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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. §119(e) der
vorläufigen
US-Anmeldung, 60/315.072, eingereicht am 27. August 2001.
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Ausrüstung, die bei Erdbohroperationen,
die durch ein Rotary-Bohrsystem ausgeführt werden, nützlich ist
und insbesondere auf einen verbesserten Abschnitt eines Rotary-Bohrsystems,
der die sichere und zweckmäßige Wartung
der dynamischen Spülrohrdichtungen
zulässt,
die während
Bohroperationen starkem Verschleiß unterliegen. Genauer betrachtet
die vorliegende Erfindung eine verbesserte Spülrohr-Baueinheitsvorrichtung
und ein Verfahren für
den Einbau und die Entnahme derselben.
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Hintergrund der Erfindung
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Eine
Bohrvorrichtung mit oberem Antrieb enthält üblicherweise ein oberes Antriebssystem (TDS),
das mit dem oberen Ende eines Bohrstrangs verbunden werden kann,
um den Bohrstrang drehend anzutreiben, und das sich während der
Bohroperation mit dem Strang nach oben und unten bewegt. Das TDS
enthält
eine rohrförmige
Hauptantriebswelle, deren unteres Ende mittels Gewinde mit dem oberen
Ende des Bohrstrangs verbunden werden kann, und durch die von einer
Schwanenhals- und Spülkopfbaueinheit
am oberen Ende der Einheit Bohrschlamm zu dem Strang und zu der
Bohrkrone nach unten geliefert wird. Ferner enthält die Einheit einen Motor,
um die Hauptantriebswelle drehend anzutreiben, während die Bohrung gebohrt wird.
Zwischen dem oberen Ende der Hauptantriebswelle und dem unteren
Ende der Schwanenhals/Spülkopf-Baueinheit ist mittels
Gewinde eine Spülrohr-Baueinheit verbunden,
die wenigstens eine dynamische Dichtung und ein rohrförmiges Element
umfasst.
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Die
Spülrohr-Baueinheit
befindet, sich über der
rotierenden TDS-Hauptantriebswelle
und unter dem feststehenden Schwanenhals. Der Bohrschlamm wird bei
hohem Druck durch die Schwanenhals- und Spülrohr-Baueinheit und in die Hauptantriebswelle
gepumpt. Die dynamischen Dichtungen der Spülrohr-Baueinheit wirken als
die Hauptdichtungselemente zwischen der Verbindung der Spülrohr-Baueinheit
sowohl mit der TDS-Hauptantriebswelle als auch mit dem Schwanenhals.
Während Bohroperationen
erfahren diese dynamischen Dichtungen drastischen Verschleiß und erfordern
häufigen
Wechsel.
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Der
Wechsel der dynamischen Dichtungen erfordert, dass ein Betreiber
die Verbindung der Spülrohr-Baueinheit
sowohl mit der Hauptantriebswelle als auch mit dem Spülkopf/Schwanenhals
löst, um die
Spülrohr-Baueinheit
zu entnehmen und eine Wechsel-Spülrohr-Baueinheit
einzubauen. Der Einbau und die Entnahme der Spülrohr-Baueinheit werden jeweils
auf ähnliche
Weise ausgeführt.
In herkömmlichen
Systemen umfassen beide Operationen üblicherweise das manuelle Schlagen
auf eine Mutter, die die Spülrohr-Baueinheit
mittels Gewinde mit der Hauptantriebswelle verbindet, und das manuelle Schlagen
auf eine Mutter, die die Spülrohr-Baueinheit
mittels Gewinde mit der Spülkopf/Schwanenhals-Baueinheit verbindet.
Das manuelle Schlagen wird üblicherweise
mit einem Vorschlaghammer ausgeführt,
wodurch ein Auftreffdrehmoment erteilt wird, um die Muttern entweder
in Eingriff zu bringen oder zu lösen.
Insbesondere dann, wenn die Verbindung gelöst werden muss, nachdem sie
längere
Zeit drastischen Drücken
und Umgebungsbedingungen der Bohrumgebung ausgesetzt war, kann die
wiederholte Anwendung eines solchen Auftreffdrehmoments notwendig
sein. Unter den besten Umständen
ist diese Operation unsicher und zeitaufwändig. Da das ausgeübte Drehmoment
ungesteuert ist, d. h. nicht gemessen wird, ist eine Bestimmung,
ob die Muttern der Spülrohr-Baueinheit
vollständig
in Eingriff oder gelöst
sind, darüber
hinaus der Beurteilung des Betreibers überlassen, der die Spülrohr-Baueinheit
einbaut oder entnimmt. Somit erhöht
sich die Wahrscheinlichkeit eines Betreiberfehlers und einer nachfolgenden
Beschädigung
an der Bohrausrüstung.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf an einer neuen Vorrichtung und an einem neuen
Verfahren für
den Einbau einer Spülrohr-Baueinheit
auf sichere und gesteuerte Weise.
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Bohrsysteme
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sind aus US-A-2608385
und aus GB-A-694230 bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Bohrvorrichtung, die dafür vorgesehen
ist, die gesteuerte, d. h. gemessene, Ausübung eines Drehmoments auf eine
Spülrohr-Baueinheit
während
des Einbaus der Spülrohr-Baueinheit
sowohl an einer Hauptantriebswelle als auch an einem Schwanenhals
zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform
umfasst die Spülrohr-Baueinheit
allgemein eine Spülrohr-Fluidröhre, wenigstens
eine dynamische Dichtung, einen Schwanenhals-Zahnradmutter-Gegenverbinder für die Gewindeverbindung
der Spülrohr-Baueinheit mit einem
feststehenden Schwanenhalsverbinder und einen Stopfbuchsen-Zahnradmutter-Gegenverbinder für die Gewindeverbindung
der Spülrohr-Baueinheit mit
einem drehbaren Hauptantriebswellen-Verbinder. Außerdem ist
eine Drehmomentantriebseinrichtung vorgesehen, um auf jeden der
Gegenverbinder der Spülrohr-Baueinheit
ein geeignetes Drehmoment auszuüben,
um die Spülrohr-Baueinheit
dichtend mit dem feststehenden Schwanenhalsverbinder und mit dem
drehbaren Hauptantriebswellen-Verbinder zu verbinden. Es ist festgestellt
worden, dass diese Kombination ermöglicht, während Bohroperationen Bohrschlamm
durch den feststehenden Schwanenhals, die Spülrohr-Baueinheit, die rotierende
Hauptantriebswelle, das Bohrgestänge,
den Bohrstrang und die Bohrkrone zu pumpen.
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Obgleich
in der vorliegenden Erfindung irgendeine geeignete dynamische Dichtung
genutzt werden kann, ist die dynamische Dichtung in einer Ausführungsform
so vorgesehen, dass sie eine Fluid-dichtung zwischen der Spülrohr-Baueinheit
und jeder der Gewindeverbindungen des Schwanenhalses und der Hauptantriebswelle
schafft. Die dynamischen Dichtungen können z. B. eine Elastomer-O-Ring-Dichtung
umfassen.
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In
einer alternativen Ausführungsform
umfasst die Drehmomentantriebseinrichtung ein Antriebswellengehäuse, das
an einer Seite einer Spülrohrhaube
angebracht ist und in einer Weise ausgerichtet ist, die annähernd parallel
zu einer Längsachse
der Hauptantriebswelle ist. In einer solchen Ausführungsform
umschließt
das Antriebswellengehäuse
teilweise eine Antriebswelle, die sowohl entlang ihrer eigenen Achse
gleitfähig
als auch um sie drehbar ist. An einem Abschnitt der Antriebswelle,
der innerhalb der Spülrohrhaube
liegt, ist gleitfähig
ein Drehmomentübertragungsmechanismus
wie etwa ein Ritzelzahnrad befestigt. Das Ritzelzahnrad ist an einer
zweckmäßigen vertikalen
Stelle entlang der Antriebswelle angeordnet und durch ein Befestigungselement
wie etwa z. B. eine Flügelschraube
daran befestigt. Die Antriebswelle kann unter anderen Querschnitten
irgendeinen zweckmäßigen Querschnitt wie
etwa quadratisch, rechteckig, dreieckig oder fünfeckig haben. Gleichfalls
kann irgendein Drehmomentübertragungsmechanismus
wie etwa eine Antriebsstange oder eine Getriebekette genutzt werden, der
für die Übertragung
eines von außen
ausgeübten Drehmoments
auf die Spülrohr-Baueinheit
geeignet ist.
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In
einer abermals weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Drehmomentantriebseinrichtung
einen optionalen Drehmomentverstärker und
einen daran befestigten manuellen Drehmomentschlüssel. In einer solchen Ausführungsform wird
das Drehmoment manuell über
den Drehmomentschlüssel
ausgeübt.
Obgleich oben ein manuelles Antriebssystem beschrieben worden ist,
kann irgendein Antriebssystem genutzt werden, das auf die Gegenverbindungen
der Spülrohr-Baueinheit
steuerbar und reproduzierbar ein spezifiziertes Drehmoment ausüben kann.
Eine beispielhafte alternative Ausführungsform enthält eine
Antriebswelle mit einem Drehmomentantriebsmotor mit einer Kupplung. Der
Drehmomentantriebsmotor kann z. B. ein Druckluftmotor, ein Hydraulikmotor
oder ein Elektromotor sein. Eine weitere beispielhafte alternative
Ausführungsform
enthält
einen Hydraulikzylinder mit einem Verbindungsmittel.
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In
einer nochmals weiteren beispielhaften Ausführungsform ermöglicht ein
optionaler Träger, der
an die Spülrohrhaube
angrenzt, dass ein Spülrohr-Positioniermechanismus
drehbar mit der Spülrohrhaube
verbunden wird, um die Spülrohr-Baueinheit
in eine und aus einer Öffnung
in der Spülrohrhaube
zu bewegen.
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In
einer nochmals weiteren Ausführungsform ist
die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren für den Einbau und die Entnahme
einer Spülrohr-Baueinheit
in eine und aus einer Bohrausrüstung
gerichtet. In einer solchen Ausführungsform
umfasst das Verfahren das In-Eingriff-Bringen und das Lösen der Gewindeverbindungen
zwischen der Spülrohr-Baueinheit
und sowohl dem Schwanenhals als auch der Hauptantriebswelle unter
Nutzung der oben beschriebenen Spülrohr-Baueinheit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Für ein umfassenderes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und für
weitere Einzelheiten und Vorteile davon wird jetzt auf die folgende
ausführliche Beschreibung
Bezug genommen, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung zu nehmen ist,
in der:
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1 eine
schematische Darstellung einer Bohrvorrichtung mit oberem Antrieb
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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2 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Spülrohr-Haubenkonfiguration
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, an der eine Schwanenhalsbaueinheit befestigt
ist.
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3 eine
Vorderansicht der Spülrohrhaube und
der Schwanenhalsbaueinheit aus 2 ist, bei der
in die Spülrohrhaube
eine Spülrohr-Baueinheit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
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4 eine
vergrößerte Vorderansicht
der Einzelheit A aus 3 ist, die eine Drehmomentantriebseinrichtung
und einen Drehmomentübertragungsmechanismus
für den
Einbau der Spülrohr-Baueinheit
aus 3 zeigt.
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5 eine
perspektivische Ansicht der Spülrohr-Baueinheit
aus 3 in einer nicht eingebauten Stellung ist.
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6 eine
perspektivische Ansicht der Spülrohr-Baueinheit
aus 3 in einer eingebauten Stellung ist.
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7a eine
Vorderansicht eines optionalen Drehmomentverstärkers gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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7b eine
Seitenansicht des optionalen Drehmomentverstärkers aus 7a ist.
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7c eine
Draufsicht eines optionalen Steckschlüsseleinsatzadapters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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7d eine Seitenansicht des optionalen Steckschlüsseleinsatzadapters
aus 7c ist.
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7e eine
Draufsicht eines optionalen Drehmomentschlüssels gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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7f eine
Seitenansicht einer Baueinheit ist, die den optionalen Drehmomentschlüssel aus 7e,
den optionalen Drehmomentverstärker
aus 7a und den Steckschlüsseleinsatzadapter aus 7c umfasst.
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8 eine
Schnittansicht einer Ausführungsform
einer Spülrohr-Baueinheit
und Spülrohrhaube
mit einer Schwanenhalsbaueinheit zusammen mit einem optionalen Motorantriebsmechanismus
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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9a eine
vordere Schnittansicht einer Spülrohrhaube
mit optionalem eingebautem Hydraulikantriebsmechanismus gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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9b eine
seitliche Schnittansicht der Spülrohrhaube
des optionalen Hydraulikantriebsmechanismus aus 9a ist.
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9c eine
obere Schnittansicht der Spülrohrhaube
mit optionalem Hydraulikantriebsmechanismus aus 9b ist.
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10a eine seitliche Schnittansicht einer Spülrohrhauben-
und Schwanenhalsbaueinheit, angepasst zur Verwendung mit einer Anziehhülse, nicht in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, ist.
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10b eine Seitenansicht der Spülrohrhaube und der Schwanenhalsbaueinheit
mit der optionalen Anziehhülse
aus 10a ist.
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10c eine Draufsicht der Spülrohrhaube und der Schwanenhalsbaueinheit
mit der optionalen Anziehhülse
aus 10a ist.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Bohrvorrichtung, die dafür vorgesehen
ist, ein gesteuertes Ausüben
eines Drehmoments auf eine Spülrohr-Baueinheit
zu ermöglichen.
Außerdem
ist die Erfindung auf ein Verfahren der Nutzung der Bohrvorrichtung der
vorliegenden Erfindung zum steuerbaren In-Eingriff-Bringen und Lösen der
Gewindeverbindungen zwischen der Spülrohr-Baueinheit und sowohl
der Spülkopf/Schwanenhals-Baueinheit
als auch der Hauptantriebswelle der Bohrvorrichtung gerichtet.
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1 veranschaulicht
eine übliche
Bohrvorrichtung 10 mit oberem Antrieb. Die Bohrvorrichtung 10 ist
strukturell durch einen Bohrturm 11 unterstützt. Die
Bohrvorrichtung 10 umfasst mehrere mechanische Komponenten,
einschließlich:
einem Spülkopf 13,
einer Spülrohrhaube 14,
einem Schwanenhals 15, der von der Spülrohrhaube 14 ausgeht,
einer Hauptantriebswelle 16, einem Motorgehäuse 17,
einem Bohrgestänge 18/Bohrstrang 19 und
einer Bohrkrone 20. Die mechanischen Komponenten sind gemeinsam
von einem Flaschenzugblock 12 aufgehängt, der ermöglicht,
dass sich die mechanischen Komponenten an Schienen 22,
die mit dem Bohrturm 11 verbunden sind, um die vertikale
Bewegung der mechanischen Komponenten zu führen, nach oben und unten bewegen.
Der Spülkopf 13 ist
drehbar an der Spülrohrhaube 14 befestigt.
Die Spülrohrhaube 14 ist über eine
Spülrohrhauben-Baueinheit
(nicht gezeigt), die eine dynamische Dichtung (nicht gezeigt) enthält, drehbar
an der Hauptantriebswelle 16 befestigt. Die Hauptantriebswelle 16 verläuft durch das
Motorgehäuse 17 und
ist mit dem Bohrgestänge 18 verbunden.
Das Bohrgestänge 18 ist üblicherweise
mittels Gewinde mit einem Ende einer Reihe rohrförmiger Elemente verbunden,
die gemeinsam als der Bohrstrang 19 bezeichnet werden.
Ein entgegengesetztes Ende des Bohrstrangs 19 ist mittels
Gewinde mit einer Bohrkrone 20 verbunden.
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Während des
Betriebs dreht ein TDS-Motor, der von dem Motorgehäuse 17 umgeben
ist, die Hauptantriebswelle 16, die wiederum das Bohrgestänge 18/den
Bohrstrang 19 und die Bohrkrone 20 dreht. Die
Drehung der Bohrkrone 20 erzeugt eine Erdbohrung 21.
Fluid, das in den Schwanenhals 15 gepumpt wird, geht durch
die Hauptantriebswelle 16, durch das Bohrgestänge 18/den
Bohrstrang 19, durch die Bohrkrone 20 und tritt
in die Bohrlochsohle der Erdbohrung 21 ein. Während das
in den Schwanenhals 15 gepumpte Fluid durch einen Ringraum, der
durch die Außenoberfläche der
Bohrkrone 20 und durch die Wände der Bohrung 21 gebildet wird,
aus der Erdbohrung 21 austritt, wird Bohrklein, das durch die
Bohrkrone 20 entfernt wird, von der Bohrlochsohle der Erdbohrung 21 ausgeräumt.
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Obgleich
eine Spülrohr-Baueinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgängig
in Bezug auf ihre Verwendung und ihren Betrieb in einer Bohrausrüstungsumgebung
mit oberem Antrieb beschrieben wird, kann ein ähnlicher Mechanismus selbstverständlich leicht
zur Verwendung in irgendeiner Umgebung angepasst werden, die die
Ausübung
eines gesteuerten Drehmoments auf eine dynamisch dichtende Fluidröhre erfordert.
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2 zeigt
eine ausführliche
schematische Darstellung der Spülrohrhaube 14 mit
dem daran befestigten Schwanenhals 15. Die Spülrohrhaube 14 umfasst
einen Körper,
der allgemein zylindrisch oder glockenförmig ist und der an seinem
vertikalen Abschnitt mit einer Haubenöffnung 26 gebildet
ist, die groß genug
ist, um eine darin eingeführte
Spülrohr-Baueinheit
(nicht gezeigt) zuzulassen. Das obere und das untere Ende der Spülrohrhaube 14 sind allgemein
planar mit Öffnungen,
die ermöglichen, dass
Bohrschlamm von dem Schwanenhals 15 durch die Haubenöffnung 26 zu
der Hauptantriebswelle 16 nach unten strömt. Der
Schwanenhals 15 kann einteilig mit der Haube 14 sein
oder abnehmbar an dem oberen planaren Abschnitt der Haube 14 angebracht sein. Ähnlich kann
die Hauptantriebswelle 16 einteilig mit der Haube 14 sein
oder abnehmbar an dem unteren planaren Abschnitt der Haube 14 angebracht sein.
Innerhalb der Haubenöffnung 26 sind
zwei rohrförmige
Fluidverbindungen vorgesehen: eine Schwanenhals-Gewindeverbindung 25,
die einteilig mit dem Schwanenhals 15 oder mit der Spülrohrhaube 14 sein
kann oder ein getrenntes Teil sein kann, das abnehmbar mit dem Schwanenhals 15 oder
mit der Spülrohrhaube 14 verbunden
ist; und eine Hauptantriebswellen-Gewindeverbindung 29,
die üblicherweise
ein einteiliger Abschnitt der Hauptantriebswelle ist, der an ein
Ende der Hauptantriebswelle 16, das dem Schwanenhals 15 am
nächsten
ist, geschraubt ist, aber ebenfalls ein getrenntes Teil sein kann,
das abnehmbar mit der Hauptantriebswelle 16 verbunden ist.
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Außerdem kann
die Spülrohrhaube 14 eine planare
Montageplatte 27 umfassen, die ein integraler Bestandteil
der Spülrohrhaube 14 oder
ein daran fest befestigtes getrenntes Teil sein kann. Die planare Montageplatte 27 ist
mit Montagelöchern 27a versehen,
die ermöglichen,
dass die Spülrohrhaube 14 unter
Verwendung eines oder mehrerer Befestigungselemente (wie in den 2 und 3 gezeigt)
fest mit dem Motorgehäuse 17 verbunden
wird. Ferner kann die Spülrohrhaube 14 einen
optionalen Montageträger 28 umfassen,
der ermöglicht,
dass ein Mechanismus zur Unterstützung
bei der Einführung
und Entnahme der Spülrohr-Baueinheit (nicht
gezeigt) drehbar daran befestigt wird.
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Obgleich
die Spülrohrhaube 14 oben
als mit einer Glockenform beschrieben worden ist, kann selbstverständlich irgendeine
Konfiguration der Spülrohrhaube 14 verwendet
werden, die ermöglicht, dass
eine Spülrohr-Baueinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung zwischen zwei Fluidverbinder wie etwa den Schwanenhals 15 und
die Hauptantriebswelle 16 eingefügt wird, um eine dynamisch
dichtende Fluidröhre
dazwischen zu schaffen.
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Die 3 bis 6 zeigen
eine Vielzahl von Ansichten einer Spülrohr-Baueinheit 34 gemäß der vorliegenden
Erfindung und der an einer Bohrausrüstung montierten Spülrohrhaube 14.
Zum Beispiel zeigt die Einzelheit A aus 3 die Verbindung
der Spülrohr-Baueinheit 34 gemäß der vorliegenden
Erfindung innerhalb der Spülrohrhaube 14 einer
Bohrausrüstung.
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Die 5 und 6 zeigen
vergrößerte Ansichten
der Einzelheit A, wobei eine Ausführungsform der Spülrohr-Baueinheit 34 in
der eingebauten bzw. in der nicht eingebauten Konfiguration gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt ist, umfasst die Spülrohr-Baueinheit 34 eine
Fluidröhre 23,
die zwischen dem Schwanenhals 15 und der Hauptantriebswelle 16 eine
Fluidverbindung bildet, wenn die Spülrohr-Baueinheit 34 sowohl mit dem
Schwanenhals 15 als auch mit der Hauptantriebswelle 16 verbunden ist.
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Bezug
nehmend auf irgendeine der 3 bis 6 umfasst
die Spülrohr-Baueinheit 34 allgemein die
Spülrohr-Fluidröhre 23,
wenigstens eine dynamische Dichtung 49, einen Schwanenhals-Zahnradmutter-Gegenverbinder 41 für die Gewindeverbindung
der Spülrohr-Baueinheit 34 mit
der Schwanenhals-Gewindeverbindung 25 des
feststehenden Schwanenhalses 15 und einen Stopfbuchsen-Zahnradmutter-Gegenverbinder 42 für die Gewindeverbindung
der Spülrohr-Baueinheit 34 mit
der Hauptantriebswellen-Gewindeverbindung 29 der drehbaren Hauptantriebswelle 16.
Wenn die Spülrohr-Baueinheit 34 wie
in 6 gezeigt eingebaut worden ist, ist die Stopfbuchsenmutter 42 mittels
Gewinde mit der Hauptantriebswellen-Gewindeverbindung 29 der Hauptantriebswelle 16 verbunden
und ist die Schwanenhalsmutter 41 mittels Gewinde mit der
Schwanenhals-Gewindeverbindung 25 des Schwanenhalses 15 verbunden,
so dass zwischen der Spülrohr-Baueinheit 34 und
sowohl dem Schwanenhals 15 als auch der Hauptantriebswelle 16 über die
dynamischen Dichtungen 49 zwischen der Spülrohr-Baueinheit 34 und
sowohl der drehbaren Hauptantriebswelle 16 als auch dem
feststehenden, d. h. nicht drehbaren, Schwanenhals 15 eine
Fluidverbindung gebildet ist. Diese Kombination ermöglicht,
dass während
Bohroperationen Bohrschlamm durch den feststehenden Schwanenhals 15,
durch die Spülrohr-Baueinheit 34,
durch die rotierende Hauptantriebswelle 16, durch das Bohrgestänge 18/durch den
Bohrstrang 19 (1) und durch die Bohrkrone 20 (1)
gepumpt wird.
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Wie
in den 5 und 6 gezeigt ist, ist die dynamische
Dichtung 49 so vorgesehen, dass sie eine Fluiddichtung
zwischen der Spülrohr-Baueinheit 34 und
den Gewindeverbindungen der Spülrohr-Baueinheit 34 sowohl
mit dem Schwanenhals 15 als auch mit der Hauptantriebswelle 16 schafft.
Im Stand der Technik sind eine Anzahl von Typen dynamischer Dichtungen 49 bekannt,
die für
die Fluidverbindung eines drehbaren rohrförmigen Elements mit einem nicht
drehbaren rohrförmigen
Element geeignet sind. Die dynamischen Dichtungen 49 können z.
B. Elastomer-O-Ring-Dichtungen
sein. In einigen Ausführungsformen
kann die Dichtung, die die Spülrohr-Baueinheit 34 mit
dem Schwanenhals 15 verbindet, ein typischer O-Ring sein
und braucht keine dynamische Dichtung zu sein.
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In
der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform
steht ein einteiliges zylindrisches Antriebswellengehäuse 31,
z. B. zwischen der Haubenöffnung 26 und
der Montageplatte 27, von einer Seite der Spülrohrhaube 14 teilweise
hervor, wobei es in einer Weise ausgerichtet ist, dass es allgemein parallel
zu der Längsachse
der Hauptantriebswelle 16 ist. In der in den 5 und 6 gezeigten
Ausführungsform
umgibt das Antriebswellengehäuse 31 teilweise
eine Antriebswelle 30, die sowohl entlang ihrer eigenen
Achse gleitfähig
als auch um sie drehbar ist. Die Antriebswelle 30 verläuft über das
Antriebswellengehäuse 31 in
die Außenumgebung
und unter dem Antriebswellengehäuse 31 ins
Innere der Spülrohrhaube 14.
An dem Abschnitt der Antriebswelle 30, der ins Innere der
Spülrohrhaube 14 verläuft, ist
gleitfähig
ein Drehmomentübertragungsmechanismus
wie etwa ein Ritzelzahnrad 32 befestigt. Das Ritzelzahnrad 32 ist
an einer zweckmäßigen vertikalen
Stelle entlang der Antriebswelle 31 angeordnet und durch
ein Befestigungselement wie etwa z. B. durch eine Flügelschraube 33 daran
befestigt. In einer solchen Ausführungsform
kann das Ritzelzahnrad 32 einen Kranz mit einer Öffnung zur
Aufnahme der Flügelschraube 33 umfassen,
so dass die Flügelschraube 33 die
Stellung des Ritzelzahnrads 32 relativ zu der Antriebswelle 30 festsetzt.
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Obgleich
die Antriebswelle 30 in den 5 und 6 in
der Weise gezeigt ist, dass sie einen quadratischen Querschnitt
aufweist, erkennt der Fachmann auf diesem Gebiet sofort, dass die
Antriebswelle 30 irgendeinen zweckmäßigen Querschnitt aufweisen
kann. Zum Beispiel kann die Antriebswelle 30 einen Querschnitt
haben, der unter anderen Konfigurationen rechteckig, dreieckig oder fünfeckig
ist. Obgleich die in den 5 und 6 gezeigte
Ausführungsform
den Drehmomentübertragungsmechanismus 32 in
der Weise zeigt, dass er das Ritzelzahnrad 32 umfasst,
kann gleichfalls irgendein Mechanismus wie etwa eine Antriebsstange oder
eine Getriebekette verwendet werden, der zur Übertragung eines von außen ausgeübten Drehmoments
auf die Muttern 41 und 42 der Spülrohr-Baueinheit 34 geeignet
ist.
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Zum
Ausüben
eines Drehmoments auf die Antriebswelle 30 werden mehrere
Mittel betrachtet. Zum Beispiel veranschaulichen die 5 und 6 die
Antriebswelle 30 mit einem optionalen Drehmomentverstärker 44 und
mit einem daran befestigten manuellen Drehmomentschlüssel 45.
In dieser Ausführungsform
kann das Drehmoment manuell über den
Drehmomentschlüssel 45, über den
optionalen Drehmomentverstärker 44 und
auf die Antriebswelle 30 und ihr befestigtes Ritzelzahnrad 32 ausgeübt werden.
In einer solchen Ausführungsform
kann das Drehmoment, das auf die Antriebswelle 30 ausgeübt wird,
durch die Drehmomenteinstellungen an dem Drehmomentschlüssel 45/Drehmomentverstärker 44 auf
herkömmliche
Weise gesteuert, d. h. gemessen werden. Die 7a bis 7f zeigen
schematische Darstellungen einer Ausführungsform eines geeigneten
Drehmomentschlüssels 45,
Drehmomentverstärkers 44 und Steckschlüsseleinsatzadapters 43,
die in einem solchen Antriebssystem genutzt werden.
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Obgleich
oben ein manuelles Antriebssystem beschrieben worden ist, kann irgendein
Antriebssystem genutzt werden, das über das Ritzelzahnrad 32 steuerbar
und reproduzierbar ein spezifiziertes und reproduzierbares Drehmoment
auf die Muttern 41 und 42 der Spülrohr-Baueinheit 34 ausüben kann. Einige
beispielhafte alternative Ausführungsformen sind
in den 8 bis 10 dargestellt.
Zum Beispiel veranschaulicht 8 die Antriebswelle 30 mit
einem optionalen Drehmomentantriebsmotor 50 und mit einer
Kupplung 51. In einer solchen Ausführungsform kann der Motor 50 irgendein
Motor wie etwa ein Druckluftmotor, ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor
sein, der über
das Ritzelzahnrad 32 ein geeignetes Drehmoment an die Muttern 41 und 42 der Spülrohr-Baueinheit 34 liefern
kann. Die 9A bis 9C zeigen
eine weitere Ausführungsform,
die einen Hydraulikzylinder 60 und ein Verbindungsmittel 61 zum
Ausüben
eines Drehmoments auf die Antriebswelle 30 nutzt. Die 10A bis 10C veranschaulichen
ein System, das eine Anziehhülse 70 und
den TDS-Hauptmotor zum Ausüben
eines Drehmoments auf die Antriebswelle 30 nutzt, um die
Gewindeverbindungen zwischen der Spülrohr-Baueinheit 34 und
der Schwanenhals-Gewindeverbindung 25 des Schwanenhalses 15 und
der Hauptantriebswellen-Gewindeverbindung 29 der Hauptantriebswelle 16 in
Eingriff zu bringen und zu lösen.
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Obgleich
die Spülrohr-Baueinheit 34 von Hand
in die Haubenöffnung 26 eingeführt werden kann,
kann, wie in den 5 und 6 gezeigt
ist, der optionale Träger 28 genutzt
werden, der an die Haubenöffnung 26 in
der Spülrohrhaube 14 angrenzt, um
zu ermöglichen,
dass ein Spülrohrpositioniermechanismus 35 drehbar
mit der Haube 14 verbunden wird. In der in den 5 und 6 gezeigten
Ausführungsform
umfasst der Spülrohr-Positioniermechanismus 35 ein
Schwenkglied 39, das an einem Ende drehbar mit dem Träger 28 verbunden
ist und an dem entgegengesetzten Ende drehbar mit einem Positionierjoch 36 verbunden
ist. Das Schwenkglied 39 und das Positionierjoch 36 drehen
sich jeweils in Ebenen, die annähernd
senkrecht zur Achse der Hauptantriebswelle 16 sind. Die
drehbare Verbindung zwischen dem Positionierjoch 36 und
dem Schwenkglied 39 enthält eine Hebemutter 37 und eine
Hebeschraube 38, die zusammenwirken, um zu ermöglichen,
dass sich das Positionierloch 36 vertikal entlang eines
durch die Länge
der Hebeschraube 38 definierten und zu der Ebene, in der
sich das Positionierloch 36 frei drehen kann, allgemein
senkrechten definierten Wegs bewegt.
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In
der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform
ist das Positionierjoch 36 ein dünner und allgemein U-förmiger Mechanismus
mit einer halbkreisförmigen Öffnung,
die daran angepasst ist, dass sie um einen Abschnitt der Spülrohr-Baueinheit 34 direkt
unter dem Zahnradabschnitt der Stopfbuchsen-Zahnradmutter 42 passt. Von
der Ebene, die die obere Oberfläche
des Positionierjochs 36 definiert, verlaufen zwei kleine
Passstifte 53 nach oben. Die Passstifte 53 befinden
sich an Stellen, die ermöglichen,
dass die Passstifte 53b zwischen den Zähnen der Stopfbuchsen-Zahnradmutter 42 angeordnet werden,
um die Spülrohr-Baueinheit 34 zu
stabilisieren, während
sie durch die Drehbewegung sowohl des Schwenkglieds 39 als
auch des Positionierjochs 36 in die Haubenöffnung 26 geschwenkt
wird, so dass die Spülrohr-Baueinheit 34 in
einer Spülrohr-Baueinheit-Verbindungsstellung
ist (5), und aus der Haubenöffnung 26 geschwenkt
wird, so dass die Spülrohr-Baueinheit 34 in
einer gelösten
oder Spülrohr-Baueinheit-Wechselstellung
(6) ist. Ausrichtbohrungen 48a und 48b,
die vertikal durch den Träger 28 bzw.
durch das Schwenkglied 39 gebohrt sind, richten (wie in 6 gezeigt
ist) auf die Spülrohr-Baueinheit-Verbindungsstellung
aus. Das Schwenkglied 39 kann unter Nutzung eines Ablagestifts 40 oder
mit einem anderen Mittel, das durch die Ausrichtbohrungen 48a und 48b geleitet
wird, um das Schwenkglied 39 gegen Drehung zu verriegeln,
in der Spülrohr-Baueinheit-Verbindungsstellung
befestigt werden. Ähnlich
sind vertikal durch das entgegengesetzte Ende des Schwenkglieds 39 bzw.
des Positionierjochs 36 Ausrichtbohrungen 47a und 47b gebohrt,
die auf die Spülrohr-Baueinheit-Verbindungsstellung
ausrichten und die ermöglichen,
dass der Ablagestift 40 oder ein anderes Mittel durch die
Ausrichtbohrungen 47a und 47b geleitet wird, um
das Positionierjoch 36 dadurch in der Spülrohr-Baueinheit-Verbindungsstellung
zu befestigen.
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Obgleich
oben ein Spülrohr-Positioniermechanismus 35 beschrieben
worden ist, kann mit der vorliegenden Erfindung selbstverständlich irgendein Mechanismus
verwendet werden, der die Spülrohr-Baueinheit 34 entweder
mit oder ohne Befestigung an dem Spülrohrhauben-Montageträger 28 sicher
in die und aus der Haubenöffnung 26 in
der Spülrohrhaube 14 bewegen
kann.
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Obgleich
die obige Beschreibung der Spülrohr-Baueinheit 34 und
des Drehmomentantriebsmechanismus allgemein eine Baueinheit beschreiben, die
ein Paar Zahnräder
in Eingriff umfasst, können selbstverständlich gemäß der vorliegenden
Erfindung irgendeine Spülrohr-Baueinheit 34 und
irgendein Drehmomentantriebsmechanismus verwendet werden, die in
der Weise in Wechselwirkung treten können, dass ein spezifizierter
Drehmomentbetrag für
den Eingriff oder für
das Lösen
der Verbindungen zwischen der Spülrohr-Baueinheit 34 und
sowohl dem Schwanenhals 15 als auch der Hauptantriebswelle 16 ausgeübt werden
kann.
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Außerdem ist
die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren für den Einbau und für die Entnahme der
Spülrohr-Baueinheit 34 gerichtet.
Genauer umfasst das Verfahren das In-Eingriff-Bringen und Lösen der
Gewindeverbindungen zwischen der Schwanenhals-Gewindeverbindung 25 des
Schwanenhalses 15 und der Schwanenhalsmutter 41 der
Spülrohr-Baueinheit 34 und
der Hauptantriebswellen-Gewindeverbindung 29 der
Hauptantriebswelle 16 und der Stopfbuchsenmutter 42 der
Spülrohr-Baueinheit 34.
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Ein
typischer Einbau der Spülrohr-Baueinheit 34,
wie in den 5 und 6 gezeigt
ist, beginnt mit dem Anhalten der Drehung der Hauptantriebswelle 16 wie
etwa durch eine Motorbremse, die an den TDS-Motor angelegt wird,
um eine Drehung der Hauptantriebswelle 16 zu verhindern.
Nachdem die Drehung der Hauptantriebswelle 16 angehalten worden
ist, werden die Ablagestifte 40 entfernt, die das Schwenkglied 39 und
das Positionierjoch 36 in der Spülrohr-Baueinheit-Verbindungsstellung
befestigen, wodurch beide Mechanismen für die Drehung freigegeben werden.
Die Spülrohr-Baueinheit 34 wird in
der Weise an dem Positionierjoch 36 platziert, dass jeder
der Passstifte 35 zwischen den Zähnen der Stopfbuchsen-Zahnradmutter 42 angeordnet
wird, um die Spülrohr-Baueinheit 34 während des
Einbauprozesses an dem Positionierjoch 36 zu befestigen. Daraufhin
wird die Spülrohr-Baueinheit 34 durch
Drehen des Positionierjochs 36 und des Schwenkglieds 39 in
die Spülrohr-Baueinheit-Verbindungsstellung an
eine Stelle innerhalb der Spülrohrhaube 14 direkt über dem
oberen Ende der Hauptantriebswelle 16 bewegt. Daraufhin
wird die Spülrohr-Baueinheit 34 durch
Absenken des Positionierjochs 36 über eine Manipulation der Hebemutter 37 auf
die Hauptantriebswelle 16 abgesenkt. Daraufhin wird das
Positionierjoch 36 aus dem Innern der Spülrohrhaube 14 herausgedreht.
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Wenn
die Spülrohr-Baueinheit 34 innerhalb der
Haube 14 positioniert worden ist, veranlasst die Drehung
der Muttern 41 und 42 den Eingriff der Schwanenhals-Gewindeverbindung 25 des
Schwanenhalses 15 und der Schwanenhalsmutter 41 der Spülrohr-Baueinheit 34 und
der Hauptantriebswellen-Gewindeverbindung 29 der Hauptantriebswelle 16 und
der Stopfbuchsenmutter 42 der Spülrohr-Baueinheit 34. Vor dem Anziehen
der Gewindeverbindungen durch Ausüben eines Drehmoments von dem
Drehmomentantriebsmechanismus über
die Antriebswelle 30 und das Ritzelzahnrad 32 auf
die Spülrohr-Baueinheit 34 können die
Schwanenhalsmutter 41 und die Stopfbuchsenmutter 42 optional
manuell mit den Gewindeverbindungen 25 und 29 des Schwanenhalses 15 bzw.
der Hauptantriebswelle 16 in Eingriff gebracht werden.
Der manuelle Eingriff einer der Muttern 41 oder 42 bedingt
eine Drehen der Muttern 41 oder 42 von Hand, um
sie mit ihrer beabsichtigten Zielverbindung in Gewindeeingriff zu
bringen.
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Nachdem
die Muttern 41 und 42 mit den Verbindungen 25 bzw. 29 in
Eingriff gebracht worden sind, können
die Muttern 41 und 42 auf ein Betriebsdrehmoment
angezogen werden, um die dynamischen Dichtungen 49 der
Spülrohr-Baueinheit 34 richtig
in Eingriff zu bringen. Die Nutzung des Drehmomentantriebsmechanismus über die
Antriebswelle 30 und das Ritzelzahnrad 32 zum
Anziehen der Zahnradmuttern 41 und 32 auf das
gewünschte
Arbeitsdrehmoment erfordert, dass die Zähne des Ritzelzahnrads 32 mit
den Zähnen
einer der Gewindemuttern 41 oder 42 in Eingriff
gebracht werden. In der in den 5 und 6 gezeigten
Ausführungsform wird
das Ritzelzahnrad 32 dadurch mit der Zahnradmutter 41 oder 42 in
Eingriff gebracht, dass die Antriebswelle 30 entlang ihrer
Achse nach oben geschoben wird, wodurch das Ritzelzahnrad 32 in
eine richtige Höhe
für die
Ausrichtung auf die Zahnradmutter 41 oder 42 angehoben
oder abgesenkt wird. In der in den 5 und 6 gezeigten
Ausführungsform
ist die optionale Flügelschraube 33 vorgesehen,
um das Ritzelzahnrad 32 in der gewünschten Ebene an der richtigen
Stelle in Eingriff zu bringen, so dass das Ritzelzahnrad 32 sicher
mit der Zahnradmutter 41 oder 42 in Eingriff ist.
Außerdem
kann die Antriebswelle 30 der vorliegenden Erfindung einen visuellen
Indikator umfassen, der so angeordnet ist, dass für den Betreiber
ein visuales Signal geliefert wird, wenn das Ritzelzahnrad 32 richtig
positioniert ist, um die Zahnradmuttern 41 oder 42 in
Eingriff zu bringen.
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Während das
Ritzelzahnrad 32 in der oben beschriebenen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durch manuelle Kraft, die durch einen
Betreiber ausgeübt
wird, in einer vertikalen Richtung bewegt wird, kann irgendein Verfahren
zum Bewegen des Ritzelzahnrads 32 genutzt werden, um das
Ritzelzahnrad 32 in Eingriff mit den Zahnradmutter 41 oder 42 anzuheben
oder abzusenken. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird ein Hydraulikzylinder genutzt, um das Ritzelzahnrad 32 an
der Antriebswelle 30 automatisch anzuheben und abzusenken.
In einer abermals weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das Ritzelzahnrad 32 durch
ein Pneumatikmittel angehoben und abgesenkt. Wenn das Anheben und Absenken
des Ritzelzahnrads 32 durch einen Automatikmechanismus
ausgeführt
wird, können
die Steuerung der Höhe
des Ritzelzahnrads 32 und die Angabe der Stellung des Ritzelzahnrads 32 durch Steuerungen
und Indikatoranzeigen ausgeführt
werden, die an irgendeinem zweckmäßigen Ort einschließlich an
Abschnitten der Bohrvorrichtung, die sich fern von der Spülrohrhaube 14 befinden,
platziert sind.
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Wenn
das Ritzelzahnrad 32 mit einer der Getriebemuttern 41 oder 42 in
Eingriff gebracht worden ist, wird die Antriebswelle 30 gedreht,
was wiederum das Ritzelzahnrad 32 dreht und wiederum die
Zahnradmutter 41 oder 42 in Eingriff mit ihrem
entsprechenden Verbinder 25 bzw. 29 dreht. Auf
diese Weise verbindet die Zahnradmutter 41 oder 42 die
Spülrohr-Baueinheit 34 mittels
Gewindeverbindung mit ihrem entsprechenden Verbinder 25 bzw. 29 entweder an
dem Schwanenhals 15 oder an der Hauptantriebswelle 16 und
zieht die Mutter 41 oder 42 in der Weise auf ihr
Betriebsdrehmoment an, dass die innerhalb der Spülrohr-Baueinheit 34 angeordnete
dynamische Dichtung 49 in Eingriff gebracht wird, um zwischen der
Hauptantriebswelle 16 und dem Schwanenhals 15 die
abgedichtete Fluidröhre 23 zu
erzeugen.
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Wie
zuvor beschrieben wurde, kann die Antriebswelle 30 durch
irgendeines einer Anzahl im Stand der Technik bekannter Mittel gedreht
werden. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in der am oberen Ende der Antriebswelle 30 über einen
Steckschlüsseleinsatzadapter 43 ein
Drehmomentverstärker 44 befestigt
ist und über
dem Drehmomentverstärker 44 der
manuelle Drehmomentschlüssel 45 befestigt
ist. In dieser Ausführungsform
wird der Drehmomentschlüssel 45 verwendet,
um die Antriebswelle 30 zu drehen. In Ausführungsformen,
die den manuellen Drehmomentschlüssel 45 und
den Drehmomentverstärker 44 umfassen,
werden die Gewindeverbindungen zwischen den Zahnradmuttern 41 und 42 und
ihren entsprechenden Verbindern 25 bzw. 29 durch
einen Betreiber in Eingriff gebracht, der eine Kraft auf den manuellen
Drehmomentschlüssel 45 ausübt und dadurch
ein Eingangsdrehmoment erzeugt. Das Eingangsdrehmoment wird durch
den Drehmomentverstärker 44 verstärkt und
daraufhin über
die Antriebswelle 30 und das Ritzelzahnrad 32 als
ein größeres Ausgangsdrehmoment
auf die Zahnradmutter 41 oder 42 (die zuvor wie
oben beschrieben in Eingriff gebracht worden ist) an der Spülrohr-Baueinheit 34 ausgeübt. Das
Ritzelzahnrad 32 übt
das Ausgangsdrehmoment auf die Zahnradmutter 41 oder 42 aus, die
in Eingriff ist, was veranlasst, dass sich die Zahnradmutter 41 oder 42 gegen
ihren entsprechenden Verbinder 25 bzw. 29 dreht.
Während
die Zahnradmutter 41 oder 42 gegen ihren entsprechenden
Verbinder 25 bzw. 29 angezogen wird, übt der Betreiber eine
zunehmende Kraft aus, bis der manuelle Drehmomentschlüssel 45 angibt,
dass das gewünschte Betriebsdrehmoment
für die
Zahnradmutter 41 oder 42 erreicht worden ist. Üblicherweise
gibt der (in den 7E und 7F gezeigte)
Drehmomentschlüssel 45 an,
dass das gewünschte
Drehmoment erreicht worden ist, indem er einen hörbaren Klick-Klang erzeugt
oder eine Anzeige liefert, die das momentan ausgeübte Drehmoment
angibt. Obgleich irgendein für
die spezifische Verbindung geeignetes Drehmoment ausgeübt werden
kann, kann der Betreiber in einer beispielhaften Ausführungsform
auf den manuellen Drehmomentschlüssel 45 eine
Kraft ausüben, die
ein Eingangsdrehmoment von bis zu etwa 125 Fuß x Pfund erzeugt. Der Drehmomentverstärker 44 setzt
dann diesen Pegel des Eingangsdrehmoments in ein Ausgangsdrehmoment
von etwa 7500 Fuß x Pfund
um. Offensichtlich sind die oben erwähnten Drehmomente nur beispielhaft,
wobei von der vorliegenden Erfindung ein weiter Bereich von Eingangs- und Ausgangsdrehmomenten
betrachtet wird, wobei der geeignete Drehmomentpegel vom Typ der
Verbindung abhängt,
die hergestellt wird.
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In
einer weiteren möglichen
Ausführungsform,
wie sie in 8 gesehen ist, ist die Antriebswelle 30 mit
einer Kappe mit einer Motorkupplung 51 und mit einem Motor 50 versehen.
Der Motor 50 ist in der Weise an der Spülrohrhaube 14 oder
an dem TDS-Motorgehäuse 17 befestigt,
dass ermöglicht wird,
dass der Motor 50 der Antriebswelle 30 eine Drehkraft
erteilt, ohne selbst eine Drehung zu erfahren. Der Motor 50 kann
ein Elektromotor, ein Hydraulikmotor oder ein Druckluftmotor sein.
Das durch den Motor ausgeübte
Drehmoment kann über
herkömmliche
Mechanismen, die sich lokal oder fern befinden, steuerbar sein.
Der Motor 50 ermöglicht,
dass die Verbindungen zwischen den Zahnradmuttern 41 und 42 und
ihren entsprechenden Verbindern 25 bzw. 29 mittels
Drehkräften,
die der Antriebswelle 30 durch den Motor 50 erteilt
werden, in Eingriff gebracht und gelöst werden. Der Motor 50 kann
abnehmbar oder dauerhaft an irgendeinem zweckmäßigen Montagepunkt befestigt
sein, so dass sich der Körper
des Motors 50 nicht frei drehen kann, während die Welle des Motors
der Antriebswelle 30 Drehkräfte erteilt. Der Motor 50 kann
durch einen Steuermechanismus wie etwa z. B. einen Umschalter, der
sich in der Nähe oder
an einem zweckmäßigen fernen
Ort befindet, manuell betätigt
werden.
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Die
in den 9A bis 9C gezeigte
Ausführungsform
nutzt den Hydraulikzylinder 60, der mit dem Verbindungsmittel 61 wie
etwa einem Arm verbunden ist. Der Hydraulikzylinder 60 wird
durch eine Handpumpe oder eine motorbetriebene Hydraulikpumpe betätigt und übt auf das
Verbindungsmittel 61 eine Kraft aus, das der Antriebswelle 30 wiederum eine
Drehkraft erteilt. In der in den 9A bis 9C gezeigten
Ausführungsform
ist ein Ende des Hydraulikzylinders 60 abnehmbar an einem
Verankerungspunkt wie etwa z. B. an der Außenoberfläche der Spülrohrhaube 14 befestigt,
während
das entgegengesetzte Ende des Hydraulikzylinders 60 drehbar an
einem Ende eines Arms 61 befestigt ist. Das entgegengesetzte
Ende des Arms 61 ist in der Weise am oberen Ende der Antriebswelle 30 befestigt,
dass eine auf das erste Ende des Verbindungsmittels 61 ausgeübte Linearkraft
von dem Hydraulikzylinder 60 in der Antriebswelle 30 eine
Drehkraft erzeugt. Die Drehkraft wird daraufhin von der Antriebswelle 30 auf das
Ritzelzahnrad 32 und wiederum auf die Zahnradmutter 41 oder 42,
die in Eingriff ist, übertragen,
wodurch ermöglicht
wird, dass die Gewindeverbindung zwischen der Zahnradmutter 41 oder 42 und
ihrem entsprechenden Verbinder 25 bzw. 29 in Eingriff
gebracht oder gelöst
wird.
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Obgleich
die obigen Ausführungsformen
alle eine Spülrohr-Baueinheit 34 beschreiben,
in der auf die Verbindungen über
ein getrenntes Ritzelzahnrad 32 und eine Antriebswelle 30 ein
gesteuertes Drehmoment ausgeübt
wird, könnte
in der vorliegenden Erfindung selbstverständlich irgendein Mechanismus genutzt
werden, der mit der Spülrohr-Baueinheit 34 eine
steuerbare Einrichtung zum Ausüben
eines Drehmoments koppeln kann, um die Verbindungen zwischen den
Spülrohr-Baueinheitsmuttern 41 und 42 und
dem Schwanenhals 15 und der Hauptantriebswelle 16 in
Eingriff zu bringen oder zu lösen.
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Zum
Beispiel zeigen die 10A bis 10C eine
weitere mögliche
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Erfindung erfordert nicht die
Antriebswelle 30, das Ritzelzahnrad 32 oder einen
getrennten Antriebsmechanismus, wie es in jeder der zuvor beschriebenen
Ausführungsformen
der Fall war. In dieser Ausführungsform
ist eine Anziehhülse 70,
die eine Hülse
aus Metall umfasst, vorgesehen, um die Muttern 41 und 42 in
Eingriff zu bringen, wobei sie gleitfähig um das Äußere der Spülrohr-Baueinheit 34 angeordnet
ist. In dieser Ausführungsform
ist die gesamte Spülrohr-Baueinheit 34 mit der
daran angeordneten Anziehhülse 70 in
der Haubenöffnung 26 der
Spülrohrhaube 14 platziert.
Die Platzierung der Spülrohr-Baueinheit 34 in
der Spülrohrhaube 14 kann
wie oben beschrieben unter Verwendung des optionalen Schwenkglieds 39 und
Positionierjochs 36 ausgeführt werden oder die Spülrohr-Baueinheit 34 kann
manuell in die Haube 14 eingeführt werden.
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Wenn
die Anziehhülse 70 an
der richtigen Stelle ist, wird um die Anziehhülse 70 lösbar ein Kreuzschlüssel 71 befestigt,
so dass der verlängerte Abschnitt
des Schlüssels 71 entlang
der Haubengusskante zwischen einem Make-up-Scherbolzen 72a und einem Break-out-Scherbolzen 72b verläuft. In
dieser Ausführungsform
beginnt der Eingriff der Stopfbuchsenmutter 42 und der
Hauptantriebswelle 16 dadurch, dass die Stopfbuchsenmutter 42 manuell
gedreht wird, bis ihr Gewinde mit dem Gewinde der Hauptantriebswellen-Gewindeverbindung 29 der Hauptantriebswelle 16 in
Eingriff gelangt und die Verbindung gut eingepasst ist. Daraufhin
wird die Anziehhülse 70 mit
der Stopfbuchse 42 in der Weise in Eingriff gebracht, dass
verhindert wird, dass sich die Stopfbuchsenmutter 42 dreht.
Wenn die Anziehhülse 70 und
der Kreuzschlüssel 71 wie
oben beschrieben befestigt sind, wird das TDS-Motordrehmoment auf etwa 10.000 Fuß x Pfund
eingestellt und dazu verwendet, die Hauptantriebswelle 16 relativ
zu der Spülrohr-Baueinheit 34 zu
drehen, so dass die Gewindeverbindung zwischen der Stopfbuchsenmutter 42 und
der Hauptantriebswelle 16 angezogen wird. Abgesehen davon,
dass die Anziehhülse 70 gegen Schwerkraft
befestigt werden muss, wird für
den Eingriff der Verbindung zwischen der Schwanenhals-Gewindeverbindung 25 des
Schwanenhalses 15 und der Schwanenhalsmutter 41 eine ähnliche
Prozedur verwendet. Dies kann unter Verwendung irgendeines zweckmäßigen Befestigungsmittels,
z. B. eines Paars Feststellschrauben (nicht gezeigt), ausgeführt werden.
Wenn die Anziehhülse 70 an
der richtigen Stelle befestigt ist, wird das TDS-Motordrehmoment auf
etwa 7000 Fuß x
Pfund eingestellt und die Hauptantriebswelle langsam gedreht, um
die Schwanenhals-Gewindeverbindung 25 des Schwanenhalses 15 und
die Schwanenhalsmutter 41 in Eingriff zu bringen.
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Obgleich
sich die Diskussion eines Verfahrens der Nutzung der Spülrohr-Baueinheit 34 der
vorliegenden Erfindung auf den Eingriff der Spülrohr-Baueinheit 34 und
der Hauptantriebswelle 16 und/oder des Schwanenhalses 15 konzentriert
hat, kann selbstverständlich
ein Verfahren, das bis auf die Richtung des auf die Spülrohr-Baueinheitsmuttern 41 und 42 ausgeübten Drehmoments
in jeder Hinsicht gleich ist, genutzt werden, um die Verbindungen
zu lösen.
Es wird angemerkt, dass die Schwanenhalsverbindung in der oben beschriebenen
Ausführungsform,
in der der TDS-Motor zum Ausüben
des Drehmoments auf die Spülrohr-Baueinheitsmuttern 41 und 42 genutzt
wird, zuerst gelöst
werden muss, da darauf während
der Eingriffsprozedur weniger Drehmoment ausgeübt wird. Das darauf ausgeübte Drehmoment
wird gegenüber
dem der Mutter 42, die mit etwa 10.000 Fuß/Pfund
in Eingriff ist, zurückgesetzt.
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Obgleich
hier mehrere Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist für den Fachmann
auf diesem Gebiet sichtbar, dass dies nur wenige der möglichen
Verwirklichungen der vorliegenden Erfindung sind.