzapfen 31, 31' der einander gegenüberliegenden Rohrspannarme 25,25' und zwingen somit letztere, sich um die Drehzapfen 31, 3Γ zu drehen. Die Drehbewegung bewirkt, daß die Backen 33,33'zur Aufnahme des Rohres 51 geöffnet werden.

Umgekehrter Druck in dem Fluidzylinder 41 bewirkt, daß die Kolbenstange 43 voll eingefahren wird. Die Verbindungsschiene 45 und die daran befestigten Enden der Betätigungsglieder 39, 39' werden zu dein geschlossenen Knde 17 des Rahmens 13 bewegt. Weil sich die entgegengesetzten Enden der Betätigungsglieder 39,39' zwangsläufig auf einem Bogen um die Drehzapfen 31, 3Γ der einander gegenüberliegenden Rohrspannarme 25,25' bewegen, werden die Enden der einander gegenüberliegenden Arme innerhalb des Rahmens 13 gezwungen, sich im Uhrzeigersinn um die Drehzapfen 31, 3Γ zu drehen. Das hat zur Folge, daß sich die Backen 33, 33' um das Rohr 51 schließen (vgl. F i g. 1 und 3).

Wenn die Kolbenstange 43 voll eingefahren ist, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, sind die Betätigungsglieder 39, 39' und die Verbindungsschiene 45 starr in einer Linie ausgerichtet, was zum Sichern der Backen 33, 33' an dem Rohr 51 dient. Die Sicherung wird dadurch erreicht, daß die Anlenkpunkte 49, 49' gegenüber einer zwischen den Mittelpunkten der Gelenkzapfen 47, 47' gezogenen Mitk'llinie zu dem geschlossenen Ende des Rahmens 13 hin versetzt werden. In Fig. 1 ist der Grad der Versetzung durch den Winkel α angegeben, der größer als null ist und vorzugsweise etwa 2 —5° beträgt.

Der Rohrspannkopf 11 kann so bemessen sein, daß er bequem in den Raum zwischen benachbarten Rohren in dem Abziehbereich paßt und somit gestattet, Rohre zu irgendeinem Punkt innerhalb des Gestängerechens zu bringen oder von dort wieder zu entnehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrspannkopf, insbesondere zur Verwendung bei einer Rohrhandhabungsvorrichtung auf Bohr- und Wiederaufwältigungstürmen in der Ölindustrie, mit einem an der Rohrhandhabungsvorrichtung befestigbaren Rahmen (13), der ein offenes und ein geschlossenes Ende hat, mit zwei einander gegenüberliegenden, jeweils im Zwischenbereich (28, 28') am Rahmen gelenkig befestigten Rohrspannarmen (25, 25') mit an ihren Enden angeordneten Backen (33, 33'), mit einem an dem Rahmen befestigten Fluidzylinder (41) mit einer aus- und einfahrbaren Kolbenstange (43), und mit zwei Betätigungsgliedern (39, 39'), die jeweils mit den Rohrspannarmen (25,25') und mit der Kolbenstange (43) gelenkig verbunden sind, wobei die Backen (33, 33') aus einer offenen in eine das Rohr (51) umgreifende geschlossene Stellung bewegbar sind, in der die Gelenkverbindung zwischen den Betätigungsgliedern (39, 39') und der Kolbenstange (43) gegenüber einer durch die Gelenke (47,47') zwischen den Rohrspannarmen (25,25') und den Betätigungsgliedern (39,39') gezogenen Mittellinie zum geschlossenen Rahmenende hin versetzt ist und dadurch die Backen (33, 33') gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert sind, d a durch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsschiene (45) an der Kolbenstange (43) des Fluidzylinders (41) befestigt ist, mit der die einander benachbarten Enden der Betätigungsglieder (39,39') gelenkig verbunden sind.

2. Rohrspannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Anlenkpunkte (49, 49') der Betätigungsglieder (39, 39') an der Verbindungsschiene (45) in der geschlossenen Backenstellung gegenüber der Mittellinie zum geschlossenen Rahmenende hin versetzt sind.

3. Rohrspannkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (λ) der Versetzung etwa 2 bis 5° beträgt.