DE3346090A1 - Antriebsstange fuer den drehantrieb eines bohrgestaenges - Google Patents

Description

Antriebsstange für den Drehantrieb eines Bohrgestänges

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an einer Antriebsstange, die mit einem Drehtisch in Antriebsverbindung steht und zu diesem längs verschiebbar gehalten ist, um bei der Herstellung einer Tiefbohrung beispielsweise einer Erdölbohrung einen aus Bohrstangen zusammengesetzten Bohrstrang anzutreiben.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik wird 'die Antriebsstange mit dem oberen Ende des aus Bohrstangen bestehenden Stranges verschraubt. Folglich muß jedes Mal, wenn eine neue Bohrstange in den Strang eingefügt wird, die gesamte Anordnung angehoben werden, die aus der Antriebsstange und den daraus angeschlossenen Bohrstangen besteht. Weiterhin muß das angehobene Bohrgestänge oberhalb des Drehtisches festgehalten, die Antriebsstange
abgeschraubt und auf eine neue Bohrstange aufgeschraubt werden. Weiterhin muß die aus Antriebsstange und der
neuen Bohrstange bestehende Anordnung angehoben werden,

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um das untere Ende der neuen Bohrstange mit dem oberen Ende des bereits vorhandenen Bohrgestänges zu verbinden, um schließlich die Gesamtanordnung mit der neu eingefügten Bohrstange zur Weiterführung der Bohrung wieder abzusenken.

Diese Arbeitsgänge sind aufwändig und benötigen viel Zeit. Beim Abschrauben und Aufschrauben besteht die Gefahr der Beschädigung der Gewindeenden der Bohrstangen. Die Stillstandszeiten bergen die Gefahr in sich, daß Verstopfungen und unerwünschte Ablenkungen in der Bohrrichtung auftreten. Die Antriebsstange muß die gleiche Länge wie eine Bohrstange aufweisen, und es kann der Fall eintreten, daß sie sich während einer Eruption innerhalb von Sicherheitseinrichtungen befindet bzw. sich durch diese hindurcherstreckt, woraus sich die Unmöglichkeit ergibt, die Sicherheitseinrichtungen sorgfältig abschließen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Zusammenhang mit einer Antriebsstange und deren Verbindung mit dem Bohrgestänge im Betrieb anfallenden Handhabungen zu reduzieren, eine längere Lebensdauer dieser Bauteile zu ermöglichen und auch die Sicherheit der Arbeitsmannschaft auf der Bohrstelle zu verbessern.

Zu diesem Zweck besteht ein Gegenstand der Erfindung aus einer hohlen Antriebsstange zum Antrieb eines aus Bohrstangen bestehenden Stranges. Die Antriebsstange ist zur Aufnahme in einem Drehtisch geeignet, um von dort aus über einen oberen Endabschnitt das Bohrgestänge anzutreiben,

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wobei die Antriebsstange einen inneren Längsweg ausreichender Breite zum Durchgang eines aus Bohrstangen bestehenden Stranges aufweist. Außerdem sind innerhalb der Antriebsstange steuerbare Greif- oder Spanneinrichtungen zum Erfassen des Bohrstangenstranges vorgesehen.

Durch Anwendung der vorbeschriebenen Antriebsstange kann man durch eine Folge wiederholter Ans'enk- und Hochziehvorgänge der Antriebsstange Erdbohrungen bis auf eine Tiefe durchführen, die der mehrfachen Länge der Antriebsstange entspricht, bevor eine neue Bohrstange in den Bohrstangenstrang eingeführt wird. Diese Ergänzung bzw. Verlängerung des Bohrstangenstranges läßt sich durchführen, ohne daß zuvor die Antriebsstange abgeschraubt und dann wieder aufgeschraubt werden muß.

Die Greif- oder Spanneinrichtungen sind vorzugsweise im wesentlichen über die gesamte Länge des Antriebsstangenkörpers verteilt. Die Antriebsstange kann beispielsweise Anwendung finden bei einer Bohranlage, die von oben nach unten einen Drehtisch, ein Spülrohr sowie Sicherheitseinrichtungen umfaßt, wobei die Antriebsstange eine Länge besitzt, die ungefähr gleich derjenigen des Spülrohres ist. Auf diese Weise kann die Antriebsstange eine größtmögliche Länge besitzen, ohne mit den Sicherheitseinrichtungen platzmäßig zu kollidieren bzw. in gegenseitig störenden Eingriff zu treten.

Der innere Durchlaßweg in der Antriebsstange besitzt vorzugsweise eine kreisförmigen Querschnitt. Die Greif- oder Spanneinrichtungen können ein verformbares zylindri-

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sches Gehäuse umfassen, das an seinen Enden abgedichtet mit der Antriebsstange verbunden ist und an dem Einlaßeinrichtungen für ein Steuermedium vorgesehen sind zum Anschluß an einen Steuerraum zwischen der Innenwand der Antriebsstange einerseits und dem Gehäuse andererseits. Der hohle Antriebsstangenkörper kann mit radial verlaufenden Führungsmitteln ausgestattet sein, um das verformbare zylindrische Gehäuse der Spannanordnung an Ort und Stelle zu halten.

Vorzugsweise besteht das zylindrische verformbare Gehäuse aus einem verstärkten federnd-nachgiebigen Material. Das zylindrische Gehäuse kann an seiner radial nach innen weisenden Seite Spannblöcke tragen, die durch das Gehäuse hindurch an Führungsstiften befestigt sind, die auf der anderen Seite des Gehäuses den Spannblöcken gegenüberliegend angeordnet sind. Die Führungsstifte können in Öffnungen des Antriebsstangenkörpers sowie durch Abstandshalterhülsen geführt sein, die innerhalb des inneren Durchlasses des Antriebsstangenkörpers zwischen aufeinanderfolgenden Ringen von Führungsstiften angeordnet sind.

Die Antriebsstange kann außerdem mit einem mit Gegengewicht arbeitenden Hubsystem ausgestattet sein, das mit begrenzter Hubgeschwindigkeit arbeitet und eine Seilwindeneinrichtung umfaßt. Das Hubsystem kann zwei waagerechte Arme aufweisen, die in Axialrichtung am oberen Ende der Antriebsstange befestigt und in senkrechten Tragteilen geführt sind. Die waagerechten Arme können aus Rohren zur Zuführung von Steuerflüssigkeit in den Ste,uerraum gebildet sein.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit weiteren Merkmalen und Vorteilen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Abschnittes einer herkömmlichen Bohranlage im Bereich zwischen dem Drehtisch und dem Verrohrungskopf eines Bohrloches,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Anordnung,

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Abschnittes einer Bohranlage gemäß der Erfindung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsstange,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Drehtisch in Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines in der Anlage nach Fig. 3 zur Anwendung kommenden Keils,

Fig. 6 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch

die Antriebsstange nach Fig. 3 nach der Linie <;■ VI-VI in Fig. 8 sowie VI-VI in Fig. 9,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Antriebsstange entsprechend Fig. 6,

Fig. 8 und

Querschnitte durch die Antriebsstange nach der Linie VIII-VIII bzw. IX-IX in Fig. 6 während der Freigabe bzw. während der Klemmung einer Bohrstange, die sich durch die Antriebsstange hindurch erstreckt,

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Fig. 10 eine Bodenansicht der Antriebsstange entsprechend dem Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 6 und

Fig. 11 eine Ansicht in halbgeschnittener Darstellung eines Hubsystems, das der Anordnung entsprechend Fig. 3 zugeordnet ist.

In Fig. 1 und 2 ist zum Stand der Technik eine herkömmliche Drehtischanlage dargestellt, bei welcher der Drehtisch 1 eine Anschlußeinrichtung 2 mit Bohrungen 3 zur Aufnahme eines nicht gezeigten Bauteils aufweist, mit dem ein Antriebsrohr 4 angetrieben wird, das mit dem Ende der obersten Stange eines nicht gezeigten Bohrstangenstranges verschraubt ist.

Unterhalb des Drehtisches 1 ist ein Spülrohr 5 vorgesehen, das einen Spülflüssigkeits-Auslaßstutzen 6 enthält und sich zwischen dem Drehtisch 1 und Sicherheitseinrichtungen 7 und 8 erstreckt, wozu eine BohrlochabSchlußvorrichtung, z.B. ein Preventer der Kolbenbauart oder ein Preventer der Ringbauart gehört, die ihrerseits auf dem Kopf 9 der Bohrlochverrohrung 10 während der Bochärbeiten angeordnet sind.

Entsprechend Fig. 3 sind die gleichen Bohrlochabschlußvorrichtungen 7, 8 unterhalb eines Drehtisches 1 wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch ist die herkömmliche Antriebsstange 4 durch eine hohle Antriebsstange 11 ersetzt worden, die einen größeren Querschnitt als bei der herkömmlichen Bauweise aufweist und auch eine größere Längst-

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durchlaßweite als diejenige der Stangen des Bohrstranges, so daß die Bohrstangen des Bohrstangenstranges durch diese Durchlaßweite in der Antriebsstange 11 hindurchpassen und hindurchbewegt werden können. Die Antriebsstange 11 ist innerhalb ihres Durchlasses mit einer Greif- oder Spanneinrichtung ausgestattet, um ein oberes Glied 12 des Bohrstangeristranges zu erfassen. Diese Greif- oder Spanneinrichtung ist in Fig. 3 nicht gezeigt, jedoch als Ausführungsbeispiel weiter unten in Verbindung mit den Figuren 6, 8 und 9 näher beschrieben.

Die Antriebsstange 11 besitzt beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bis 10 ein quadratisches Außenprofil , und der Antriebsteil 13 für den Drehantrieb des Antriebsrohres 11 , der auf der Halteeinrichtung 2 befestigt ist, enthält dementsprechend eine in Fig. 4 erkennbare quadratische öffnung. Die Antriebsstange 11 könnte auch ein sechseckiges oder beliebig anderes Polygon-Außenprofil besitzen oder könnte einfach mit Längsrippen oder Längsnuten versehen sein. Das Außenprofil der Antriebsstange 11 hat lediglich die Aufgabe, eine Mitnehmer-Drehverbindung herzustellen und gleichzeitig eine unbehinderte Längsverschiebbarkeit bezüglich des Drehtisches zu ermöglichen.

Vorzugsweise besitzt die Antriebsstange 11 eine Länge, die gleich derjenigen des Spülrohres 5 ist, was gewöhnlich eine Länge zwischen etwa 4 m und 8m, meistens eine Länge von ungefähr 6 m bedeutet.

Am oberen Ende trägt die Antriebsstange 11 ein Drucklager

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mit einer in zwei Richtungen verlaufenden Abstiützwirkung, wobei der feststehende Lagerteil 15 an zwei waagerechten Armen 16 und 17 befestigt ist. Die Arme 16, 17 sind in Vertikalrichtung beweglich und mit ihren freien Endabschnitten 18 und 19 zu diesem Zweck an zwei senkrechten Tragteilen 20 und 21 verschiebbar geführt. Die Tragteile 20 und 21 wirken als Führungsschienen eines in seinem Aufbau üblichen Führungssystems. Die senkrechte Verstellbewegung der waagerechten Arme 16 und 17 ist mit der Bewegung mechanischer Seile 22 und gekoppelt, die zwischen ihren Enden an ösen oder Ansätzen 24, 25 bzw. 26, 27 der Arme 16 und 17 festgemacht sind. Jedes Seil 22, 23 ist an einem Ende über eine Rückholwinde 28 bzw. 29 gewickelt, läuft über eine Seilscheibe 30 bzw. 31 auf dem, oberen Ende der entsprechenden Tragschiene 20, 21 und trägt an seinem anderen Ende ein Gegengewicht 32 bzw. 33.

Wenn die Spanneinrichtung im Innern der Antriebsstange 11 letztere mit dem Element 12 des Bohrstangenstranges verbindet, dann zieht der Bohrstangenstrang die Antriebsstange 11 und die waagerechten Arme 16 und 17 aufgrund seines Eigengewichtes im Verhältnis zum Eindringen des nicht gezeigten Bohrwerkzeuges in den Boden nach unten, da die Gegengewichte 32 und 33 leichter sind als der Bohrstangenzug als Ganzes. Demzufolge werden die Arme 16 und 17 abwärts geführt, während die Gegengewichte 32 und 33 nach oben gehen.

Wenn die Antriebsstange .11 ihre untere Stellung erreicht hat« braucht nur die innere Spanneinrichtung abgeschaltet

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oder gelöst zu werden, um die Antriebsstange 11 vom Element 12 des Bohrstangenstranges zu befreien. Die Antriebsstange 11 wird dann in ihre~.obere Stellung hochgezogen, da die Gegengewichte 32 und 33 an den waagerechten Armen 16 und 17 angreifen und die Gegengewichte schwerer sind als das Eigengewicht des Antriebsrohres. Die ansteigende Bewegung der Antriebsstange 11 wird als Folge der Umkehr- oder Hochziehwinden 28 und 29 verlangsamt. Danach wird die Greif- oder Spanneinrichtung wieder aktiviert und mit dem Bohrstangenstrang in Eingriff gebracht,worauf der Bohrvorgang fortschreitet.

Durch Wiederholung des Arbeitszyklus des Absenkens und Anhebens der Antriebsstange 11, wie dies vorangehend beschrieben worden ist, wird es möglich, bis in eine Tiefe zu bohren, die der Länge eines Bohrstrangelements 12 entspricht, d.h. der Länge einer Bohrstange , oder noch besser, der Länge einer Mehrzahl von Bohrstangen, die zuvor miteinander verbunden und auf den bereits an Ort und Stelle befindlichen Bohrstangenstrang aufgeschraubt worden sind. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Bohrstrangelemente von etwa 27 Meter Länge zu benutzen, die aus drei zuvor miteinander verschraubten Bohrstangen bestehen.

Wenn im Betrieb ein neues Element dem bestehenden Bohrstangenstrang zugefügt werden soll, so wird das letzte Element 12 mit Hilfe von Keilen herkömmlicher Bauart, z.B. mit Hilfe 34 entsprechend Fig. 5 geklemmt , wobei man die Keile in die mittlere konische Öffnung 35 einführt, die im Drucklager 14 entsprechend Fig. 3 und 6 vorgesehen ist. Dieser Verkeilvorgang könnte auch auf selbsttätige Art und Weise erfolgen.

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Die innerhalb der Antriebsstange 11 angeordnete Greif- oder Spanneinrichtung umfaßt eine Vielzahl sehr unterschiedlicher Bauarten. Beispielsweise kann eine mechanische Bauart vorgesehen sein, die z.B. durch Relativdrehung von Antriebsstange 11 und Bohrstangenelement 12 in Tätigkeit gesetzt wird, indem innerhalb der Antriebsstange 11 eine Hülse mit Hilfe von Hubantrieben, Hydraulikzylindern oder dergl. vorgeschoben wird, die am Drehtisch abgestützt sind und auf Stifte oder Zapfen wirken, die in Öffnungen innerhalb der Antriebsstange 11 verschiebbar sind oder auch durch Keilfedern, die zwischen der Antriebsstange 11 und dem Strangelement 12 Klemmkeile bilden. Die Spanneinrichtung kann auch elektromagnetischer oder hydraulischer Bauart sein, beispielsweise eine Hydraulikpumpe, die in Höhe des Drucklagers 14 angeordnet ist und das Bohrstrangelement 12 während der Relativdrehung bezüglich der Antriebsstange 11 verriegelt»

Im folgenden ist ein Spanneinrichtung hydromechanischer Bauart unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 bis 10 beschrieben. Eine solche Spanneinrichtung findet bevorzugte Anwendung, weil mit ihrer Hilfe das oberste Bohrstangenelement 12 längs einer beträchtlichen Oberfläche erfaßt und festgehalten werden kann, ohne daß dabei die Gefahr einer Beschädigung entsteht.

Ein Strömungsmedium zur Steuerung der Spanneinrichtung, beispielsweise Luft, wird der Antriebsstange 11 vorzugsweise über die Einlaß- und Auslaßrohre 36 und 37 (Fig. 6)

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zugeführt, die eine hohe mechanische Festigkeit besitzen und die weiter oben beschriebenen Arme 16 und 17 ersetzen, auch hinsichtlich deren Funktion beim Absenken und Anheben der Antriebsstange 11, wenn sie in den senkrechten Tragschienen 20 und 21 gleiten und über die Seile 22 und 23 mit den Gegengewichten verbunden sind. Die Einlaß- oder Auslaßrohre 36 und 37 sind an ihren freien Enden 38 und 39 an nicht gezeigte Schlauchleitungen hydraulisch angeschlossen, um das Steuermedium zu- und abzuführen.

In Fig. 6 ist auf der linken Seite die Spanneinrichtung in nicht betätigtem Zustand und auf der rechten Seite in betätigtem Zustand, d.h. bei Anlage an einem Bohrstrangelement 12 gezeigt.

Die Spanneinrichtung, die innerhalb der Durchlaßweite des Antriebsrohres 11 angeordnet ist, umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 40, das zur Symmetrieachse der Antriebsstange 11 koaxial verläuft und an seinem oberen Längsende an einem ringförmigen Endstück 41 gehalten wird, während das Gehäuse 4 0 am unteren Längsende zwischen einem an der Stange 11 befestigten ersten Ringbauteil 42 und einem an dem ersten Ringbauteil befestigten zweiten ringförmigen.Abdichtteil 43, beispielsweise durch Verschraubung festgeklemmt und eingespannt ist.

Die Antriebsstange 11 besteht aus einem länglichen Körper 44, mit einem inneren Durchgang in Form eines zylindrischen Innenraums 45, der durch die zylindrische Innenwand 46 begrenzt ist. Die vier äußeren Ecken des längli-

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chen Körpers 44 sind an der Stelle 4 7 abgeflacht und dort mit radial verlaufenden Führungsbohrungen 48 versehen, die beispielsweise durch Fräsen von außen hergestellt sind, um Keilstücke 49 aufzunehmen, die beispielsweise durch Schweißung befestigt sind und das Außenprofil der Bohrstange 11 zu einem Quadrat entsprechend Fig. 8 vervollständigen.

In den radial gerichteten Öffnungen oder Schlitzen sind Führungszapfen 50 eingeführt und dort in Radialrichtung verschiebbar. Jeder Führungszapfen oder Führungsstift 50 ist mit Anschlußschrauben 51 an dem verformbaren zylindrischen Gehäuse 40 befestigt und an einem Spannblock 52 der dem entsprechenden Führungszapfen 50 gegenüber auf der Innenseite des Gehäuses 4 0 angeordnet ist. Die Oberflächen der Spannblöcke 52 , die dem oberen Bochstrangelement 12 gegenüberliegen, haben im Querschnitt einen kreisbogenförmigen Verlauf und sind so bemessen, daß sie sich an das Bohrstrangelement 12 anlegen. Aus einem radial verlaufenden Führungsschlitz 48, einem Führungszapfen 50 , einem Spannblock 52 und den Anschlußschrauben 51 bestehende Baugruppen sind über die gesamte Länge der Antriebsstange verteilt und untereinander in Abständen angeordnet.

Das verformbare zylindrische Gehäuse 40 kann insbesondere aus einem federnd nachgiebigem Material, beispielsweise Gummi, einem sythetischen Elastomer oder einem anderen

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Kunstharz bestehen, das beispielsweise durch Fasern hoher mechanischer Festigkeit verstärkt ist, um so dem Gehäuse 4 0 die Eigenschaften zu verleihen, mit denen es in seine Ruhestellung oder seinen Ruhezustand selbsttätig zurückkehrt. Es ist auch daran gedacht, in derartiges Material während der Herstellung kleine Stahlringe einzubetten, die dann die Schrauben 51 umgeben und so einen leckagefesten Verbund im Bereich der Schrauben sicherzustellen. Die Führungszapfen 50 und die Spannblöcke 52 bestehen beispielsweise aus Stahl, wobei die Spannblöcke 52 mit einem Überzug beschichtet sein können, der einen hohen Reibungskoeffizienten besitzt.

Wie in Fig. 6 erkennbar, nimmt der feststehende Lagerteil 15 des Lagers 14 die Form eines ortsfesten Ringblocks an, in dem radial verlaufende Kanäle 53 und 54 vorgesehen sind, an die sich die Rohre 36 und 37 anschließen. Der feststehende Ringblock 15 ist an seinem oberen Abschnitt mit einem Kugellager 55 und an seinem unteren Abschnitt mit einem Kugellager 56 ausgestattet und zwischen einem drehbaren unteren Ringkörper 57 und einem drehbaren oberen Ringkörper 58 eingespannt, die beide mit dem länglichen Körper 44 fest verbunden sind. Die Ringkörper 57 und 58 sind untereinander durch Montageschrauben 59 verbunden, während der Ringkörper 57 mit dem länglichen Körper 44 des Antriebsrohres beispielsweise durch Schweißung verbunden ist. Der Ringkörper 57 enthält axial verlaufende Kanäle oder Öffnungen 60, welche die radialen Kanäle 53 und 54 mit einem inneren Betätigungsraum 61

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verbinden, der sich zwischen dem länglichen Körper 44 und dem verformbaren zylindrischen Gehäuse 40 befindet. Das ringförmige Endstück 41 des Gehäuses 40 ist mit Hilfe feststehender Dichtungen 62 am unteren Ringkörper 57 abgedichtet befestigt, an dem er mit Hilfe von Verriegelungsschrauben 63 festgehalten wird, die eine konische Punktanlage und somit einen abgedichteten Anschluß ermöglichen. Die Abdichtung zwischen dem feststehenden Ringblock 15 und dem drehbaren unteren Ringkörper 57 ist mit Hilfe von Lippendichtungen 64 und 65 hergestellt.

Man erkennt aus Fig. 6, daß die Montageschrauben 59 den Kanälen 60 gegenüberliegen, so daß sich eine vereinfachte Fertigung ergibt. Diese Schrauben sind dann mit einem O-Ring 66 an ihrem unteren Abschnitt abgedichtet gehalten.

Um eine möglichst wirksame Kraftübertragung auf das Gehäuse 40 zu erreichen, sind zwischen den Führungszapfen 50 AbStandshülsen 67 vorgesehen, die zur zylindrischen Innenfläche 46 des Körpers 44 koaxial verlaufen und einen Außendurchmesser aufweisen, der etwas größer ist als der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche 46.

Wenn der von der Antriebsstange 11 erfaßte Abschnitt des Bohrstrangelementes 12 eine Verbindungsstelle 68 zwischen zwei Bohrstangen enthält, ist die Spannwirkung der Spannblöcke, die sich an die Anschlußstelle 68 anlegen, nicht besonders wirksam, jedoch reichen die übrigen Spannblöcke 52 aus, die an den Bohrstangen zwischen

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den Anschlußstellen angreifen, aus, um einen sicheren Spanneingriff zwischen Antriebsstange 11 und Bohrstrangelement 12 zu gewährleisten.

Der oberhalb der Antriebsstange 11 befindliche Abschnitt des oberen Bohrstrangelementes 12 wird in einem Hubsystem erfaßt, von dem ein Ausführungsbeispiel in Fig. 11 teilweise dargestellt ist. In Fig. 11 ist nicht der Aufhängehaken gezeigt, der von einem nicht gezeigten Hebezeug betätigt wird und der an ein Arbeitsgestell;:69 eines Hubschlittens 70 angeschlossen wird, dessen waagerechte Arme 71 mit Führungsrollen 72 an senkrechten Schienen geführt sind. Der Hubschlitten 70 besitzt senkrechte Tragteile 74 und 75, einen Querträger 76 im oberen Abschnitt und einen Einlauftrichter 77 im unteren Abschnitt.

Der Querträger 76 ist mit einem Anschluß 78 versehen, der mit einer Spülflüssigkeitszuführungsleitung 79 in Verbindung steht und auch mit einem Anschluß 80, der, falls erforderlich, für einen anderen Injektionsvorgang benutzt werden kann, beispielsweise für eine Auszementierung des Bohrlochs. Diese Anschlüsse sind über Ventile 81 und 82 an ein mittleres senkrechtes Führungsrohr 83 geführt, das hydraulisch mit einem Rohrabschnitt 84 in senkrechter Verlängerung in Verbindung steht, der in einem unteren Gewindeendabschnitt endet, der unmittelbar oberhalb des Führungstrichters 77 angeordnet ist.

Vom Führungsrohr 83 aus erstreckt sich ein senkrechter Kanal bis zum Rohrabschnitt 84 durch drei aufeinanderfolgende Geräte 85, 86 und 87, die der Funktion einss Dreh-

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dichtungsanschlusses , bzw. einer Abstützung bzw. eines Drehantriebes entsprechen.

Das Gerät 85 enthält einen feststehenden Ring 88, der vom Führungsrohr 83 gehalten ist und ein oberes Lager 89 und ein unteres Lager 90 aufweist. Obere und untere Lagerplatten 91 bzw. 92 liegen auf den oberen bzw. unteren Lagern 89 und 90 auf und sind mit Hilfe einer Klemmeinrichtung 93 zusammengehalten. Zwischen der unteren Platte 92 und dem unteren Ende des Führungsrohres 83 ist ein Dichtring 94 vorgesehen.

Die untere Platte 92 ist durch ein erstes Rohr 95 nach unten verlängert, an dem ein zweites Rohr 96 von größerem Durchmesser beispielsweise durch Schraubung befestigt ist, das ein Innengewinde zur Aufnahme eines Halteringes 97 trägt." Das erste Rohr 95 enthält einen inneren Dichtring 98, der einen abgedichteten Anschluß zwischen dem oberen Ende des Rohrabschnittes 84 und dem dieses teleskopisch aufnehmenden ersten Rohr 95 herstellt.

Der Rohrabschnitt 84 ist an einer Lagerscheibe 99 befestigt, die in das zweite Rohr 96 hineinragt und einen Abschnitt besitzt, der auf dem Haltering 97 zur Auflage:kommt, wenn sich der Rohrabschnitt 84 in einer unteren Stellung befindet. Eine Vertikalbewegung des Rohrabschnittes 84 ist über eine Entfernung möglich, die dem Abstand zwischen den oberen und unteren Endstellungen der Lagerscheibe 99 im zweiten Rohr 96 entspricht.

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Der Rohrabschnitt 84 ist auf der Höhe des Gerätes 87 mit einem getriebenen Zahnrad 100 verbunden, das mit einem treibenden Ritzel 101 in Eingriff steht, wobei das Ritzel beispielsweise von dem in Fig. 11 angedeuteten Elektromotor 102 getrieben sein kann. Die aus Motor 102 und Ritzel 101 bestehende Einheit ist auf einer Zahnstange 103 so gehaltert, daß das Ritzel 101, falls erforderlich, mit dem Zahnrad 100 in Eingriff kommen bzw. gehalten werden kann.

Der Führungstrichter 77 ist auf den senkrechten Trägern 74 und 75 mit Hilfe von Muttern 104 und Verriegelungsstiften festgehalten.

Im Betrieb wird ein neues Bohrstrangelement 12 auf den rohrförmigen Abschnitt 84 entsprechend Fig. 11 ausgerichtet. Da der Abschnitt 84 einen Außengewindeabschnitt 108 trägt, der dem Innengewinde 109 am oberen Ende des Bohrstrangelements 12 entspricht, kann der Rohrabschnitt 84 auf das Element 12 aufgeschraubt werden, nachdem er nach unten bis zum Eingriff mit dem Element 12 gebracht worden ist. Diese Abwärtsbewegung erfolgt mit Hilfe des HubSchlittens 70 und durch Drehung des Rohrabschnittes 84 mit Hilfe des Ritzels 101, das durch Betätigung des Zahnstangenantriebes 103 mit dem Zahnrad 100 in Eingriff gebracht wird. Während des Verschräubungsvorganges bewegt sich die Lagerscheibe 99 in das zweite Rohr 96 abwärts. Man erkennt, daß beim Anfügen eines Gewindereduzierstückes an das Außengewinde 108 die Möglichkeit besteht, den Hubschlitten an jedes beliebige andere Bohrstrangelement 12 bzw. an andere Bauarten und -normen anzuschließen.

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Anschließend wird das neue Bohrstrangelement 12 weiterhin mit Hilfe des Ritzels 101 auf das obere Ende des Bohrstangenstranges aufgeschraubt, während letzterer innerhalb der Antriebsstange verriegelt gehalten wird. Der Motor 102 und das Ritzel 101 werden auch benutzt, wenn der Rohrabschnitt 84 von einem Bohrstangenstrang abgeschraubt werden soll, der in der Antriebsstange 11 verriegelt gehalten wird, bevor ein neues Bohrstrangelement 12 eingefügt wird« Die erfindungsgemäße Antriebsstange ermöglicht erkennbar einen verringerten Aufwand an den sonst in diesem . Zusammenhang notwendigen Handhabungen, schützt die Einzelteile und Ausrüstungsgegenstände des Bohrgestänges und erhöht die Sicherheit des damit beschäftigten Personals.

Unterhalb des Führungstrichters 77 ist entsprechend Fig. 11 ein zurückziehbarer Führungsarm 105 vorgesehen, der antriebsmäßig mit einem Verstellzylinder 106 in Verbindung steht und eine lösbare Klemmeinrichtung 107 aufweist, um das Bohrstrangelement 12 zu erfassen.

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Claims (7)

Ansprüche

1. Als Hohlprofil ausgeführte Antriebsstange zum Antrieb

es Bohrgestänges bzw. eines Bohrstangenstranges und zur Halterung in einem Drehtisch, der als Antrieb für das Bohrgestänge über einen oberen Abschnitt des Bohrgestänges dient,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebsstange einen länglichen Körper (44) mit einem Längsdurchlaß (45) von ausreichender Weite zum Durchgang eines aus Bohrstangen (12) bestehenden Stranges aufweist, und daß innerhalb des länglichen Körpers (44) eine steuerbare Greif- oder Spanneinrichtung (40, 52) vorgesehen ist, um einen Bohrstangenstrang (12) festzuhalten .

2. Antriebsstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Spanneinrichtung (40, 52) sich über im wesentlichen die gesamte Länge des länglichen Hohlkörpers (44) erstreckt.

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3. Antriebsstange nach Anspruch 1 oder 2 zur Anwendung bei einer Bohranlage, die einen Drehtisch, ein Spülrohr sowie Sicherheitseinrichtungen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (11) eine Länge aufweist, die im wesentlichen derjenigen des Spülrohres (5) entspricht.

4. Antriebsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (40,52) ein verformbares zylindrisches Gehäuse (40) aufweist, das an seinen Enden (41, 43) abgedichtet an den länglichen Rohrkörper (44) angeschlossen ist, wobei Zuführungseinrichtungen (36, 37) für ein Arbeitsmedium vorgesehen sind und mit einem Arbeitsraum(61)zwischen der Innenwand (4 6) des länglichen Rohrkörpers (44) und dem Gehäuse (4 0) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,daß der Antriebsstangenkörper (44) radial verlaufende Führungseinrichtungen (48, 50) für das verformbare zylindrische Gehäuse (40) enthält.

5. Antriebsstange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch nachgiebige Gehäuse (40) auf seiner radial einwärts gerichteten Innenseite Spannblöcke (52) trägt, die durch die Gehäusewand hindurch an Führungszapfen (50) befestigt sind, die auf der anderen Seite des Gehäuses den Spannblöcken (52) jeweils gegenüberliegend angeordnet sind.

6. Antriebsstange nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil einer Antriebs-

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und Halteanordnung bildet und mit einem Hubsystem (32, 33) versehen ist, das Aufzugswinden (28, 29) und eine begrenzte Hubgeschwindigkeit gewährleistende Gegengewichte enthält.

7. Antriebsstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubsystem (32, 33) zwei waagerechte Arme (16, 17) enthält, die mit dem oberen Ende der Antriebsstange zu gemeinsamer Längsbewegung verbunden und in senkrechten Tragteilen (20, 21) geführt sind, ohne eine Drehbewegung des Antriebsrohres zu behindern.