DE60004352T2

DE60004352T2 - AUTOMATIC SUSPENSION PLIERS

Info

Publication number: DE60004352T2
Application number: DE60004352T
Authority: DE
Inventors: B. David MASON; George Boyadjieff; Henricus Johannes KAMP; Richardus Ronaldus ROLING
Original assignee: Varco International Inc; Varco IP Inc
Current assignee: Varco International Inc; Varco IP Inc
Priority date: 1999-05-02
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2020-05-03
Also published as: WO2000066875A1; ATE246767T1; DE60004352D1; CA2370196C; JP2002543315A; NO20015333D0; WO2000066875A9; EP1175548B1; EP1175548A1; NO20015333L; CA2370196A1; NO332600B1; JP3450302B2

Abstract

An iron roughneck has a pair of upper jaws carrying pipe gripping dies for gripping tool joints. The jaws have recesses formed on each side of the pipe gripping dies to receive spinning rollers. By positioning the spinning rollers in the upper jaws at the same level as pipe gripping dies, the spinning rollers are able to engage the pipe closer to the lower jaws and thus can act on the tool joint rather than on the pipe stem.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Beim Treiben einer Folge Bohrgestänge oder anderer Rohre in oder aus einem Bohrloch wurde es zur Verbindung und Trennung der verschiedenen Bohrkomponenten, wie z.B. Bohrgestänge oder Überschiebmuffe, eine Kombination aus Drehmomentschlüssel und Drehschrauben benutzt. Solche Kombinationen aus Drehmomentschlüssel und Drehschrauber werden oftmals als „Iron Roughnecks" bezeichnet. Diese Geräte kombinieren Drehmomentschlüssel und Drehschrauber und sind in U.S. 4,023,449, U.S. 4,348,920 und U.S. 4,765,401, alle bei Boyadjieff, beschrieben, die alle durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in der vorliegenden Offenbarung einbezogen sind.When driving a series of drill pipes or others Pipes in or out of a well bore it for connection and disconnection the various drilling components, e.g. Drill pipe or sliding sleeve, uses a combination of a torque wrench and rotary screws. Such combinations of torque wrench and screwdriver will be often as "Iron Roughnecks ". These devices combine torque wrenches and screwdrivers and are in U.S. 4,023,449, U.S. 4,348,920 and U.S. 4,765,401, all at Boyadjieff, all described by Reference is incorporated in its entirety in the present disclosure are.

In der Vergangenheit wurden Iron Roughnecks, Drehschrauben und Drehmomentschlüssel zusammen auf einem einzelnen Schlitten befestigt, sind aber trotzdem getrennte Maschinen. Beim „Losbrechen" oder Lösen von Verbindungen zwischen zwei Gestängeverbindern von Bohrrohren wird die obere Backe des Drehmomentschlüssels verwendet, um den oberen Abschnitt eines oberen Gestängeverbinders von Bohrrohren zu umklammern und die untere Backe des Drehmomentschlüssels umklammert den unteren Abschnitt der Rohrverbindung. Bohrrohrhersteller fügen an jedem Ende eines Gestängeverbinders von Bohrrohren mit Gewinde versehene Komponenten, sogenannte „Gestängeverbinder", hinzu. Sie fügen die mit Gewinde versehenen Gestängeverbinder hinzu, weil die Metallwand von Bohrrohren nicht dick genug ist, um Gewinde in sie zu schneiden. Die Gestängeverbinder werden an den Endabschnitten der Bohrrohre aufgeschweißt und geben den Rohren an jedem Ende eine charakteristische Ausbuchtung. Ein Gestängeverbinder, die weibliche oder Innengewinde aufweist, wird „Muffe" genannt. Der Gestängeverbinder am anderen Ende, die männliche oder Außengewinde aufweist, wird „Zapfen" genannt.In the past, Iron Roughnecks, Turning screws and torque wrenches attached together on a single sled, but are still separate machines. When "breaking loose" or loosening Connections between two rod connectors the upper jaw of the torque wrench is used for drill pipes, around the upper portion of an upper drill pipe joint connector to clasp and clasp the lower jaw of the torque wrench the lower section of the pipe joint. Drill pipe manufacturers add to everyone End of a rod connector components of threaded pipes, so-called "rod connectors". They add the threaded rod connector because the metal wall of drill pipes is not thick enough to cut threads in it. The rod connectors are attached to the End sections of the drill pipes are welded on and indicate the pipes a characteristic bulge at each end. A rod connector, which has female or female thread is called "sleeve". The rod connector at the other end, the male or external thread has, is called "pin".

Nach dem Umklammern der Gestängeverbinder werden die obere und untere Backe relativ zueinander gedreht, um die Verbindung zwischen den oberen und unteren Gestängeverbindern zu lösen. Die obere Backe wird dann gelöst, während die untere Backe um den unteren Gestängeverbinder geklammert bleibt. Ein Drehschrauben, der getrennt von dem Drehmomentschlüssel ist und höher auf dem Schlitten befestigt ist, tritt in Eingriff mit dem Schaft des oberen Bohrrohrverbinders und dreht den oberen Bohrrohrverbinder, bis er von dem unteren Verbinder getrennt ist. Weil der Drehschrauber und der Drehmomentschlüssel getrennte Mechanismen sind, kann der Drehschrauben nicht nahe genug an den Drehmomentschlüssel herankommen, um den Gestängeverbinder zu greifen, so dass der Drehschrauber das Rohr, wenn überhaupt, entlang seines Schaftes greifen muß.After clasping the rod connector the upper and lower jaws are rotated relative to each other the connection between the upper and lower link connectors to solve. The upper jaw is then released, while the lower jaw remains clamped around the lower link connector. A rotary screw that is separate from the torque wrench and higher attached to the sled engages the shaft of the upper drill pipe connector and turns the upper drill pipe connector, until it is separated from the lower connector. Because the screwdriver and the torque wrench separate mechanisms, the rotary screws cannot be close enough to the torque wrench come up to the rod connector so that the screwdriver grips the pipe, if any, must grip along its shaft.

Weil die Drehschrauben nicht nahe genug an den Drehmomentschlüssel herankommen kann, können die Iron Roughnecks nach dem Stand der Technik für einige Typen von Bohrschaftkomponenten nicht verwendet werden. Zum Beispiel haben spiralförmige Muffen entlang des Schaftes externe Stabilisatoren, die von den Rollen eines Drehschlüssels beschädigt werden können. Andere Komponenten weisen andere Variationen in Oberfläche und Form auf, die sie entlang ihrer Schäfte ungeeignet für einen Kontakt mit Drehrollen macht.Because the turning screws are not close enough about the torque wrench can approach, can the prior art Iron Roughnecks do not for some types of drill stem components be used. For example, have spiral sleeves along the shaft external stabilizers that are damaged by the rollers of a spanner can. Other components have different surface and surface variations Form on which they are unsuitable for contact along their shafts with rotating rollers.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Iron Roughneck der vorliegenden Erfindung erlaubt das automatische Verbinden und Trennen einer großen Auswahl an Bohrschaftkomponenten, ohne diese Komponenten zu beschädigen. Der Drehschrauben ist mit dem Drehmomentschlüssel in einem einzigen Gerät integriert, so dass die Drehrollen mit der Komponente auf dem gleichen Niveau wie die Drehmomentschlüsselbacken in Eingriff treten. Dies erlaubt den Drehrollen, den Gestängeverbinder und nicht den Bohrschaft festzuhalten und so zum Beispiel Stabilisatorschienen und andere Merkmale zu vermeiden, die die Verwendung des Drehschraubers eines vorigen Iron Roughnecks nach dem Stand der Technik verhindern würde. Diese Integration des Drehschraubers mit dem Drehmomentschlüssel erlaubt auch das Drehen und Anziehen eines Rohrverbinderpaares, ohne den Drehmomentschlüssel und den Drehschrauben erneut zu positionieren. Es erlaubt eine kompaktere Bauart und stellt ein größeres Verhältnis von Drehmoment zu Antriebsleistung zur Verfügung. Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.The Iron Roughneck of the present Invention allows a large selection to be automatically connected and disconnected on drill shaft components without damaging these components. The turning screws is with the torque wrench in a single device integrated so that the rotating rollers with the component on the same Level like the torque wrench jaws engage. This allows the swivel castors, the rod connector and not to hold the drill shaft and so for example stabilizer rails and other features to avoid using the rotary screwdriver prevent a previous Iron Roughneck according to the prior art would. This integration of the screwdriver with the torque wrench allows also turning and tightening a pair of pipe connectors without the torque wrench and reposition the rotary screws. It allows a more compact Design and represents a larger ratio of Torque to drive power available. Other features and advantages The present invention will be detailed from the following Description evident when used in conjunction with the accompanying Drawings is read.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

In den Zeichnungen, die Teil dieser Beschreibung darstellen, sind Ausführungsformen, die verschiedene Merkmale der Erfindung zeigen, wie folgt dargestellt:In the drawings that are part of this Describe description are embodiments that are different Features of the invention show as follows:

1 ist eine perspektivische Ansicht des Iron Roughneck gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, befestigt an einem Schlitten; 1 is a perspective view of the Iron Roughneck according to an embodiment of the invention attached to a sled;

2 ist eine rückseitige perspektivische Ansicht des Iron Roughnecks aus 1; 2 Figure 3 is a rear perspective view of the Iron Roughneck 1 ;

3 ist eine rechtsseitig erhöhte Ansicht des Iron Roughnecks aus 1; 3 is a right side elevation view of the Iron Roughneck 1 ;

4 ist eine Draufsicht des Iron Roughnecks aus 1; 4 is a top view of the Iron Roughneck 1 ;

5 ist eine Draufsicht der rechten Backe des Iron Roughnecks aus 1, die Ausnehmungen zum Einsetzen der beiden Drehrollen zeigt; 5 is a top view of the right cheek of the Iron Roughneck 1 , which shows recesses for inserting the two rotating rollers;

6 ist eine perspektivische Ansicht der linken Rollenantriebsanordnung des Iron Roughnecks aus 1; 6 is a perspective view of the left roller drive arrangement of the Iron Roughneck 1 ;

7 ist eine Draufsicht der rechten Rollenantriebsanordnung mit entfernter oberer Abdeckung, um das Zahnräderwerk zu zeigen; 7 Figure 12 is a top view of the right roller drive assembly with the top cover removed to show the gear train;

8 ist eine Querschnittsansicht des Iron Roughnecks von oben, die entlang der Linie 8-8 aus 3 angefertigt ist und die Drehrollen und die Rohrgreifbacken in den unteren Backen zeigt; und 8th is a cross-sectional view of the Iron Roughneck from above taken along the line 8-8 out 3 is made and shows the rotating rollers and the tubular gripping jaws in the lower jaws; and

9A ist eine perspektivische Ansicht einer Rohrgreifbacke von vorn, und 9B ist eine Rückansicht derselben Rohrgreifbacke, die deren gerändelten Rücken zeigt. 9A is a front perspective view of a tubular gripping jaw, and 9B is a rear view of the same tubular gripping jaw showing its knurled back.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENT

Obwohl hierin detaillierte erläuternde Ausführungsformen offenbart werden, könnten andere geeignete Aufbauten und Maschinen zum Ausüben der Erfindung verwendet werden und werden für Personen mit durchschnittlichem Fachkönnen auf dem Fachgebiet offensichtlich sein. Folglich sind hierin offenbarte typische bauliche und funktionale Einzelheiten nur beispielhaft; sie beschreiben die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.Although detailed illustrative herein embodiments could be revealed other suitable structures and machines are used to practice the invention will and will be for Individuals with average skill can be obvious in the field his. Thus, typical structural and functional features disclosed herein Details only by way of example; they describe the preferred embodiments the invention.

1 und 2 zeigen einen Iron Roughneck 10, der gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist. Eine obere rechte Backe 12, eine obere linke Backe 14, eine untere rechte Backe 16 und eine untere linke Backe 18 des Iron Roughnecks haben jeweils ein Rohrgreifbackenelement oder „Zangenbacke" (8) zum Greifen der Gestängeverbinder zweier Bohrrohrabschnitte, die verbunden oder getrennt werden sollen. Obwohl die Erfindung in erster Linie bei der Verwendung beschrieben wird, Gestängeverbinder von Bohrrohren zu verbinden und zu trennen, kann sie auch verwendet werden, um viele andere Bohrkomponenten zu verbinden und zu trennen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Eruptionsschieber, Überschiebmuffen, Überschiebmuffen mit spiralförmigen Kerbungen, Stabilisatoren, Bohrkronen und Bodenlochsohlenausrüstungen einschließlich Bohrkronen. 1 and 2 show an Iron Roughneck 10 constructed according to a particular embodiment of the invention. An upper right cheek 12 , an upper left cheek 14 , a lower right cheek 16 and a lower left cheek 18 of the Iron Roughneck each have a tubular gripper jaw element or "pliers jaw" ( 8th ) for gripping the rod connectors of two drill pipe sections that are to be connected or disconnected. Although the invention is primarily described in the use to connect and disconnect drill pipe string connectors, it can also be used to connect and disconnect many other drilling components, including, but not limited to, eruption sliders, push-on sleeves, push-on sleeves with spiral Notches, stabilizers, drill bits and bottom hole equipment including drill bits.

Wie in 5 und 8 veranschaulicht, hat die obere rechte Backe eine vordere Ausnehmung 22 und eine hintere Ausnehmung 24, die spannend hergestellt oder ausgeformt sind. Die obere linke Backe 14 hat ähnlich eine vordere Ausnehmung 26 und eine hintere Ausnehmung 28. 6 zeigt eine linke Drehanordnung 30 mit einer linken vorderen Drehrolle 34 und einer linken hinteren Drehrolle 36. Eine rechte Drehanordnung 32 ist das Spiegelbild der linken Drehanordnung 30 und hat eine rechte vordere Drehrolle 38 und eine rechte hintere Drehrolle 40 (2 und 8). Wie in 2 und 8 veranschaulicht, ist die linke Drehanordnung 30 oberhalb der oberen linken Backe 14 befestigt, und die rechte Drehanordnung 32 ist oberhalb der oberen rechten Backe 12 befestigt, so dass die Drehrollen 34, 36, 38 und 40 jeweils in den Ausnehmungen 22, 24, 26 und 28 positioniert sind. Eine der Rohrgreifbacken 20 ist zwischen den Drehrollen 34 und 36 positioniert, und die andere Rohrgreifbacke 20 ist zwischen den Drehrollen 38 und 40 positioniert. Durch Positionieren der Drehrollen 34, 36, 38 und 40 in den oberen Backen 12 und 14 auf demselben Niveau wie die Rohrgreifbacken 20, ist es den Drehrollen 34, 36, 38 und 40 möglich, dichter an den unteren Backen 16 und 18 zu drehen und so den Gestängeverbinder und nicht den Rohrschaft zu greifen.As in 5 and 8th illustrated, the upper right jaw has a front recess 22 and a rear recess 24 that are excitingly made or shaped. The upper left cheek 14 similarly has a front recess 26 and a rear recess 28 , 6 shows a left rotation arrangement 30 with a left front rotating roller 34 and a left rear swivel 36 , A right rotating arrangement 32 is the reflection of the left rotation arrangement 30 and has a right front rotating roller 38 and a right rear wheel 40 ( 2 and 8th ). As in 2 and 8th illustrates the left rotation arrangement 30 above the upper left cheek 14 attached, and the right rotating arrangement 32 is above the upper right cheek 12 attached so that the rotating rollers 34 . 36 . 38 and 40 each in the recesses 22 . 24 . 26 and 28 are positioned. One of the tubular gripping jaws 20 is between the rotating rollers 34 and 36 positioned, and the other pipe gripper jaw 20 is between the rotating rollers 38 and 40 positioned. By positioning the rotating rollers 34 . 36 . 38 and 40 in the upper cheeks 12 and 14 at the same level as the tubular gripping jaws 20 , it's the swivel casters 34 . 36 . 38 and 40 possible, closer to the lower jaws 16 and 18 to rotate and so grab the rod connector and not the tubular shaft.

1 veranschaulicht den Iron Roughneck 10, der an einem Träger 42 befestigt ist, um ihn relativ zu den zu trennenden oder zu verbindenden Bohrkomponenten zu positionieren. Der Träger 42 fährt auf Führungen 44, um eine horizontale Bewegung zu ermöglichen. Für eine vertikale Bewegung entlang des Trägers 42 ist der Iron Roughneck 10 außerdem an einem Schlitten 46 befestigt. Die vertikale Bewegung des Schlittens wird durch einen Hubzylinder und zwei Ketten erreicht. An den Ketten sind Federn angebracht, die die vertikale Bewegung ausgleichen, die durch die Rohrgewinde, die beim Verbinden und Trennen der Rohre relativ zueinander bewegt werden, verursacht werden. 1 illustrates the Iron Roughneck 10 on a carrier 42 is attached to position it relative to the drilling components to be separated or connected. The carrier 42 drives on guided tours 44 to allow horizontal movement. For vertical movement along the beam 42 is the Iron Roughneck 10 also on a sled 46 attached. The vertical movement of the carriage is achieved by a lifting cylinder and two chains. Springs are attached to the chains to compensate for the vertical movement caused by the pipe threads that move relative to each other when connecting and disconnecting the pipes.

Die Backen 12, 14, 16 und 18 arbeiten in einer ähnlichen Weise wie ein herkömmlicher Drehmomentschlüssel. Wie in 8 zu sehen ist, sind die oberen Backen 12 und 14 durch einen vertikalen Scharnierstift 48 schwenkbar miteinander verbunden, um die oberen Backen 12 und 14 in Richtung aufeinander und voneinander weg zum Greifen oder Freigeben der Bohrkomponenten zu bewegen. 4 zeigt die oberen Backen 12 und 14 in einer relativ geschlossenen Position, während 8 die oberen Backen 12 und 14 in einer relativ offenen Position zeigt, in der sie einen Bohrrohrverbinder 60 greifen. Die unteren Backen 16 und 18 sind im Wesentlichen die gleichen wie die oberen Backen 12 und 14, wie sie oben beschrieben sind, und sind durch denselben Scharnierstift 48 wie die oberen Backen für eine Schwenkbewegung zwischen Greif- und Freigabezuständen verbunden. 2 und 3 veranschaulichen einen oberen Backengreifkolben- und Zylindermechanismus 50, angeordnet zwischen inneren Enden der oberen Backen 54, um die oberen Backen zwischen ihren Greif- und Freigabezuständen zu betätigen. Die Figuren veranschaulichen ferner einen unteren Backengreifkolben- und Zylindermechanismus 52, angeordnet zwischen inneren Enden der unteren Backen 56, um die unteren Backen zwischen ihren Greif- und Freigabezuständen zu betätigen. In ihren offenen Zuständen sind die Backen weit genug auseinander, um dem Drehmomentschlüssel zu ermöglichen, sich zwischen einer Position um das Rohr und einer Position seitlich achsversetzt davon zu bewegen. Der obere Backengreifkolben- und Zylindermechanismus 50 und der untere Backengreifkolben- und Zylindermechanismus 52 arbeiten unabhängig voneinander, um die oberen und unteren Backen zu öffnen und zu schließen.The cheeks 12 . 14 . 16 and 18 work in a similar way to a conventional torque wrench. As in 8th you can see the top cheeks 12 and 14 through a vertical hinge pin 48 pivotally connected to each other around the top jaws 12 and 14 to move towards and away from each other for gripping or releasing the drilling components. 4 shows the upper cheeks 12 and 14 in a relatively closed position while 8th the top cheeks 12 and 14 in a relatively open position showing a drill pipe connector 60 to grab. The lower cheeks 16 and 18 are essentially the same as the top jaws 12 and 14 as described above and are by the same hinge pin 48 like the top jaws connected for pivotal movement between gripping and release states. 2 and 3 illustrate an upper jaw gripping piston and cylinder mechanism 50 , located between inner ends of the upper jaws 54 to operate the upper jaws between their gripping and release states. The figures also illustrate a lower jaw gripping piston and cylinder mechanism 52 , located between inner ends of the lower jaws 56 to operate the lower jaws between their gripping and releasing states. In their open states, the jaws are far enough apart to allow the torque wrench to move between a position around the pipe and a position off-axis from it. The upper jaw grip piston and cylinder mechanism 50 and the lower jaw grip piston and cylinder mechanism 52 work independently to close the top and bottom jaws open and close.

Nachdem die Backen an einer Verbindung zwischen zwei Rohrabschnitten positioniert worden sind, greifen die unteren Backen 16 und 18 den oberen Gestängeverbinder des unteren Rohrabschnitts, und die oberen Backen 12 und 14 greifen den unteren Gestängeverbinder des oberen Rohrabschnitts. Die oberen Backen 12 und 14 und die unteren Backen 16 und 18 können dann relativ zueinander um die vertikale Achse 58 der Rohre 60 gedreht werden, wie in 8 gezeigt, um zwischen den Rohren entweder eine Schraubverbindung loszubrechen oder herzustellen. Um diese relative Rotation zu erreichen, ist der Zylinder eines linken, Drehmoment aufbringenden Kolben- und Zylindermechanismusses 62 mit den oberen linken Backen 14 und sein Kolben mit der unteren linken Backe 18 verbunden, wie in 4 und 8 gezeigt. In den 4 und 8 ist auch ein rechter, Drehmoment aufbringender Kolben- und Zylindermechanismus 64 gezeigt, bei dem Zylinder mit der unteren rechten Backe 16 und der Kolben mit der unteren rechten Backe 12 verbunden ist. Folglich können die Drehmoment aufbringende Kolben- und Zylindermechanismen 62 und 64 die oberen und unteren Backen in beide Richtungen relativ zueinander und um die Achse 58 des gegriffenen Rohres 60 unter Aufbringung von Kraft drehen.After the jaws have been positioned on a connection between two pipe sections, the lower jaws grip 16 and 18 the upper link connector of the lower pipe section, and the upper jaws 12 and 14 grip the lower rod connector of the upper pipe section. The upper cheeks 12 and 14 and the lower cheeks 16 and 18 can then be relative to each other about the vertical axis 58 of the pipes 60 be rotated as in 8th shown to either break loose or create a screw connection between the tubes. To achieve this relative rotation, the cylinder is a left hand torque applying piston and cylinder mechanism 62 with the upper left cheeks 14 and his butt with the lower left cheek 18 connected as in 4 and 8th shown. In the 4 and 8th is also a right, torque applying piston and cylinder mechanism 64 shown on the cylinder with the lower right jaw 16 and the piston with the lower right cheek 12 connected is. As a result, the torque-applying piston and cylinder mechanisms 62 and 64 the upper and lower jaws in both directions relative to each other and around the axis 58 of the gripped pipe 60 turn with the application of force.

Wie in der 8 veranschaulicht, hat jede der oberen Backen 12 und 14 eine einzelne Rohrgreifbacke 20. In dem Iron Roughneck 10 der vorliegenden Erfindung sind die Drehrollen 34, 36, 38 und 40 in den oberen Backen zusammen mit den Greifbacken so positioniert, dass jede Greifbacke 20 zwischen einem Paar Drehrollen angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung ist dort sehr wenig Platz zum Befestigen der Rohrgreifbacken 20. Folglich werden verschiedene spezielle Merkmale verwendet, um die Rohrgreifbacken 20 zu lagern.Like in the 8th illustrated, each of the top jaws has 12 and 14 a single tubular gripper jaw 20 , In the Iron Roughneck 10 of the present invention are the rotating rollers 34 . 36 . 38 and 40 positioned in the upper jaws together with the gripping jaws so that each gripping jaw 20 is arranged between a pair of rotating rollers. Because of this arrangement there is very little space for attaching the tubular gripping jaws 20 , As a result, various special features are used to make the pipe gripping jaws 20 to store.

Die Rohrgreifbacken 20 sind fächerförmig oder schwalbenschwanzförmig ausgebildet (9A), um in korrespondierende schwalbenschwanzförmige Nuten oder Schlitze 66, die in den oberen Backen zwischen den Ausnehmungen 22, 24, 26 und 28 gebildet sind, eingesetzt zu werden. Jede Nut 66 fächert in der Richtung, die in den Körper der entsprechenden oberen Backe hineingeht, auf. Jede schwalbenschwanzförmige Greifbacke 20 ist in seine korrespondierende Nut 66 eingesetzt, um eine Schwalbenverbindung zu bilden. Das schmale Ende der schwalbenschwanzförmigen Rohrgreifbacke erstreckt sich weg von den oberen Backenkörpern, um sich in die Gestängeverbinder hinein zu graben und diese zu greifen. In einer Ausführungsform sind die Backen aus den Nuten 66 entfernbar, so dass sie ersetzt werden können, wenn die Nuten 66 abgenutzt sind.The tubular gripping jaws 20 are fan-shaped or dovetail-shaped ( 9A ) in corresponding dovetail grooves or slots 66 that are in the top jaws between the recesses 22 . 24 . 26 and 28 are trained to be deployed. Every groove 66 fans out in the direction that goes into the body of the corresponding upper jaw. Each dovetail-shaped gripper jaw 20 is in its corresponding groove 66 used to form a swallow connection. The narrow end of the dovetail tubular gripper jaw extends away from the upper jaw bodies to dig into and grip the link connectors. In one embodiment, the jaws are out of the grooves 66 removable so that they can be replaced if the grooves 66 are worn out.

Wie in 9B gezeigt, haben die Drehmomentgreifbacken 20 der veranschaulichten Ausführungsform gerändelte Rücken, um die Greifbacken 20 besser gegen die Rückseite der korrespondierenden Nuten 66 zu sichern, wobei folglich die Drehmomentbelastung von den Seiten der Nuten 66 zu der Rückseite der Nuten geleitet wird. Die gerändelte Oberfläche könnte aus einer Folge v-förmiger Furchen gebildet sein, die zu einer Vielzahl zugespitzter, pyramidenförmiger Vorsprünge führt. Dies schützt die Seiten der Nuten 66, die wegen der Nähe der Ausnehmungen 22, 24, 26 und 28 relativ dünne Teile sind, und die deshalb nicht zu hoher Belastung ausgesetzt werden sollten.As in 9B have shown the torque gripping jaws 20 The illustrated embodiment has knurled backs around the gripping jaws 20 better against the back of the corresponding grooves 66 secure, consequently the torque load from the sides of the grooves 66 to the back of the grooves. The knurled surface could be formed from a series of v-shaped furrows leading to a plurality of tapered, pyramid-shaped projections. This protects the sides of the grooves 66 that because of the proximity of the recesses 22 . 24 . 26 and 28 are relatively thin parts and should therefore not be exposed to excessive loads.

Die unteren Backen 16 und 18 können die Anordnung, die oben beschrieben ist, verwenden, andernfalls können andere Anordnungen verwenden werden.The lower cheeks 16 and 18 may use the arrangement described above, otherwise other arrangements may be used.

6 veranschaulicht die linke Drehanordnung 30 mit einer vorderen Drehrolle 34 und einer hinteren Drehrolle 36. Die rechte Drehanordnung 32 ist das Spiegelbild der linken Drehanordnung 30 und ist deshalb nicht separat im Detail gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung betrifft auch die rechte Drehanordnung 32. Die Drehanordnung 30 ist oberhalb der oberen Backe 12 befestigt, so dass sich die Drehrollen 34 und 36 in die Ausnehmungen 26 und 28 erstrecken. Ein hydraulischer Drehmotor 74 ist an der Seite des Gehäuses 68 befestigt. Wie in 7 veranschaulicht, befindet sich in dem Gehäuse 68 ein Zahnräderwerk 72 zum Übertragen von Leistung des Motors 74 zu den Drehrollen 34 und 36. Zu diesem Zweck können auch andere Motoren und Drehanordnungen benutzt werden, solange sie geeignet sind, die Rollen 34 und 36 zu drehen und genügend kompakt sind. 6 illustrates the left rotation arrangement 30 with a front rotating roller 34 and a rear rotating roller 36 , The right rotation arrangement 32 is the reflection of the left rotation arrangement 30 and is therefore not shown in detail separately. The following description also applies to the right rotation arrangement 32 , The rotating arrangement 30 is above the top jaw 12 attached so that the rotating rollers 34 and 36 into the recesses 26 and 28 extend. A hydraulic rotary motor 74 is on the side of the case 68 attached. As in 7 illustrated, is in the housing 68 a gear train 72 for transferring engine power 74 to the swivel casters 34 and 36 , Other motors and rotary assemblies can be used for this purpose as long as they are suitable, the rollers 34 and 36 to rotate and are sufficiently compact.

Es ist wünschenswert, den Motor 74 auf der Seite des Drehanordnungsgehäuses 68 anzubringen, wie in 2 gezeigt, statt oberhalb davon, um Strukturen, die oberhalb des Iron Roughneck angebracht sind, zu entfernen. Die Kegelzahnräder des Zahnräderwerks 72 erlauben den Transfer der Rotationsbewegung von der horizontalen Achse 76 des Motors 74 zu den vertikalen Achsen 78 und 80 der Rollen 34 und 36. Das Zahnräderwerk 72 dient auch zum gleichmäßigen Aufteilen der Leistung des einzigen Motors 74 auf die beiden Rollen 34 und 36.It is desirable the engine 74 on the side of the rotating assembly housing 68 to attach as in 2 shown, rather than above, to remove structures attached above the Iron Roughneck. The bevel gears of the gear train 72 allow the transfer of the rotational movement from the horizontal axis 76 of the motor 74 to the vertical axes 78 and 80 of roles 34 and 36 , The gear train 72 also serves to evenly distribute the power of the single motor 74 on the two roles 34 and 36 ,

Herkömmlich haben Drehrollen glatte Oberflächen gehabt, weil sie auf der glatten Oberfläche des Rohrschaftes umlaufen. In der vorliegenden Erfindung laufen die Drehrollen 34 und 36 jedoch vorteilhafterweise auf der rauhen Oberfläche des Gestängeverbinders um. Die Oberflächen der Gestängeverbinder können aufgrund der Rohrgreifbacken 20, die sich hineingraben, um das Rohr sicher zu halten, rauh werden. Drehrollen mit glatten Oberflächen können durch die Vertiefungen und Überstände des Gestängeverbinders beschädigt werden und können dabei von der Oberfläche des Scharniers weg gedrängt werden, wodurch der Mechanismus des Drehschraubers belastet wird. Wie in 6 gezeigt, sind die Oberflächen der Rollen 34 und 36 mit einem gerändelten fischgrätenartigen Kreuzschraffurmuster versehen, um den Ungleichmäßigkeiten auf den Gestängeverbinderoberflächen besser zu entsprechen. Das Fischgrätenmuster enthält ausreichend offenen Zwischenraum auf den Rollenoberflächen, um Kantrillen und andere Fehler aufzunehmen, und die Erhöhungen der Strukturen konzentrieren die Kräfte genügend, um jede Kantrille zu durchdringen. Auch andere Strukturen können auf den Rollenoberflächen vorgesehen sein, um den Rollen zu erlauben, den Ungleichmäßigkeiten auf den Verbindungsstückoberflächen zu entsprechen.Traditionally, rotating rollers have had smooth surfaces because they run on the smooth surface of the tubular shaft. In the present invention, the rotating rollers run 34 and 36 however, advantageously on the rough surface of the rod connector. The surfaces of the rod connectors can be due to the tubular gripping jaws 20 who dig into it to keep the pipe safe, become rough. Swivel castors with smooth surfaces can be damaged by the recesses and protrusions of the rod connector and can be pushed away from the surface of the hinge, which places a strain on the mechanism of the screwdriver. As in 6 shown are the surfaces of the rollers 34 and 36 with a knurled herringbone cross hatch pattern to avoid the unevenness on the Ge to better match rod connector surfaces. The herringbone pattern contains enough open space on the roller surfaces to accommodate edge grooves and other defects, and the elevations of the structures concentrate the forces enough to penetrate each edge groove. Other structures can also be provided on the roller surfaces to allow the rollers to match the non-uniformities on the connector surfaces.

Wenn der Iron Roughneck 10 verwendet wird, um eine mit Gewinde versehene Verbindung zwischen einem Gestängeverbinderzapfen eines oberen Bohrrohrabschnitts und einer Gestängeverbindermuffe eines unteren Rohrabschnitts zu trennen, wird der untere Bohrabschnitt zuerst in die Abfangkeile eingesetzt. Die Backengreifkolben- und Zylindermechanismen 50 und 52 werden dann aktiviert, um die Backen 12, 14, 16 und 18 zu öffnen. Der Iron Roughneck 10 und der Träger 42 werden dann bewegt, so dass sich die Gestängeverbindermuffe zwischen den unteren Backen 16 und 18 und der Gestängeverbinderzapfen zwischen den oberen Backen 12 und 14 befindet. Die Backengreifkolben- und Zylindermechanismen 50 und 52 werden zum Griff der unteren Backen 16 und 18 auf die Gestängeverbindermuffe und zum Griff der oberen Backen auf den Gestängeverbinderzapfen wieder aktiviert. Durch die Greifbackenkolben- und Zylindermechanismen 50 und 52 bereitgestellte Kraft bringt die Rohrgreifbacken 20 für einen besseren Griff mit den Gestängeverbindern in Eingriff. Anschließend werden die Drehmomentzylindermechanismen 62 und 64 aktiviert, um die obere Backe im Gegenuhrzeigersinn relativ zu der stationären unteren Backe (die untere Backe ist an dem unteren Bohrrohrverbinder gegriffen, das in den Abfangkeilen eingesetzt ist zu drehen, um die Verbindung zwischen den Gestängeverbinderzapfen und Gestängeverbindermuffen zu lösen. Der Backengreifkolben- und Zylindermechanismus 50 wird dann aktiviert, um die oberen Backen 12 und 14 zu lösen, und die Drehrollen 34, 36, 38 und 40 werden in Kontakt mit dem Zapfen-Muffe_Gestängeverbinder gebracht. Der linksseitige hydraulische Drehmotor 74 und ein rechtsseitiger hydraulischer Drehmotor 82 werden dann aktiviert, um den Gestängeverbinderzapfen im Gegenuhrzeigersinn relativ zu der Gestängeverbindermuffe zu drehen, bis der obere Bohrrohrverbinder von dem unteren Bohrrohrverbinder getrennt ist.When the Iron Roughneck 10 is used to separate a threaded connection between a drill pipe connector pin of an upper drill pipe section and a drill pipe connector sleeve of a lower pipe section, the lower drill section is first inserted into the intercept wedges. The jaw gripping piston and cylinder mechanisms 50 and 52 are then activated to the cheeks 12 . 14 . 16 and 18 to open. The Iron Roughneck 10 and the carrier 42 are then moved so that the linkage sleeve is between the lower jaws 16 and 18 and the link pin between the upper jaws 12 and 14 located. The jaw gripping piston and cylinder mechanisms 50 and 52 become the handle of the lower cheeks 16 and 18 on the rod connector sleeve and the handle of the upper jaws on the rod connector pin again. Through the gripper jaw piston and cylinder mechanisms 50 and 52 The force provided by the pipe gripping jaws 20 for a better grip with the rod connectors. Then the torque cylinder mechanisms 62 and 64 activated to rotate the upper jaw counterclockwise relative to the stationary lower jaw (the lower jaw is gripped by the lower drill pipe connector inserted into the intercept wedges to release the connection between the link connector pins and link connector sleeves. The jaw gripping piston and cylinder mechanism 50 is then activated to the upper jaws 12 and 14 to release, and the rotating rollers 34 . 36 . 38 and 40 are brought into contact with the spigot-socket connector. The left-hand hydraulic rotary motor 74 and a right-hand hydraulic rotary motor 82 are then activated to rotate the drill connector pin counterclockwise relative to the drill connector sleeve until the upper drill pipe connector is separated from the lower drill pipe connector.

Um den Iron Roughneck 10 zu benutzen, eine mit einem Gewinde versehene Verbindung zwischen einem Gestängeverbinderzapfen eines oberen Bohrrohrverbinders und einer Gestängeverbindermuffe eines unteren Bohrrohrverbinders zu verbinden, wird der oben beschriebene Ablauf umgekehrt.About the Iron Roughneck 10 To use a threaded connection between a drill pipe connector pin of an upper drill pipe connector and a drill pipe connector sleeve of a lower drill pipe connector, the procedure described above is reversed.

Über die oben näher beschriebenen, hydraulischen Motoren hinaus kann jeder andere leistungsstarke, kompakte Motor verwendet werden. Die Drehanordnungen 30 und 32 können auch an anderen Positionen oberhalb, innerhalb, seitlich oder unterhalb der Backen angeordnet werden. Die Rollen können in den unteren Backen statt in den oberen Backen angeordnet werden, um unten angeordnete Komponenten herauszudrehen. Rollen können sowohl in den oberen als auch den unteren Backen bewegt werden, um weitere Möglichkeiten bereitzustellen. Eine größere Anzahl an Backen oder Rollen können mit der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden.In addition to the hydraulic motors described in more detail above, any other powerful, compact motor can be used. The rotating arrangements 30 and 32 can also be arranged in other positions above, inside, to the side or below the jaws. The rollers can be placed in the lower jaws instead of the upper jaws to unscrew components located below. Rollers can be moved in both the upper and lower jaws to provide additional options. A larger number of jaws or rollers can also be used with the present invention.

Während die obige Beschreibung viele typische Merkmale der Erfindung beschreibt, sollte dies nicht als Beschränkung des Anwendungsbereichs der Erfindung ausgelegt werden, sondern vielmehr als eine beispielhafte Ausführungsform davon. Viele andere Variationen sind möglich. Dementsprechend sollte der Schutzumfang der Erfindung nicht durch die veranschaulichte Ausführungsform bestimmt werden, sondern durch die beigefügten Ansprüche und ihre gesetzlichen Äquivalente.While the description above describes many typical features of the invention, this shouldn't be a limitation of the scope of the invention, but rather as an exemplary embodiment from that. Many other variations are possible. Accordingly, it should the scope of the invention is not illustrated by that embodiment be determined, but by the appended claims and their legal equivalents.

Claims

Contraption ( 10 ) for connecting and disconnecting threaded drill parts, comprising a first set of jaws ( 12 ) and ( 14 ) on a first level with a first set of gripper jaw sections arranged therein ( 20 ) for gripping a first drilling part, the first set of jaw recesses ( 22 ), ( 24 ), ( 26 ) and ( 28 ) forms a second set of jaws ( 16 ) and ( 18 ) on a second level with a second set of gripper jaw sections arranged therein ( 20 ) for gripping a second drill part, the first and second set of jaws providing torque for tightening or loosening a threaded connection between the first and the second drill part, and the improvement comprising: a multiplicity of housed in the recesses at the first level and for connection and separating the first and second drilling parts of operable rotating rollers ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ), ( 40 ).

Apparatus according to claim 1, wherein the roller surfaces of the rotating rollers ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ), ( 40 ) are structured.

The device according to claim 1, wherein roller surfaces of the rotating rollers ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ), ( 40 ) are knurled.

Apparatus according to claim 3, wherein the roller surfaces with knurled with a cross hatch pattern are.

Device according to claim 1, wherein the gripping jaw sections ( 20 ) in dovetail-shaped, in the walls of the cheeks ( 12 ), ( 14 ), ( 16 ), ( 18 ) of the first and second sets of slots ( 66 ) engaging dovetail Ba corner sections are.

Apparatus according to claim 5, wherein one side of each dovetail-shaped jaw section ( 20 ) is arranged to engage the first drilling part and an opposite side of each dovetail-shaped jaw section has a knurled back which is arranged to cover one surface of the dovetail-shaped slots ( 66 ) capture.

The apparatus of claim 5, wherein the first set of jaws comprises a first jaw ( 12 ) and a second cheek ( 14 ), the first and second jaws each having a pair of recesses ( 22 ), ( 24 ), ( 26 ), ( 28 ), one of the rotating rollers ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ), ( 40 ) is positioned in the recesses and one of the dovetail-shaped jaw sections ( 20 ) is arranged between each of the pairs of recesses.

The device of claim 1, further comprising: at least one gear drive ( 72 ) with a pair of to an engine ( 74 ) coupled bevel gears around the rotating rollers ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ), ( 40 ) to drive.

Apparatus according to claim 8, wherein each of the gear drives ( 72 ) is positioned on a third level adjacent to the first level.

The apparatus of claim 9, wherein each of the motors ( 74 ) is extended to the side of the turntable.

The apparatus of claim 1, wherein the first set of jaws comprises a first jaw ( 12 ) and a second cheek ( 14 ), with the first jaw ( 12 ) a first and a second recess ( 22 ), ( 24 ) defines the rotating rollers ( 34 ), ( 36 ), the second jaw ( 14 ) a first and a second recess ( 26 ), ( 28 ) defines the rotating rollers ( 38 ), ( 40 ) have a first motor ( 74 ) the rotating rollers ( 34 ), ( 36 ) the first cheek ( 12 ) by a first rotating assembly ( 32 ) drives a second motor using bevel gears ( 74 ) the rotating rollers ( 38 ), ( 40 ) the second cheek ( 14 ) by a second rotating structure ( 34 ) drives using bevel gears.

The apparatus of claim 11, wherein the first and second motors ( 74 ) to the side of the swivel bodies ( 32 ), ( 34 ) is extended.

The apparatus of claim 1, wherein the first and second sets of jaws ( 12 ), ( 14 ), ( 16 ), ( 18 ) is operable to independently grasp and release the first or second drilling part.

A method of connecting and disconnecting threaded drill parts, comprising the steps of: gripping a first rod connector of a first drill part with a first set of clamps ( 12 ), ( 14 ) at a first level while gripping a second rod connector of a second drill part with a second set of clamps ( 16 ), ( 18 at a second level, rotating the first and second sets of clamps relative to each other to apply torque to tighten or loosen a threaded connection between the first and second drilling members, loosening the first set of gripper jaw sections ( 20 ) from the first link connector and engaging a set of rollers ( 34 ), ( 36 ), ( 38 ), ( 40 ) with the first linkage connector at the first level and rotating the rollers to connect or disconnect the first and second drilling parts.