DE3315569A1 - Verfahren und maschine zur manipulation von bohrstangen - Google Patents

Verfahren und maschine zur manipulation von bohrstangen

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DE3315569A1
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Germany
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rod
wedges
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arm
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Withdrawn
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DE3315569A
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Roland 44230 Saint-Sebastien sur Loire Le Roc'h
Marc 44470 Carquefou Lemaire
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Brissonneau et Lotz Marine SA
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Brissonneau et Lotz Marine SA
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/16Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/20Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically

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  • Drilling And Boring (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

PRINZ;;ÖlüNRE:8c PARTNER
" Patentanwälte --"· "European PateRV "Attorneys 3 3 I 0 Ό 0 <J
München Q Stuttgart
BRISSONNEAU & LOTZ MARINE S.A. 29. April 1983
Rue de la Metallurgie
Zone Industrielle
44470 Carquefou / Frankreich
Unser Zeichen: B 1657
Verfahren und Maschine zur Manipulation von
Bohrstangen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Manipulation von Bohrstangen mit im wesentlichen senkrechter Achse. Die der Durchführung des Verfahrens dienende Maschine arbeitet vollkommen automatisch.
Es sind Maschinen zur schnellen Manipulation von Stangenreihen bekannt, wie sich aus der französischen Patentschrift 2 301 683 ergibt. Diese Maschinen haben jedoch den Nachteil, daß sie sich infolge ihrer Konstruktion nur schlecht für einen völlig automatischen Betrieb eignen.
Bohrstangen müssen sehr häufig manipuliert, d.h. gehandhabt werden, wenn etwa mehrere tausend Meter der Stangen hochgezogen, der am Ende der Reihe vorhandene Bohrmeißel ausgewechselt oder irgendwelche Maßnahmen im Schacht durchgeführt, wie beispielsweise Auskleidungen des Schachtes, vorgenommen werden sollen. Danach gilt es dann, alle Stangen wieder in
den Schacht einzubringen. Es liegt also auf der Hand, daß eine.Automatisierung dieser aufeinanderfolgenden Arbeiten sehr zweckmäßig ist. Die Erfindung hat die Aufgabe einer solchen Automatisierung. Das Manipulationsverfahren gemäß der Erfindung für eine Reihe von Bohrstangen mit im wesentlichen senkrechter Achse im Bereich des Drehtisches eines Bohrschachtes bietet die Möglichkeit, die Stangen, welche jeweils an ihrem unteren Ende ein kegliges Außengewinde und an ihrem oberen Ende ein entsprechendes Innengewinde haben, anzuheben oder abzusenken. Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Maschine mit einer Einspannvorrichtung mit Keilen, welche außen die Form eines Kegelstumpfteiles haben und in eine entsprechend gestaltete Öffnung in dem Drehtisch bewegt werden können, durch welche die Stangenreihe hindurchverläuft. Innen haben die Keile die Form eines der zylindrischen Stange entsprechenden Zylinderteiles. Ferner ist eine Vorrichtung vorhanden, die ein anfängliches starkes Schraubdrehmoment liefert, und schließlich ist eine Vorrichtung für ein schnelles Abschrauben und eine stellunggebende oder die Stangen ausrichtende Klemme vorgesehen.
Das Verfahren gemäß de.r Erfindung enthält beim Anheben der Stangen folgende Arbeitsgänge:
a) An der teilweise aus dem Drehtisch herausragenden Stange wird eine Vorverspannung der Keile vorgenommen. Die Keile sind dabei mittels wenigstens eines Gelenkes und einer Kraftquelle, z.B. einem hydraulischen Zylinder mit Kolben, an einem mit einer senkrecht beweglichen Platte verbundenen Arm befestigt, woran sich die Kraftquelle abstützt, um den betreffenden Keil in die gewünschte Stellung an der Stange zu bringen, wobei eine Selbstzentrierung des Keiles stattfindet. Alsdann wird die Platte abgesenkt,
wobei die Keile in die entsprechend geformte öffnung eintreten, was eine feste Verspannung der Keile an der Stange zur Folge hat.
b) Zwei Spannbacken, mit denen die Spannvorrichtungen der Vorrichtung zur Lieferung eines starken Anfangsdrehmomentes versehen sind und von denen sich eine oberhalb der anderen befindet, werden beaufschlagt, um das obere Ende der unteren Stange bzw. das untere Ende der oberen Stange einzuspannen. Man überträgt dann auf eine der Spannvorrichtungen eine Drehbewegung über etwa 30° um die Stangenachse. Dann werden die Spannbacken gelöst und die Spannvorrichtungen wieder in ihre Ruhestellung zurückgebracht.
c) Nun wird die Vorrichtung zum schnellen Anschrauben in Tätigkeit gesetzt und die stellunggebende Klemme bringt die abgeschraubte Stange auf ihren Lagerplatz.
d) Schließlich wird die Platte wieder angehoben, während die Kraftquellen entspannt werden und die Stange anderweitig festgehalten wird.
Das Verfahren zum Absenken der Stangen enthält die folgenden Arbeitsgänge:
a) An der Stange, welche teilweise über den Drehtisch vorsteht, wird mit Hilfe von Keilen, die jeweils mit Hilfe wenigstens eines Gelenkes und einer Kraftquelle an einem mit einer senkrecht verschiebbaren Platte verbundenen Arm befestigt sind, eine Voreinspannung vorgenommen, wobei die Kraftquelle sich an dem Arm abstützt. Hierbei kommen die Keile an der Stange zur Anlage, und es findet dabei eine Selbstzentrierung derselben statt. Dann wird die
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Platte abgesenkt und ea findet eine starke Verspannung der Keile an der Stange statt, indem die Keile in die entsprechend geformte Öffnung eintreten.
b) Die anzuschraubende . Stange wird mittels der stellunggebenden Klemme zugeführt und die Schnellschraubvorrichtung wird in Tätigkeit gesetzt.
c) Mit Hilfe von zwei Spannbacken tragenden Spannvorrichtungen, von denen die eine oberhalb der anderen der ein starkes Enddrehmoment liefernden Vorrichtung angeordnet ist, wird das obere Ende der unteren Stange und das untere Ende der oberen Stange eingespannt. Auf eine der Spannvorrichtungen wird dann um die Achse der Stangen eine Drehbewegung über etwa 50° übertragen. Dann werden die Spannbacken gelöst und die Spannvorrichtungen wieder in ihre Ruhestellung zurückgebracht.
d) Nun wird die Platte wieder angehoben und die Kraftquellen werden entspannt, während die Stange anderweitig festgehalten wird.
Die Maschine zur Durchführung dieser Verfahren hat zweckmäßig folgende Merkmale, die getrennt oder in Kombination zur Anwendung kommen können:
a) Jeder Keil ist mittels wenigstens eines Gelenkes und einer Kraftquelle mit einem Arm verbunden, der mit einer in senkrechter Richtung beweglichen Platte in Verbindung steht. Die Kraftquelle stützt sich auf dem Arm ab, um den von ihr betätigten Keil in eine Stellung gegenüber der Stange zu bringen, wobei eine Selbstzentrierung des Keiles stattfindet.
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b) Jeder Keil ist mit dem Arm über eine Gelenkstange verbunden.
c) Die Platte ist auf Stützen gelagert, welche ein System von Gegengewichten und Federn enthalten, derart, daß sich die Ruhestellung der Platte in ihrer oberen Stellung befindet, während die Keile außerhalb der entsprechend geformten öffnung gelegen sind.
d) Es sind drei :Keile und drei Arme vorhanden.
e) Die Kraftquelle und die Gelenkstangen stützen sich auf dem Keil über ein Glied ab, das von dem Keil abgenommen werden kann.
f) Die beiden Spannvorrichtungen sind übereinander angeordnet und mit durch.Kraftquellen betätigten Spannbacken versehen. Sie erfassen das obere Ende der unteren Stange bzw. das untere Ende der oberen Stange. Eine der Spannvorrichtungen ist fest angeordnet und steht mit dem Maschinengestell in Verbindung, während die andere Spannvorrichtung um die Stangenachse drehbar iBt. Die Drehung dieser Spannvorrichtung kann mittels einer Kraftquelle bewirkt werden, die einerseits mit der unteren Spannvorrichtung und andererseits mit der oberen Spannvorrichtung in Verbindung steht.
g) Jede Spannbacke besteht aus drei Elementen, die etwa
in den Winkeln eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, wobei sich zwei Elemente am Ende jedes Armee der Spannvorrichtung befinden, während das dritte Element am Scheitel der Spannvorrichtung gelegen ist.
h) In der Stärke einer der Spannvorrichtungen ist ein Zwischenraum vorgesehen, wenn die Maschine kein Aufschraub- oder Abschraubdrehmoment liefert.
i) Jeder Arm der Spannvorrichtung hat etwa die Form eines rechten Winkels, wobei zwischen der Seitenwand der Spannbacken und den Armen der Spannvorrichtung ein Führungsorgan vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dessen Beschreibung noch weitere Zweckbestimmungen, Vorteile und Merkmale der Erfindung hervorgehen, zeigt die Zeichnung, und zwar sind:
Fig. 1 eine schaubildliche schejmatische Darstellung einer automatischen Maschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und
Fig. 2 bis 5 achematische Darstellungen von Einzelheiten der Maschine nach Fig. 1.
Die automatische Maschine nach Fig. 1 hat mehrere Teile, die in Kombination zusammenwirken. Insbesondere hat die Maschine eine Vorrichtung zur Feststellung der aus dem Schacht und dem Drehtisch 2 herausragenden Stange 1. Fernerhin hat die Maschine eine Vorrichtung 4 zur Übertragung des Anfangs- bzw. des Enddrehmoments beim Abschrauben bzw. beim Anschrauben einer weiteren Stange 3, welche in Fig. 1 abgebrochen gezeichnet ist.und sich an das obere Ende der aus dem Schacht herausragenden Stange anschließt. Die Maschine hat auch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung zum schnellen Aufschrauben oder Abschrauben der
Stange, ferner eine stellunggebende bzw. ausrichtende Klemme 5 für die Stange und schließlich eine Steuervorrichtung der dargestellten Maschine in Form einer Schalttafel 6. Die Maschine ist auf Schienen 7 verschiebbar. Im allgemeinen werden die Stangen, wenn eine Vorstangenreihe aus dem Schacht herausgehoben wird, voneinander getrennt und auf dem Gelände der Bohranlage gelagert. Zu diesem Zweck hebt man die Stangenreihe soweit an, daß die abzuschraubende Stange von den oberen Spannbacken der das Drehmoment erzeugenden Vorrichtung erfaßt werden kann und daß die untere Stange durch die Spannbacken 8 der unteren Spannvorrichtung erfaßt werden kann.
Da es erforderlich ist, die untere Stange 1 ao festzustellen, daß ein Herunterfallen der ganzen -verbleibenden Stangenreihe in den Schacht vermieden wird, wenn man die obere Stange abschraubt, so wird die Stangenreihe zunächst höher angehoben, um der Spannvorrichtung die Möglichkeit zu geben, die untere Stange 1 zu erfassen. Diese Spannvorrichtung besteht aus einer Platte 10 mit Armen 11, an denen jeweils unter Zwischenschaltung eines Gelenkes 13 und einer Kraftquelle 14, z.B. in Form eines hydraulischen Zylinders mit Kolben, ein Keil 12 befestigt ist. Die Platte 10 ist in senkrechter Richtung verschiebbar. Bei Betätigung der Kraftquelle 14- wird eine Yorverspannung der Keile 12 an der Stange 1 'bewirkt, wobei eine Selbstzentrierung der Keile erfolgt. Nun wird die Platte 10 beispielsweise durch die Schwerkraft unter dem Gewicht der Stangenreihe abgesenkt, wobei die Keile 12 in eine Öffnung 15 in dem Drehtisch 2 eintreten, welche eine entsprechend angepaßte Form hat.
Dies führt zu einer starken Verspannung der Zeile 12 an der Stange 1, deren oberes Ende überdies einen größeren Außendurchmesser als der restliche Stangenkörper hat, um so für das Festklemmen der Stange 1 zusätzliche Sicherheit zu bieten.
Wenn sich die Keile 12 in der öffnung 15 befinden und die Stange 1 gut festgespannt ist, kann die Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt werden, um das Anfangsdrehmoment zu übertragen, wodurch der oberen Stange 3 eine Drehbewegung um etwa 30° gegenüber der unteren Stange 1 erteilt wird, um so das Abschrauben der Stange 3 einzuleiten.
Bekanntlich ist eine Bohrstange an ihrem unteren Ende mit einem kegligen Teil mit Außengewinde und an ihrem oberen Ende mit einem kegligen Teil mit entsprechendem Innengewinde versehen. Die Maschine hat zwei Spannvorrichtungen 16 und 17, von denen die eine oberhalb der anderen angeordnet ist. Beide Vorrichtungen sind mit Spannbacken 8 bzw. 9 versehen, deren Elemente durch nicht dargestellte Kraftquellen betätigt werden, welche innerhalb der Vorrichtungen angeordnet sind. Die Spannbacken 8 und 9 erfassen das obere Ende der unteren Stange 1 bzw. das untere Ende der oberen Stange 3. Jede Spannbacke besteht aus drei Elementen, die etwa in den Winkeln eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Zwei dieser Elemente befinden sich am Ende jedes Armes der Spannvorrichtung, während das dritte Element am Scheitel oder Boden der Spannvorrichtung gelegen ist. Dadurch wird die Zentrierung der Stange gesichert. Das dritte Element arbeitet mit den beiden anderen zusammen, um das erforderliche Drehmoment zu übertragen.
Die untere Spannvorrichtung 16 ist fest und mit dem Maschinengestell 18 verbunden, während die obere Spannvorrichtung 17 um die Achse der Stange 3 drehbar ist. Die Drehung
erfolgt durch wenigstens eine Kraftquelle 19, die einerseits mit der unteren Spannvorrichtung 16 und andererseits mit der oberen Spannvorrichtung 17 in Verbindung steht. Zweckmäßig sind zwei solche Kraftquellen, beispielsweise in Form hydraulischer Zylinder und Kolben, vorhanden. Die beiden Spannvorrichtungen sind in der Achse der Stangen verschiebbar, um so eine genaue Einstellung zu ermöglichen.
Im Betrieb erfassen, nachdem die Keile 12 in der Öffnung 15 in Stellung gekommen sind, die Spannbacken 8 und 9 die Stangen, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Dann erteilt die Kraftquelle 19 der Spannvorrichtung 17 eine Relativdrehbewegung um etwa 30°. Die Teile kehren dann in die Ruhestellung zurück, zunächst die Spannbacken 8 und 9 und dann die Kraftquelle 19, nachdem sie durch Lieferung des erforderlichen Drehmomentes den Abschraubvorgang eingeleitet hat.
Die Maschine für die Schnellabschraubung kann dann ihre Arbeit beginnen. Diese Maschine ist nicht dargestellt, da sie dem Fachmann bekannt ist.
Die stellunggebende Klemme 5 der Stangen nimmt daraufhin die abgeschraubte Stange 3 auf und befördert sie nach ihrem Lagerplatz. Das Gewicht der Stange wird von einem Kabel aufgenommen, das auf die Trommel einer nicht dargestellten Winde aufgewickelt ist.
Das Kabel wird daraufhin an der Stange 1 angebracht, die noch durch die Keile 12 eingespannt ist. Mittels der Winde wird dann die Stange 1 angehoben, damit sie in die Stellung gelangt, die zu Beginn des beschriebenen Arbeitsganges die Stange 3 eingenommen hatte. Nun kann sich der Arbeitsgang wiederholer Beim Anheben der Stange 1 verlassen die Keile
12 die Öffnung 15. Die Kraftquellen 14 nehmen wieder ihre Ruhestellung ein, wodurch die Keile völlig von der Stange freikommen. Ein aus Gegengewichten und Federn bestehendes System, das in der Zeichnung nicht dargestellt und an sich bekannt ist, ist in den Ständern 20 untergebracht, welche die bewegliche Platte 10 tragen. Dieses System bewirkt, daß die Platte sich in ihrer oberen Lage in Ruhestellung befindet und daß die Maschine für den nächsten Arbeitsgang bereit ist.
Man sieht also, daß das Abschrauben auf sehr einfache Weise automatisiert werden kann, so daß die Möglichkeit besteht, beträchtliche Einsparungen an dem Bedienungspersonal der Anlage zu erzielen, wobei das Personal nicht mehr physischen Belastungen unterworfen ist.
In gleicher Weise spielt sich der umgekehrte Vorgang des Aufschraubens einer Stange ab. Die aufzuschraubende Stange 3 wird mittels des sie tragenden Kabels und der stellunggebenden Klemme 5, deren Spannbacken 21 eine geeignete Form haben, welche das Fluchten der beiden Stangen sichert, über die aus dem Drehtisch 2 herausragende Stange 1 befördert. Mittels der Winde wird das ein Außengewinde tragende Ende der oberen Stange 3 in den das Innengewinde tragenden Teil der unteren Stange 1 eingeführt.
Die das Schnellaufschrauben bewirkende Maschine arbeitet dann unter der visuellen Kontrolle der Bedienungsperson, welche durch einen Zwischenraum 22 in der Stärke der oberen Spannvorrichtung 17 der Maschine möglich ist, die das endgültige Aufschraubdrehmoment liefert.
Am Ende dieses Arbeitsganges kommt der Zwischenraum 22
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dadurch zum Fortfall, daß nicht dargestellte Kraftquellen in ihre Ruhestellung gelangen. Diese Kraftquellen wirken auf Daumen 23 ein, um einen Teil der oberen Spannvorrichtung 17 während der Schnellaufschraubung anzuheben, damit die Bedienungsperson den Vorgang beobachten kann. Die Spannbacken 8 und 9 spannen dann das obere Ende der unteren Stange. 1 bzw. das untere Ende der oberen Stange 3 ein. Durch die Kraftquelle 19 wird der oberen Stange 3 eine letzte Drehbewegung erteilt, so daß mittels des übertragenen Drehmomentes die Verschraubung fest angezogen wird. Die Kraftquellen nehmen dann nacheinander wieder ihre Ruhestellung ein, wobei der Zwischenraum 22 an der oberen Spannvorrichtung 17 wieder hergestellt wird.
Mittels des Windenkabels wird die Stangenreihe dann um ein genügendes Höhenmaß angehoben, damit die Keile 12 aus der öffnung 15 in dem Drehtisch 2 heraustreten können. Die Platte 10 gelangt automatisch in ihre obere Stellung, wie dies bereits angegeben wurde. Die Kraftquellen 19 bzw.14 befinden sie] ebenfalls in Ruhestellung. Die Bedienungsperson senkt nun die zusammengesetzte Stangenreihe um eine Strecke ab, so daß, wenn die Keile 12 für den folgenden Arbeitsgang in Stellung gebracht sind, das obere Ende der Stange sich nun an dem alten Platz der Stange 1 befindet, nämlich gegenüber den Spannbacken 8 der unteren Spannvorrichtung 16. Der Arbeitsgang kann sich nun mit einer neuen oberen Stange wiederholen. Um den Platz freizugeben, wenn es nicht erforderlich ist, Stangen der Reihe zusammen- oder abzuschrauben, ist die gesamte Maschine auf einem rechteckigen Wagen oder Schlitten 24 montiert, der an einer Seite offen ist und auf Schienen 7 verfahrbar ist, die auf dem Boden der Bohranlage beiderseite des Drehtisches 2 angeordnet sind. Die Ständer 18, welche die Maschine zur Lieferung des Drehmomentes
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und die Maschine zum schnellen Auf- und Abschrauben tragen, sind zweckmäßig um ein in dem Schlitten oder Wagen 24 vorgesehenes Gelenk um einige Grade drehbar, um den Betrieb der Maschine zu ermöglichen, wenn die Achse des Schachtes und damit der Stangen nicht genau vertikal verläuft und mit der Senkrechten einen verhältnismäßig kleinen Winkel von beispielsweise unter 5° einschließt.
Schließlich ist die Maschine so ausgeführt, daß eine Seite offen ist, so daß sie in Stellung gebracht werden kann und ohne daß es notwendig ist, diesen offenen Teil nach dem Inst ellungbr ing en der Maschine zu schließen .
Unter Bezugnahme auf die Pig. 2 bis 4 wird nachfolgend die Vorrichtung zum Einspannen der unteren Stange genauer beschrieben. Diese Vorrichtung besteht, wie man gesehen hat, aus einer Platte 10, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Arme 11 hat.. Am Ende jedes derselben ist mit Hilfe wenigstens eines Gelenkes 13 und einer Kraftquelle 14, die ein hydraulischer Zylinder mit Kolben sein kann, ein Keil 12 angebracht.
Fig. 2 zeigt im Schnitt das Ende eines Armes 11 und die Mittel für die Anbringung des Keiles 12. Die Kraftquelle 14 ist mit Hilfe von Gelenken 141 bzw. 142 einerseits mit dem Arm 11 und andererseits mit dem Keil 12 verbunden. Das Gelenk 13 stellt unter Verwendung der Stange 131 eine Doppelanlenkung dar. Die Stange 131 ist über die Gelenke 133 und 132 einerseits mit dem Keil 12 und andererseits mit dem Arm 11 verbunden. Auf diese Weise legt sich der Keil 12 unter der Wirkung der Kraftquelle 14 an die Stange 1 an, wo er sich selbst zentrieren kann.
Fig. 3 zeigt in Draufsicht einen Keil, worauf die Gelenke 133 und 141 klarer zu sehen sind.
Fig. 4 zeigt schematisch in Draufsicht die Platte 10 mit ihrer Öffnung, die die Anbringung der Vorrichtung oberhalb des Drehtisches 2 ermöglicht. Die Keile 12 sind in ihrer Spannstellung an die Stange 1, die im Schnitt gezeigt ist, dargestellt.
Fig. 5 zeigt schematisch in Draufsicht eine Spannvorrichtung 17 mit ihrer geschlossenen Spannbacke, welche aus drei Elementen 91, 92, 93 besteht, die im wesentlichen in Winkeln eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.
Zweckmäßig ist das Element 92 fest, während die Elemente 91 und 93 durch Kraftquellen angetrieben sind. Jeder Arm der Spannvorrichtung hat die Form eines Rechtecks, so daß die Seitenwände der beweglichen Elemente 91 und 93 parallel zu den Armen verlaufen. Dadurch ist es möglich, zwischen die Wände und die Arme ein Führungsorgan 171 für die beweglichen Spannbackenelemente einzuschalten, um eine schlechte Zentrierung der Stange zu vermeiden.
Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel kann Abänderungen erfahren, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
Leerseite

Claims (11)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Manipulation einer Bohrstangenreihe mit zu der Ebene des Drehtisches eines Bohrschachtes etwa senkrecht verlaufender Achse, wobei die anhebbaren Bohrstangen ein unteres, ein kegliges Außengewinde tragendes Ende und ein entsprechend geformtes und Innengewinde tragendes oberes Ende haben und wobei eine Maschine Verwendung findet, die eine Einspannvorrichtung mit Keilen aufweist, welche außen kegelstumpfförmig, in eine entsprechend geformte Drehtisch-Durchgangsöffnung für die Bohrstangen verschiebbar und innen zylinderflächig entsprechend der Stangenform sind, und a±e mit einer stellunggebenden Klemme versehen ist, ein starkes Abschraub-Drehmoment zu liefern vermag und eine Einrichtung zum schnellen Abschrauben enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
a) an einer teilweise über den Drehtisch. (2)'hinausragenden Stange (1) mittels der Keile (12) eine Voreinspannung vorgenommen wird, indem die jeweils an einem mit einer senkrecht verschiebbaren Platte (10) verbundenen Arm (11) montierten Keile (12) mittels wenigstens eines Gelenkes (13) und mittels Kraftquellen (14) an die Stange (1) angelegt werden, um so eine Selbstzentrierung der Keile herbeizuführen, worauf die Platte (10) abgesenkt und durch. Eintritt der Keile in die Öffnung (15) eine feste Einspannung der Stange (1) bewirkt wird,
COPY
Pr/Hf
"b) mittels Spannbacken (8, 9) an zwei Spannvorrichtungen (16, 17), von denen eine sich unterhalb der anderen der ein starkes Anfangsdrehmoment liefernden Vorrichtung befindet, wird das obere Ende der unteren Stange (1) bzw. das untere Ende der oberen Stange (3) eingespannt, worauf der einen (17) der Spannvorrichtungen um die Achse der Stangen eine Drehbewegung um etwa 30 erteilt wird und die Spannvorrichtungen dann unter Öffnung der Spannbacken (8, 9) in ihre Ruhestellung zurückbewegt werden,
c) die Schnellabschraubvorrichtung in Tätigkeit gesetzt und die abgeschraubte Stange (3) mittels der stellunggebenden Klemme (5) an ihre Lagerstelle gebracht wird,
d) die Platte (10) wieder angehoben wird und die Kraftquellen (14) ausgeschaltet werden, während die Stange (1) anderweitig gehalten wird.
2. Verfahren zur Manipulation einer Bohrstangenreihe mit zu der Ebene des Drehtisches eines Bohrschachtes etwa senkrecht verlaufender Achse, wobei die absenkbaren Bohrstangen ein unteres, ein kegliges Außengewinde tragendes Ende und ein entsprechend geformtes und Innengewinde tragendes oberes Ende haben und wobei eine Maschine, die eine Einspannvorrichtung mit außen kegelstumpf förmigen, in eine entsprechend geformte Drehtisch-Durchgangsöffnung für die Bohrstangen verschiebbaren, innen zylinderflächigen Keilen hat, die mit einer stellunggebenden Klemme versehen ist und ein starkes Festschraub-Enddrehmoment zu liefern vermag, und eine Maschine zum schnellen Aufschrauben Verwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß
a) an einer teilweise über den Drehtisch (2) hinausragenden Stange (1) mittels der Keile (12) eine Voreinspannung vorgenommen wird, indem die jeweils an einem mit einer senkrecht verschiebbaren Platte (TO) verbundenen Arm (11) montierten Keile (12) mittels wenigstens eines Gelenkes (13) und mittels Kraftquellen (14) an die Stange (1) angelegt werden, um so eine Selbstzentrierung der Keile herbeizuführen, worauf die Platte (10) abgesenkt und durch Eintritt der Keile in die Öffnung (15) eine feste Einspannung der Stange (1) bewirkt wird,
b) die aufzuschraubende Stange (3) mittels der stellunggebenden Klemme (5) zugeführt wird und die Inbetriebsetzung der Schnellschraubmaschine erfolgt,
c) mittels Spannbacken (8, 9) an zwei Spannvorrichtungen (16, 17), "von denen eine sich oberhalb der anderen der ein starkes Enddrehmoment liefernden Vorrichtung befindet, wird das obere Ende der unteren Stange (1) bzw. das untere Ende der oberen Stange (3) eingespannt, worauf der einen (17) der Spannvorrichtungen um die Achse der Stangen eine Drehbewegung um etwa 30° erteilt wird und die Spannvorrichtungen unter Öffnung der Spannbacken (8, 9) in ihre Ruhestellung zurückbewegt werden,
d) die Platte (10) wieder angehoben wird und die Kraftquellen (14) ausgeschaltet werden, während die Stange (1) anderweitig gehalten wird.
3. Maschine zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Keil
(12) an einem Arm (11) befestigt ist, der mit einer senkrecht verschiebbaren Platte (10) in Verbindung steht,und zwar durch wenigstens ein Gelenk (13) und eine Kraftquelle (H), die sich auf dem Arm (11) abstützt, um den Keil (-12) gegen die Stange (1) anzulegen und eine Selbstzentrierung des Keiles (12) zu bewirken.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Keil (12) mit einem Arm (11) über ein Gestänge
(13) und Gelenke (132, 133) verbunden ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) auf Stützen (20) gelagert ist, die ein System von Gegengewichten und Federn enthalten, derart, daß die Ruhestellung der Platte (10) die obere Stellung ist, bei der die Keile (12) sich außerhalb der entsprechend geformten Öffnung (2) befinden.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei Keile (12) und drei Arme (11) vorhanden sind.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftquelle (14) und das Gestänge (13) sich auf dem Keil (12) über ein Glied (121) abstützen, das von dem Keil (12) gelöst werden kann.
8. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei übereinander angeordnete Spannvorrichtungen (16, 17)
mit von Kraftquellen betätigten Spannbacken aufweist, die an das obere Ende der unteren Stange (1) bzw. an das untere Ende der oberen Stange (3) zur Anlage zu bringen sind, wobei eine (16) der Spannvorrichtungen an dem MascMnengestell (18) befestigt ist, während die andere (17) um die Achse der Stangen durch eine Kraftquelle drehbar ist, die einerseits mit der unteren (16) und andererseits mit der oberen Spannvorrichtung (17) in Verbindung steht.
9* Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spannbacke (8, 9) drei etwa in Winkeln eines gleichseitigen Dreiecks angeordnete Elemente (91, 92, 93) aufweist, nämlich zwei Elemente (91, 93) am Ende eines Armes der Spannvorrichtung und das dritte (92) im Scheitel derselben.
10. Maschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stärke einer der Spannvorrichtungen (17) ein Zwischenraum (22) vorhanden ist, wenn die Maschine kein Auf- oder Abschraubdrehmoment abgibt.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm der Spannvorrichtung (17) im wesentlichen die Form eines Winkels hat, wobei zwischen der Seitenwand der beweglichen Elemente (91, 93) und dem Arm ein Führungsorgan (171) angeordnet ist.
DE3315569A 1982-04-30 1983-04-29 Verfahren und maschine zur manipulation von bohrstangen Withdrawn DE3315569A1 (de)

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