DE3201425A1

DE3201425A1 - Tiefbohrvorrichtung und dafuer vorgesehene bohreinheit

Info

Publication number: DE3201425A1
Application number: DE19823201425
Authority: DE
Inventors: George I. 92807 Anaheim Calif. Boyadjieff
Original assignee: Varco International Inc
Current assignee: Varco International Inc
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1982-01-19
Publication date: 1982-10-21
Also published as: NO820147L; FR2556042B1; FR2498673A1; NO157230C; DE3201425C2; JPS6054478B2; GB2091788B; NO157230B; FR2498673B1; JPS57130693A; GB2091788A; US4421179A; FR2556042A1; CA1179322A

Description

Zugelassene Vertreter vor dem Europaischen Patentamt Professional representatives before; the European Patent Office

Erhardtstrasse 12, D-8000 München 5

Patentanwälte Menges & Prahl. Erhardtstr 12, D-8000 München 5 Dipl.-lng.Rolf MengeS

Dipl.-Chem.Dr. Horst Prahl

Telefon (089) 26 3847 Telex 529581 BIPATd Telegramm BIPAT München

IhrZeichen/Yourref.

UnserZeichen/Ourref. V 209

Datum/Dale 19.01

Varco International

Orange, California 92668, V.St.A.

Tiefbohrvorrichtung und dafür vorgesehene Bohreinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tiefbohrvorrichtung und auf eine dafür vorgesehene Bohreinheit.

In einer bekannten Bohreinheit zum Bohren eines Tiefbohrloches ohne einen Drehtisch ist ein motorgetriebener Rohrabschnitt vorgesehen, der mit dem oberen Ende eines Bohrstranges verbindbar ist, um diesen in Drehung zu versetzen, während die Bohreinheit auf einem Wagen angebracht ist, der durch vertikale Schienen axial beweglich zu dem Bohrloch geführt ist, und an dem Wagen angelenkt ist, damit sie relativ zu dem Wagen und den Schienen in eine geneigte Stellung schwenkbar ist, in der sie in einer Linie mit einem Mäuseloch ist.

Die Erfindung schafft eine verbesserte Anordnung dieser allgemeinen Bauart, in der wenigstens das Pührungs- oder Schienengebilde selbst so angebracht ist, daß es eine geringfügige Schwenkbewegung zwischen einer vertikalen Bohrstellung

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und einer geneigten Stellung, in der sie in einer Linie mit einem Mäuseloch ist, ausführen kann. Die Bohreinheit schwenkt mit dem Führungsgebilde zwischen diesen Stellungen und ist außerdem vorzugsweise so angebracht, daß sie zwischen ihrer Bohrstellung und einer seitlich versetzten zurückgezogenen Stellung insgesamt horizontal bewegbar ist, um eine Bewegung des Bohrstranges in das Bohrloch hinein oder aus demselben heraus durch eine andere Vorrichtung zu gestatten.

Mehrere Ausführungsbexspiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht der Bohrvorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf der Linie 2-2 von

Fig. 1, wobei sich die Bohreinheit in ihrer Mäuselochstellung befindet,

Fig. 3 eine Vorderseitenansicht der Bohreinheit

in deren zurückgezogener Stellung,

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf der Linie

4-4 von Fig. 1,

Fig. 5 einen vergrößerten Vertikalschnitt nach

der Linie 5-5 von Fig. 1,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt nach der Linie 6-

6 von Fig. 5,

Fig. 7 eine verkleinerte Vorderansicht auf der

Linie 7-7 von Fig. 5,

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Fig. 8 einen Vertikalschnitt nach der Linie 8-8

von Pig. 7,

Fig. 9 ■ eine Vergrößerung eines Teils von Fig. 2,

Fig. 10 einen vergrößerten Horizontalschnitt nach

der Linie 10-10 von Fig. 2 und

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich einem Teil von Fig.

5, wobei aber eine andere Wellenbaugruppe dargestellt ist.

Die Bohrausrüstung 10 enthält einen Bohrturm 11 zum Bohren eines Tiefbohrloches 12 durch einen Bohrstrang 13, der Gewindeverbindungen 14 hat und durch eine Bohreinheit 16 um eine vertikale Achse 15 gedreht wird. Der Bohrstrang und die Bohreinheit 16 sind durch ein Hebezeug 17 abgestützt, das eine feste Flasche 18 aufweist, die eine lose Flasche 19 über ein Seil 20 trägt, das durch die übliche angetriebene Bohrwinde auf- oder abgewickelt wird, um die lose Flasche zu heben oder zu senken. Ein Haken 21 an der losen Flasche 19 trägt die Bohreinheit 16 und hat ein Verschlußstück 121, das zum Anhängen und Abtrennen der Bohreinheit zu öffnen ist. Zwei Schienen 22 und 23 führen einen Wagen 24 bei dessen Auf- und Abwärtsbewegung, der einen Teil der Bohreinheit 16 bildet und einen Wagen 25, mit dem die lose Flasche 19 verbunden ist,und sie haben auf ihrer gesamten Länge vorzugsweise einen H-förmigen Querschnitt. Obere Abschnitte 22a und 23a der Schienen erstrecken sich zwischen dem oberen Ende des Bohrturms 11, sind an den Stellen 26 von Fig. 1 starr an dem Bohrturm befestigt und erstrecken sich direkt vertikal und parallel zu der Achse 15. Zweite Abschnitte 22b und 23b zwischen den Stellen 26 und 27 sind parallel zueinander und durch Gelenke 28 gehaltert, so daß sie um eine horizontale Achse 29'zwischen der mit unterbrochenen Linien

dargestellten Vertikalstellung von Fig. 2, in der sie parallel zu der Achse 15 und in einer Linie mit den Abschnitten 22a und 23a sind, und der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung, in der sie unter einem kleinen Winkel a gegen die Vertikale und gegen die Längsachsen der oberen Abschnitte 22a und 23a geneigt sind, schwenkbar sind, um die Achse 29 der Bohreinheit in eine Linie mit einem schrägen Mäuseloch 30 vorderhalb der Achse 15 zu bringen. Die untersten Abschnitte 22c und 23c der Schienen sind durch die Abschnitte 22b bzw. 23b so gehaltert, daß sie mit diesen zwischen der vertikalen Stellung und der Schrägstellung von Fig. 2 schwenkbeweglich sind, und sie sind außerdem durch Verbindungen 31 und 32 horizontal schwenkbeweglich zu den Abschnitten 22b bzw. 23b um Achsen 33 und 34 gehaltert, die zu einander und zu den Längsachsen 35 und 36 der Abschnitte 22b und 23b parallel sind. Die Abschnitte 22c und 23c bewegen sich zwischen den mit ausgezogenen Linien dargestellten aktiven Stellungen von Fig. 4, in denen sie in einer Linie oder Flucht mit den Abschnitten 22b und 23b sind, und den mit unterbrochenen Linien dargestellten zurückgezogenen Stellungen. Die Verbindungen 31 und 32 enthalten zwei parallele Befestigungsrohre 37 und 38, die mit den Abschnitten 22b und 23b starr verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen oder durch Befestigungsringe 39, die an den Abschnitten 22b und 23b sowie an den oberen Enden der Rohre 37 und 38 befestigt sind. Die Abschnitte 22c und 23c tragen Lagerbüchsen 40, die eng um die Rohre 37 und 38 passen, um die Abschnitte 22c und 23c für die Schwenkbewegung um die Achsen 33 und 34 zu haltern. Die Abschnitte 22c und 23c können Platten 41 tragen, die unter die Rohre 37 und 38 vorstehen und Lager 42 um Drehzapfen 4 3 haben, die von den beiden Rohren nach unten vorstehen, um die Abschnitte 22c und 23c abzustützen und gleichzeitig deren Schwenkbewegung zu gestatten. Die Platten 41 erstrecken sich über das untere Ende der Abschnitte 22c und 23c, sind mit diesen verschweißt und verhindern, daß sich der Viagen 24 abwärts von den Schienen herunterbewegt.

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Die Schienenabschnitte 22b und 22c werden zwischen den beiden Stellungen von Fig. 2 durch eine Kolben -Zylindervorrichtung 45 (Fig. 9) verschwenkt, deren Zylinder an einer Stelle 46 mit einem horizontalen, feststehenden Teil 47 des Bohrturms 11 verbunden ist und deren Kolbenstange 48 auf das Rohr 37 einwirkt. Ein gekrümmtes Anschlagteil 49, das an dem feststehenden Teil 47 befestigt ist, berührt das Rohr 37, um die schwenkbaren Schienenabschnxtte in ihrer vertikalen Stellung festzulegen. Eine Falle 50, die an einer Stelle 51 an einem mit dem Rohr 37 verschweißten Träger 52 angelenkt ist, erfaßt eine an dem Teil 47 befestigte Sperrzunge 53,um das Rohr 37 und die mit diesem verbundenen Schienenteile in den vertikalen Stellungen zu verriegeln. Die Kolbenstange 48 der Vorrichtung 45 ist an einer Stelle 44 an einem nach unten vorstehenden Arm 54 der Falle 50 angelenkt, um die Falle bei Bewegung der Kolbenstange nach rechts im Gegenuhrzeigersinn in eine Freigabestellung zu schwenken, wobei diese Schwenkbewegung durch Anlage der Kolbenstange 48 an dem Rohr 37 begrenzt wird, so daß durch die Bewegung der Kolbenstange nach rechts zuerst die Falle entriegelt wird und dann die Abschnitte 22b und 22c nach rechts in die Schrägstellung von Fig. 2 gedrückt werden. Durch Zurückbewegen der Kolbenstange nach links werden die Schienen in die vertikalen Stellungen zurückgeschwenkt, und die Falle 50 wird in ihre Verriegelungsstellung geschwenkt, um die schwenkbaren Schienonteile in der vertikalen Stellung festzuhalten. Schräge Druckflächen 55 an den Teilen 50 und 53 drücken das Teil 50 im Gegenuhrzeigersinn, so daß es an dem Teil 53 vorbei in die Verriegelungsstellung gelangt. Die Schwenkbewegung des Teils 50 im Uhrzeigersinn wird durch Anschlagschultern begrenzt, um das Verschwenken des Teils 50 über eine richtige Position zum Erfassen des Teils 53 hinaus zu verhindern.

Der zweite Teil jedes schwenkbaren Schienenabschnitts 23b und 23c ■ ist ebenfalls mittels Kraftantrieb zwischen vertikalen und

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schrägen Stellungen im Gleichlauf mit den Abschnitten 22b und 22c durch eine zweite Kolben-Zylindervorrichtung 45 und zugehörige Teile 49, 50 und 53, die den gleichen Aufbau wie die oben mit Bezug auf die Abschnitte 22b und 22c beschriebenen haben, verstellbar.

Der Wagen 25 hat zwei Rahmen 56 und 57, die sich teilweise um die Schienen 22 und 23 erstrecken und drehbare Rollen 58 aufweisen, welche Flansche 59 der Schienenabschnitte berühren, um den Wagen so zu führen, daß er nur in Längsrichtung der Schienen bewegbar ist. Ein Querstück 156 (Fig. 3) verbindet die Rahmen 56 und 57 starr miteinander und ist an einer Stelle 60 (Fig. 2) gelenkig mit der losen Flasche 19 verbunden. Die Bohreinheit 16 weist den Wagen 24, eine Antriebseinheit 61 und einen herkömmlichen Spülkopf 62 zur Zufuhr von Spülflüssigkeit zu dem Bohrstrang auf. Der Wagen 24 hat zwei parallele horizontale obere und untere Rahmenteile 63 und 64, die mit zwei parallelen vertikalen Rahmenteilen 65 und 66 verschweißt sind und gegenseitigen Abstand aufweisende parallele, vertikale Platten 67 tragen, die von den Teilen 63 und 64 auf entgegengesetzten Seiten der Schienen nach hinten vorstehen und Rollen 68 tragen, die die vorderen und hinteren Flansche der im Querschnitt H-förmigen Schienen berühren, sowie Rollen 69, die die Schienenstege berühren (Fig. 7), um die Bohreinheit 16 so zu führen, daß sie nur in Längsrichtung der Schienen bewegbar ist. Die Antriebseinheit

61 enthält einen Rohrabschnitt 70 (Fig. 5), der ein unteres Außengewinde 71 hat, das mit dem Bohrstrang 13 verbindbar ist. Ein herkömmliches Übergangsstück 72 und ein kurzes Zwischenstück 73 sind in dem Bohrstrang unterhalb der Antriebseinheit vorgesehen. Das Innengewinde 74 am oberen' Ende des Abschnitts 70 ist mit dem Drehschaft 75 des Spülkopfes

62 verbindbar, der sich mit dem Bohrstrang dreht, während das Gehäuse 76 des Spülkopfes durch einen Bügel 77, der in den Haken 21 eingehängt wird, drehfest gehalten wird. Die Spülflüssigkeit wird dem S[)ü1kopi: 62 über einen Schlauch 78

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zugeführt, der mit dem Bohrturm 11 an einer Stelle 79 oberhalb des Bodens 180 verbunden ist.

Die Antriebseinheit 61 enthält einen Elektromotor 80, der ein Gehäuse 81 hat, das die Feldspulen trägt, und einen Anker 82, der um eine Achse 83 parallel zu der Achse 29 der versetzten Welle 70 drehbar ist. Der Anker 82 ist in dem Gehäuse 81 durch ein unteres Lager 85 und durch ein oberes Doppelaxiallager 86, das eine Vertikalbewegung des Ankers verhindert und diesen trägt, drehbar gelagert. Ein Ritzel 87 an dem unteren Ende der Ankerwelle 88 treibt ein größeres Zahnrad 89 an, das auf der Welle 70 angeordnet, mit dieser durch einen Keil 90 verbunden und durch eine nach oben weisende Schulter 91 der Welle abgestützt ist. Die Zahnräder 87 und 89 sind in einem Gehäuse 92 enthalten, das mittels Schrauben 93 an einer horizontalen Wand 94 befestigt ist, die an dem Motorgehäuse 81 befestigt ist. Die Welle 70 ist durch zwei Lagerbaugruppen 95 und 96 drehbar gelagert, die im wesentlichen quer entgegengesetzt zu dem oberen bzw. unteren Ende des Ankers angeordnet sind und jeweils zwei komplementäre halbzylindrische Lagergleitstücke 97 und 98 enthalten, die komplementäre halbkreisförmige radiale Flansche 99 haben. Das innere Gleitstück jeder Lagerbaugruppe 95 und 96 ist in einer zylindrisch gekrümmten Aussparung 100 aufgenommen, die durch die Außenfläche einer zylindrisch gekrümmten Wand 101 des Motorgehäuses gebildet wird. Ein diametral entgegengesetzter Lagerdeckel 102 hat eine halbzylindrische Aussparung 103, die die äußere Hälfte 98 des Lagers aufnimmt, und ist an dem Motorgehäuse mittels Schrauben 202 befestigt. Schmiermittel kann den Lagern aus einem Reservoir 106 zugeführt werden.

Ein Axiallager 107 zum Abstützen des Motors 80 und der diesem zugeordneten Teile ist vertikal zwischen einer oberen Fläche 108 an dem Zahnrad 89 und dem Ringflansch 99 der un-

teren Lagerbaugruppe 96 angeordnet, wobei der Flansch 99 oben an einer horizontalen ringförmigen unteren Fläche 109 des Motorgehäuses anliegt, um dieses Gehäuse abzustützen. Der untere Laufring des Lagers 108 dreht sich mit dem Zahnrad 89, während der obere Laufring und die Lagergleitstücke 96 und das Motorgehäuse sich nicht drehen. Die Antriebseinheit 61 enthält eine Bremse 110 zum Ausüben einer kontrollierten Bremskraft auf den Anker des Motors 80, die einen ringförmigen Balg 161 aufweist, der, wenn er aufgeblasen wird, ein ringförmiges Bremselement 112 gegen eine an der Ankerwelle befestigte zylindrische Bremstrommel 113 drückt.

Das Gehäuse des Motors 80 kann an dem Rahmen des Wagens 24 starr befestigt sein, vorzugsweise ist es jedoch an diesem so befestigt, daß es eine geringe Relativschwenkbewegung ausführen kann, und zwar mit Hilfe von zwei Gelenkverbindungen 115 und 116, die jeweils eine Platte 117 aufweisen (Fig. 7), welche an dem Motorgehäuse mittels Schrauben 118 befestigt ist, und eine Platte 119, die an einem der Wagenrahmenteile 65 oder 66 starr befestigt ist. Drehzapfen 120, die in öffnungen in den Platten 117 und 119 aufgenommen sind, stellen die gewünschten Gelenkverbindungen her. Der Schwerpunkt 121 des Motors und sämtlicher durch ihn gehalterter Teile ist rechts von der Achse 114 in Fig. 8 ange-, ordnet, was bewirkt, daß der Motor und die mit diesem verbundenen Teile durch Schwerkraft im Uhrzeigersinn schwenken, wobei diese Bewegung in der in Fig. 8 gezeigten Stellung durch Anlage von zwei starr an dem Motorgehäuse befestigten Platten 122 an zwei Dämpfungselementen 123 aus elastomerem Material begrenzt wird, die an der vorderen vertikalen Fläche des unteren Rahmenteils 64 des Wagens befestigt sind. In der Stellung in Fig. 8 ist die Achse 29 des motorgetriebenen Rohrabschnittes 70 direkt parallel zu den Längsachsen der Schienenabschnitte, auf denen der Wagen 24 angeordnet ist.

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Einer Schwenkbewegung des Motorgehäuses im Gegenuhrzeigersinn wirken zwei Federbaugruppen 124 entgegen, die jeweils eine Schraubenfeder 125 in einem Gehäuse 126 enthalten, das an einem der vertikalen Rahmenteile 65, 66 des Wagens 24 befestigt ist. Zwei Nasen 127, die an dem Motorgehäuse befestigt sind, verschieben bei dieser Bewegung des Motors im Gegenuhrzeigersinn Stifte 128 nach links, wobei die Federn 125 sich über Scheiben 129 der Bewegung der Stifte nach links widersetzen und so den Motor federnd in seine in Fig. 8'dargestellte Stellung drücken. Der Motor 80 wird vorzugsweise durch Luft aus einem biegsamen Zufuhrschlauch 130 gekühlt, der Luft aus einem Hochleistungsgebläse 131 empfängt, das mit dem Bohrturm 11 verbunden ist. Das Gebläse·befindet sich und saugt an einer Stelle deutlich oberhalb des Bodens 180, in dessen Bereich brennbare Dämpfe vorhanden sein können, weshalb die dem Motor für Kühlzwecke zugeführte Luft nicht entflammbar ist und durch den Motor nicht gezündet werden kann. Bevorzugt wird das Gebläse ungefähr an der Stelle angeordnet, an der der zu dem Spülkopf 62 führende Schlauch mit dem Bohrturm verbunden ist, erwünschtermaßen wenigstens etwa 25 m oberhalb des Bodens 180.

Während des tatsächlichen Bohrens sind sämtliche Abschnitte jeder Führungsschiene 22, 23 direkt vertikal und in einer Linie miteinander angeordnet. Die Bohreinheit 16 und die lose Flasche 19 werden daher beide längs der Achse 15 des Bohrloches vertikalbeweglich geführt. Die Welle 70 ist mit dem Bohrstrang 13 verbunden und treibt diesen an. Während des Bohrens sind zwei Verbindungsglieder 132 an Seitenteilen 133 des Hakens 21 aufgehängt, sie können aber durch den Spülkopf 62 in eine inaktive Stellung zwischen den Schienen gebracht werden (Fig. 2). Ein Hebezeug 134 kann an diesen ■ Verbindungsgliedern aufgehängt werden, um beim Hochziehen des Bohrgestänges benutzt zu werden, wenn die Bohreinheit 16 in ihrer inaktiven SIoIlumj ist.

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Wenn der Bohrvorgang vonstatten geht, bewegen sich die Bohreinheit 16 und der Bohrstrang 13 nach unten in die in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung, über die hinaus eine weitere Abwärtsbewegung durch Anlage der Rollen 68 der Bohreinheit an den Platten 41 der Schienen verhindert wird. In dieser Stellung werden Abfangkeile in eine Hauptbüchse 135 in dem Bohrturmboden 180 (oder in einem Drehtisch 136, der in dem Bohrturmboden angeordnet ist) eingesetzt, um den Bohrstrang 13 unabhängig von der Bohreinheit 16 abzustützen, woraufhin das Zwischenstück 73 durch den Motor 80 gedreht wird, um es von dem übrigen Bohrstrang zu lösen. Die Bohrwinde wird dann betätigt, um die lose Flasche 19 und die mit dieser verbundenen Teile eine kurze Strecke anzuheben, beispielsweise bis in die in Fig. 2 gezeigte Höhe, und die Kolben-Zylindervorrichtungen 45 werden betätigt, um die unteren Abschnitte 22b, 22c, 23b und 23c der Schienen nach rechts in die in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellten Schrägstellungen zu schwenken, in denen die Welle 70 der Bohreinheit 16 und das Zwischenstück 73 in einer Linie mit einem Rohrstück 137 in dem Mäuseloch 30 sind. Die lose Flasche 19 und die mit dieser verbundenen Teile werden ausreichend weit abgesenkt, um das Zwischenstück 73 in Eingriff mit dem Rohrzug in dem Mäuseloch 30 zu bringen, und der Motor der Bohreinheit wird in Einschraubrichtung in Drehung versetzt, um das Zwischenstück mit dem Zug in dem Mäuseloch zu verbinden. Die Verbindung kann durch Zangen fertiggestellt werden, und die lose Flasche 19 wird dann betätigt, um die Bohreinheit und den mit dieser verbundenen Zug längs der geneigten Schienen 22b, 22c, 23b und 23c anzuheben. Wenn die Bohreinheit 16 die oberen Enden der geneigten Teile der Schienen erreicht und sich noch ein Teil des Zuges in dem Mäuseloch befindet, wird eine weitere Aufwärtsbewegung bewirken, daß sich die Bohreinheit auf die oberen feststehenden Teile 22a und 23a der Schienen bewegt und auf diesen genau vertikal geführt wird. Da der

Rohrzug, der aus dem Mäuseloch 30 herausgezogen worden ist, noch einen geringfügigen Neigungswinkel hat, schwenkt der Motor 80 in Fig. 2 etwas im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 114 relativ zu dem Wagen 24 und gegen den Widerstand, den ihm die Federeinheiten 124 entgegensetzen. Wenn der Zug vollständig aus dem Mäuseloch 30 herausgezogen wird, bringen die Federn 125 und das Gewicht des Bohrstranges den Motor und den Bohrstrang zurück in eine genau vertikale Stellung, in der er in einer Linie mit der Bohrlochachse und mit dem oberen Ende des Bohrstranges 13 durch Drehen des Motors und Anziehen der Zangen verbindbar ist, woraufhin die Abfangkeile, an denen der Bohrstrang 13 aufgehängt war, entfernt werden können und der Bohrvorgang fortgesetzt werden kann. Zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Herausziehens des Rohrzuges aus dem Mäuseloch 30, beispielsweise, nachdem die Wagen 24, 25 der"Bohreinheit 16 bzw. der losen Flasche 19 Stellungen erreicht haben, in denen sie die oberen feststehenden Teile 22a und 23a der Schienen berühren, können die Kolben-Zylindervorrichtungen 45 die schrägen Teile der Schienen in ihre vertikale Bohrstellung zurückbringen.

Ein Rohrstück kann von dem oberen Ende des Bohrstranges zu dem Mäuseloch bewegt werden, indem die oben beschriebene Prozedur umgekehrt wird, d.h. indem zuerst Zangen oder eine andere Ausrüstung benutzt wird, um die Verbindung zwischen den beiden Abschnitten des Bohrgestänges zu lösen, dann der Motor 80 betätigt wird, um den oberen Abschnitt schnell aus dem Bohrstrang herauszudrehen, danach die Schienen in ihre Schrägstellung verschwenkt werden, in der sie in einer Linie mit dem Mäuseloch sind, und danach der Abschnitt in das Mäuseloch abgesenkt und der Motor 80 eingeschaltet wird, um die Bohreinheit von diesem Abschnitt loszuschrauben.

Zum Umschalten der Vorrichtung auf die Betriebsart "Bohrstrangaus- und -einbau" werden die Wagen 24 und 25 zuerst durch die Bohrwinde und

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die lose Flasche nach oben gezogen, wobei die Schienenabschnitte alle genau vertikal in Positionen gebracht werden, in denen sich der untere Wagen 24 genau oberhalb der untersten Schienenabschnitte 22c und 23c befindet. Der Abschnitt 22c wird dann um die Achse 33 in die zurückgezogene Stellung geschwenkt, die in Fig. 4 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, und die lose Flasche 19 und die mit dieser verbundenen Teile werden dann abgesenkt, um den Wagen 24 abwärts zu bewegen und mit dem Schienenabschnitt 23c in Berührung zu bringen. Wenn der Wagen 24 auf der unteren Wand 41 dieses Schienenabschnitts ruht, wird das Verschlußstück 121 des Hakens 21 geöffnet, und die gesamte Bohreinheit 16 und die Spülkopfbaugruppe 62 zusammen mit dem Schienenteil 23c werden um die Achse 34 in die in Fig. 4 mit unterbrochenen Linien dargestellte Stellung geschwenkt. Während dieser Bewegung bewegt sich der Bügel 77 des Spülkopfes 62 aus dem Haken 21 heraus. Die gesamte Bohrvorrichtung und alle mit ihr verbundenen Teile sind dann deutlich von der vertikalen Achse 15 des Bohrloches entfernt und bieten kein Hindernis für das Heben und Senken des Bohrstranges durch die lose Flasche 19 und den Haken 21. Wenn sich der Spülkopf 62 von dem Haken 21 wegbewegt, schwenken die Verbindungsglieder 132 und das Hebezeug 134 in vertikale Stellungen, in denen das Hebezeug 134 einen Abschnitt des Bohrstranges 13 berühren kann, um ihn in eine Stellung anzuheben, in der ein als nächster folgender Abschnitt in den Abfangkeilen abgestützt und der obere Abschnitt von dem Bohrstrang auf herkömmliche Weise gelöst werden kann. Der gesamte Bohrstrang 13 kann so abschnittsweise aus dem Bohrloch entfernt und dann durch den umgekehrten Vorgang wieder in das Bohrloch zurückgebracht werden, ohne dabei durch die Bohreinheit 16 behindert zu werden und ohne Verschleiß an der Bohreinheit zu verursachen. Nach Beendigung des Bohrstrangaus- und -einbaus kann die Bohreinheit 16 zurück in die in Fig. 4 mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung geschwenkt werden. Der Spülkopf 62 kann mit dem Haken 21 verbunden werden, und die lose

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Flasche 19 kann benutzt werden, um beide Wagen 24, 25 weit genug nach oben zu bewegen, damit der untere Schienenabschnitt 22c zurück in seine aktive Stellung geschwenkt werden kann.

Fig. 11 zeigt eine Schnelltrennwelle, die die Welle 70 von Fig. 5 ersetzen kann. Die Motorlager 95a und 96a können mit den Lagern 95 und 96 von Fig. 5 übereinstimmen und dieselbe Beziehung zu dem übrigen Teil des Motors, den Zahnrädern usw. haben. Statt der einstückigen Welle 70 enthält die Anordnung in Fig. 11 ein rohrförmiges Teil 70a, das eine einem geraden Zylinder entsprechende Innenfläche 138 und eine obere innere nichtkreisförmige und vorzugsweise sechseckige Aussparung 139 hat. Ein rohrförmiges Teil 140 ist in dem Teil 70a lösbar aufnehmbar und hat einen äußeren nichtkreisförmigen Teil 141, der in Antriebsbeziehung in die nichtkreisförmige Aussparung 139 einfaßt. Das zweite Teil 140 hat ein oberes konisches Innengewinde 141' und einen unteren konischen, mit Außengewinde versehenen Stiftteil 142, der in ein kurzes Befestigungsrohr 143 auf die dargestellte Weise einschraubbar ist, um das Teil 70a zwischen Schultern 144 und 145 an den Teilen 140 bzw. 143 einzuspannen und die Teile 70a, 140 und 143 zu einem einstückigen Gebilde miteinander zu verbinden, das durch den Antriebsmotor in Drehung versetzbar ist. Ein unteres Gewinde 146 des Teils 143 ist dann mit dem Bohrstrang 13 verbindbar, um diesen in Drehung versetzen zu können. Das Zahnrad 89 treibt das Teil 70a auf dieselbe Weise an, wie es in Verbindung mit dem Zahnrad 89 und dem Teil 70 der zuerst beschriebenen Ausführungsform beschrieben worden ist.

Die verschraubten Teile der Wellenbaugruppe von Fig. 11 können voneinander entfernt werden, indem lediglich die Gewindeverbindung an der Stelle 142 zwischen den Teilen 140 und 143 gelöst und dann das Teil 140 nach oben aus dem Inne-

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ren des Rohres 70a herausgezogen wird. Austauschteile können dann mit dem Rohr 70a verbunden werden, um die Vorrichtung wieder in betriebsbereiten Zustand zu versetzen.

Claims

PATENTATM.WÄLTE ": . I * * Γ .: Q ? Π 1 Λ MENGES &-PRÄHL"· *··'·:" Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt Professional representatives before the European Patent Office Erhardtstrasse 12, D-8000 München 5 Patentanwalt· MengosÄ Prahl, t.-ih.-ircilstr V. I) 8(JOO Mund um !> Dipl Inn Roll Morujes [)ipl Chum. Dr Hoist Pr;ihl Telefon (089) 26 3847 Telex 529581 BIPATd Telegramm BIPAT München IhrZelchen/Yourref. UnserZeichen/Ourref V 209 Datum/Date 13.01 Varco International Orange, California 92668, V.St.A. Patentansprüche :

1. Tiefbohrvorrichtung mit einem aufrechten Bohrturm (11) mit einer Bohreinheit (16), die ein mit dem Ende eines Bohrstranges (13) verbindbares Teil (70) und einen Motor zum Drehen dieses Teils und des Bohrstrangs um die Achse (15) des Bohrstrangs aufweist, und mit einer langgestreckten Führungsvorrichtung (22b, 23b), die sich im wesentlichen parallel zu der Achse erstreckt und die Bohreinheit beweglich längs dieser Achse führt, gekennzeichnet durch Einrichtungen (28, 31, 32) zum Haltern der langgestreckten Führungsvorrichtung (22b, 23b) derart, daß sie relativ zu dem Bohrturm (11) zwischen einer Bohrstellung, in der sie sich im wesentlichen parallel zu der Achse erstreckt, und einer geneigten Stellung verschwenkbar ist, in der sie sich unter einem Winkel gegen die Achse erstreckt und die Bohreinheit (11) so führt, daß sie auf einem geneigten Weg unter einem Winkel gegen die Achse bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine kraftbetätigte Vorrichtung (45)zum Verschwenken der Führungsvorrichtung (22b, 23b) zwischen den Stellungen.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Verriegelungsvorrichtung (50, 53) zum lösbaren Festhalten der Führungsvorrichtung (22b, 23b) in der Bohrstellung.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine obere, langgestreckte Führungsvorrichtung (22a, 23a) oberhalb der erstgenannten Führungsvorrichtung (22b, 23b) und in einer Linie mit dieser in der Bohrstellung derselben, wobei die obere, langgestreckte Führungsvorrichtung aber im wesentlichen parallel zu der Achse (15) bleibt, wenn die erste Führungsvorrichtung (22b, 23b) in ihre geneigte Stellung verschwenkt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Wagen (24), der sich mit der Bohreinheit. (16) bewegt und an der die Bohreinheit so angebracht ist, daß sie um eine im wesentlichen horizontale Achse relativverschwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (124), die sich der geringfügigen Schwenkbewegung des Wagens (24) nachgiebig widersetzt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen (37, 38) zum Haltern der Bohreinheit (16) derart, daß sie, während die Führungsvorrichtung (22b, 23b) in der Bohrstellung bleibt, relativ zu der Führungsvorrichtung zwischen einer aktiven Stellung, in der sie in einer Linie mit der Achse (15) ist, und einer inaktiven Stellung, in der sie versetzt auf einer Seite der Achse ist, bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte Führungsvorrichtung (22, 23) in einer Linie angeordnete obere und untere Ab-

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schnitte (22b, 22c, 23b, 23c) hat, die gemeinsam zwischen der Bohrstellung und der geneigten Stellung schwenken, wobei wenigstens ein Teil des unteren Abschnittes (22c, 23c) mit der Bohreinheit (16) relativ zu dem oberen Abschnitt (22b, 23b) zwischen einer aktiven Stellung, in der die Bohreinheit (16) in einer Linie mit der Achse (15) ist, und einer zurückgezogenen Stellung auf einer Seite der Achse bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsvorrichtung (22, 23) zwei in gegenseitigem Abstand parallel zueinander angeordnete Führungsschienen aufweist.

10. Tiefbohrvorrichtung mit einer Bohreinheit (16), die ein mit dem Ende eines Bohrstranges (13) verbindbares Teil (70) und einen Motor (80) zum Drehen des Teils und des Bohrstranges um die Achse des Bohrstranges aufweist, mit einer langgestreckten Führungsvorrichtung (22, 23), die die Bohreinheit (16) so führt, daß sie längs der Achse bewegbar ist, mit einer losen Flasche (19) oberhalb der Bohreinheit und mit einem Wagen (24, 25), der mit der losen Flasche (19) verbunden ist und die Führungsvorrichtung (22, 23) erfaßt, um den Wagen und die lose Flasche längs der Führungsvorrichtung zu führen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (32), die die Bohreinheit (16) so haltert, daß sie relativ zu der Führungsvorrichtung (22, 23) und dem Wagen (24) zwischen einer aktiven Stellung, in der die Bohreinheit in einer Linie mit der Achse und unterhalb der losen Flasche (19) ist, um durch diese abgestützt zu werden, und einer zurückgezogenen Stellung bewegbar ist, in der die Bohreinheit auf eine Seite der Achse versetzt ist, um das Aufhängen eines Bohrstranges (13) an der losen Flasche unabhängig von der Bohreinheit zu gestatten.

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11. Tiefbohrvorrichtung mit einem Wagen (24) , der Einrichtungen (68) hat, die mit einer sich vertikal erstreckenden Führungsvorrichtung (22, 23) in Eingriff bringbar sind, um den Wagen vertikalbewegbar zu führen, mit einem Motor (80) der an dem Wagen zur Bewegung mit demselben befestigt ist und ein Gehäuse (81) und einen Läufer (82) aufweist, mit einem rohrförmigen Teil (70), das sich längs einer insgesamt vertikalen Achse auf einer Seite des Gehäuses (81) erstreckt, an seinem unteren Ende mit einem Bohrstrang (13) verbindbar ist, um den Bohrstrang in Drehung zu versetzen, und einen Spülflüssigkeitsdurchlaß aufweist, und mit einem Getriebe (87, 89) zur Kraftübertragung von dem Läufer (82) auf das rohrförmige Teil (70), gekennzeichnet durch zwei Lager (95, 96), die an dem Gehäuse (81) des Motors (80) an gegenseitigen Vertikalabstand aufweisenden, insgesamt dem oberen bzw. unteren Ende des Läufers (82) quer gegenüberliegenden Stellen befestigt sind und das rohrförmige Teil (70) an diesen Stellen relativdrehbar zu dem Gehäuse (81) lagern.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (81) des Motors(80) bogenförmig gekrümmte Aussparungen (100, 103) enthält, die die Lager (95, 96) aufnehmen, und zwei Lagerdeckel (102) an den gegenseitigen Vertikalabstand aufweisenden Stellen trägt, die sich teilweise um die Lager erstrecken.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Axiallagervorrichtung (107), die das Gewicht des Motors (80) und des Wagens (24) an dem rohrförmigen Teil (70) abstützt.

14. Bohreinheit mit einer rohrförmigen Vorrichtung (70), die mit dem oberen Ende eines Bohrstranges (13) verbindbar ist, um den Bohrstrang zu drehen und diesem Spülflüssigkeit zuzu-

führen, und mit einem Motor (80) zum Drehen der rohrförmigen Vorrichtung (70) , dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Vorrichtung ein erstes rohrförmiges Teil (70a), ein zweites rohrförmiges Teil (140), welches sich durch das erste
rohrförmige Teil erstreckt^ und ein drittes rohrförmiges Teil (143) aufweist, das mit dem zweiten Teil verschraubbar ist,
um das zweite Teil in dem ersten Teil festzuhalten, welch
letzteres einen nichtkreisförmigen Teil (139) aufweist, der
mit einem nichtkreisförmigen Teil (141) eines der beiden
anderen rohrförmigen Teile in Eingriff bringbar ist, um zwischen denselben eine Drehbewegung zu übertragen.