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QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht den Nutzen der gleichzeitig anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung 60/589,495,
eingereicht am 20. Juli 2004.
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Diese
Anmeldung ist auch eine Teilfortführung der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung 10/738,950,
eingereicht am 17. Dezember 2003, die eine Fortführung der US-Patentanmeldung 10/354,226
ist, jetzt
US-Patent 6,688,398 ,
eingereicht am 29. Januar 2003, das eine Fortführung der US-Patentanmeldung
09/762,698 ist, jetzt
US-Patent 6,527,047 ,
eingereicht am 10. Mai 2001, welches das nationale Stadium der internationalen
Anmeldung
PCT/GB99/02704 ist,
eingereicht am 16. August 1999 und veröffentlicht unter PCT Art. 21(2)
in Englisch, und beansprucht die Priorität der
britischen Anmeldung 9818366.8 , eingereicht
am 24. August 1998.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen
zum Bohren mit Oberantriebssystemen. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf Verfahren und Vorrichtungen zum Anpassen eines Oberantriebs
zur Verwendung mit einem Schiebefutterrohr. Noch genauer bezieht
sich die Erfindung auf ein Oberantriebssystem mit einem Verdrillkopf
und einer Futterrohrzuführung,
die geeignet ist, das Futterrohr in den Verdrillkopf einzuführen.
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2. Beschreibung des verwandten
Fachgebiets
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Bei
Brunnen-Fertigstellungsarbeiten wird ein Bohrloch gebildet, um kohlenwasserstoffhaltige
Formationen durch Zuhilfenahme von Bohren zugänglich zu machen. Das Bohren
wird durch Verwendung eines Bohrmeißels bewerkstelligt, der am
Ende einer Bohrgeräthalterung
montiert ist, allgemein bekannt als Bohrstrang. Um innerhalb des
Bohrlochs auf eine vorbestimmte Tiefe zu bohren, wird der Bohrstrang oft
durch einen Oberantrieb oder Drehtisch auf einer Flächen-Plattform
oder -Anlage oder durch einen zum unteren Ende des Bohrstrangs hin
montierten Bohrlochmotor gedreht. Nach Bohren bis zu einer vorbestimmten
Tiefe werden Bohrstrang und Bohrmeißel entfernt und ein Futterrohrabschnitt
in das Bohrloch abgesenkt. Auf diese Weise wird ein ringförmiger Bereich
zwischen dem Bohrröhrenzug
und der Formation gebildet. Der Rohrstrang wird vorübergehend
von der Oberfläche
des Brunnens abgehängt.
Dann wird ein Zementiervorgang durchgeführt, um den ringförmigen Bereich
mit Zement zu füllen.
Unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Vorrichtungen
wird der Rohrstrang durch Zirkulieren von Zement in den zwischen
der Außenwand
des Futterrohrs und dem Bohrloch definierten ringförmigen Bereich
in das Bohrloch zementiert. Die Kombination von Zement und Futterrohr
festigt das Bohrloch und erleichtert die Isolierung bestimmter Bereiche
der Formation hinter dem Futterrohr für die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen.
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Es
ist üblich,
mehr als einen Bohrröhrenzug in
einem Bohrloch zu verwenden. Dabei schließt ein herkömmliches Verfahren zur Fertigstellung
eines Brunnens das Bohren bis auf eine erste bezeichnete Tiefe mit
einem Bohrmeißel
an einem Bohrstrang ein. Dann wird der Bohrstrang entfernt und ein
erster Bohrröhrenzug
in das Bohrloch getrieben und in dem ausgebohrten Teil des Bohrlochs
angeordnet. Zement wird in die ringförmige Öffnung hinter dem Rohrstrang
zirkuliert und aushärten
gelassen. Als Nächstes
wird der Brunnen bis zu einer zweiten bezeichneten Tiefe gebohrt
und ein zweiter Bohrröhrenzug
oder Einstecklauf in den ausgebohrten Teil des Bohrlochs eingetrieben.
Der zweite Strang wird auf einer Tiefe derart angeordnet, dass der
obere Teil des zweiten Bohrröhrenzugs
den unteren Teil des ersten Bohrröhrenzugs überlappt. Der zweite Strang
wird dann fixiert oder von dem bestehenden Futterrohr "abgehängt" durch Zuhilfenahme
von Abfangkeilen, die Abfangkeilelemente und Konusse verwenden, um
den zweiten Bohrröhrenzug
in Art einer Keilverbindung in dem Bohrloch fixieren. Dann wird
der zweite Rohrstrang zementiert. Dieser Vorgang wird typischerweise
mit zusätzlichen
Rohrsträngen
wiederholt, bis der Brunnen auf eine gewünschte Tiefe gebohrt ist. Daher
sind zwei Einläufe
in das Bohrloch pro Rohrstrang erforderlich, um das Futterrohr in
das Bohrloch einzusetzen. Auf diese Art und Weise werden Brunnen
typischerweise mit zwei oder mehreren Futterrohrsträngen mit
stetig steigendem Durchmesser gebildet.
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Wenn
mehr Rohrstränge
in dem Bohrloch angeordnet werden, werden die Rohrstränge zunehmend
kleiner im Durchmesser, damit sie in den vorigen Rohrstrang hineinpassen.
Bei einem Bohrvorgang muss der Bohrmeißel zum Bohren auf die nächste vorbestimmte
Tiefe bei abnehmendem Durchmesser jedes Rohrstrangs somit zunehmend kleiner
werden, damit er in den vorigen Rohrstrang hineinpasst. Daher sind
zum Bohren bei Brunnen-Fertigstellungsarbeiten
gewöhnlich
vielerlei Bohrmeißel
mit unterschiedlichen Größen notwendig.
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Ein
anderes Verfahren der Durchführung
von Brunnen-Fertigstellungsarbeiten bezieht das Bohren mit Futterrohr
ein, im Gegensatz zu dem ersten Verfahren mit Bohren und dann Anordnen
des Futterrohrs. In diesem Verfahren wird der Rohrstrang zusammen
mit einem Bohrmeißel
in das Bohrloch eingetrieben, um das nachfolgende, im Innern des
bestehenden Rohrstrangs gelegene durchmesserkleinere Loch zu bohren.
Der Bohrmeißel
wird durch Drehen des Bohrstrangs von der Oberfläche des Bohrlochs aus betrieben.
Sobald das Bohrloch gebildet ist, kann der angebrachte Rohrstrang
in dem Bohrloch zementiert werden. Der Bohrmeißel wird entweder entfernt
oder durch das Bohren eines nachfolgenden Bohrlochs zerstört. Das
nachfolgende Bohrloch kann durch einen zweiten Arbeitsstrang gebohrt
werden, der einen zweiten Bohrmeißel umfasst, der am Ende eines
zweiten Futterrohrs angeordnet ist, das von ausreichender Größe ist,
um die Wand des gebildeten Bohrlochs auszukleiden. Der zweite Bohrmeißel sollte
kleiner sein als der erste Bohrmeißel, so dass er in den bestehenden
Rohrstrang hineinpasst. Dabei erfordert dieses Verfahren pro in
das Bohrloch eingesetztem Rohrstrang wenigstens ein Eintreiben in
das Bohrloch.
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Es
ist in der Industrie bekannt, Oberantriebssysteme zu verwenden,
um einen Bohrstrang zum Bilden eines Bohrlochs zu drehen. Oberantriebssysteme
sind mit einem Motor ausgerüstet,
um das Drehmoment zum Drehen des Bohrstrangs bereitzustellen. Die
Hohlwelle des Oberantriebs ist typischerweise über ein Gewinde an ein oberes
Ende des Bohrgestänges
angeschlossen, um das Drehmoment an das Bohrgestänge zu übertragen. Oberantriebe können auch
beim Bohren mit Futterrohrbetrieb zum Drehen des Futterrohrs verwendet
werden.
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Zum
Bohren mit Futterrohr erfordern die meisten existierenden Oberantriebe
einen Gewinde-Überleitungsadapter
zum Anschluss an das Futterrohr. Dies ist so, weil die Hohlwelle
des Oberantriebs nicht zur Verbindung mit den Gewinden des Futterrohrs
bemessen ist. Der Überleitungsadapter ist
vorgesehen, um dieses Problem zu verringern. Typischerweise ist
ein Ende des Überleitungsadapters zur
Verbindung mit der Hohlwelle ausgelegt, während das andere Ende zur Verbindung
mit dem Futterrohr ausgelegt ist.
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Jedoch
ist der Prozess des Verbindens und Trennens eines Futterrohrs mit
einem Gewinde zeitraubend. Zum Beispiel muss jedes Mal, wenn ein neues
Futterrohr hinzugefügt
wird, der Rohrstrang vom Überleitungsadapter
getrennt werden. Danach muss die Überleitung in das neue Futterrohr
eingeschraubt werden, bevor der Rohrstrang eingetrieben werden kann.
Des Weiteren erhöht
dieser Prozess auch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Gewinde
und erhöht
dadurch das Nutzungsausfallpotenzial.
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US-B1-6 527 047 zeigt
eine Vorrichtung zum Erleichtern der Verbindung von Rohren, wobei
die Vorrichtung eine Winde (
15), wenigstens ein Drahtseil
(
4,
5) und eine Vorrichtung (
2) zum Greifen
eines Rohrs (
3) umfasst und die Anordnung derart ist, dass die
Winde (
15) im Gebrauch zum Winden des wenigstens einen
Drahtes (
4,
5) und der Vorrichtung (
2) verwendet
werden kann, um ein Rohr (
3) unter dem Oberantrieb zu positionieren.
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In
jüngster
Zeit sind Oberantriebsadapter entwickelt worden, um den Futterrohreintreibeprozess
zu erleichtern. Oberantriebsadapter, die den äußeren Teil des Futterrohrs
greifen, sind allgemein als Verdrillköpfe bekannt, während Adapter,
die den inneren Teil des Futterrohrs greifen, allgemein als Lanzen
bekannt sind. Ein beispielhafter Verdrillkopf ist in der US-Patentanmeldung
10/850,347 mit dem Titel "Casing
Running Head" offenbart,
die am 20. Mai 2004 von demselben Erfinder der vorliegenden Anmeldung
eingereicht wurde. Eine beispielhafte Lanze ist in der
US-Patentoffenlegung 2005/0051343 von Pietras
et al. offenbart. Diese Anmeldungen sind auf den Rechtsnachfolger
der vorliegenden Anmeldung übertragen.
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Eine
der Herausforderungen des Treibens von Futterrohren unter Verwendung
eines Oberantriebsadapters ist das Positionieren des Futterrohrs zum
Eingriff mit dem Oberantriebsadapter. Zum Angreifen am Futterrohr
muss der Oberantriebsadapter relativ zu dem Futterrohr abgesenkt
oder das Futterrohr relativ zu dem Oberantriebsadapter angehoben werden.
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Es
besteht daher ein Bedarf für
Verfahren und Vorrichtungen zum Positionieren eines Futterrohrs
zur Handhabung durch einen Oberantriebsadapter während der Futterrohr-Treibvorgänge. Es
besteht ferner ein Bedarf für
Verfahren und Vorrichtungen zum effizienten Treiben von Futterrohren
mit einem Oberantrieb.
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WESEN DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Bohren mit einem Oberantriebssystem. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verfahren und Vorrichtungen
zum Handhaben von Rohren unter Verwendung eines Oberantriebssystems.
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In
einer Ausführungsform
umfasst ein rohrförmiges
Greifelement zur Verwendung mit einem Oberantrieb zur Handhabung
eines Rohres ein betriebsfähig
mit dem Oberantrieb verbundenes Gehäuse und eine Vielzahl von radial
in dem Gehäuse angeordneten Greifelementen
zum Angreifen an dem Rohr, wobei das Verschieben des Gehäuses relativ
zu der Vielzahl von Greifelementen bewirkt, dass die Vielzahl von
Greifelementen das Rohr erfasst.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird ein Verfahren zum Handhaben eines Rohres unter Verwendung eines
Oberantriebs bereitgestellt. Das Verfahren schließt ein:
Bereitstellen eines ersten rohrförmigen
Greifelementes und eines zweiten Rohrelementes, die an einen Oberantrieb
gekuppelt sind; Festhalten des Rohres mit dem zweiten Greifelement;
Bewegen des Rohres in den Eingriff mit dem ersten Greifelement;
und Drehen des Rohres unter Verwendung des Oberantriebs.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfasst ein Verfahren zum Handhaben eines Rohres die Bereitstellung
eines betriebsfähig
mit einem Greifkopf verbundenen Oberantriebs. Der Greifkopf weist
ein Gehäuse,
eine Vielzahl von radial in dem Gehäuse angeordneten Greifelementen
zum Angreifen an dem Rohr und eine Vielzahl von beweglich an jedem der
Vielzahl von Greifelementen angeordneten Eingriffselementen auf.
Das Verfahren schließt
ferner das Anordnen des Rohres innerhalb der Vielzahl von Greifelementen,
Bewegen des Gehäuses
relativ zu der Vielzahl von Greifelementen, Erfassen des Rohres
und Verschwenken der Vielzahl von Eingriffselementen ein.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird eine Rohrfördervorrichtung
zur Verwendung mit einem Oberantrieb zur Handhabung eines Rohres
bereitgestellt. Die Vorrichtung schließt ein Paar Förderelemente
mit einem Halteelement zum Angreifen an dem Rohr ein, wobei die
Förderelemente
betätigbar sind,
um das Rohr zwischen dem Halteelement jedes Förderelements zu erfassen. Die
Vorrichtung schließt auch
ein Antriebselement zum Ansteuern des Halteelements ein, wodurch
das Rohr relativ zu der Fördervorrichtung
gefördert
wird.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird eine Futterrohrzuführung
zum Positionieren eines Futterrohrs für den Eingriff mit einem rohrförmigen Greifelement
bereitgestellt. Die Futterrohrzuführung schließt ein Paar
Förderarme
für den
Eingriff mit dem Futterrohr ein. Jeder Förderarm kann durch einen Zylinder
angehoben oder abgesenkt werden. Die Förderarme sind mit einer motorgetriebenen
Laufrolle zum Erfassen und Heben des Futterrohrs ausgerüstet. Die
Futterrohrzuführung
kann auch mit einer Zählvorrichtung
ausgerüstet
sein, um die Positionierung des Futterrohrs in dem Verdrillkopf
zu bestimmen.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird eine Rohrfördervorrichtung
zur Verwendung mit einem Oberantrieb zur Handhabung eines Rohrs
bereitgestellt. Die Rohrfördervorrichtung
schließt
ein Paar Arme mit einer Laufrolle zum Angreifen an dem Rohr ein,
wobei die Arme betätigbar
sind, um das Rohr zwischen der Laufrolle jedes Armes zu erfassen.
Die Fördervorrichtung
schließt
auch einen Motor zum Drehen der Laufrolle ein, wodurch das Rohr
relativ zur Fördervorrichtung
gefördert
wird.
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In
noch einer anderen Ausführungsform
umfasst die Fördervorrichtung
ferner eine Zählvorrichtung.
Die Zählvorrichtung
kann einen Sensor zum Aktivieren eines Zählers einschließen. Die
Zählvorrichtung
kann ferner ein Zählelement
einschließen,
um eine Position des Rohres zu bestimmen.
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In
einer anderen Ausführungsform
schließt ein
Verfahren zum Fördern
eines Rohres ein: Bereitstellen einer Vielzahl von Förderwerkelementen,
wobei jedes der Förderwerkelemente
ein Halteelement aufweist; Anordnen des Rohres zwischen den Halteelementen;
Erfassen des Rohres mit den Halteelementen; und Drehen der Halteelemente
zur axialen Förderung
des Rohres.
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In
einer anderen Ausführungsform
schließt ein
Oberantriebssystem zum Handhaben eines Rohres ein: einen Oberantrieb;
ein an den Oberantrieb gekuppeltes rohrförmiges Greifelement, das imstande
ist, das Rohr zu greifen und das Drehmoment von dem Oberantrieb
zu übertragen;
und ein betriebsbereit an den Oberantrieb gekuppeltes Rohrförderelement,
das geeignet ist, das Rohr zum Eingriff mit dem rohrförmigen Greifelement
zu positionieren.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Damit
die Art und Weise, wie die oben aufgezählten Merkmale und andere hierin
betrachtete und beanspruchte Merkmale erfüllt werden und im Einzelnen
verständlich
werden, kann eine eingehendere Beschreibung der oben kurz zusammengefassten Erfindung
mit Bezug auf deren Ausführungsformen gegeben
werden, die in den angehängten
Zeichnungen dargestellt sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen,
dass die angehängten
Zeichnungen nur typische Ausführungsformen
dieser Erfindung darstellen und daher nicht als ihren Schutzbereich
einschränkend
anzusehen sind, da die Erfindung den Zugang zu anderen, gleichermaßen wirksamen
Ausführungsformen
gestatten kann.
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1A–1B zeigen
eine beispielhafte Ausführungsform
eines Oberantriebssystems.
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2 zeigt
einen beispielhaften Verdrillkopf zur Verwendung mit dem Oberantriebssystem.
Wie gezeigt, ist der Verdrillkopf in einer teilweise betätigten Stellung.
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3 ist
eine Perspektivansicht des Greifelements des Verdrillkopfes gemäß 2.
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4 ist
eine Perspektivansicht des Verdrillkopfes gemäß 2.
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5 zeigt
den Verdrillkopf gemäß 2 in einer
unbetätigten
Stellung.
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6 zeigt
den Verdrillkopf gemäß 2 in einer
betätigten
Stellung.
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7 zeigt
eine andere Ausführungsform
eines Verdrillkopfes.
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8A–B sind
zwei unterschiedliche Ansichten eines beispielhaften Greifelements
zur Verwendung mit dem Verdrillkopf gemäß 7.
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9 ist
eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Greifelementes.
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10 ist
eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Futterrohrzuführung.
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11 ist
eine andere Perspektivansicht der Futterrohrzuführung mit entfernter Frontplatte.
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12 ist
eine andere Perspektivansicht der Futterrohrzuführung.
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13 ist
eine Seitenansicht der Futterrohrzuführung.
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14 ist
eine Querschnittansicht der Futterrohrzuführung.
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15 zeigt
eine andere Ausführungsform einer
Futterrohrzuführung.
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16 ist
eine andere Perspektivansicht der Futterrohrzuführung gemäß 15.
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17 ist
eine Seitenansicht der Futterrohrzuführung gemäß 15.
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18A–B
zeigen ein beispielhaftes Förderelement.
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19 zeigt
ein beispielhaftes Oberantriebssystem, das mit einer Futterrohrzuführung ausgerüstet ist.
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20 ist
eine Seitenansicht des Oberantriebssystems gemäß 19.
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21 zeigt
das Oberantriebssystem gemäß 19 im
Betrieb.
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22 zeigt
die Futterrohrzuführung
vor dem Eingriff mit dem Futterrohr.
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23 zeigt
die Futterrohrzuführung
im Eingriff mit dem Futterrohr.
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24 zeigt,
wie das Futterrohr gerade zum Verdrillkopf hochgehoben wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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In
einer Ausführungsform
schließt
ein Oberantriebssystem zum Bohren einen Oberantriebsadapter zum
Greifen und Drehen des Futterrohrs ein. In einer anderen Ausführungsform
wird eine Futterrohrzuführung
zur Positionierung eines Futterrohrs zur Handhabung durch den Oberantriebsadapter
bereitgestellt.
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Die
Futterrohrzuführung
schließt
ein Paar Förderelemente
zum Eingriff mit dem Futterrohr ein. Das Förderelement schließt einen
Förderarm
und eine motorgetriebene Laufrolle zum Erfassen und Hochheben des
Futterrohrs ein. Die Förderarme
können
durch einen Zylinder angehoben oder abgesenkt werden, um die Laufrolle
mit dem Futterrohr in Eingriff zu bringen. Eine Betätigung der
Laufrollen bewegt das Futterrohr relativ zu der Futterrohrzuführung. Die
Futterrohrzuführung
kann auch mit einer Zählvorrichtung
ausgerüstet
sein, um die Positionierung des Futterrohrs in dem Verdrillkopf
zu bestimmen.
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1A–1B zeigen
ein geeignetes Oberantriebssystem 10 zum Bohren bei Futterrohrarbeiten
oder einer Bohrlochoperation, die das Aufnehmen/Ablegen von Rohren
einbezieht. Das Oberantriebssystem 10 kann durch einen
verfahrbaren Block über
der Oberfläche
eines Brunnens aufgehängt sein.
Allgemein schließt
der Oberantrieb 15 einen Motor 18 ein, der zum
Drehen eines Futterrohrs 30 in verschiedenen Stadien des
Betriebs verwendet wird, wie während
des Bohrens mit Futterrohr oder während des Zusammensetzens oder
Ausbrechens einer Verbindung zwischen den Futterrohren. Ein Schienensystem
(nicht gezeigt) ist an den Oberantrieb 15 gekuppelt, um
die Axialverschiebung des Oberantriebs 15 zu führen und
den Oberantrieb 15 während der
Rotation der Futterrohre an der Drehbewegung zu hindern. Wie hierin
verwendet, kann jedes Futterrohr 30 ein einzelnes Futterrohr
oder einen Rohrstrang mit mehr als einem Futterrohr einschließen. Des
Weiteren ist festzuhalten, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung
gleichermaßen
auf andere Bohrlochrohrtypen wie Bohrgestänge anwendbar sind.
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Wie
in 1A–1B gezeigt,
schließt
das Oberantriebssystem 10 einen Oberantriebsadapter und
eine Futterrohrzuführung
ein, um den Futterrohreintreibbetrieb zu erleichtern. In der bevorzugten Ausführungsform
ist der Oberantriebsadapter ein Verdrillkopf 40. Der Verdrillkopf 40 kann
verwendet werden, um einen oberen Teil des Futterrohrs 30 zu greifen
und das Drehmoment vom Oberantrieb an das Futterrohr 30 weiterzugeben.
Der Verdrillkopf 40 kann unter Verwendung eines oder mehrerer
Bügel 22 an
die Futterrohrzuführung 20 gekuppelt
sein. Die Futterrohrzuführung 20 kann
verwendet werden, um das Futterrohr 30 für den Eingriff
mit dem Verdrillkopf 40 zu positionieren. Es ist festzuhalten,
dass der Oberantriebsadapter eine Lanze oder andere zum Greifen
des Futterrohrs geeignete Greifvorrichtung sein kann.
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FUTTERROHRLAUFKOPF
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2 stellt
eine Querschnittansicht eines beispielhaften Verdrillkopfes 40 dar,
der zur Verwendung mit dem Oberantriebssystem geeignet ist. Der Verdrillkopf 40 schließt einen
Aufspanndorn 103 ein, der zum Anschluss an den Oberantrieb 15 an
eine drehbare Einheit 109 gekuppelt ist. Dabei kann der Oberantrieb 15 den
Verdrillkopf 40 zum Bohren mit dem Futterrohr drehen, anheben
oder absenken. Der Aufspanndorn 103 schließt einen
Einspannbund 113 zum Kuppeln eines oder mehrerer Greifelemente 105 an
den Aufspanndorn 103 ein. Wie in 2 gezeigt, schließt ein oberer
Teil des Greifelementes 105 eine Ausnehmung 114 für den Eingriff
mit dem Einspannbund 113 des Aufspanndorns 103 ein.
Die Greifelemente 105 sind um den Umfang des Aufspanndorns 103 herum
angeordnet.
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Ein
Gehäuse 104 umgibt
die Greifelemente 105 und stellt sicher, dass die Greifelemente 105 am Aufspanndorn 103 angekuppelt
bleiben. Das Gehäuse 104 ist
durch einen auf dem Aufspanndorn 103 angeordneten Hydraulikzylinder 110 betätigbar.
Insbesondere ist ein oberer Teil des Gehäuses 104 an den Kolben 111 des
Hydraulikzylinders 110 gekuppelt. Die Betätigung des
Kolbens 111 bewirkt, dass sich das Gehäuse 104 axial zum
Aufspanndorn 103 bewegt.
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Die
Greifelemente 105 sind geeignet, das Futterrohr 30 zu
erfassen und festzuhalten, sobald das Futterrohr 30 in
das Gehäuse 104 eingesetzt wird.
Wie in 3 gezeigt, schließen die Greifelemente 105 ein
oberes Ende mit einer Ausnehmung 114 zum Kuppeln an den
Aufspanndorn 103 und ein unteres Ende mit einem oder mehreren
Eingriffselementen 106 ein. Eine Breite der Greifelemente 105 kann
von der Form her gewölbt
sein, so dass die Greifelemente 105 umfangsmäßig angeordnet
werden können,
um eine im Wesentlichen rohrförmige Struktur
zum Erfassen eines Rohres wie eines Futterrohres oder einer Rohrleitung
zu bilden. 4 ist eine Perspektivansicht
des Verdrillkopfes 40 und zeigt die Greifelemente 105 umfangsmäßig im Innern des
Gehäuses 104 angeordnet.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 3 schließen die Greifelemente 105 eine
gewölbte
Innenfläche 131 zum
Erfassen des Rohres und eine gewölbte
Außenfläche 132 zum
Angreifen an dem Gehäuse 104 ein.
In einer Ausführungsform
schließt die
Innenfläche 131 einen
oder mehrere Schlitze 115 zur Aufnahme eines oder mehrerer
Eingriffselemente 106 ein. Vorzugsweise sind die Eingriffselemente 106 innerhalb
der Schlitze 115 schwenkbar. Anfangs sind die Eingriffselemente 106 in
einem ansteigenden Winkel in einer Richtung zum oberen Teil des
Aufspanndorns 103 angeordnet. Mit anderen Worten, das distale
Ende 161 der Eingriffselemente 106 ist höher als
das proximale Ende 162. Noch bevorzugter ist jedes Eingriffselement 106 in
demselben Winkel angeordnet. Wenn die Eingriffselemente 106 den Rohrstrang
erfassen, bewirkt die Last des Rohrstrangs, dass die Eingriffselemente 106 in
den Schlitzen 115 verschwenken und dadurch die Rohrstranglast
tragen. Es wird angenommen, dass diese Anordnung den Eingriffselementen 106 erlaubt,
eine gleichmäßige Teillast
des Futterrohrs 30 zu tragen. Die Eingriffselemente 106 können mit
jeder geeigneten Kontaktfläche
gestaltet sein, wie sie einem normalen Fachmann bekannt ist. Zum
Beispiel kann die Kontaktfläche
eine glatte Oberfläche
oder eine Zahnstruktur aufweisen, um die Tragfähigkeit zu erhöhen.
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Die
Außenfläche 132 der
Greifelemente 105 ist geeignet, an die Innenfläche des
Gehäuses 104 anzuschließen, um
die Greifelemente 105 radial relativ zu dem Gehäuse 104 zu
bewegen. In einer Ausführungsform
können
die Greifelemente 105 unter Verwendung eines komplementären Passfeder-und-Nutsystems
an das Gehäuse 104 anschließen. Wie
in 3 und 4 gezeigt, schließt der untere äußere Teil
der Greifelemente 105 eine oder mehrere darauf ausgebildete
Passfedern 108 ein. Die Passfedern 108 sind geeignet,
in eine auf der Innenfläche
des Gehäuses 104 ausgebildete
komplementäre
Nut 116 zu passen, wenn der Verdrillkopf 40 in
der unbetätigten
oder "entriegelten" Stellung ist, wie
in 5 dargestellt. Mit Bezug auf 2 schließt das Gehäuse 104 eine
oder mehrere zwischen den Nuten 116 ausgebildete Passfedern 117 ein.
Wenn der Verdrillkopf 40 in der entriegelten Stellung ist,
befinden sich die Passfedern 117 des Gehäuses 104 zwischen
den Passfedern 108 der Greifelemente 105.
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Gemäß einem
Aspekt kann das Gehäuse 104 betätigt werden,
um die Passfedern 108 des Gehäuses 104 und die Passfedern 117 des
Greifelementes 105 in eine betätigte oder verriegelnde Stellung
zu bewegen. 2 zeigt die Passfedern 108, 117 in
einer teilweise verriegelten Stellung. Zu diesem Zweck schließen die
Passfedern 108 der Greifelemente 105 eine Oberseite 121 und
eine Gegenlagerfläche 123 ein.
Die Oberseite 121 der Passfedern 108 kann abwärtsgeneigt
sein, um das Verschieben der Passfedern 108 der Greifelemente 105 aus
den Nuten 116 des Gehäuses 104 heraus
zu erleichtern. In ähnlicher
Weise schließen
die Passfedern 117 des Gehäuses 104 eine Unterseite 122 und
eine Gegenlagerfläche 124 ein.
Die Unterseite 122 ist geeignet, an der Oberseite der Passfeder 108 des
Greifelementes 105 anzugreifen, wenn das Gehäuse 104 abgesenkt
wird. Aufgrund der Neigung der Oberseite 121 bewegen sich
die Greifelemente 105 radial einwärts, um das Futterrohr 30 zu
erfassen, während das
Gehäuse 104 abgesenkt
wird.
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Die
Gegenlagerflächen 123, 124 sind
geeignet, eine selbstsichernde Funktion bereitzustellen. In einer
Ausführungsform
ist die Gegenlagerfläche 123 der
Greifelemente 105 leicht abwärtsgeneigt, und die Gegenlagerfläche 124 des
Gehäuses 104 weist
eine komplementäre
Neigung auf. Wenn die zwei Gegenlagerflächen 123, 124 in
Eingriff gehen, bewirkt die Neigung, dass die Greifelemente 105 sich
radial zur axialen Mitte bewegen, um die Haftung am Futterrohr 30 zu
begründen.
Vorzugsweise ist die Gegenlagerfläche 122 der Greifelemente 105 um
ca. 10° oder weniger
relativ zu einer Vertikalachse abgewinkelt. Noch bevorzugter ist
die Gegenlagerfläche 122 der Greifelemente 105 um
ca. 7° oder
weniger relativ zu einer Vertikalachse geneigt.
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Im
Betrieb, wenn das Futterrohr 30 in den Verdrillkopf 40 eingesetzt
wird, zwingt die Kupplung 32 des Futterrohrs 30 die
Greifelemente 105 zur radialen Ausdehnung. Dabei bewegen
sich die Passfedern 108 der Greifelemente 105 in
die Nuten 116 des Gehäuses 104,
um den Eintritt des Futterrohrs 30 zu erleichtern. 5 zeigt
das Futterrohr 30 in den Verdrillkopf 40 eingesetzt.
Es ist ersichtlich, dass die Kupplung 32 über den
Greifelementen 105 gelegen ist.
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Um
das Futterrohr 30 zu greifen, wird der Hydraulikzylinder 110 betätigt, um
den Kolben 111 abwärtszubewegen.
Der Reihe nach wird das Gehäuse 104 relativ
zu den Greifelementen 105 abgesenkt. Zunächst trifft
die Unterseite 122 des Gehäuses 104 auf die Oberseite 121 der
Greifelemente 105. Die Neigung der Ober- und Unterseiten 121, 122 erleichtert
das Verschieben der Greifelemente 105 aus der Nut 116 und
das Absenken des Gehäuses 104.
Zusätzlich
bewirkt die Neigung auch, dass die Greifelemente 105 sich
radial verschieben, um eine Greifkraft an das Futterrohr 30 anzulegen.
Wie in 2 gezeigt, ist das Gehäuse 104 relativ zu
den Greifelementen 105 abgesenkt worden. Zusätzlich haben sich
die Passfedern 108 der Greifelemente 105 aus der
Nut 116 herausbewegt. Das Gehäuse 104 wird abgesenkt,
bis die Gegenlagerflächen 123, 124 der Passfedern 108, 117 im
Wesentlichen ineinandergreifen, wie in 6 gezeigt.
In 6 ist ersichtlich, dass der Kolben 111 voll
betätigt
ist.
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Während des
Bohrbetriebs zieht dann die Rohrstranglast das Futterrohr 30 nach
unten. Aufgrund dieser Verschiebung schwenken die Eingriffselemente 106 im
Schlitz 115 der Greifelemente 105, um das Futterrohr 30 festzuklemmen.
Dabei wirken die Eingriffselemente 106 als axiales Freilaufgetriebe.
Da die Eingriffselemente 106 außerdem alle in demselben Winkel
angeordnet sind, trägt
jedes der Eingriffselemente 106 eine gleiche Menge des
Rohrstranggewichtes. Zudem wird die radiale Klemmkraft durch das
Gehäuse 104 ausgeglichen.
In einer Ausführungsform,
bei der der Kippwinkel zwischen der Passfeder 117 des Gehäuses 104 und
der Passfeder 108 des Greifelementes 105 weniger
als 7° beträgt, wird
die Radialkraft über
das Gehäuse 104 verteilt.
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Wenn
die Rohrstranglast entfernt wird, wie z. B. durch Betätigen der
Klemme zum Festhalten des Rohrstrangs, entlasten die Eingriffselemente 106 sofort
die auf das Futterrohr 30 ausgeübte Radialkraft. Danach wird
der Kolben abgeschaltet, um das Gehäuse 104 relativ zu
den Greifelementen 105 anzuheben. Wenn die Passfedern 108 der
Greifelemente 105 zu ihren jeweiligen Nuten 116 zurückkehren, kann
das Futterrohr 30 entfernt werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt kann der Verdrillkopf 40 zur Drehmomentübertragung
verwendet werden. Dabei kann ein angemessener Hydraulikzylinder
ausgewählt
werden, um eine ausreichende Kraft zum Festklemmen des Futterrohrs 30 anzulegen.
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7 präsentiert
eine andere Ausführungsform
eines Verdrillkopfes 240. Der Verdrillkopf 240 schließt eine
drehbare Einheit 209 zur Verbindung mit dem Oberantrieb 15 und
Drehmomentübertragung
ein. Ein Aufspanndorn 203 erstreckt sich unterhalb der
drehbaren Einheit 209 und ist unter Verwendung einer Keil-und-Nut-Verbindung 237 an
ein oberes Ende eines Rohrkörpers 235 gekuppelt.
Die Keil-und-Nut-Verbindung 237 erlaubt dem Körper 235,
sich axial relativ zu dem Aufspanndorn 203 zu bewegen und
erlaubt dabei noch eine Drehmomentübertragung zum Rotationsantrieb
des Körpers 235. Der
untere Teil des Körpers 235 schließt ein oder mehrere
Fenster 240 ein, die durch eine Wand des Körpers 235 hindurch
ausgebildet sind. Die Fenster 240 sind geeignet, ein Greifelement 205 zu
enthalten. Vorzugsweise sind acht Fenster 240 ausgebildet,
um acht Greifelemente 205 zu enthalten.
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Die
Außenfläche des
Körpers
235 schließt einen
Flansch
242 ein. Ein oder mehrere Ausgleichszylinder
245 schließen den
Flansch
242 an die drehbare Einheit an. Dabei steuern die
Ausgleichszylinder
245 die Axialverschiebung des Körpers
235.
Der Ausgleichszylinder
245 ist besonders nützlich während des
Zusammensetzens oder Ausbrechens von Rohren. Zum Beispiel kann der
Ausgleichszylinder
245 dem Körper
235 eine Axialbewegung
erlauben, um die Änderung
des Axialabstands zwischen den Rohren aufzunehmen, wenn die Gewinde
gebildet werden. Ein beispielhafter Ausgleichszylinder ist eine Kolben-und-Zylinder-Anordnung.
Die Kolben-und-Zylinder-Anordnung kann hydraulisch, pneumatisch
oder in jeder anderen, einem normalen Fachmann bekannten Art und
Weise betätigt
werden. Ein geeigneter alternativer Ausgleichszylinder ist im
US-Patent 6,056,060 offenbart,
das auf denselben Rechtsnachfolger übertragen ist wie die vorliegende Erfindung.
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Um
die Fenster 240 des Körpers 235 herum ist
ein Gehäuse 204 angeordnet.
Das Gehäuse 204 ist
unter Verwendung eines oder mehrerer Stellzylinder 210 an
den Flansch 242 gekuppelt. Dabei kann das Gehäuse 204 relativ
zu dem Körper 235 angehoben
oder abgesenkt werden. Das Innere des Gehäuses 204 schließt eine
Passfeder-und-Nut-Konfiguration
zur Verbindung mit dem Greifelement 205 ein. In einer Ausführungsform
schließt
die Passfeder 217 eine geneigte Gegenlagerfläche 224 und
eine geneigte Unterseite 222 ein. Der Übergang zwischen der Unterseite 222 und
der Gegenlagerfläche 224 ist vorzugsweise
bogenförmig,
um das Absenken des Gehäuses 204 relativ
zu dem Körper 235 zu
erleichtern.
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In
jedem der Fenster 240 in dem Körper 235 ist ein Greifelement 205 angeordnet.
In einer Ausführungsform
weist das Greifelement 205 eine geeignete Außenfläche zur
Verbindung mit der Passfeder-und-Nut-Konfiguration des Gehäuses 204 auf, wie
in 7 und 8 gezeigt.
Insbesondere sind Passfedern 208 auf der Außenfläche ausgebildet,
und zwischen den Passfedern 208 sind Nuten, die die Passfeder 217 des
Gehäuses 204 aufnehmen
können. Die
Passfedern 208 des Greifelementes 205 schließen eine
Oberseite 221 und eine Gegenlagerfläche 223 ein. Die Oberseite 221 ist
abwärtsgeneigt,
um das Verschieben der Passfedern 217 des Gehäuses 204 zu
erleichtern. Die Gegenlagerfläche 223 weist eine
zur Gegenlagerfläche 224 des
Gehäuses 204 komplementäre Neigung
auf. Ein Bund 250 erstreckt sich von den oberen und unteren
Enden der Außenfläche der
Greifelemente 205. Die Bünde 250 greifen an
der Außenfläche des
Körpers 235 an,
um die radiale Einwärtsverschiebung
der Greifelemente 205 zu begrenzen. Vorzugsweise ist zwischen
dem Stellring und dem Körper 235 ein
Vorspannelement 255 angeordnet, um das Greifelement 205 vom
Körper 235 weg
vorzuspannen. In einer Ausführungsform
kann das Vorspannelement 255 eine Feder sein.
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Die
Innenfläche
des Greifelementes 205 schließt ein oder mehrere Eingriffselemente 206 ein. In
einer Ausführungsform
ist jedes Eingriffselement 206 in einem Schlitz 215 angeordnet,
der in der Innenfläche
des Greifelementes 205 ausgebildet ist. Vorzugsweise sind
die Eingriffselemente 206 in dem Schlitz 215 schwenkbar.
Der im Innern des Schlitzes 215 angeordnete Teil des Eingriffselementes 206 kann
von der Form her gewölbt
sein, um die Schwenkbewegung zu erleichtern. Die Rohrkontaktfläche der
Eingriffselemente 257 kann glatt oder rau sein oder Zähne darauf
ausgebildet haben.
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Gemäß einem
anderen Aspekt kann das Greifelement 205 einen Rückzugsmechanismus
zum Steuern der Verschiebung der Eingriffselemente 206 einschließen. In
einer Ausführungsform
ist angrenzend an die Innenfläche
des Greifelements 205 eine Axialbohrung 260 ausgebildet.
In der Bohrung 260 und durch eine Ausnehmung 267 der
Eingriffselemente 206 hindurch ist eine Regelstange 265 angeordnet.
Die Regelstange 265 schließt einen oder mehrere Träger 270 mit
einem Außendurchmesser größer als
die Ausnehmung 267 der Eingriffselemente 206 ein.
Ein Träger 270 ist
auf einer Ebene unter jedem Eingriffselement 206 an der
Regelstange 265 positioniert, so dass die Eingriffselemente 206 auf
ihrem jeweiligen Träger 270 ruhen.
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An
einem oberen Ende der Bohrung 260 ist ein an die Regelstange 265 gekuppeltes
Vorspannelement 275 angeordnet. In der entspannten Stellung spannt
das Vorspannelement 275 die Regelstange 265 in
der Aufwärtsstellung
vor. Dabei platziert die Regelstange 265 die Eingriffselemente 206 in
der eingezogenen Stellung oder verschwenkten Aufwärtsstellung,
wie in 8A–B gezeigt. Wenn das Vorspannelement 275 zusammengedrückt wird,
wird die Regelstange 265 in der Abwärtsstellung platziert. Dabei
sind die Eingriffselemente 206 in der Eingriffsstellung
oder nach unten verschwenkt, so dass sie relativ näher an einer
Horizontalachse ist als die eingezogene Stellung.
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Im
Betrieb wird das Futterrohr 230 in den Körper 235 des
Verdrillkopfs 240 eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt sind
die Passfedern 208 des Greifelementes 205 in ihrer
jeweiligen Nut 216 in dem Gehäuse 204 angeordnet.
Zudem ist die Regelstange 265 in der Aufwärtsstellung,
wodurch die Eingriffselemente 206 in der eingezogenen Stellung
platziert werden. Während
das Futterrohr 230 in den Verdrillkopf 240 eingesetzt
wird, bewegt sich die Kupplung über
die Greifelemente 205 und zwingt die Greifelemente 205,
sich radial nach außen
zu bewegen. Nachdem sich die Kupplung an den Greifelementen 205 vorbeibewegt,
spannen die Vorspannelemente 255 die Greifelemente 205 vor,
um den Eingriff mit dem Futterrohr 30 aufrechtzuerhalten.
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Sobald
das Futterrohr 230 in den Verdrillkopf 240 aufgenommen
ist, wird der Stellzylinder 210 betätigt, um das Gehäuse 204 relativ
zum Körper 235 abzusenken.
Zunächst
trifft die Unterseite 222 des Gehäuses 204 auf die Oberseite 221 der
Greifelemente 205. Die Neigung der Ober- und Unterseiten 221, 222 erleichtert
das Verschieben der Greifelemente 205 aus der Nut 216 und
das Absenken des Gehäuses 204.
Zusätzlich
bewirkt die Neigung auch, dass sich die Greifelemente 205 radial
verschieben, um eine Greifkraft an das Futterrohr 30 anzulegen. Vorzugsweise
bewegen sich die Greifelemente 205 radial in eine Richtung
im Wesentlichen lotrecht zur Vertikalachse des Futterrohrs 30.
Das Gehäuse 204 wird
weiter abgesenkt, bis die Gegenlagerflächen 223, 224 der
Passfedern 208, 217 einander im Wesentlichen erfassen,
wie in 7 gezeigt. Während des
Verschiebens des Gehäuses 204 werden
die Vorspannelemente 255 zwischen den Bünden 250 und dem Körper 235 zusammengedrückt. Zusätzlich kann
das Gewicht des Futterrohrs 30 die Eingriffselemente 205 zwingen,
leicht nach unten zu verschwenken, was wiederum bewirkt, dass die
Regelstange 265 das Vorspannelement 275 zusammendrückt. Dabei
wird eine radiale Klemmkraft angelegt, um die axiale Last des Futterrohrs 30 zu
stützen.
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Zum
Ansetzen des Futterrohrs 230 an den Rohrstrang 65 kann
der Oberantrieb 15 betätigt
werden, um das Drehmoment zum Drehen des Futterrohrs 230 relativ
zu dem Rohrstrang 65 bereitzustellen. Während des Zusammensetzens wird
der Ausgleichszylinder 245 betätigt, um die Änderung
des Axialabstands infolge des Gewindeeingriffs auszugleichen. Dabei
wird dem Körper 235 ermöglicht,
sich unter Verwendung der Keil-und-Nut-Verbindung 237 axial
relativ zu dem Aufspanndorn 203 zu bewegen.
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Während des
Bohrvorgangs wird die gesamte Rohrstranglast vom Verdrillkopf 240 getragen.
Insbesondere verschwenkt die schwerere Rohrstranglast ferner die
Eingriffselemente 206 in dem Schlitz 215 der Greifelemente 205.
Dabei wird die Rohrstranglast auf die Eingriffselemente 206 verteilt,
wodurch es dem Verdrillkopf 240 möglich wird, als axiales Freilaufgetriebe
zu arbeiten. Da außerdem
alle Eingriffselemente 206 in demselben Winkel angeordnet
sind, trägt
jedes der Eingriffselemente 206 eine gleiche Menge des
Rohrstranggewichtes. Zusätzlich wird
die radiale Klemmkraft durch das Gehäuse 204 ausgeglichen.
In einer Ausführungsform,
wenn der Winkel zwischen der Passfeder 217 des Gehäuses 204 und
der Passfeder 208 des Greifelementes 205 weniger
als 7° beträgt, wird
die Radialkraft über
das Gehäuse 204 verteilt.
Auf diese Art und Weise kann der Verdrillkopf verwendet werden,
um Rohre zu verbinden, und allgemein verwendet werden, um Rohrhandhabungsarbeiten
durchzuführen.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann das Greifelement 305 einen Bund 350 auf beiden
Seiten anstelle des oberen oder unteren Endes einschließen. Wie
in 9 gezeigt, ist ein Vorspannelement 355 zwischen
zwei angrenzenden Greifelementen 305 angeordnet. Zusätzlich ist
das Vorspannelement 355 zwischen den Seitenbünden 350 und
dem Körper 335.
Dabei kann das Vorspannelement 355 zum Steuern der Position
der Greifelemente 305 verwendet werden. In einer Ausführungsform
kann das Vorspannelement 355 eine oder mehrere Rückführblattfedern
umfassen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt kann der Verdrillkopf 40 wahlweise ein Zirkulationswerkzeug 280 verwenden,
um Fluid zum Auffüllen
des Futterrohrs 30 zuzuführen und das Fluid zu zirkulieren,
wie in 7 gezeigt. Das Zirkulationswerkzeug 220 kann an
einen unteren Teil des Aufspanndorns 203 angeschlossen
und wenigstens teilweise in dem Körper 235 angeordnet
sein. Das Zirkulationswerkzeug 280 schließt ein erstes
Ende und ein zweites Ende ein. Das erste Ende ist an den Aufspanndorn 203 gekuppelt
und steht in Fluidverbindung mit dem Oberantrieb 15. Das
zweite Ende ist in das Futterrohr 30 eingesetzt. Eine Außenringdichtung 285 ist
an dem zweiten Ende innen zum Futterrohr 30 angeordnet. Die
Außenringdichtung 285 greift
während
des Betriebs abdichtend an der Innenfläche des Futterrohrs 30 an.
Insbesondere kann Fluid in dem Futterrohr 30 die Außenringdichtung 285 nach
außen
in Kontakt mit dem Futterrohr 30 erweitern. Das Zirkulationswerkzeug 280 kann
auch eine Düse 288 zum
Einspritzen von Fluid in das Futterrohr 30 einschließen. Die
Düse 288 kann
auch als Schlammsicherungsadapter für den Anschluss eines Schlammsicherungsventils
(nicht gezeigt) an das Zirkulationswerkzeug 280 dienen.
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ROHRFÖRDERVORRICHTUNG
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Gemäß einem
anderen Aspekt ist das Oberantriebssystem mit einer Futterrohrzuführung 20 ausgerüstet, um
das Futterrohr 30 zur Handhabung durch den Verdrillkopf 40 zu
positionieren. 1A–1B zeigen
eine beispielhafte Ausführungsform
einer Futterrohrzuführung 20.
Die Futterrohrzuführung 20 ist
durch zwei an den Oberantrieb 15 gekuppelte Bügel 22 unter
dem Verdrillkopf 40 aufgehängt. Eine auf jeder Seite des
Gehäuses 21 der
Futterrohrzuführung 20 angebrachte
Welle 52 (in 10 gezeigt) kuppelt die Futterrohrzuführung 20 an
die Ösen 23 der
Bügel 22.
In einer Ausführungsform
sind die Wellen 52 an einen Schwenkantrieb 45 angeschlossen,
der zum Drehen der Futterrohrzuführung 20 relativ
zu den Bügeln 22 geeignet
ist. Vorzugsweise schließt
der Schwenkantrieb 45 einen Hydraulikmotor 46 und
eine Buchse an seiner Antriebswelle ein. Das Drehmoment des Motors 46 wird
unter Verwendung einer in die Nut 53 der Welle 52 der
Futterrohrzuführung 20 eingesetzten
Passfeder übertragen.
Dabei kann die Futterrohrzuführung 20 auf
den richtigen Winkel gedreht werden, um das Einfügen des Futterrohrs 30 von
der V-Tür
oder dem Anlageboden aus zu erleichtern. Es wird in Betracht gezogen,
dass andere Arten von Drehmoment-Übertragungsmechanismen gleichermaßen geeignet
sind, ohne von den Aspekten der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wie
in 1 gezeigt, ist die Futterrohrzuführung 20 an
der Oberseite und der Unterseite offen, um die Axialverschiebung
des Futterrohrs 30 dort hindurch zu erlauben. In einer
Ausführungsform
ist die Öffnung 35 an
der Unterseite der Futterrohrzuführung 20 mit
einer konisch geformten Führung 38 versehen,
um das Einfügen
des Futterrohrs 30 in die Futterrohrzuführung 20 zu unterstützen. Wenn
das Futterrohr 30 nicht mit der Öffnung ausgerichtet ist, führt der
Kontakt mit der konischen Führung 38 das Futterrohr 30 in
Richtung der Öffnung
zum Einfügen in
die Futterrohrzuführung 20.
Zusätzlich
kann die Front der Futterrohrzuführung 20 zur
Ansicht und zum Zugang in das Innere der Futterrohrzuführung 20 teilweise
offen sein.
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Die
Futterrohrzuführung 20 ist
zur axialen Verschiebung des Futterrohrs 30 relativ zu
dem Gehäuse 21 geeignet. 10–14 zeigen
unterschiedliche Ansichten der in 1A gezeigten
beispielhaften Futterrohrzuführung 20.
Wie in 11 gezeigt, die eine Perspektivansicht
der Futterrohrzuführung 20 mit
entfernter Stirnseite ist, schließt die Futterrohrzuführung 20 ein
Paar Förderelemente 50 ein.
In einer Ausführungsform
umfasst das Förderelement 50 einen
Förderarm 60 und
eine Laufrolle 65. Ein Ende jedes der Arme 60 ist
unter Verwendung eines Bolzens 61 schwenkbar an das Äußere des
Gehäuses 21 angeschlossen.
Das andere Ende der Arme 60 ist mit einer Antriebsrolle 65 zum
Angreifen an dem Futterrohr 30 ausgerüstet. Die Arme 60 werden
durch ein Paar Hydraulikzylinder 70 betätigt, die sich von einem oberen
Teil des Gehäuses 21 weg
erstrecken. Dabei wirken die Förderarme 60 als
Hebel zum Anheben oder Absenken der Laufrollen 65. Die Bewegung
der Förderelemente 50 ist
vorzugsweise synchronisiert. In einer Ausführungsform ist ein Durchflussverteiler
vorgesehen, um die Fluidquelle gleichermaßen auf die Zylinder 70 zu
verteilen und die Zylinder 70 dadurch gleichzeitig zu betätigen. In einer
anderen Ausführungsform
können
mechanische Teile wie Getriebe zur Synchronisierung der Hebelarmbewegung
verwendet werden. Andere geeignete Verfahren des Synchronisierens
der Hebelarmbewegung, wie sie einem Durchschnittsfachmann bekannt
sind, fallen unter den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Die
an die Förderarme 60 gekuppelten
Laufrollen 65 können
durch hydraulisch angetriebene Motoren 75 angetrieben sein.
Auf der Rückseite
der Futterrohrzuführung 20 können Führungsschlitze 76 ausgebildet
sein, um die Positionierung und Bewegung der Motoren 75 aufzunehmen,
wenn die Förderarme 60 von
den Zylindern 70 betätigt
werden. In einer Ausführungsform
sind die Antriebsmotoren 75 der Laufrollen 65 mit
einem integrierten Bremssystem ausgerüstet. Durch Verwendung eines
Getriebesystems können
die Motoren 75 selbst abriegelnd sein. Wenn die Laufrollen 65 gesperrt
oder angehalten werden, drückt das
Gewicht des Futterrohrs 30 nach unten auf die Förderarme 60,
wodurch das Futterrohr 30 zwischen die Laufrollen 65 geklemmt
wird. In Situationen, wo der Hydraulikdruck des Zylinders 70 abfällt, bleibt
das Futterrohr 30 durch Herunterdrücken auf die Förderarme 60 ebenfalls
in seiner Position. Wenn darüber
hinaus sowohl die Motorbremsen versagen als auch der Hydraulikdruck
abfällt,
gleitet das Futterrohr 30 zwischen den Laufrollen 65 nach unten,
bis die Kupplung 32 des Futterrohrs 30 mit den Laufrollen 65 in
Kontakt kommt. Da die Kupplung 32 i. Allg. größer im Durchmesser
ist als das Futterrohr 30, ruht die Kupplung 32 auf
den Laufrollen 65 und stoppt die Abwärtsbewegung des Futterrohrs 30.
Dabei verringert die Futterrohrzuführung 20 die Wahrscheinlichkeit
der unbeabsichtigten Freigabe des Futterrohrs 30. Es ist
festzuhalten, dass auch Motoren in Betracht gezogen werden, die
auf andere Art und Weise betrieben werden, wie z. B. durch Elektrik und
Mechanik.
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Nachdem
die Laufrollen 65 das Futterrohr 30 erfassen,
werden die Antriebsmotoren 75 betätigt, um die Laufrollen 65 zu
drehen. Die Umdrehung der Laufrollen 65 hebt das Futterrohr 30 in
Richtung des Verdrillkopfs 40 zum Eingriff damit. In einer
Ausführungsform
haben die Laufrollen 65 eine glatte Oberfläche für den Reibungseingriff
des Futterrohrs 30. In einer anderen Ausführungsform
sind die Laufrollen mit einer rauen Oberfläche für das Erfassen des Futterrohrs 30 versehen.
Die Laufrollen 65 schieben das Futterrohr 30 weiter
axial in Richtung des Verdrillkopfes 40, bis die Oberseite
des Futterrohrs einen Futterrohranschlag 80 in dem Verdrillkopf 40 berührt. Geeignete
Futterrohranschläge 80 sind
u. a. eine Feder oder ein elastisches Material wie ein Elastomer.
Vorzugsweise ist das durch die Antriebsmotoren 75 gelieferte
Drehmoment nur etwas höher
als das erforderliche Drehmoment zum Hochheben des Futterrohrs 30.
Als solches stoppen die Antriebsmotoren 75 automatisch,
wenn das Futterrohr 30 den Futterrohranschlag 80 berührt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt kann die Futterrohrzuführung 20 mit einer
Zählvorrichtung 90 ausgerüstet sein,
um die richtige Positionierung des Futterrohrs 30 in dem
Verdrillkopf 40 sicherzustellen. In einer Ausführungsform
schließt
die Zählvorrichtung 90 einen
Betätigungshebel 91 ein,
der schwenkbar an eine Basis 92 gekuppelt ist, die auf
der Oberseite der Futterrohrzuführung 20 montiert
ist. Insbesondere kuppelt die Basis 92 an einen Mittelteil
des Betätigungshebels 91.
Der Vorderteil des Betätigungshebels 91 schaut
zum Inneren der Futterrohrzuführung 20 und
ist mit einem Zählelement
und einem Zähler 94 versehen.
Vorzugsweise umfasst das Zählelement
eine Laufrolle 93 und der Zähler 94 ist geeignet,
die Umdrehungszahl der Zählwalze 93 zu messen.
Der hintere Teil des Betätigungshebels 91 ist
an ein geeignetes Vorspannelement 95 gekuppelt, um die
Laufrolle 93 zum Inneren der Futterrohrzuführung 20 hin
vorzuspannen, wenn das Vorspannelement 95 in der entspannten
oder ungespannten Stellung ist. Ein geeignetes Vorspannelement 95 ist
eine Feder. Die Zählvorrichtung 90 schließt auch
einen Sensor 96 für
das Aktivieren des Zählers 94 ein.
Der Sensor 96 kann ein berührungsfreier Sensor sein, der
durch das Verschieben einer am hinteren Teil des Betätigungshebels 91 angebrachten
Platte 97 aktiviert wird.
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Wenn
das Futterrohr 30 durch die Laufrollen 65 hochgehoben
wird, kommt die Kupplung 32 in Kontakt mit der Zählwalze 93.
Die Zählwalze 93 wiederum
wird vom Inneren der Futterrohrzuführung 20 weg verschwenkt,
was bewirkt, dass der hintere Teil des Betätigungshebels 91 die
Feder 95 zusammendrückt.
Zusätzlich
wird die Platte 97 in die Stellung verschwenkt, dass sie
die Oberfläche
des Sensors 96 bedeckt, was als Startsignal für den Zähler 94 wirkt,
mit dem Zählen
der Umdrehungen der Zählwalze 93 zu
beginnen, während
das Futterrohr 30 kontinuierlich hochgehoben wird. Dabei
kann die Stellung des Futterrohrs 30 als Funktion der Drehzahl
der Zählwalze 93 ausgedrückt werden.
Wenn die Antriebsmotoren 75 aufgrund des Kontaktes des
Futterrohrs 30 mit dem Futterrohranschlag 80 automatisch stoppen,
kann die gezählte
Drehzahl mit einer voreingestellten Drehzahl verglichen werden,
um zu bestimmen, ob das Futterrohr 30 richtig in dem Verdrillkopf 40 platziert
ist. Ein Vorteil der Zählvorrichtung 90 ist,
dass die Zählung
durch mögliches
Abrutschen der Antriebsrollen 65 während des Hebens nicht negativ
beeinflusst wird. Es ist jedoch festzuhalten, dass ein Zähler geeignet
sein kann, die Drehzahl der Antriebsrolle 65 als Alternative
zu einer separaten Zählvorrichtung
zu zählen.
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Im
Betrieb kann der Oberantrieb 15 in Richtung des Anlagebodens
abgesenkt werden, damit die Bügel 22 die
Futterrohrzuführung 20 zur
V-Tür der Anlage
schwenken können,
um ein Futterrohr 30 aufzunehmen. Die Bügel 22 können durch
einen Hydraulikzylinder betätigt
werden, der oft am Oberantrieb 15 angebracht ist. Um das
Einfügen
des Futterrohrs 30 in die Futterrohrzuführung 20 zu erleichtern, kann
der Schwenkantriebsmotor 45 betätigt werden, um die Futterrohrzuführung 20 in
dem gewünschten Winkel
zum Aufnehmen des Futterrohrs 30 zu positionieren.
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Sobald
das Futterrohr 30 eingesetzt ist, werden die Zylinder 70 betätigt, um
die Förderarme
zum Erfassen des Futterrohrs 30 abzusenken. Dann wird der
Oberantrieb durch den verfahrbaren Block hochgehoben, wodurch die
Futterrohrzuführung 20 und das
Futterrohr 30 angehoben werden. Nachdem das Futterrohr 30 vom
Boden abgehoben ist, werden die Futterrohrzuführung 20 und das Futterrohr 30 zur
Mitte des Brunnens geschwenkt.
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Danach
werden die Antriebsrollen 65 gedreht, um das Futterrohr 30 in
Richtung des Verdrillkopfes 40 zum Eingriff damit hochzuheben.
Wenn die Kupplung 32 die Zählwalze 93 berührt, wird
bewirkt, dass der Zähler 94 beginnt,
die Anzahl von Umdrehungen zu zählen,
die die Zählwalze 93 ausführt, bis das
Futterrohr 30 stoppt. Das Futterrohr 30 wird angehalten,
wenn es den Futterrohranschlag 80 in dem Verdrillkopf 40 berührt. Wenn
die Zählwalze 93 ungefähr mit derselben
Drehzahl dreht wie ein vorliegender Betrag, dann ist das Futterrohr 30 richtig
in dem Verdrillkopf 40 positioniert. Auf diese Art und
Weise kann das Futterrohr 30 für den Eingriff mit dem Verdrillkopf 40 schnell
und sicher positioniert werden.
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15–17 zeigen
eine andere Ausführungsform
einer Rohrfördervorrichtung
für die
Positionierung eines Rohres. Wie in 15 gezeigt,
ist die Rohrfördervorrichtung
eine Futterrohrzuführung 420, die
zum Einbringen des Futterrohrs in den Verdrillkopf 40 geeignet
ist. Die Futterrohrzuführung 420 schließt ein Gehäuse 421 ein,
das schwenkbar an einem Stützrahmen 412 montiert
ist. Ein an dem Gehäuse 421 angebrachtes
Schwenkelement 424 kuppelt das Gehäuse 421 an einen unteren
Teil des Rahmens 412. Das Schwenkelement 424 ist
an den am Rahmen 412 angebrachten Zylinder 426 angeschlossen.
Dabei bringt das Ausfahren oder Zurückziehen des Zylinders 426 das
Schwenkelement 424 zum Umlaufen. Der Reihe nach wird das
Gehäuse 421 relativ
zu dem Rahmen 412 zum Drehen gebracht. Auf diese Art und
Weise kann die Futterrohrzuführung 420 in
den richtigen Winkel gedreht werden, um das Einfügen des Futterrohrs 30 von
der V-Tür
oder dem Anlageboden aus zu erleichtern. Auch andere einem normalen
Fachmann bekannte geeignete Arten von Drehmechanismen werden in
Betracht gezogen.
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Das
Gehäuse 421 schließt eine Öffnung 430 für das Einfügen und
Entfernen des Rohres ein. In 16 und 17 sind
ein oder mehrere Führungselemente 431 vorgesehen,
um das Verschieben des Rohres zu erleichtern. In einer Ausführungsform
umfassen die Führungselemente 431 eine
Laufrolle 432, die am Ende einer Zylinderanordnung 434 angebracht
ist. Wie gezeigt, sind drei Führungselemente 431 für die Führung des
Verschiebens des Rohres um die Öffnung 430 herum
positioniert. Gemäß einem
Aspekt kann die Zylinderanordnung 434 betätigt werden,
um die Führungsrollen 432 zum
Erfassen des Rohres zur Öffnung 430 hin
zu verlängern
und dadurch die Ausrichtung des Rohres für das Einfügen in den Verdrillkopf 40 zu
unterstützen.
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Die
Futterrohrzuführung 420 ist
geeignet, das Futterrohr 30 relativ zu dem Rahmen 412 axial
zu verschieben, wie in 15 dargestellt. Die Futterrohrzuführung 420 ist
mit einem oder mehreren Förderelementen 450 zum
Festhalten und Fördern
des Futterrohrs ausgerüstet.
In der bevorzugten Ausführungsform
schließt
die Futterrohrzuführung 420 ein Paar
Förderelemente 450 ein.
Es wird jetzt auf 18A und 18B Bezug
genommen, wo das Förderelement 450 einen
Förderarm 460 einschließt, der
schwenkbar an ein Tragelement 455 gekuppelt ist. Der Förderarm 460 ist
mit einem Halteelement wie einer Antriebsrolle 465 für das Erfassen
des Futterrohrs 30 ausgerüstet. Jeder Förderarm 460 wird durch
einen Hydraulikspannzylinder 470 betätigt. Ein Ende des Zylinders 470 kann
schwenkbar an den Förderarm 460 gekuppelt
sein, und das andere Ende des Zylinders 470 kann beweglich
an das Tragelement 455 angeschlossen sein. Wie gezeigt,
ist der Zylinder 470 zwischen zwei Führungsblöcken 457 relativ zu
dem Tragelement 455 bewegbar. Dabei ist es dem Zylinder 470 möglich, seine
Stellungswechsel infolge des Anhebens oder Absenkens des Förderarms 460 abzustimmen.
Wie in 16 gezeigt, kann in dem Gehäuse 421 ein
Schlitz zur Aufnahme des Zylinders 470 ausgebildet sein.
In der bevorzugten Ausführungsform
ist die Bewegung der Förderarme 460 synchronisiert.
In einer Ausführungsform
ist ein Durchflussteiler vorgesehen, um die Fluidquelle gleichermaßen auf
die Zylinder 470 zu verteilen, wodurch die Zylinder 470 gleichzeitig
betätigt
werden. In einer anderen Ausführungsform
können
mechanische Teile wie Getriebe für
die Synchronisierung der Förderarmbewegung
verwendet werden. Andere geeignete Verfahren zum Synchronisieren
der Förderarmbewegung,
wie sie einem Durchschnittsfachmann bekannt sind, fallen unter den
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Obwohl ein fluidbetriebener
Zylinder 470 bevorzugt wird, werden auch andere Arten von
einem normalen Fachmann bekannten Zylindern in Betracht gezogen.
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Unter
Rückbezug
auf 18 können die an die Förderarme 460 gekuppelten
Laufrollen 465 durch Hydraulikmotoren 475 angetrieben
sein. In einer Ausführungsform
sind die Antriebsmotoren 475 der Laufrollen 465 mit
einem integrierten Bremssystem ausgerüstet. Ein beispielhafter Antriebsmotor 475 schließt einen
Standard-Windenantrieb ein. Wenn die Laufrollen 465 gesperrt
oder angehalten werden, drückt
das Gewicht des Futterrohrs 30 nach unten auf die Förderarme 460,
wodurch das Futterrohr 30 zwischen die Laufrollen 465 geklemmt
wird. Durch Herunterdrücken
auf die Förderarme 460 bleibt
das Futterrohr 30 auch in Situationen, wo der Hydraulikdruck
des Zylinders 470 abfällt,
in seiner Position. Wenn des Weiteren sowohl die Motorbremsen versagen
als auch der Hydraulikdruck abfällt, gleitet
das Futterrohr 30 zwischen den Laufrollen 465 nach
unten, bis die Kupplung 32 des Futterrohrs 30 mit
den Laufrollen 465 in Kontakt kommt. Da die Kupplung 32 i.
Allg. größer im Durchmesser
ist als das Futterrohr 30, ruht die Kupplung 32 auf
den Laufrollen 465 und stoppt die Abwärtsbewegung des Futterrohrs 30.
Dabei verringert die Futterrohrzuführung 420 die Wahrscheinlichkeit,
dass das Futterrohr 30 unbeabsichtigt losgelassen wird.
Es ist festzuhalten, dass auf andere Art und Weise betriebene Motoren wie
elektrisch und mechanisch auch in Betracht gezogen werden.
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In
einer Ausführungsform
ist das Tragelement 455 in einem vertieften Teil des Gehäuses 421 angeordnet,
wie in 15 dargestellt. In einer Ausführungsform
ist das Förderelement 450 einstellbar, um
Futterrohre oder Rohre unterschiedlicher Größen aufzunehmen. Wie in 15 gezeigt,
ist das Tragelement 455 auf einer Schiene 458 in
dem vertieften Teil des Gehäuses 421 angeordnet
und an eine Spindel 459 angeschlossen. Ein geeignetes Beispiel
einer Spindel 459 schließt eine Kolben-und-Zylinder-Anordnung
ein. Die Spindel 459 kann betätigt werden, um das Tragelement 455 entlang
der Schiene 458 zu bewegen und dadurch das Förderelement 450 relativ
zu der Öffnung 430 der
Futterrohrzuführung 420 zu
verschieben. Dabei kann das Förderelement 450 eingestellt
werden, um Rohre verschiedener Durchmesser zu handhaben.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die Futterrohrzuführung 420 wahlweise
mit einer Zählvorrichtung 490 ausgerüstet, um
die richtige Positionierung des Futterrohrs 30 in dem Verdrillkopf 40 sicherzustellen.
Die Zählvorrichtung 490 ist
auf einer Brücke 433 angeordnet,
die über
dem Gehäuse 421 positioniert
ist. Wie in 16 dargestellt, schließt die Zählvorrichtung 490 einen
Betätigungshebel 491 ein, der
schwenkbar an eine Basis 492 gekuppelt ist, die an der
Brücke 433 montiert
ist. Das Vorderteil des Betätigungshebels 491 ist
der Öffnung 430 des
Gehäuses 421 zugewandt
und mit einem Zählelement und
einem Zähler 494 versehen.
Vorzugsweise umfasst das Zählelement
eine Laufrolle 493, und der Zähler 494 ist geeignet,
die Drehzahl der Zählwalze 493 zu
messen. Der hintere Teil des Betätigungshebels 491 ist
an ein geeignetes Vorspannelement gekuppelt, um die Laufrolle 493 zu
der Öffnung 430 der Futterrohrzuführung 420 hin
vorzuspannen, wenn das Vorspannelement in der entspannten oder ungespannten
Stellung ist. Ein geeignetes Vorspannelement ist eine Feder. Die
Zählvorrichtung 490 kann auch
einen Sensor für
das Aktivieren des Zählers 494 einschließen. Der
Sensor kann ein kontaktfreier Sensor sein, der aktiviert wird, wenn
das Rohr die Zählwalze 493 berührt.
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19 und 20 zeigen
eine beispielhafte Ausführungsform
eines Oberantriebssystems für
das Bohren mit Futterrohr. Ein Verdrillkopf 40 ist an einen unteren
Teil des Oberantriebs 15 angeschlossen und zwischen zwei
Bügeln 422 angeordnet.
Ein an der Seite der Bügel 422 angebrachter
Zylinder 415 ist gegen den Oberantrieb 15 positioniert.
Wenn der Zylinder 415 gegen den Oberantrieb 15 ausgefahren
wird, werden die Bügel 422 relativ
zu dem Oberantrieb 15 verschwenkt, wie in 21 dargestellt.
Ein Verbindungselement 423 ist vorgesehen, um die Bügel 422 an
den Rahmen 412 der Futterrohrzuführung 420 zu kuppeln.
Wie gezeigt, sind die Verbindungselemente 423 geeignet,
den Rahmen 412 relativ zu den Bügeln 422 schwenken
zu lassen. Zylinder 417 sind vorgesehen, um den Rahmen 412 relativ
zu den Bügeln 422 zu
verschwenken. In einer Ausführungsform
ist der Zylinder 417 mit einem Ende an dem Bügel 422 und
mit einem anderen Ende an dem Verbindungselement 423 angebracht.
Vorzugsweise wirkt das Verbindungselement 423 wie ein Hebel,
so dass Ausfahren oder Zurückziehen
des Zylinders 417 den Rahmen 412 relativ zu den
Bügeln 422 verschwenkt,
wie in 21 gezeigt. Es ist festzuhalten,
dass anstelle des Verdrillkopfes eine Lanze, wie einem normalen Fachmann
bekannt, an den Oberantrieb gekuppelt sein kann.
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Im
Betrieb kann der Oberantrieb 15 zum Anlageboden hin abgesenkt
werden, um den Bügeln 422 zu
erlauben, die Futterrohrzuführung 420 zur V-Tür der Anlage
zu schwenken, um ein Futterrohr 30 aufzunehmen. Zunächst werden
die Bügel 422 von dem
Oberantrieb 15 weg verschwenkt, wie in 21 dargestellt.
Zusätzlich
wird der Rahmen 412 durch Betätigen des jeweiligen Zylinders 417 relativ
zu den Bügeln 422 verschwenkt.
Ferner wird das Gehäuse 421 relativ
zu dem Rahmen 412 verschwenkt, so dass das Rohr in die Öffnung 430 eingesetzt
werden kann.
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Sobald
das Futterrohr 30 eingesetzt ist, werden die Spannzylinder 470 betätigt, um
die Förderarme 460 abzusenken,
um das Futterrohr 30 zu erfassen. 22 zeigt
die Position der Förderarme
und der Laufrollen vor dem Eingriff mit dem Futterrohr 30. Es
ist auch ersichtlich, dass die Führungsrollen 432 der
Führungselemente 431 mit
dem Futterrohr 30 in Eingriff sind. In 23 sind
die Klemmrollen 465 an einer Stelle unterhalb der Kupplung
in Eingriff mit dem Futterrohr 30 abgesenkt. Danach wird
der Oberantrieb 15 von dem verfahrbaren Block hochgehoben,
wodurch die Futterrohrzuführung 420 und
das Futterrohr 30 angehoben werden. Nachdem das Futterrohr 30 vom
Boden abgehoben ist, werden die Futterrohrzuführung 420 und das
Futterrohr 30 zur Mitte des Brunnens geschwenkt.
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In 24 sind
das Gehäuse 421,
der Rahmen 412 und die Bügel 422 in Ausrichtung
mit dem Oberantrieb 15 positioniert. Nun werden die Antriebsrollen 465 durch
die Antriebsmotoren 475 gedreht, um das Futterrohr 30 zum
Verdrillkopf 40 hin für
den Eingriff damit hochzuheben. Wenn die Kupplung 32 die
Zählwalze 493 berührt, wird
der Zähler 494 veranlasst,
mit der Zählung
der Anzahl von Umdrehungen zu beginnen, die die Zählwalze 493 vollführt, bis
das Futterrohr 30 stoppt. Das Futterrohr 30 wird
angehalten, wenn es den Futterrohranschlag 80 in dem Verdrillkopf 40 berührt. Wenn
die Zählwalze 493 mit
etwa derselben Drehzahl läuft
wie ein vorliegender Betrag, dann ist das Futterrohr 30 richtig
in dem Verdrillkopf 40 positioniert. Auf diese Art und
Weise kann das Futterrohr 30 schnell und sicher für den Eingriff
mit dem Verdrillkopf 40 positioniert werden.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann die Futterrohrzuführung
einen mit einem oder mehreren Förderelementen
ausgerüsteten
Heber umfassen. Zum Beispiel kann der Heber einen Körper mit
einer hindurchgehenden Bohrung zum Aufnehmen eines Rohres aufweisen.
Der Körper
schließt
ein Paar Haltearme ein, die betätigt
werden können,
um den Heber zu öffnen
und zu schließen.
Die Förderelemente sind
an einen unteren Teil des Hebers angeschlossen. Ein Zylinder kann
vorgesehen sein, um die Förderelemente
mit dem vom Heber gehaltenen Rohr radial in Eingriff zu bewegen.
Nach dem Eingriff dreht die Betätigung
des Antriebsmotors die Laufrollen des Förderelementes, wodurch das
Rohr zum Verdrillkopf hin hochgehoben wird.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann die Futterrohrzuführung
eine Kombination aus einem geeigneten Heber zum Abstützen des
Gewichtes des Rohrstrangs und geeigneten Förderelementen zum Versetzen
des Rohrstrangs umfassen. Zum Beispiel kann der Heber abfangkeilartige
Greifelemente einschließen,
die auf einer Kugel angeordnet sind, um das Futterrohr zu erfassen.
Die Abfangkeile können angepasst
sein, um das Gewicht des Rohrstrangs abzustützen, wenn der Rohrstrang vom
Heber abgehängt
wird, und den Rohrstrang loszulassen, wenn der Rohrstrang vom Heber
hochgehoben wird. Dabei kann der Rohrstrang von dem Heber getragen
werden, bis die Förderelemente
zum Anheben des Rohrstrangs aktiviert sind.
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Neben
dem Futterrohr sind Aspekte der vorliegenden Erfindung gleichermaßen geeignet,
um Rohre wie Bohrgestänge,
Rohrleitungen und andere Arten von Rohren zu handhaben, die einem
normalen Fachmann bekannt sind. Darüber hinaus können die
hierin betrachteten Rohrhandhabungsarbeiten die Verbindung und Trennung
von Rohren sowie das Eintreiben oder Herausziehen von Rohren aus
dem Brunnen einschließen.
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Obwohl
das Vorstehende auf Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsformen
der Erfindung zuwege gebracht werden, ohne von deren Schutzbereich
abzuweichen, und dieser Schutzbereich wird durch die hieran anschließenden Ansprüche bestimmt.