DE4326298A1

DE4326298A1 - Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter

Info

Publication number: DE4326298A1
Application number: DE4326298A
Authority: DE
Inventors: K H Wittneben; Hans-Otto Plote
Original assignee: NORDMEYER KG
Current assignee: NORDMEYER KG
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-03-09
Also published as: WO1995004868A1; EP0711377A1; JPH09501210A; EP0711377B1; DE59402672D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Backenklemme für einen mechanischen Stan genheber von Ramm- bzw. Bohrgestänge, mit einem zylindrischen Gehäuse mit einer sich nach unten konisch verjüngenden Innenwand, mit mehreren sich an der Innenwand abstützenden und axial verschiebbaren Klemmbacken, die einen axial die Backenklemme durchsetzenden Bohrgestängestrang festklemmen können und die miteinander verbunden sind.The invention relates to a jaw clamp for a mechanical Stan jack of ram or drill pipe, with a cylindrical housing with an inner wall tapering downwards, with several axially displaceable clamping jaws supported on the inner wall, the one drill string axially passing through the jaw clamp can clamp and are connected.

Backenklemmen dieser Art sind beispielsweise aus der DE 89 04 040 U1 bekannt. Sie dienen dazu, beim Ziehen des Gestänges einer Flachbohrung (Untersuchungsbohrung, Brunnenbohrung oder dgl.) den Gestängestrang während des Ziehvorganges zu ergreifen. Hierzu legen sich die Klemm backen mit ihrer inneren Mantelfläche am Außenumfang des Bohrgestänges an. Das Gewicht des freihängenden Gestänges zieht die Backen entlang der konischen Innenwand des Gehäuses nach unten, so daß durch die Keilwir kung des Konus eine große radiale Kraft auf die Klemmbacken ausgeübt wird, welche ausreicht, den Gestängestrang zu halten. Bei im Boden gehaltenem Gestänge erfolgt die Klemmung wie beschrieben durch die von unten auf das Gehäuse wirkende Hubkraft einer mechanisch oder hydraulisch wirkenden Einrichtung (Stangenheber). Beim Nachsetzen des Stangenhebers lösen sich die Klemmbacken vom Bohrgestänge, rutschen am Bohrgestänge herab und kommen weiter unten am Bohrgestänge erneut mit diesem in Eingriff.Jaw clamps of this type are, for example, from DE 89 04 040 U1 known. They are used when pulling the rod of a flat hole (Inspection drilling, well drilling or the like.) The rod string to take during the drawing process. To do this, put the clamp bake with its inner surface on the outer circumference of the drill pipe at. The weight of the free-hanging frame pulls the cheeks the conical inner wall of the housing downwards, so that through the wedge we of the cone exerted a large radial force on the jaws which is sufficient to hold the rod string. In the floor the linkage is held as described by the Lifting force of a mechanical or hydraulic device (rod lifter). When adding the Bar lifters release the clamping jaws from the drill pipe, slide down the drill pipe and come back down the drill pipe engaged with this.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Klemmbacken besitzen auf ihrer Außenseite, die sich auf der konischen Innenwand des Gehäuses abstützt, Lagereinrichtungen für Stützkugeln, die für das Abstützen sorgen sollen.The jaws known from the prior art have on their Outside, which is supported on the conical inner wall of the housing, Storage facilities for support balls that are to provide support.

Dies ist relativ aufwendig, da hierzu die Klemmbacken mit entsprechenden Bohrungen versehen und auch die Stützkugeln in den Klemmbacken wiederum gehalten werden müssen. This is relatively expensive since the clamping jaws have the corresponding Provide holes and also the support balls in the jaws in turn must be kept.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, hier eine einfachere Lösung zu finden.In contrast, the object of the invention is a simpler one To find a solution.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede einzelne Klemm backe auf ihrer Außenseite in dem Bereich der Abstützung auf der konischen Innenwand ballig ausgebildet ist.This object is achieved in that each individual clamp bake on the outside in the area of the support is spherical on the conical inner wall.

Mit derartigen Klemmbacken wird das Problem automatisch gelöst. Jede einzelne Klemmbacke kann jetzt einteilig aus geführt werden; bei ihrer Herstellung müssen nicht radial von außen Bohrungen vorgenommen und separate Stützkugeln vorgesehen werden. Das ballige Ausformen sorgt für eine sehr stabile Abstützung an der konischen Innenwand. Darüber hinaus hat die Praxis auch noch gezeigt, daß gerade durch die ballige Ausformung eine noch bessere Kräfteabtragung und eine wesentlich gleichmäßigere Belastung der Innenwand erfolgt, als die durch den Stand der Technik bekannten Stützkugeln, bei denen durch den kleinen Kugelradius bedingt hohe Herz′sche Pressungen auftreten. Durch diese und die gleichzeitig wirkenden Schubkräfte können die Kugeln selbst zerstört werden.With such jaws, the problem becomes automatic solved. Each individual jaw can now be made in one piece be led; in their manufacture do not have to be radial holes drilled from the outside and separate support balls be provided. The spherical shape ensures a very stable support on the conical inner wall. About that practice has also shown that just by the spherical shape means even better power transfer and a much more even load on the inner wall takes place as those known from the prior art Support balls, where due to the small ball radius high cardiac pressures occur. Through this and that the balls themselves can act simultaneously with thrust forces be destroyed.

Die Erfindung macht dabei Gebrauch von der Feststellung, daß die an sich für den Fachmann sich automatisch ergebenden und auch im DE 89 04 040 U1 offenbar für erforderlich gehal tene Eigenschaften der Kugeln, nämlich Abrollen zu können, bei dem beabsichtigten Verwendungszweck gar nicht möglich ist. Die ballige Ausformung kann daher die Aufgaben in der Backenklemme sehr viel besser ausführen, da ihr bereits die Einteiligkeit mit dem Hauptteil der Klemmbacke eine wesentlich größere Stabilität verleiht, die Balligkeit mit größeren Radien jedoch zu einem größeren elliptischen Tragbild der Klemmbacken an der Innenwand führt. Dadurch ist die Variabilität und Ausgleichbarkeit unterschiedlicher Bohrgestängedurchmesser durch entsprechende axiale Verschieb barkeit innerhalb des Gehäuses gegeben. The invention makes use of the determination that the automatically resulting for the expert and also in DE 89 04 040 U1 apparently necessary properties of the balls, namely being able to roll, not possible at all for the intended use is. The spherical shape can therefore do the job in the jaw clamp do a lot better since you already the one-piece with the main part of the jaw gives much greater stability, the crown with larger radii, however, to a larger elliptical one Contact pattern of the jaws on the inner wall leads. Thereby the variability and adjustability is different Drill pipe diameter through appropriate axial displacement availability within the housing.

Hinzu kommt noch, daß durch die ballige Ausformung ein wesentlich größerer Rundungsdurchmesser erzielbar ist, als dies mit separaten Stützkugeln der Fall ist.Add to that that through the spherical shape much larger rounding diameter can be achieved, than is the case with separate support balls.

Die aus dem Stand der Technik bekannte Backenklemme schafft die Verbindung der in ihr vorhandenen Klemmbacken durch eine gemeinsame Führungsvorrichtung, die von einer kreisring förmigen Platte gebildet wird. Diese Platte ist von oben auf die Klemmbacken aufgelegt und mittels Bolzen-Langlochfüh rungen sind die Klemmbacken radial relativ zur Führungsvor richtung verschiebbar.The jaw clamp known from the prior art creates the connection of the existing clamping jaws a common guiding device made by an annulus shaped plate is formed. This plate is from above placed on the jaws and by means of an elongated bolt guide The jaws are radial relative to the guide direction shiftable.

Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß die Backenklemme nicht während des Betriebs ausgetauscht oder gewartet werden kann. Sie müßte nämlich jedesmal komplett mit Klemmbacken nach oben über das oberste Ende des Bohrgestänges herausgeho ben werden.This construction has the disadvantage that the jaw clamp not be replaced or serviced during operation can. It would have to be complete with jaws each time up over the top end of the drill pipe be.

Aufgabe der Erfindung auch gegenüber diesem Nachteil ist, hier eine einfachere Lösung zu finden.Against this disadvantage, the object of the invention is to find an easier solution here.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Klemmbacken beweglich so miteinander verbunden sind, daß sie einen einseitig offenen Ring mit einem in seiner Größe variierbaren Ringspalt bilden.This object is achieved in that the jaws are flexibly connected so that they are one ring open on one side with a variable size Form an annular gap.

Eine derartige Konstruktion ist auf einfache Weise in der Lage, die Aufgabe zu lösen. Die einzelnen Klemmbacken, vorzugsweise drei, sind paarweise miteinander verbunden, jedoch so, daß die entstehende Reihe sich nicht schließt.Such a construction is simple in the Able to solve the task. The individual jaws, preferably three, are connected in pairs, however, so that the resulting row does not close.

Vorzugsweise geschieht dies dadurch, daß eine gelenkige Verbindung je zweier Klemmbacken erfolgt, wobei die gelenkige Verbindung um achsparallele Achsen drehbar ist. This is preferably done in that an articulated Two jaws are connected, the articulated one Connection is rotatable about axially parallel axes.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die gelenkige Verbindung über Zwischenelemente erfolgt, welche an je zwei benachbarten Klemmbacken um eine achsparallele Achse drehbar befestigt sind.It is particularly preferred if the articulated connection via intermediate elements, which are connected to two neighboring ones Clamping jaws can be rotated around an axis parallel to the axis are.

Die erfindungsgemäße Backenklemme ermöglicht es, den Einsatz mit seinen vorzugsweise drei Klemmbacken aus dem Gehäuse nach oben anzuheben, dort aufzuklappen, so den zwischen den Klemmbacken gehaltenen Gehängestrang freizugeben und den Einsatz seitlich herauszunehmen. Er kann dann dort durch einen anderen Einsatz ersetzt oder gewartet werden.The jaw clamp according to the invention makes it possible to use it with its preferably three jaws from the housing to lift up, open there, so the between to release the hanger string held and remove the insert from the side. Then he can go there be replaced or serviced by another application.

Auf einfachste Weise wird so eine ebenso zuverlässige Füh rungseinrichtung geschaffen, bei der die Klemmbacken selbst gemeinsam gegebenenfalls mit Zwischenelementen die Führungs einrichtung bilden, ohne daß eine geschlossene derartige Einrichtung vorgesehen werden muß.In the simplest way, this is just as reliable tion facility created, in which the jaws themselves together with intermediate elements, if necessary, the leadership Form a facility without a closed such Facility must be provided.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn ein oder mehrere, vorzugsweise zwei, der achsparallelen Drehachsen mit aus dem Gehäuse herausragenden Handgriffen versehen sind.It is particularly preferred if one or more, preferably two of the axially parallel axes of rotation protruding handles are provided in the housing.

Diese Handgriffe sind dadurch automatisch mit den Klemm backen verbunden und ermöglichen ein besonders bedienungs freundliches Herausnehmen des Einsatzes mit den Klemmbacken. Zudem können die Handgriffe einfach in die für das Herstellen der Achsen vorgesehenen Bohrungen oder sonstigen Einrichtun gen eingesetzt werden.These handles are automatically with the clamp bake connected and allow a particularly easy to use friendly removal of the insert with the jaws. In addition, the handles can easily be made for manufacturing bores or other equipment provided for the axes gene can be used.

Dabei ist insbesondere eine Ausführungsform bevorzugt, bei der zwei Handgriffe an den beiden dem Ringspalt benach barten Klemmbacken angeordnet sind. One embodiment is particularly preferred, with the two handles on the two adjacent to the annular gap beard jaws are arranged.

Mit diesen beiden Handgriffen kann nicht nur der Einsatz mit den Klemmbacken herausgenommen, sondern automatisch auch gleich um die gelenkigen achsparallelen Achsen gedreht und so die Klemmbacken auseinandergeklappt werden. Ohne größeren manuellen Aufwand sind dadurch sämtliche Arbeitsgän ge in praktisch einem Schritt gleichzeitig zu bewältigen.These two steps are not the only thing you can do removed with the jaws, but automatically also rotated around the articulated axially parallel axes and so the jaws are unfolded. Without This means that all work is more manual to cope with practically one step at the same time.

Aus der DE 8 90 404 U1 bekannt ist eine geschlossene Bauweise des Gehäuses, die einer Demontage, Reinigung und Wartung erhebliche Hindernisse in den Weg legt.A closed construction is known from DE 8 90 404 U1 the housing, disassembly, cleaning and maintenance puts significant obstacles in the way.

Aus der gleichen Druckschrift bekannt ist auch, die Backen klemme mit einem an seiner Oberseite offenen Gehäuse auszu bilden. Dies hat den Nachteil, daß die Klemmbacken im Inneren des Gehäuses entweder nicht sicher aufgenommen sind oder kompliziert gehalten werden müssen, und daß die Klemmbacken und das Gehäuse immer seperat getragen (transportiert) werden müssen.Also known from the same publication is the jaws clamp with a housing open at the top form. This has the disadvantage that the jaws inside of the housing are either not securely received or must be kept complicated, and that the jaws and the case always carried separately (transported) Need to become.

Eine Aufgabe der Erfindung gegenüber diesem Nachteil ist es, hier eine einfachere Lösung zu finden.An object of the invention over this disadvantage is to find an easier solution here.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse an seiner Oberseite mit einem wegschwenkbaren Kragen versehen ist, der im geschlossenen Zustand die Innenwand nach Innen soweit überragt, daß die in dem Gehäuse befindlichen miteinander verbundenen Klemmbacken die verbleibende Öffnung nicht passieren können.This object is achieved in that the housing on it Top is provided with a swivel-away collar, the inside wall as far as closed towers over that in the housing with each other connected jaws the remaining opening can happen.

Mit einer derartigen Konstruktion wird auf einfachste Weise die Aufgabe gelöst. Im weggeschwenkten Zustand ermöglicht der Kragen das Einsetzen und Herausnehmen des Einsatzes mit den Klemmbacken, die Reinigung, Wartung und den Aus tausch, während er im zugeschwenkten Zustand ein Herausrut schen der Klemmbacken nach oben verhindert. With such a construction is very simple the task solved. Allows in the swung away state the collar inserting and removing the insert with the jaws, cleaning, maintenance and the off swap while he slides out in the swiveled state prevents the jaws from moving upwards.

Dies führt zu dem Vorteil, daß mit Handgriffen, insbesondere den oben erwähnten Handgriffen, die an den Klemmbacken befestigt sind, automatisch auch die komplette Backenklemme samt Einsatz von einem Benutzer transportiert werden kann, der an diesen Handgriffen angreift. Diese stützen sich dann nämlich an dem zugeschwenkten Kragen ab und halten so auch das Gehäuse.This leads to the advantage that with handles, in particular the handles mentioned above, on the jaws the entire jaw clamp is automatically attached can be transported together with the use of one user, who attacks on these handles. These are supported then namely on the collapsed collar and hold so is the case.

Während des Transportes kann durch einfaches Lösen der Befestigungsschraube der Kragen einseitig gelockert und dann weggeschwenkt werden.During transportation, simply loosen the Fixing screw loosened the collar on one side and then be swung away.

Bei geeigneter, stabiler Ausbildung des Kragens und seiner Schwenkachse am Gehäuse kann auch der Kragen selbst als Tragegriff genutzt werden.With a suitable, stable design of the collar and its The collar itself can also be used as a pivot axis on the housing Handle can be used.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform einer Backen klemme, die die Balligkeit jeder einzelnen Klemmbacke kombi niert mit dem in seiner Größe variierbaren Ringspalt und außerdem auch den wegschwenkbaren Kragen besitzt.An embodiment of a jaw is particularly preferred clamp that combines the crown of each individual jaw with the variable annular gap and also has the swivel collar.

Diese Ausführungsform hat sich in Versuchen als sehr geeig net und vielseitig verwendbar herausgestellt.This embodiment has proven to be very suitable in tests net and versatile usable.

Claims

1.Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter for ramming or drilling rods, with a cylindrical housing with an inner wall tapering downwards, with several axially displaceable clamping jaws which are supported on the inner wall and which can clamp a rod string axially penetrating the jaw clamp and which are connected to one another, characterized in that each individual clamping jaw ( 20 ) is spherical on its outside in the region of the support on the conical inner wall ( 11 ).

2.Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter for ramming or drilling rods, with a cylindrical housing with an inner wall that tapers downwards, with several axially displaceable clamping jaws that are supported on the inner wall and can clamp a rod string that axially penetrates the jaw clamp and which are connected to one another, characterized in that the clamping jaws ( 20 ) are movably connected to one another in such a way that they form a ring which is open on one side and has an annular gap which can be varied in size.

3. Jaw clamp according to claim 2, characterized in that the clamping jaws ( 20 ) are articulated in pairs.

4. Jaw clamp according to claim 3, characterized in that the clamping jaws ( 20 ) are rotatably connected in pairs to one another about axially parallel axes.

5. jaw clamp according to claim 4, characterized in that intermediate elements ( 22 ) are provided which are rotatably attached to two adjacent jaws ( 20 ) about axially parallel axes.

6. jaw clamp according to claim 4 or 5, characterized in that one or more, preferably two, the axis parallel len axes of rotation with out of the housing handles ( 24 ) are provided.

7. jaw clamp according to claim 6, characterized in that two handles ( 24 ) on the two adjacent the annular gap jaws ( 20 ) are arranged.

8.Jaw clamp for a mechanical rod lifter of drill rods, with a cylindrical housing with a tapering inner wall downwards, with several axially displaceable clamping jaws which are supported on the inner wall and which can clamp an axially penetrating drill rod string and which are connected to one another , characterized in that the housing ( 10 ) is provided on its upper side ( 12 ) with a pivotable collar ( 30 ) which, in the closed state, projects the inner wall ( 11 ) inwards to such an extent that the in the housing ( 10 ) connected jaws ( 20 ) cannot pass through the remaining opening.