DE3614199A1 - BAR HANDLE DEVICE - Google Patents
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Description
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PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Anmelder: Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981Dr.-Ing. by Kreisler 11973
Applicant: Dr.-Ing. KW Eishold 11981
Ki eil Hauqhom Dr.-Ing. K. Schönwald Ki eil Hauqhom Dr.-Ing. K. Schönwald
Dr.J.F.FuesDr.J.F.Fues
N-4440 TONSTAD, Norwegen Dipl.-Chem. Alek von Kreisler N-4440 TONSTAD, Norway Dipl.-Chem. Alek von Kreisler
Dipl.-Chem. Carola Keller
Dipl.-Ing. G. Selting
Dr. H.-K. WernerDipl.-Chem. Carola Keller
Dipl.-Ing. G. Selting
Dr. H.-K. Werner
DEICHAMNNHAUS AM HAUFTBAHNHOFDEICHAMNNHAUS AT HAUFTBAHNHOF
D-5000 KOLN 1D-5000 KOLN 1
24. April 1986
Sg-DB/myApril 24, 1986
Sg-DB / my
Die Erfindung betrifft eine Stangenhandhabungseinrichtung, insbesondere zum Einsatz auf einer Bohrplattform mit einem Transporteur, zur Versetzung von Rohrstrangabschnitten zwischen einer aktiven Position über dem Mauseloch u*id einer Verstauposition, deren Einzelheiten im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführt sind.The invention relates to a rod handling device, in particular for use on a drilling platform with a conveyor, for moving pipe string sections between an active position above the Mouse hole u * id a stowage position, the details are listed in the preamble of claim 1.
Während des Bohrens von öl- und Gasbohrlöchern muß das gesamte Bohrgestänge oft ausgerückt und wieder eingerückt werden. Bei diesem Vorgang werden die Bohrgestängeabschnitte, die etwa 30 m Bohrrohrlänge aufweisen, dadurch verstaut, daß sie senkrecht in dem Bohrturm aufgestellt werden. Die Plattform und der Bohrturm sind zu diesem Zweck mit geeigneten Ständern ausgestattet, die die verstauten Bohrgestänge abstützen. Die Ständer heißen Fingerbord. Ein Fingerbord ist mit mehreren parallelen Zinken oder "Fingern" versehen, deren gegenseitige Abstände Zwischenräume bilden, die etwas größerDuring the drilling of oil and gas wells, it must entire drill rods are often disengaged and re-engaged. During this process, the drill pipe sections, which have about 30 m drill pipe length, stowed in that they are vertically in the derrick be set up. The platform and derrick are equipped with suitable stands for this purpose, which support the stowed drill rods. The stands are called fingerboard. A fingerboard is parallel with several Prongs or "fingers" provided, the mutual distances between them form spaces that are slightly larger
Telefon: (0221) 131041 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm:Dompatent KölnTelephone: (0221) 131041 Telex: 8882307 dopa d Telegram: Dompatent Cologne
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als der Außendurchmesser jedes Bohrgestänges ist, wobei die Zwischenräume zwischen den Fingern an einem Ende offen sind, durch das das Bohrgestänge in das Fingerbord eingesetzt bzw. aus diesem herausgenommen werden kann.than the outside diameter of each drill pipe, with the spaces between the fingers at one end are open, through which the drill pipe can be inserted into or removed from the fingerboard can.
Die Erfindung betrifft eine besonders günstige Sperrvorrichtung für solche Fingerborde, die der Stangenhandhabungseinrichtung angepaßt ist und dazu dient, den Sicherungsmechanismus des Fingerbords zu öffnen, wenn die Bohrgestänge aus dem Fingerbord herausgenommen werden. The invention relates to a particularly favorable locking device for such finger rims, that of the rod handling device is adapted and serves to open the safety mechanism of the fingerboard when the drill rods can be removed from the fingerboard.
Die Art der Stangenhandhabungseinrichtung, mit der sich die Erfindung befaßt, ist in der norwegischen Patentanmeldung 842425 beschrieben und gezeigt. Diese an sich bekannte Stangenhandhabungseinrichtung soll mit Hilfe eines Transporteurs im wesentlichen senkrecht ausgerichtete Bohrgestänge zwischen einer Position über der Bohrlochmitte und einer Verstauposition in dem Fingerbord und umgekehrt versetzen. Der Transporteur ist an einem Schlitten auf dem Plattformdeck befestigt. Zur linearen Hin- und Herbewegung des Schlittens dienen Führungsanordnungen. Mit dem Schlitten ist eine senkrechte Welle drehbar verbunden, die den überstehenden Einrichtungsaufbau trägt. Gemäß der norwegischen Patentanmeldung Nr. 842425 enthält der Transporteur des Einrichtungsaufbaus zwei im wesentlichen senkrechte längliche Bauteile, nämlich einen ersten Bauteil, der mit dem Schlitten"drehbar verbunden ist und einen zweiten Bauteil, der zu dem ersten Teil parallel versetzt gehalten ist. Auf diese Weise kann der zweite Teil in bezug auf den ersten Teil nach innen und nach außen gedrückt werden, wobei beide Teile ihre senkrechte Position behalten. Der zweite Teil weist Kupplungs- und Haltevorrichtungen auf, die sich öffnen und schließenThe type of rod handling device with which the invention is concerned is in the Norwegian patent application 842425 described and shown. This per se known rod handling device should with the help a conveyor substantially vertically aligned drill rods between a position above the Move the center of the borehole and a stowed position in the fingerboard and vice versa. The transporter is on attached to a sled on the platform deck. Serve to move the carriage linearly back and forth Guide arrangements. A vertical shaft is rotatably connected to the slide and supports the protruding Furniture construction carries. According to the Norwegian patent application No. 842425, the conveyor of the equipment structure contains two essentially vertical ones elongated components, namely a first component which is "rotatably connected to the carriage" and a second component Component that is held offset parallel to the first part. This way the second part in be pressed in and out with respect to the first part, with both parts in their vertical position keep. The second part has coupling and holding devices that open and close
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lassen, um während der Handhabungsvorgänge ein Bohrgestänge senkrecht festmachen zu können.leave to drill pipe during handling operations to be able to fix vertically.
Damit die verstauten, senkrecht zusammengesetzten Bohrgestänge nicht aus dem Fingerbord herausfallen, muß eine Sperrvorrichtung vorhanden sein, die gewährleistet, daß die Bohrgestänge solange in dem Fingerbord in Stellung gehalten werden, bis sie benötigt werden. Bekannte Sperrvorrichtungen zu diesem Zweck bestehen aus hydraulisch oder pneumatisch betätigten Mechanismen, die ferngesteuert bedient werden. In der Praxis müssen etwa 100 Bohrgestänge gehandhabt werden, und die bekannten Sperrsysteme für Fingerborde haben sich als kompliziert und schwer bedienbar herausgestellt. Außerdem sind die Anschaffungs- und Wartungskosten der großen Anzahl von Sperrvorrichtungen mit zugeordneten ferngesteuerten hydraulischen oder pneumatischen Betätigungsmechanismen sehr erheblich.So that the stowed, vertically assembled drill rods do not fall out of the finger board A locking device may be present, which ensures that the drill pipe in the fingerboard as long as it is in Positions are held until they are needed. Known locking devices for this purpose consist of hydraulically or pneumatically operated mechanisms that are operated remotely. In practice you have to about 100 drill rods are handled, and the known locking systems for fingerboards have proven to be complicated and difficult to use. In addition, the acquisition and maintenance costs are the big ones Number of locking devices with associated remotely controlled hydraulic or pneumatic actuation mechanisms very substantial.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres, billigeres und leichter betätigbares System zum öffnen und Schließen der Fingerbord-Sperrvorrichtung zu schaffen.The invention is based on the object of a simpler, cheaper and easier to operate system for to open and close the fingerboard locking device.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Diese besagen, daß am offenen Ende des Zwischenraumes zwischen je zwei Fingern des Fingerbordes mindestens ein den Zwischenraum in Querrichtung teilweise überbrückender drehbarer Sperrbolzen angeordnet ist, der in Einwärtsrichtung gegen Federkraft schwenkbar und in Auswärtsrichtung gesperrt ist und daß der Transporteur in der Ebene des Fingerbordes ein profiliertes Kopfstück aufweist, das in Längsrichtung der Zwischenräume in diesen verstellbar ist und dabei jeden Sperrbolzen ge-This object is achieved by the features contained in the characterizing part of claim 1. These state that at the open end of the space between every two fingers of the fingerboard at least one the intermediate space in the transverse direction partially bridging rotatable locking bolt is arranged, which in the inward direction is pivotable against spring force and locked in the outward direction and that the feed dog in the level of the fingerboard has a profiled head piece, which in the longitudinal direction of the spaces in this is adjustable and each locking pin is
_ je _
'β' _ each _
'β'
gen die Seitenflanke des ihn tragenden Fingers wegdrückt .gen pushes away the side flank of the finger carrying it.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous refinements of the invention are characterized in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen:An embodiment of the invention is illustrated in the drawing. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Stangenhandhabungseinrichtung in einem Bohrturm mit Plattformdeck und Fingerbord,Figure 1 is a perspective schematic view of a rod handler in a derrick with platform deck and fingerboard,
Fig. 2a und 2b Einzelheiten eines Fingerbordes nach Fig. 1 in Seitenansicht bzw. in Draufsicht,FIGS. 2a and 2b show details of a finger board according to FIG. 1 in side view and in plan view, respectively.
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil eines Fingerbordes nach Fig. 1,Fig. 3 is a plan view of part of a finger board according to Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, wobei die gesamte Fingerbord-Sperrvorrichtung nur der linken Hälfte der Figur veranschaulicht ist, weil diejenige der rechten Hälfte identisch ausgebildet ist undFIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3, the entire finger board locking device only the left half of the figure is illustrated because that of the right half is identical and
Fig. 5 eine Draufsicht der Sperrvorrichtung nach Fig. 4, d.h., eine Einzelheit der Anordnung nach Fig. 3 in größerem Maßstab.Fig. 5 is a plan view of the locking device of Fig. 4, i.e. a detail of the arrangement of Fig. 3 on a larger scale.
In diesem Zusammenhang wird die generelle Aufgabe der Stangenhandhabungseinrichtung nur allgemein erläutert, die darin besteht, daß sie Bohrgestängeabschnitte von etwa 30 m Länge zwischen einer aktiven Position 21 über der Bohrlochmitte'3 und einer inaktiven Verstauposition 2 transportiert, in der die Gestängeabschnitte mit ihrem unteren Ende in an sich bekannten kannelierten Bodenplatten 4 abgestützt sind, während ihr oberes Ende durch Eingriff in ein sogenanntes Fingerbord 5 gehalten ist, in dem sie mit Hilfe von Sperrmechanismen gesi-In this context, the general task of the rod handling device is only explained in general, which consists in the fact that it transports drill pipe sections of about 30 m length between an active position 2 1 above the Bohrlochmitte'3 and an inactive stowage position 2, in which the rod sections with their lower End are supported in per se known fluted floor panels 4, while their upper end is held by engagement in a so-called fingerboard 5, in which they are sealed with the help of locking mechanisms
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chert sind, die sich öffnen und schließen lassen. Der untere Teil eines Bohrturmes 6 ist strichpunktiert angedeutet. Die Bohrgestänge werden durch Parallelversetzung und Drehung eines säulenförmigen turmartigen Transporteurs 1 in senkrechter Stellung transportiert und gehandhabt, wobei ein Kupplungs- und Halteorgan I1, das sich öffnen und schließen läßt, eine lösbare Halterung der Bohrstangen zwischen den beiden Positionen 2 und 21 vermittelt. Die Fingerborde 5 werden im allgemeinen aus Vierkantstahl hergestellt. Die Vierkante bilden Zinken oder Finger 51, deren Zwischenräume 5" gegen das Ende offen sind, an dem die Bohrstangen eingesetzt bzw. herausgenommen werden.chert that can be opened and closed. The lower part of a derrick 6 is indicated by dash-dotted lines. The drill rods are transported and handled by parallel displacement and rotation of a columnar tower-like conveyor 1 in a vertical position, with a coupling and holding element I 1 , which can be opened and closed, a releasable mounting of the drill rods between the two positions 2 and 2 1 mediates. The finger rims 5 are generally made of square steel. The square form prongs or fingers 5 1 , the spaces 5 ″ of which are open towards the end at which the drill rods are inserted or removed.
Zur Verhinderung des Herausfallens der Bohrgestänge aus dem Fingerbord 5 dient eine Sperrvorrichtung, die in Fig. 3, 4 und 5 gezeigt ist.To prevent the drill rods from falling out of the fingerboard 5, a locking device is used which is shown in FIG 3, 4 and 5 is shown.
Diese Sicherungs- Verriegelungs- oder Blockierungsvorrichtung besteht aus mehreren federbetätigten Sperrbolzen 7, die in den Fingern 51 von ihren jeweiligen angeschweißten Achsen 8 getragen werden, die senkrecht in den Vierkantfinger 5' hineinragen und in oberen und unteren Lagern 9 bzw. 10 drehbar gehalten sind. Bei dem gezeichneten Beispiel ist jede Sperrbolzenachse 8 von einer Torsionsschraubenfeder 11 umgeben, deren Enden an der Achse 8 bzw. an dem unteren Lager 10 befestigt sind. Die Torsionsfeder ist bestrebt, über die Achse 8 den zugehörigen Sperrbolzen 7 in einer schrägen (gesehen in Draufsicht) Sperrposition gemäß Fig. 3 und 5 zu halten, in der das freie Ende des Sperrbolzens einwärts gerichtet ist, d.h., vom Eintrittsende des Zwischenraumes 5" an der Frontfläche des Fingerbordes 5 wegweist. Jeder Sperrbolzen 7 ist vollkommen unabhängig von den anderen einzeln drehbar, obwohl die Sperrbolzen 7 anThis safety locking or blocking device consists of several spring-actuated locking pins 7, which are carried in the fingers 5 1 by their respective welded-on axes 8, which protrude vertically into the square fingers 5 'and are rotatably held in upper and lower bearings 9 and 10, respectively . In the example shown, each locking pin axis 8 is surrounded by a torsion coil spring 11, the ends of which are fastened to the axis 8 or to the lower bearing 10. The torsion spring strives to hold the associated locking pin 7 via the axis 8 in an inclined (viewed in plan view) locking position according to FIGS. 3 and 5, in which the free end of the locking pin is directed inwards, ie from the entry end of the gap 5 " on the front surface of the finger board 5. Each locking bolt 7 is individually rotatable completely independently of the others, although the locking bolt 7 is on
benachbarten Fingern 51 paarweise zusammenwirken,
eine eingesetzte Bohrstange 2 zu blockieren.neighboring fingers 5 1 work together in pairs,
to block an inserted boring bar 2.
In Sperrposition stoßen die Enden der Sperrbolzen 7 gegen einen Anschlag 12 an, der bleibend an dem Finger 51 angeordnet ist. Jeder Sperrbolzen 7 hat eine begrenzte Länge derart, daß er den Verriegelungsschlitz oder Zwischenraum 5" zwischen zwei benachbarten Fingern 51 nur teilweise überragt, wenn er seine Sperrposition eingenommen hat.In the locking position, the ends of the locking pins 7 abut against a stop 12 which is permanently arranged on the finger 5 1 . Each locking pin 7 has a limited length such that it only partially protrudes beyond the locking slot or space 5 ″ between two adjacent fingers 5 1 when it has assumed its locking position.
Wenn die Bohrgestängeabschnitte ihre Verstauposition zwischen den Fingern des Fingerbordes 5 einnehmen sollen, drückt die Bohrstange 2 selbst, die von dem Transporteur 1 in senkrechter Stellung gehalten und rangiert wird, zwei Sperrbolzen 7,7 durch Überwindung der Torsionsschraubenfederkraft einwärts, so daß die Bohrstange an den beiden Sperrbolzen vorbeitreten und möglicherweise hinter mindestens ein weiteres Paar von Sperrbolzen vordringen kann, bis die Bohrstange in der gewünschten Position in dem Fingerbord 5 steht. Der waagerecht gerichtete Druck der senkrechten Bohrstange 2, die in der Stangenhandhabungseinrichtung gehalten ist, erzwingt eine Auslenkung der Bolzen 7 zum Durchlaß der Bohrstange, woraufhin die Bolzen 7 sofort nach Durchlaß der Bohrstange in ihre Sperrposition zurückspringen. Wie Fig. 3 zeigt, muß ein Bohrgestänge 2 hier hinter mehrere Paare von Sperrbolzen 7,7 gedrückt werden, bevor sie ihre Verstauposition erreicht hat.If the drill pipe sections are to assume their stowed position between the fingers of the finger board 5, pushes the boring bar 2 itself, which is held and maneuvered by the conveyor 1 in a vertical position is, two locking pins 7.7 by overcoming the torsion coil spring force inward, so that the boring bar step past the two locking pins and possibly behind at least one other pair of Locking bolt can advance until the drill rod is in the desired position in the finger board 5. Of the horizontal pressure of the vertical boring bar 2 held in the bar handling device is, forces a deflection of the bolts 7 to the passage of the drill rod, whereupon the bolts 7 immediately after The passage of the drill rod spring back into its blocking position. As Fig. 3 shows, a drill pipe 2 must be here be pressed behind several pairs of locking pins 7,7, before it has reached its stowed position.
Zur öffnung des Sicherungsmechanismus zur Herausnahme der in dem Fingerbord 5 untergebrachten Bohrstangen dient ein Entriegelungskopfstück 13, das erfindungsgemäß am oberen Ende des Transporteurs 1 der Stangenhandhabungseinrichtung in gleicher Ebene mit dem FingerbordTo open the safety mechanism to remove the boring bars housed in the finger board 5 an unlocking head piece 13 is used, which according to the invention is at the upper end of the conveyor 1 of the rod handling device in the same plane as the fingerboard
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5 angeordnet ist. Dieses Kopfstück 13 ist so geformt, daß es sich in den Zwischenräumen zwischen den Fingerpaaren des Fingerbordes 5 bewegen und dabei den Verriegelungseffekt der Bolzen 7 aufheben kann, bis es mit Hilfe des Kupplungs- und Halteorgans 1' des Transporteurs 1 möglich ist, das Rohr aus dem Fingerbord 5 herauszuziehen. 5 is arranged. This head piece 13 is shaped so that it is in the spaces between the pairs of fingers of the fingerboard 5 can move and thereby cancel the locking effect of the bolt 7 until it is with Help of the coupling and holding member 1 'of the conveyor 1 it is possible to pull the pipe out of the fingerboard 5.
Das Kopfstück 13 hat einen vorderen konkaven Teil 13' und einen hinteren verjüngten keilförmigen Teil 13". "Vorne" bezieht sich hier auf das Ende des Kopfstückes 13, das zuerst in den Zwischenraum 5" eintritt und "hinten" bezeichnet den Teil, der folgt, wenn das Kopfstück 13 in das Innere des Fingerbordes 5 eindringt.The head piece 13 has a front concave part 13 ' and a rear tapered wedge-shaped part 13 "." Front "here refers to the end of the head piece 13, which "enters the gap 5" first and "rear" denotes the part that follows when the head piece 13 penetrates into the interior of the fingerboard 5.
Die Ecken oder Außenkanten 13"' des konkaven Teiles 13' stoßen während der erwähnten Einwärtsbewegung des Kopfstückes gegen ihren jeweiligen Sperrbolzen 7 bzw. zwei Sperrbolzen 7, d.h. zwei koordinierte einander gegenüberliegende Bolzen und drücken diese einwärts, wobei sie die Torsions federkraft überwinden, die von der Feder 11 aui die Achse 8 des Sperrbolzens 7 ausgeübt wird. Wenn das Kopfstück 13 sich auswärts bewegt, während das Kupplungs- und Halteorgan 1' des Transporteurs 1 die aus dem Fingerbord 5 herauszunehmende Bohrstange 2 hält, werden die Sperrbolzen 7 mit Hilfe des keilförmigen hinteren Teiles 13" des Kopfstückes in die Freigabeposition verschwenkt, damit die Bohrstange 2 ungehindert herausgenommen werden kann.The corners or outer edges 13 '' 'of the concave part 13' encounter during the mentioned inward movement of the head piece against their respective locking pins 7 or two Locking pin 7, i.e. two coordinated opposing pins and pushing them inwards, whereby they overcome the torsional spring force exerted by the spring 11 on the axis 8 of the locking pin 7 will. When the head piece 13 moves outwards, while the coupling and holding element 1 'of the conveyor 1 holds the drill rod 2 to be removed from the finger board 5, the locking pins 7 are wedge-shaped with the aid of the wedge-shaped rear part 13 ″ of the head piece is pivoted into the release position so that the drill rod 2 can be removed unhindered.
Gemäß der Erfindung wird der Transporteur der Stangenhandhabungseinrichtung selbst zur Betätigung der Sperrvorrichtung des Fingerbordes 5 benutzt, so daß die Sperrvorrichtung automatisch arbeitet. Die Vorteile der Erfindung sind offensichtlich, da sie unter anderemAccording to the invention, the conveyor becomes the rod handling device even used to operate the locking device of the fingerboard 5, so that the Locking device works automatically. The advantages of the invention are evident as they, among other things
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sowohl beträchtliche wirtschaftliche Einsparungen bringt als auch eine einfachere, zuverlässigere Steuerung der Sperrvorrichtung des Fingerbords bewirkt.brings both significant economic savings and simpler, more reliable control the locking device of the fingerboard.
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Claims (3)
am offenen Ende des Zwischenraumes (5") zwischen je zwei Fingern (51) des Fingerbordes (5) mindestens ein den Zwischenraum in Querrichtung teilweise überbrückender drehbarer Sperrbolzen (7) angeordnet ist, der in Einwärtsrichtung gegen Federkraft schwenkbar und in Auswärtsriclitung gesperrt ist und daß der Transporteur (1,1") in der Ebene des Fingerbordes (5) ein profiliertes Kopfstück (13) aufweist, das in Längsrichtung der Zwischenräume (5") in diesen verstellbar ist und dabei jeden Sperrbolzen gegen die Seitenflanke des ihn tragenden Fingers (51) wegdrückt.characterized in that
at the open end of the gap (5 ") between each two fingers (5 1 ) of the fingerboard (5) at least one rotatable locking pin (7) which partially bridges the gap in the transverse direction is arranged, which can be pivoted in inward direction against spring force and is locked in outward direction and that the conveyor (1,1 ") has a profiled head piece (13) in the plane of the finger board (5), which is adjustable in the longitudinal direction of the intermediate spaces (5") and each locking pin against the side flank of the finger carrying it ( 5 1 ) pushes away.
dadurch gekennzeichnet, daß2. rod handling device according to claim 1,
characterized in that
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