DE3050724C2

DE3050724C2 - Abfangkeilanordnung

Info

Publication number: DE3050724C2
Application number: DE3050724A
Authority: DE
Inventors: Igor Huntington Beach Calif. Krasnov
Original assignee: Varco International Inc
Current assignee: Varco International Inc
Priority date: 1979-12-07
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1985-07-25
Also published as: FR2516590B1; NO154734B; DE3030174A1; NO154733B; NO154734C; FR2516590A1; GB2064621B; FR2470846B1; GB2108555B; FR2470846A1; NO802337L; US4389760A; CA1137971A; DE3030174C2; JPS5659934A; GB2064621A; GB2108555A; NO843534L; NO154733C; JPS6038515B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfangkeilanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Eine dieser Abfangkeilanordnung ziemlich ähnliche bekannte Abfangkeilanordnung (US-PS 22 45 592) in Form von Aussparungen mit jeweils zueinander parallelen Wänden für die Abfangkeile. Bei dieser bekannten Abfangkeilanordnung befinden sich die Abfangkeile sowohl in ihrer aktiven Stellung als auch in ihrer siurückgezogenen Stellung außerhalb dieser Führungen, Um eine Beschädigung der Abfangkeile durch Muffen oder andere Erweiterungen an einem Bohrrohr zu verhindern, wenn die Abfangkeile in ihrer zurückgezogenen Stellung sind, sind deshalb zusätzlich oberhalb der Abfangkeile halbkreisförmige Führungsplatten vorgesehen, die das Bohrrohr zentrieren, damit Erweiterungen desselben nicht oben auf die Abfangkeile auftreffen können, wenn diese in ihrer zurückgezogenen Stellung sind. Diese zusätzlichen Führungen machen diese bekannte Abfangkeilvorrichtung aufwendig und können darüber hinaus nicht verhindern, daß Bohrrohrerweiterungen gegen die Spannfläche der Abfangkeile schlagen können, wenn diise in ihrer zurückgezogenen Stellung sind und das Bohirrohr sich nicht genau in der Längsachse der Anordnung erstrecken sollte.

Es sind zwar noch weitere mehr oder wenige·· ähnliehe Abfangkeilanordnungen bekannt, diese weisen aber ' die gleichen oder ähnliche Nachteile auf, weil ihre Abfangkeilführungen in den zurückgezogenen Stellungen der Abfangkeile radial innerhalb der Abfangkeile sind und nur diese führen, so daß sie eine unerwünschte Berührung zwischen dem Bohrrohr und den Abfangkeilen in deren zurückgezogener Stellung nicht verhindern könnten (US-PS 19 09 601, 20 71637. 22 08 926 und 28 14 461).

Außerdem sind Abfangkeilanordnungen bekannt (DE-AS 25 19 624 und US-PS 20 68 217), die zwar Führungen zum Zentrieren des Bohrrohres in der zurückgezogenen Stellung der Abfangkeile haben, diese Führungen sind jedoch lediglich am unteren Rand der Abfangschale vorgesehen und können demgemäß nicht verhindem, daß das Bohrrohr oben auf die Abfangkeile auf trifft.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abi'angkeilanordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einfacherem Aufbau eine Beschädigung der Abfangkeile auf deren gesamter Länge durch Bohrrohrmuffen oder andere Bohrrcbrerweiterungen mit Sicherheit verhindert werden, wenn die Abfangkeile in ihrer zurückgezogenen Stellung sind.

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

Bei der Abfangkeilanordnung nach der Erfindung berühren die Führungen, die auf einem zur Längsachse der Anordnung konzentrischen Kreis jeweils zwischen den Abfangkeilen angeordnet sind, ds» Bohrrohr und dessen Erweiterungen, wenn die Abfangkeil« ;n der zurückgezogenen Stellung sind, so daß die Führungen das Bohrrohr innerhalb der Abfangkeilanordnung zentrieren und am Berühren und Beschädigen der zurückgezogenen Abfangkeile hindern. Ein Bohrrohr kann daher innerhalb der Anordnung auf- und ab- und an den Führungen vorbeibewegt werden, ohne daß irgendeine Gefahr der Beschädigung der Abfangkeile besteht. Wenn die Abfangkeile in der aktiven Stellung radial nach innen über die Führungen hinaus vorragen, behindern die Führungen das Einspannen des Bohrrohres durch die Abfang keile nicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Gestänge- oder Bohrrohrabfangkeilanordnung auf der Linie 1-1 in Fig. 2. F i g. 2 eine Draufsicht auf der Linie 2-2 in F i g. 1,

Fig.3 den Abfangkeilträger in seiner unteren Position,

F i g. 4 einen Querschnitt auf der Linie 4-4 in Fig. 1, F i g. 5 und 6 Teillängsschnitte auf den Linien 5-5 bzw. 6-6 in F i g. 2.

F i g. 7 eine Ansicht auf der Linie 9-9 in F i g. 6 und F i g. 8 eine Ansicht auf der Linie 10-10 in F i g. 3. Die Abfangkeilanordnung 10 ist durch ein drehbares

Teil 11 eines Drehtisches abgestützt, wobei sich ein Bohrrohr 12 längs einer vertikalen Achse 13 durch eine öffnung 14 in dem Teil 11 erstreckt, das um die Achse 13 angetrieben wird. Die Öffnung 14 hat einen unteren kreisförmigen Teil, der sich unterhalb einer horizontalen Tragschulter 15 befindet und einen unteren kreisförmigen Teil einer rohrförmigen Hauptbüchse 18 enthält und bildet eine obere, viereckige Antriebsausnehmung 16, zum Aufnehmen und Indrebungversetzen eines oberen viereckigen Teils 17 der Büchse. Innen hat die Büchse 18 eine untere und eine obere zylindrische Fläche 21 bzw. 22 sowie eine ringförmige, insgesamt horizontale Tragschulter 23. Die Abfangkeilanordnung 10 hat eine untere Tragkonstruktion 24, drei durch die Tragkonstruktion 24 gehalterte Rofcfführungen 30, drei Abfangkeile 25 und einen oberen Abfangkeilträger 26, der durch auswechselbare Federeinsätze 27, die Schraubenfedern 109 enthalten, nach oben gedrückt wird und in einer unteren Position durch ein Verriegelungsteil 29 festgehalten werden kann. Die Federeinsätze 27 weisen Rohre 90 auf, die von dem Träger 26 nach unten vorstehen, die Federn 109 enthalten und in Ausnehmungen 28 in der Tragkonstruktion 24 radial außerhalb rler Führungen 30 verschiebbar geführt sind. Die Tragkonstruktion 24 enthält zwei gleiche, halbkreisförmige Fangschalenabschnitte 31 und 32 (F i g. 4), die für eine Relativschwenkbewegung um eine zu der Achse 13 parallele Achse 34 durch ein Scharnier 33 mit einem Stift 35, welcher in an den Abschnitten 31 und 32 befestigten Scharnierlappen 36 aufgenommen ist, miteinander verbunden sind. Die Fangschalenabschnitte sind in dem geschlossenen Zustand von F i g. 4, in welchem ihre Enden 37 einander eng benachbart sind, durch ein Verriegelungsteil 38 festhaltbar, welches an dem Abschnitt 31 mittels Lagerblöcken 39 um eine vertikale Achse 40 drehbar befestigt ist und mit einem Haken 41 in Eingriff bringbar ist, der an den Abschnitt 32 angeschweißt ist. Eine Schraubenfeder 138 innerhalb einer Ausnehmung in dem Verriegelungsteil 38, die an einer Fläche an dem Abschnitt 31 anliegt, drückt das Verriegelungsteil 38 in seine Hahep^sition, während ein Handgriff 42 ein manuelles Lösen des Verriegelungsteils gestattet.

In ihrem in Fig.4 gezeigten Zustand bilden die Abschnitte 31 und 32 eine rohrförmige Schale mit äußeren Zylinderflächen 43 und 44, die an den Büchsenflächen 21 und 22 in Anlage bringbar sind, mit einer ringförmigen, nach unten '»'eisenden Tragschulter 45, die an der Schulter 23 in Anlage kommt, mit einer inneren unteren Schrägfläche 46 und mit einer oberen Schrägfläche 47, die sich beide nach unten verjüngen und kegelstumpfförmig und im Querschnitt kreisförmig sind, mit Ausnahme an den vertikalen Rohrführungen 30. Die Schrägfiäch^n 46 und 47 bei uhren Schrägflächen 48 und 49 an den Abfangkeilen 25, zwischen welchen die Abfangkeile Ausnehmungen 50 haben. Vertikal zwischen den Schrägflächen 46 und 47 enthält die Fangschale Öffnungen 51, in die die unteren Teile der Abfangkeile in der in F i g. 1 gezeigten Position hineinragen, während der obere Teil 52 der Fangschale in den Ausnehmungen 50 der Abfangkeile aufgenommen ist, um die Radialbewegung der Abfangkeile zu maximieren und die Wanddicke der Fangschale zu minimieren. Die Abfangkeile 25 sind bogenförmig gekrümmt und tragen Spannbacken 53, die Rohreinspannzähne haben, welche bogenförmig gekrümmt sind, damit sie mit dem Bohrrohr zusammenpassen, und so geformt sind, daß sie es tragen können.

Die Rohrführungen 3C :,ind durch die Fangschalenabschnitte 31 und 32 starr gehaltert, die drei auf einem Kreis mit Abstand voneinander angeordnete, vertikale zylindrische Bohrungen 54 enthalten, welche Achsen 55 haben und sich an der Stelle 56 nach innen öffnen, jede Rohrführung 30 ist ein Teil eines Teils 57, das einen zylindrischen rohrförmigen Teil 58 hat, der in einer der vertikalen Bohrungen 54 aufgenommen und an der Steile 158 angeschweißt ist, und erstreckt sich vertikal zwischen Enden 59 und 60 und hat innere Flächen 61, welehe sich im wesentlichen zylindrisch um die Achse 13 erstrecken* um eine unterbrochene kreisförmige Führungskonstruktion zu bilden, die größer als das Rohr 12 ist, um verbundene Enden oder erweiterte Gummihülsen od. dgL an dem Rohr zu erfassen und zu zentrieren und einen zu Beschädigungen führenden Kontakt solcher Erweiterungen mit den Abfangkeilen in deren zurückgezogenen Positionen (Fig.2) zu verhindern. An ihren oberen Enden erweitern sich die Innenflächen 61 der Rohrführungen 30 kegelstumpfförmig nach außen zu den Innenflächen 62, um die Rohrerweiterungen in zentrierte Positionen zu führen, wenn sie abgesenkt werden. Die Flächen 61 sind diskontinuierlich, denn es sind Erleichterungsaussparungen 63 in de 2 Führungen gebildet, wobei aber Innenflächen 64 an Rippen zwisehen den Aussparungen zylindrisch sind.

Der Abfangkeilträger 26 hat zwei komplementäre, im wesentlichen halbkreisförmige Abschnitte 65 und 66, die innere halbkreisförmige Gußstücke (57 und 68 aufweisen, welche durch radiale Speichen 69 an inneren Ring-Segmenten 70 und 71 und äußeren Ringsegmenten 72 und 73 starr befestigt sind, die zwei fast kreisförmig durchgehende horizontale Ringe bilden, nämlich einen inneren und einen äußeren Ring, auf denen ein oder mehrere Arbeiter stehen können, um den Träger 26 durch ihr Gewicht nach unten in die Position von F i g. 3 zu drücken. Der Träger 26 wird in dieser abgesenkten Position durch das Verriegelungsteil 29 festgehalten, das an einem Lagerarm 74 an einem der Teile 57 der Fangschale drehbar gelagert ist und durch eine Feder 76 in der Darstellung in F i g. 3 im Gegenuhrzeigersin.* um eine horizontale Drehachse 75 gedrückt wird. Das Veirriegelungsteil 29 wird gelöst, indem sein insgesamt horizontaler Arm 77 durch einen Arbeiter mit dem Fuß nach unten gedrückt wird. Wenn sich der Träger 26 nach unten bewegt, kommt eine Schrägschulter 78 i>der eine Verriegelungsschulter 79 des Trägers an einer schrägen Fläche 80 an dem Verriegelungsteil 29 in Anlage, um es ausreichend weit auszulenken, damit es die Verriegelungsschulter 79 vorbeiläßt und dann nach innen in die Position von F i g. 3 zurückkehrt, um den Träger unten festzuhalten.

Jeder Abfangkeil ist an dem Träger 26 durch zwei Verbindungsglieder 180 angehängt, welche mittels horizontaler Stifte 81 und 82 an dem Abfangkeil bzw. an Tragarmen 83 an dem Träger drehbar gelagert sind. Eine der Rohrführungen 30 ist auf einem Kreis zwischen jedem Paar benachbarter Abfangkeille vorgesehen, wobei sich die inneren, zylindrisch krümmenden Flächen 61 und 64 der Rohrführungen 30 näher bei der Achse 13 als die Einspannfläche" oder irgendwelche Teile der Abfangkeile in den radial äußeren, zurückgezogenen Positionen der Abfangkeile (ausgezogene Linien in den F i g. 1,2 und 4) befinden. In den aktiven Rohreinspannpositionen der Abfangkeile (gestrichelte Linien in den Fig. 1, 2 und 4) sind die inneren Einspannränder der Abfangkeile näher b.i der Achse 13 der Abfangkeilanordnung 10 als die inneren, zylindrisch gekrümmten Führungsflächen 61 und 64 der Rohrführungen 30. Die

oberen Teile der Rohrführungen 30 oberhalb des Niveaus der Abfangkeile, wenn diese in Einspannpositionen an dem Rohr sind, sind kreisförmig etwas weiter als die unteren Teile der Rohrführungen 30 zwischen den Abfangkeilen. 5

Die Abschnitte 65 und 66 sind für eine Relativschwenkbewegung um die Achse 34 durch ein Scharnier 85 miteinander verbunden, das einen Scharnierstift 86 aufweist, der in Schamierösen 87 an den Teilen 67 und 68 aufgenommen ist. Die Teile 67 und 68 haben ineinan- ι ο derpassende Ansätze an ihren unbefestigten Enden 186, nämlich einen Ansatz 187 an dem Teil 67, welcher zwischen gegenseitigen Abstand aufweisenden Ansätzen 88 und 89 an dem Teil 68 aufgenommen wird, um die Enden der Teile 67 und 68 gegen eine vertikale Relativbewe- 15 gung zu verriegeln. An ihren Scharnierenden sind die Teile 67, 68 und 70 bis 73 an den Stellen 90' und 91 weggeschnitten, um eine Öffnungsbewegung des Trägers 26 zu ermöglichen. Eine Kette oder ein anderes flexibles, undehnbares Teil 92 verbindet die Ringseg- 20 mente 72 und 73 miteinander, um die Schließbewegung zu begrenzen und eine Fortsetzung der Ringsegmente zu bilden.

Bei der Benutzung der Abfangkeilanordnung 10 kann eine Bedienungsperson zuerst die beiden Hälften der Anordnung um die Scharniere 33 und 85 in die offene Stellung schwenken, wobei die Federeinsätze 27 die Fangschalen- und Abfangkeilträgerabschnitte für eine gleichzeitige Bewegung miteinander verbinden und wobei die offene Abfangkeilanordnung 10 in eine Position um das Rohr 12 bewegt und in die Hauptbüchse abgesenkt wird. Wenn dann ein oder mehrere Arbeiter auf den Ringen des Trägers 26 stehen, drückt ihr Gewicht den Träger 26 gegen die Kraft der Federn 109 nach unten, deren Stärke in Verbindung mit dem Gewicht der vertikal beweglichen Teile so groß ist, daß sie das Nachuntendrücken durch ein vorbestimmtes Gewicht gestatten, weiches erwünschtermaßen wenigstens etwa 45 kg und vorzugsweise ungefähr 181 kg beträgt. Die sich nach unten bewegenden Abfangkeile werden durch die Fangschalenflächen 46 und 47 zu dem Rohr 12 hin ausgelenkt, spannen das Rohr ein und tragen es in der in F i g. 3 gezeigten Position, in welcher das Verriegelungsteil 29 den Träger an einer Aufwärtsbewegung hindert. Die Abfangkeile können gelöst werden, indem der Arm 77 des Verriegelungsteils 29 niedergedrückt wird, um das Verriegelungsteil von der Schulter 79 zu lösen und dem Träger 26 zu gestatten, durch die Federn 109 nach oben zurückbewegt zu werden. Die Abfangkeilanordnung 10 kann in dem Drehtisch belassen werden, wäh- so rend das Rohr 12 abgesenkt oder angehoben wird, wobei die Rohrführungen 30 jedwede Erweiterungen an dem Rohr zentrieren, um deren Berührung mit den zurückgezogenen Abfangkeilen zu verhindern.

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Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Abfangkeilanordnung mit einer Tragkonstruktion, die mit einem Drehtisch zusammen drehbar ist und einen beweglichen Träger halten, an welchem mehrere Abfangkeile angehängt sind und welcher durch eine Verriegelungsvorrichtung in einer unteren, aktiven Stellung festgehalten und durch federnde Vorrichtungen nach oben in eine obere zurückgezogene Stellung drückend beaufschlagt ist, gekennzeichnet durch Führungen (30), die auf einem zur Längsachse der Anordnung konzentrischen Kreis jeweils zwischen den Abfangkeilen (2S) angeordnet sind, welch letztere in der aktiven Stellung radial nach innen über die Führungen 30 hinaus vorragen und in der zurückgezogenen Stellung radial außerhalb der Führungen (30) angeordnet sind.

2. Abfangkeilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (30) nach oben Oberfl» Abfangkeile (25) in deren aktiven Stellungen vorragen.

3. Abfangkeilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (30) obere Teile (60) mit Innenflächen (62) haben, welche nach unten und nach innen geneigt sind.

4. Abfangkeilanordnung nac?\ einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkonstruktion (24) eine konische Fangschale ist

5. Abfangkeilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Rohre (90). die von dem Träger ^6) nach unten vorstehen und in Ausnehmungen (28) in der Tragkonstruktion (24) radial außerhalb der Führungen verschiebbar geführt sind, und daß die federnden Vorrich» mgen (27) Schraubenfedern (109) aufweisen, die in den Rohiren und Ausnehmungen enthalten sind.

6. Abfangkeilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (30) radial äußere Teile haben, welche vertikale Durchlässe enthalten, in denen die federnden Vorrichtungen (27) aufgenommen sind.

7. Abfangkeilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Teile, die von dem Träger (26) und unten in radial äußere Teile der Führungen (30) vorstehen und den Träger für eine Vertikalbewegung teleskopisch führen.