DE60318840T2

DE60318840T2 - Höhenverstellbares rohraufnahme- und ablagegerät

Info

Publication number: DE60318840T2
Application number: DE60318840T
Authority: DE
Inventors: Carroll R. The Woodlands THOMPSON
Original assignee: Technologies Alliance Inc
Current assignee: Technologies Alliance Inc
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2023-05-03
Also published as: US20060104746A1; EP1502000B1; US7404697B2; ATE384853T1; CA2496440C; EP1502000A1; WO2003093629A1; CA2496440A1; AU2003234446A1; DE60318840D1

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese neue Patentanmeldung beansprucht Priorität aus einer früher eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "Height Adjustable Pipe Pick-Up and Laydown Machine" [Höhenverstellbares Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät]. Diese Anmeldung wurde am 3. Mai 2002 eingereicht und erhielt die Anmeldenummer 60/377,431. Die vorläufige Anmeldung wird durch Querverweis hierin aufgenommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Rohrhandhabungssysteme zur Handhabung einer Rohrleitung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Rohr-Aufnahme- und -Ablegesysteme zur Verwendung bei Bohrarbeiten.
Hintergrund des verwandten Fachgebiets
Beim Bohren von Öl- und Gas-Bohrlöchern ist es bekannt, verschiedene Arten von Rohrleitungen einzusetzen. Solche Rohre schließen Bohrgestänge, Schwerstangen, Förderrohrnetze, Bohrloch-Futterrohre und Steigrohre mit ein. Ein solches Rohr wird zur Bohranlage gebracht und in einzelnen Anschlussteilen waagerecht auf ein Rohrgerüst gelegt. Im Falle von Landbohrlöchern wird das Rohr gewöhnlich durch einen Tieflader gebracht. Bei Seebohrungen wird das Rohr per Lastkahn oder auf einem großen Schlepper gebracht.
Zur Verwendung des Rohrs auf der Bohranlage ist es notwendig, das Rohr vom Rohrgerüst zum Anlageboden zu transportieren. Jedoch stellt das Aufnehmen und Ablegen des Bohrgestänges, Futterrohrs und anderer Rohrmaterialien bestimmte Gefahren für das Personal auf dem Anlageboden dar. Außerdem erzeugt die manuelle Rohrhandhabung, selbst mit Hilfe von Drahtseilen, ein Risiko, dass die Rohrgewinde beschädigt werden können. Diese Sorgen werden durch die ständig steigende Höhe der Anlageböden vergrößert, die durch das Bohren tieferer Bohrlöcher erforderlich wird.
Es sind verschiedene Patente erteilt worden, die Rohr-Aufnahme- und -Ablegesysteme bereitstellen. Diese Systeme gehen gewöhnlich mit der Verwendung von Drahtseilen oder Kabeln zum Rohrtransport von einem Rohrgerüst oder einer Lkw-Ladefläche zum Anlageboden einher. Zu solchen Patenten gehören:

US-Patent 4,491,450 , erteilt an George am 1. Januar 1985;
US-Patent 4,054,310 , erteilt an Crocker am 18. Oktober 1977;
US-Patent 4,099,630 , erteilt an Beck am 11. Juli 1978; und
US-Patent 4,082,193 , erteilt an Teague am 4. April 1978.

Diese Patente offenbaren Systeme, die zwar allgemein verwendet werden, aber manuelle Führung der Rohre erfordern.
Andere Patente haben versucht, die Beteiligung der Anlagebesatzung bei der Rohrhandhabung durch Bereitstellung eines Trogs zum Rohranheben vom Rohrgerüst zum Anlageboden zu verringern. Zu solchen Patenten gehören:

US-Patent 4,235,566 , erteilt an Beaman et al. am 25. November 1980;
US-Patent 4,054,310 , erteilt an Thompson am 13. September 1983; und
US-Patent 4,552,498 , erteilt an Dysarz am 12. November 1985.

Diese Systeme sind jedoch auf Anlagen mit variierenden Höhen nicht ohne Weiteres anpassbar. Dabei verursachen höhere Anlageböden steilere Anstellwinkel vom Laufsteg oder Rohrhandhabungsbereich zum Anlageboden. Wenn der Anstellwinkel zu steil ist, ist das obere Ende des Rohranschlussteils zu hoch über dem Anlageboden, als dass ein auf dem Boden stehender Arbeiter es sicher erreichen könnte. Daher sind Mittel zum Anheben des hinteren Endes des Rohrs erforderlich, um den Anstellwinkel für das obere Ende des Rohrs in Bezug auf den erhöhten Anlageboden abzusenken. Es ist daher wünschenswert, in der Lage zu sein, das Rohr vom hinteren Teil aus anzuheben, um den Winkel zu verkleinern, mit dem das Rohr auf den Anlageboden befördert wird.
US-Patent 4,486,137 , erteilt an Buckner am 4. Dezember 1984, stellt eine Maschine bereit, die einen Rohrtrog von hinten hochhebt; jedoch ist offensichtlich noch ein Kabel erforderlich, um das vordere Ende des Trogs zum Anlageboden hochzuheben.
US 4,403,898 offenbart eine Rohr-Aufnahme- und -Ablegemaschine zum Hochheben eines Rohranschlusses aus einer allgemein horizontalen Stellung auf einem Rohrgerüst in eine geneigte und erhöhte Stellung bezüglich eines erhöhten Anlagebodens zur Verbindung mit Anlagehöhenförderern durch die Bohrmannschaft. Die Vorrichtung schließt eine an die Rohrgerüste angrenzende, horizontale Basisstellung mit einem verschiebbar in einem Rohrbock montierten Rohrtragetrog ein, der an einem Ende des Bocks ein- und ausfahren kann. Eine Schrägbahn erstreckt sich von einem Ende der Basis zu einer Position nahe dem Rand des Anlagebodens, und es ist eine Struktur zum Hochheben des vorderen Endes des Rohrbocks entlang der Schrägbahn vorgesehen. Das hintere Ende des Rohrbocks ist an einem gleitenden Gliederarm montiert, der sich zuerst vorwärtsbewegt, wenn das vordere Ende des Rohrbocks auf die Schrägbahn gehoben wird, und dann stoppt und verschwenkt, um das hintere Ende des Bocks anzuheben und den Rohrtragetrog mit einem gewünschten Anstieg zu kippen, wenn er sich über einen Rand des Anlagebodens erstreckt. Beim Ablegen des Rohrs verläuft der Vorgang umgekehrt. Die Vorrichtung kann das Rohr auch zu Rohrgerüsten rollen, die auf beiden Seiten der Vorrichtung angeordnet sind.
US 4,235,566 offenbart einen Rohrförder-Laufsteg mit einer am Boden einer Bohranlage angebrachten Rampe und einem angrenzend an ein Rohrgerüst gelagerten Hauptverteiler-Gestellgrund, so dass das Rohr zwischen dem Gerüst und dem Turmboden gefördert werden kann. Das Rohr wird von dem Gerüst in einen Trog gerollt, der Teil einer Wange ist. Die Wange ist in einem Ausleger ineinandergesteckt und kann ausgezogen werden, um sich der Länge nach von dem Ausleger weg zu erstrecken. Der Ausleger wird in die ineinandergesteckte Stellung innerhalb des Hauptrahmens eingezogen. Ein Ende des Auslegers ist am Hauptverteilergestell durch eine ausziehbare Schwenkarmvorrichtung befestigt, die das äußere Ende des Auslegers hochhebt, während das andere Ende des Hauptverteilergestells am Anlageboden durch eine Rampe befestigt ist, die das andere Ende des Auslegers aus der ineinandergesteckten Stellung vertikal nach oben und zum Anlageboden bewegt. Ein Rohr wird von dem Rohrgerüst in den Trog gerollt, der Ausleger wird in eine Schräglage hochgehoben, so dass die Wange aus dem Ausleger ausfährt, um das Kastenende des Rohrs in Überlagerungsbeziehung bezüglich des Turmbodens zu positionieren. Bohrhelfer können das Rohr dann vertikal nach oben in die Bohranlage aufnehmen und den Rohranschluss an dem in einem Bohrloch befindlichen Rohrstrang anbringen. Beim Herauskommen aus dem Loch ist das entgegengesetzte Verfahren involviert, um das Rohr vom Anlageboden zurück auf das Rohrgerüst zu transportieren.
Daher ist es wünschenswert, ein Rohr-Aufnahme- und -Ablegesystem zur Verfügung zu stellen, das eine V-Tür-Rampe mit verstellbarer Höhe einschließt, um das Aufnahme- und Ablegesystem an Anlagen verschiedener Höhe anzupassen. Weiterhin ist es wünschenswert, ein Aufnahme- und Ablegesystem zur Verfügung zu stellen, das eine verbesserte Beweglichkeit aufweist, um das System schnell zu den Bohrlochstellen zu befördern. Noch weiter besteht ein Bedarf für ein System, das es ermöglicht, das Rohr von einem Rohrgerüst aufzunehmen, in einem Trog zu platzieren und den Trog und das Rohr ohne die Notwendigkeit einer Kabel- oder Drahtseilbefestigung an dem Rohr zu einer Position auf dem Bohranlageboden zu bewegen.
Es besteht noch ein weiterer Bedarf für ein solches System, das ein Rohr in einer größeren Entfernung als bekannte Systeme über dem Anlageboden befördert. Dabei ist es wünschenswert, das Rohr möglichst nahe an das gerade gebildete Bohrloch zu verbringen. Auf diese Weise schwingt das hintere Ende des beförderten Rohrs nicht so sehr, wenn das Rohr vom Aufnahme- und Ablegesystem hochgehoben wird.
Außerdem besteht ein Bedarf für ein Rohrhandhabungsgerät, das allein durch Hydraulikkraft betrieben werden kann. Ferner besteht ein Bedarf für ein Rohrführungssystem mit einer größeren Fähigkeit zum Einstellen des Winkels, mit dem das Rohr dem Anlageboden präsentiert wird. Schließlich besteht ein Bedarf für ein Rohr-Aufnahme- und -Ablegesystem, das im Wesentlichen fernbedienbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Rohrhandhabungsgerät gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Verbringung eines Köchers zu einem Anlageboden gemäß Anspruch 9 bereit. In einer Anordnung ist das Gerät fernbedienbar und erfordert minimale manuelle Führung von Rohrverbindungen durch die Anlagebesatzung. Außerdem kann das Gerät verstellt werden, um Anlagen unterschiedlicher Bodenhöhen Rechnung zu tragen.
Das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät stellt ein Rohrhandhabungsgerät zur Handhabung von Rohren an einer Bohranlage dar. Genauer gesagt, ist das Rohrhandhabungsgerät in der Lage, ein Rohranschlussteil von einem Rohrgerüst in Bodennähe aufzunehmen und es zum vertikalen Aufstocken und zur Verwendung bei Bohr- oder Überarbeitungsarbeiten zum Anlageboden zu verbringen. Umgekehrt ist das Rohrhandhabungsgerät in der Lage, das Rohr vom Anlageboden aufzunehmen und es auf Bodennähe zurückzubringen, wo es auf ein angrenzendes Rohrgerüst ausgetrieben werden kann.
Das Rohrhandhabungsgerät umfasst allgemein drei separate Rahmen und eine Rampe. Die Rahmen sind zusammen entlang der angeschlossenen Rampe nach oben zu einem Anlageboden geführt. Die drei Rahmen und die Rampe können auf dem Laufsteg einer an das Rohrgerüst angrenzenden Bohranlage positioniert sein. Gemäß einem Aspekt kann die Rampe zum leichten Transport über die drei ineinandergesteckten Rahmen geklappt sein. Bei Anlieferung am Anlageaufstellungsort wird die Rampe ausgeklappt und aufgeständert, so dass sie an der Anlage lehnt. Vorzugsweise ist die Rampe dann durch die V-Tür-Rampe abgestützt.
Nachdem die Rampe in eine Position ausgeklappt ist, in der sie an der Anlage lehnt, wird ein Rohr in das Rohrhandhabungsgerät aufgenommen. Genauer gesagt, wird das Rohr auf die drei Rahmen aufgenommen. Jeder der drei Rahmen definiert eine längliche Rahmenstruktur mit einer konkaven Oberseite. Der erste Rahmen ist ein Gerüstbock; der zweite Rahmen ist ein Trugträger; und der dritte Rahmen ist ein Trog zur Rohraufnahme. Die drei Rahmen sind ineinandergesteckt, was bedeutet, dass der Trog im Trugträger aufgenommen ist, während der Trugträger im Gerüstbock aufgenommen ist. Um diese Schachtelanordnung zu erreichen, ist die Oberseite des Gerüstbocks zur Aufnahme des Trugträgers ausgelegt, während die konkave Oberseite des Trugträgers zur Aufnahme des Trogs ausgelegt ist. Schließlich ist die Oberseite des Trogs zur Aufnahme eines Rohranschlussteils ausgelegt.
Ein vorderes Ende des Gerüstbocks ist schwenkbar an die Rampe angeschlossen. Wenn das vordere Ende des Gerüstbocks zum Anlageboden hochgezogen wird, werden der Trugträger und der Trog davon mitgenommen. Das hintere Ende des Trogs wird den Laufsteg entlanggezogen, während sich das vordere Ende nach vorn und oben bewegt. Gemäß einem Aspekt läuft das hintere Ende des Gerüstbocks in einem Grundrahmen, der die Seitenführung bereitstellt. Gemäß einem Aspekt definiert der hintere Teil des Gerüstbocks einen Gelenkfuß, der umgelegt werden kann, wodurch die Gesamtbaulänge des Gerüstbocks während des Transports verringert wird. Dies wiederum erlaubt den Transport des Gerätes an Land per Tieflader ohne amtliche Transportgenehmigung.
Zuerst bewegt sich der Gelenkfuß in dem Grundrahmen vorwärts, während das vordere Ende des Gerüstbocks entlang der schrägen Rampe hochgehoben wird. Der Gelenkfuß greift an einem Anschlagelement in dem Grundrahmen an, wodurch der hintere Teil des Gerüstbocks verschwenkt und vom Boden abgehoben wird. Dies dient der Verkleinerung des Anstellwinkels für Köcher beim Verbringen zum Anlageboden. Beim Ablegen des Rohrs läuft der Vorgang umgekehrt ab.
Wie angeführt, nimmt der Gerüstbock den Trugträger auf. In einer Ausführungsform ist der Trugträger durch einen Trugträger-Transportmechanismus an den Gerüstbock angeschlossen. Gemäß einem Aspekt definiert der Trugträger-Transportmechanismus einen am hinteren Teil des Trogträgers angeschlossenen Hydraulikzylinder mit einem ausfahrbaren Teleskoparm. Je nach Konfiguration des Transportmechanismus kann der Trogträger der Länge nach entlang dem Gerüstbock bewegt werden, bezüglich des Gerüstbocks hochgehoben werden oder beides. Der Trogträger-Transportmechanismus wird betätigt, sobald das vordere Ende des Gerüstbocks auf den Anlageboden gehoben ist.
Der Trogträger wiederum nimmt einen länglichen Trog auf. Der Trog hat eine konkave Oberseite zur Aufnahme des Rohrs von dem anliegenden Rohrgerüst. Auf diese Weise dient der Trog während eines Aufnahme- oder Ablegevorgangs als Aufnahmevorrichtung für das Rohr. Der Trog ist durch einen Trogtransportmechanismus verschiebbar in dem Trogträger gelagert. In einer Anordnung umfasst der Trogtransportmechanismus einen hydraulisch betätigten Arm, um den Trog aus dem Vorderende des Gerüstbocks heraus und zur Bohranlage hin teleskopisch zu verlängern. Der Trogtransportmechanismus wird betätigt, sobald das Vorderende des Trogs den Anlageboden erreicht hat.
Um auf die Rampe zurückzukommen, so weist diese eine Rahmenstruktur und einen ausziehbaren Arm auf, der in dem Rahmen nach oben wandert. Vorzugsweise wird die Verlängerung durch einen Hydraulikarm mit Teleskopteilstücken erreicht. Die schräge Rampe kann aus Modulen zusammengesetzt sein, was die Aufnahme zusätzlicher Teilstücke für höhere Anlagebodenhöhen erlaubt. In einer Anordnung gestatten Module eine Gesamtlängenabmessung der Rampe zwischen 16 und 35 Fuß.
Auf der schrägen Rampe ist ein Wagen vorgesehen. Der Wagen läuft entlang einer in dem Rahmen vorgesehenen Führung. Gleichzeitig ist der Wagen schwenkbar an den Gerüstbock angeschlossen. Somit bringt ein Heben des Wagens entlang der Führung das vordere Ende des Trogs zum Anlageboden. Gemäß einem Aspekt wird der Wagen über Ketten hochgehoben, die am distalen Ende des Hydraulikarms innerhalb der Rampe über eine Kettenleitrolle gezogen werden. Das Ergebnis ist, dass sich der Wagen für jeden Fuß, den der Hydraulikarm angehoben wird, um zwei Fuß bewegt. Hydraulikzylinder, Kettenleitrolle, Ketten, Führung und Wagen zusammen bilden eine Anordnung für einen Gerüstbock-Transportmechanismus.
Auf einer oder beiden Seiten des Gerüstbocks ist ein optionales Paar Hände vorgesehen. Die Hände sind am Ende vertikal- oder rotationsbeweglicher Hebearme platziert. Während eines Aufnahmevorgangs wird das Rohr von einem Rohrgerüst auf die Hände gerollt. Die Hände werden dann über die Höhe des Trogs angehoben und einwärtsgekippt, so dass das Rohr durch die Schwerkraft in den Trog rollt.
Ein anderes optionales Merkmal des Rohrhandhabungsgeräts stellt ein Mittel zum Auswerfen des Rohrs aus dem Trog und auf die Hände bereit, um das Rohr zum Rohrgerüst zurückzubringen, wie z. B. während eines Ablegevorgangs. In einer Anordnung umfasst die Rohrauswurfstruktur ein Paar Platten mit abgewinkelten Flügeln. Die Platten werden über Hydraulikarme angehoben, was bewirkt, dass das Rohr aus dem Trog gehoben wird. Die Flügel sind derart abgewinkelt, dass ein Hochheben des Rohrs auch bewirkt, dass das Rohr auf eine Seite des Gerüstbocks rollt, woraufhin die Rohrverbindung von den Händen aufgenommen wird. Die Rohrverbindung wird dann auf das anliegende Rohrgerüst gerollt oder anderweitig darauf befördert.
Eine besondere Hydraulikschaltung für das Gerät ist hierin ebenfalls vorgesehen. In einer Ausführungsform schließt die Schaltung einen Positionsschieber ein, der mechanisch betätigt wird, wenn der Gerüstbock auf dem Laufsteg ist. Wenn der Gerüstbock in der unteren Stellung auf dem Laufsteg ist, erlaubt die Hydraulikschaltung den Betrieb der Rohrlade- und Rohrübertragungsmechanismen, d. h. der Hebehände und der Auswurfplatten. Den Translationsvorrichtungen, die den Trogträger bezüglich des Gerüstbocks und den Trog bezüglich des Trogträgers bewegen, wird die Hydraulikkraft entzogen. Wenn jedoch der Gerüstbock durch die Betätigung der Hydraulikzylinder in dem Rampenrahmen angehoben wird, verlaufen die Schaltungsfunktionen umgekehrt. Wenn gerade ein Rohrteilstück zum Anlageboden angehoben wird, können die Rohrlade- und Rohrübertragungssysteme somit nicht eingesetzt werden, was sicherstellt, dass das Rohr nicht aus dem Trog geworfen wird. Ein zweiter Positionsschieber ist oben an der Rampe vorgesehen. Wenn der obere Stellungsschieber erreicht ist, werden die Trogträger-/Trogtransportmechanismen mit Leistung versorgt. Vorzugsweise sind die Teleskoprampenzylinder für den Gerüstbock-Transportmechanismus ausgeschaltet, bis der Trog und der Trogträger zurückgezogen sind.
Wie angeführt, ist das Gerät der vorliegenden Erfindung höchst beweglich. Das Gerät ist so gestaltet, dass der Trog und der Trogträger innerhalb des Gerüstbocks ineinandergesteckt werden können. Ein rückwärtiger Teil des Gerüstbocks kann über den Gerüstbockkörper geklappt werden. Des Weiteren kann der Rampenrahmen über den Gerüstbock geklappt werden. Unter Verwendung eines Windenseils können der Gerüstbock und diesem beigefügte Gerätebauteile von einem Tiefladeanhänger verschiebbar auf den Laufsteg umgelagert werden und umgekehrt. Der Gerüstbock und angeschlossene Gerätebauteile werden zum Gebrauch oder Transport in Position gedreht. Beigefügte Kraftquellen wie Dieselmotoren, Hydraulikflüssigkeit, z. B. Öl, und Kanister können über einen Ladeschlitten ebenfalls auf dem Anhänger mitgenommen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum detaillierten Verständnis der Art und Weise, wie die oben aufgeführten Merkmale der vorliegenden Erfindung erlangt werden, kann eine spezifischere Beschreibung der oben kurz zusammengefassten Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen erhalten werden. Es werden 1 bis einschließlich 16D bereitgestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die beigefügten Figuren nur bestimmte Ausführungsformen dieser Erfindung darstellen und nicht als Einschränkung ihres Schutzbereichs anzusehen sind.
1 ist eine Perspektivansicht eines in Übereinstimmung mit dieser Erfindung in einer Ausführungsform ausgeführten Rohrhandhabungsgeräts. In dieser Ansicht ist das Rohrhandhabungsgerät zu einem Anlageaufstellungsort bewegt worden, und ein Gerüstbock des Geräts ist auf einem Laufsteg positioniert. Es ist ein Teil einer Bohranlage gezeigt. Der Gerüstbock ist in der unteren Stellung, aber der Schrägmast oder die "Rampe" ist angehoben und an einer Bohranlage in Stellung gebracht. Das Rohrhandhabungsgerät ist in dieser Ansicht etwas schematisch gezeigt, um die Verwendung des Geräts im Zusammenhang zu veranschaulichen.
2 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 1. Die Rampe ist in ihre Position an der Bohranlage ausgeklappt. Der Gerüstbock ist wieder in der unteren Stellung, bereit, die schräge Rampe hinaufbefördert zu werden.
2A ist eine Seitenansicht eines Gerüstbocks von dem Rohrhandhabungsgerät gemäß 2. Ein Trogträgerrahmen und ein Trograhmen sind in auseinandergezogener Anordnung über dem Gerüstbockrahmen gezeigt. Pfeile veranschaulichen, dass der Trog so gestaltet ist, dass er in dem Trogträger liegt, und der Trogträger so gestaltet ist, dass er in dem Gerüstbock liegt.
2B präsentiert Querschnittansichten des Gerüstbocks, des Trogträgers und des Trogs gemäß 2A. Die Ansichten sind quer zur Linie 2B-2B von 2A genommen. Diese Ansichten veranschaulichen besser, dass der Trog so gestaltet ist, dass er in dem Trogträger liegt und der Trogträger wiederum so gestaltet ist, dass er in dem Gerüstbock liegt.
3 ist eine andere Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 2. In dieser Ansicht ist der Gerüstbock durch einen Wagen an die höchste Stelle einer schrägen Rampe angehoben worden. Ein Trogträger-Transportmechanismus wird gerade verwendet, um den Trogträger sowohl von dem Gerüstbock anzuheben als auch vorwärts zu versetzen. Es ist ersichtlich, dass ein Köcher zum Anlageboden befördert worden ist.
4 zeigt eine Perspektivansicht eines Grundrahmens, wie er in einer Ausführungsform zur Bereitstellung der Seitenführung für den Gerüstbock verwendet werden könnte. In Grundrahmenstangen sind Führungen zur Aufnahme des rückwärtigen Teils des Gerüstbocks zu sehen.
4A präsentiert noch eine andere Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 1 und 2. In dieser Ansicht ist der Gerüstbock zurück in der unteren Stellung. Ein rückwärtiger Teil des Gerüstbocks wird gerade umgelegt, um die Länge des Gerüstbocks für den Transport zu verkürzen. Die schräge Rampe wird ebenfalls über den Gerüstbock geklappt. Zum Drehen der Rampe wird ein Rampendrehmechanismus verwendet.
4B zeigt eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 4A. In dieser Ansicht ist der hintere Teil des Gerüstbocks über den Gerüstbock geklappt, und die schräge Rampe ist ebenfalls über den Gerüstbock geklappt. Das Rohrhandhabungsgerät ist nun bereit zum Transport zu einem neuen Anlageaufstellungsort.
4C(1)–(3) zeigen jeweils eine andere Seitenansicht eines Teils des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 1 und 2. Hier wird ein alternativer Rampendrehmechanismus zum Drehen der Rampe eingesetzt. In 4C(1) ist die Rampe über den Gerüstbock geklappt, während die Rampe in 4C(3) ganz ausgezogen ist. 4C(2) zeigt eine Zwischenstellung der Rampe.
5A stellt eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 2 bereit, wobei der Gerüstbock in einer oberen Stellung gezeigt ist, um ein Rohranschlussteil auf den Bohranlageboden zu verbringen. Die Anlagebodenhöhe in dieser Figur ist niedriger als die Anlagebodenhöhe gemäß 3. Zur axialen Versetzung des Trogträgers vom Gerüstbock wird ein Trogträger-Transportmechanismus verwendet.
5B ist eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 2, wobei der Gerüstbock in einer oberen Stellung gezeigt ist, um ein Rohranschlussteil auf den Bohranlageboden zu verbringen. Die Anlagebodenhöhe in dieser Figur ist höher als die Anlagebodenhöhe gemäß 5A. Zum Anheben des hinteren Endes des Trogträgers über den Gerüstbock wird ein Trogträger-Transportmechanismus verwendet, wodurch der Winkel des Rohrs zum Anlageboden verkleinert wird.
5C präsentiert eine Seitenansicht eines Rohrhandhabungsgeräts mit einer alternativen Ausführungsform für einen Trogträger-Transportmechanismus. In dieser Anordnung wird der Trogträger-Transportmechanismus verwendet, um den Trogträger sowohl von dem Gerüstbock anzuheben als auch vorwärts zu versetzen.
6A zeigt eine Vorderansicht des Rahmens für die schräge Rampe in dem Rohrhandhabungsgerät gemäß 1. In der in 6A gezeigten Anordnung sind modulare Verlängerungen in den Rahmen eingebaut.
6B ist eine Seitenansicht des Rahmens für die schräge Rampe gemäß 6A.
7 stellt eine Draufsicht des Rahmens für die schräge Rampe gemäß 6 bereit. In dieser Ansicht ist die Oberseite des Rahmens einschließlich Teilen einer Kettenleitrolle und eines Wagens innerhalb des Rahmens sichtbar.
8A ist eine Seitenansicht eines Gerüstbock-Transportmechanismus, wie er in dem Rahmen gemäß 6A eingebaut sein könnte. In dieser Anordnung setzt der Gerüstbock-Transportmechanismus Teleskopteilstücke ein, die hydraulisch ausgefahren werden. In den Gerüstbock-Transportmechanismus ist eine Kettenleitrolle integriert. Die Kettenleitrolle ist sowohl in ihrer Anfangsposition als auch ihrer ganz erhöhten Position gezeigt. Eine gestrichelte Linie zeigt den Auszug der Kettenleitrolle von ihrer Ausgangsstellung bis zu ihrer erhöhten Position.
8B ist eine schematische Ansicht des Gerüstbock-Transportmechanismus gemäß 8A, auf eine noch höhere Anfangsposition und höhere ganz erhöhte Position eingestellt gezeigt als in 8A. Für den Gerüstbock-Transportmechanismus sind zusätzliche Teleskopteilstücke vorgesehen.
8C ist eine schematische Ansicht des Gerüstbock-Transportmechanismus gemäß 8A, auf eine noch höhere Anfangsposition und höhere ganz erhöhte Position eingestellt gezeigt als der Gerüstbock-Transportmechanismus gemäß 8B.
9A präsentiert einen neuartigen Verbinder, wie er zum Anschließen der Ketten an den Wagen verwendet werden kann. Der Verbinder hat die Kette noch nicht aufgenommen.
9B präsentiert den Kettenverbinder gemäß 9A. In dieser Ansicht hat der Verbinder die Kette aufgenommen. Zum Sichern der Kette ist ein Schraubbolzen in Stellung gebracht worden.
10A stellt eine Perspektivansicht eines Grundrahmens für den Gerüstbock für das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät in einer Anordnung der vorliegenden Erfindung bereit. Gerüstbock, Trogträger und Trog sind zu Darstellungszwecken entfernt worden. In dieser Ausführungsform sind zwei Arme zu sehen – ein Hebearm und ein Stabilisierungsarm. Die Arme sind an gegenüberliegenden Seiten des Grundrahmens angebracht. In 9A ist der Stabilisierungsarm nahe der Unterseite des Rahmens auf einer Seite angebracht.
10B präsentiert eine alternative Anordnung des Gerüstbock-Grundrahmens gemäß 9A. In dieser Ansicht ist wieder ein Stabilisierungsarm gezeigt, der sich von einer Seite des Rahmens weg erstreckt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens ist auch ein Hebearm zum Unterstützen des Einladens des Rohrs in den Trog gezeigt. In 9B ist der Stabilisierungsarm nahe der Oberseite des Gerüstbockrahmens auf einer Seite angebracht.
11 präsentiert eine Draufsicht des Trogs gemäß 2A. In dieser Ansicht sind zwei Paare von Hubtischen sichtbar. Ein Paar ist zum Auswerfen eines Rohrs auf eine Seite des Trogs, während das andere Paar zum Auswerfen eines Rohrs auf die andere Seite des Trogs ist.
12A stellt eine vergrößerte Ansicht von zwei Hubtischen bereit. Jeder Hubtisch ist innerhalb der konkaven Oberfläche des Trogs montiert. Die Platten werden verwendet, um einen Köcher von innerhalb des Trogs aus dem Trog herauszudrängen. Eine Platte drängt den Köcher zur Bewegung auf eine Seite des Trogs, während die andere Platte betätigt wird, um den Köcher zur anderen Seite zu bewegen, je nachdem, auf welcher Seite des Trogs das Rohrgerüst positioniert ist.
12B zeigt die Hubtische gemäß 12A in einer Seitenschnittansicht. Die Ansicht ist quer zur Linie 12B-12B von 11 genommen. In dieser Ansicht ist eine der Platten betätigt worden. Es versteht sich, dass nicht gleichzeitig beide Platten betätigt werden, weil die Platten verwendet werden, um ein Rohr zu jeweils entgegengesetzten Seiten des Trogs zu drängen.
12C stellt eine andere Querschnittansicht des Trogs gemäß 11 bereit und erlaubt eine umfassendere Ansicht einer verschwenkten Platte. Die Ansicht ist quer zur Linie 12C-12C gemäß 11 genommen.
13 stellt ein Schaltbild für ein Hydrauliksystem bereit, wie es während des Betriebs des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 1 in einer Ausführungsform verwendet werden könnte.
14 stellt ein Schaltbild für ein Hydrauliksystem des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 1 in einer alternativen Ausführungsform bereit.
Jede der 15A bis einschließlich 15C präsentiert eine Draufsicht eines Rohr-Aufnahme- und -Ablegegeräts, das gerade von einem Tiefladeanhänger auf einen Laufsteg an einem Anlageaufstellungsort umgelagert wird. Das Rohrhandhabungsgerät und die Anlage sind schematisch gezeigt.
In 15A ruht das Rohrhandhabungsgerät auf dem Tiefladeanhänger eines Lkw. Der Tiefladeanhänger ist angrenzend an einen Laufsteg einer Bohranlage positioniert. Die Ladefläche des Lkw und das Gerät sind im Wesentlichen lotrecht zum Laufsteg positioniert.
In 15B ist das Rohrhandhabungsgerät unter Verwendung eines Windenseils in eine im Wesentlichen parallele Stellung zum Laufsteg gedreht worden.
In 15C ist das Rohrhandhabungsgerät auf den Laufsteg gezogen worden. Ein das Gerät ziehendes Windenseil ist sichtbar.
Jede der 16A bis einschließlich 16D präsentiert eine Draufsicht des Rohr-Aufnahme- und -Ablegegeräts gemäß 15A–15C. Das Gerät hat die Rohr-Aufnahme- und -Ablegearbeiten abgeschlossen und ist nun bereit, von der Bohrstelle genommen zu werden. In diesen Zeichnungen wird das Gerät gerade vom Laufsteg zurück zum Tiefladeanhänger umgelagert. Rohrhandhabungsgerät und Anlage sind wieder schematisch gezeigt.
In 16A ist ein Windenseil zum Zurückziehen des Geräts auf den Tiefladeanhänger konfiguriert.
In 16B ist das Rohrhandhabungsgerät auf den Anhänger gezogen worden, ist aber noch senkrecht zur Ladefläche ausgerichtet.
16C zeigt die Umgestaltung des Windenseils, so dass das Rohrhandhabungsgerät in die richtige Ausrichtung zum Transport auf dem Anhänger gedreht werden kann.
In 16D ist das Rohrhandhabungsgerät gemäß 16C schließlich ordnungsgemäß auf dem Tiefladeanhänger positioniert und bereit zum Abtransport vom Bohrgelände.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 präsentiert eine Perspektivansicht eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in einer Ausführungsform ausgeführten Aufnahme- und Ablegesystems oder "Rohrhandhabungsgeräts" 100. In dieser Ansicht ist das Rohrhandhabungsgerät 100 zu einem Anlageaufstellungsort bewegt und angrenzend an eine Bohranlage 10 aufgebaut. Ein Teil der Bohranlage 10 ist in 1 sichtbar, darunter der Anlageboden 12. Die gezeigte Anlage 10 ist eine Landanlage mit einem Anlageboden 12, der zwischen 16 und 30 Fuß hoch über dem Boden liegt. Es versteht sich jedoch, dass das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät 100 der vorliegenden Erfindung entweder mit Anlagen an Land oder auf See (nicht gezeigt) und mit Anlagen verschiedener Größen und Konfigurationen verwendet werden kann. Außerdem kann das Rohrhandhabungsgerät 100 in Verbindung mit jeder Bohrloch-Arbeitsplattform verwendet werden, die Rohre handhabt. Das Rohrhandhabungsgerät 100 gemäß 1 ist etwas schematisch gezeigt, um eine Verwendung im Zusammenhang mit dem Gerät 100 zu veranschaulichen.
Das Rohrhandhabungsgerät 100 ist so ausgelegt, dass es ein Rohranschlussteil 50 von einem Rohrgerüst 195 in Bodennähe aufnimmt und es zum weiteren Aufstocken und Verwenden während einer Bohr- oder Überarbeitungsoperation zum Anlageboden 12 befördert. Umgekehrt ist das Rohrhandhabungsgerät 100 in der Lage, ein Rohr 50' vom Anlageboden 12 aufzunehmen und es zurück auf Bodennähe zu bringen, wo es auf das Rohrgerüst 195 ausgetrieben werden kann.
2 zeigt eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts 100 gemäß 1. Ein unterer Teil einer Bohranlage 10 ist ebenfalls etwas schematisch gezeigt, um das Gerät 100 in Zusammenhang zu setzen. In der Seitenansicht gemäß 2 sind zwei Elemente des Geräts 100 erkennbar – ein Gerüstbock 200 und eine Rampe 500. Zwei andere Elemente des Geräts 100 – ein Trogträger 300 und ein Trog 400 – sind innerhalb des Gerüstbocks 200 angeordnet und in den Ansichten gemäß 1 und 2 nicht gesondert erkennbar.
Der Gerüstbock 200 des Rohrhandhabungsgeräts 100 dient als Aufnahmevorrichtung für das Gerät 100. In den in 1 und 2 gezeigten Ansichten ist der Gerüstbock 200 in einer im Wesentlichen liegenden Anordnung. In Betriebsanordnung weist der Gerüstbock 200 einen nahe an der Bohranlage 10 liegenden vorderen Teil 202 und einen distal zur Bohranlage 10 liegenden hinteren Teil 204 auf. Vorzugsweise wird der Gerüstbock 200 bei Anlieferung an einen Anlageaufstellungsort auf der Oberseite eines Laufstegs 190 platziert. Normale Fachleute werden anerkennen, dass die meisten Bohrstellen, besonders die an Land, einen Laufsteg einschließen, der als Gerüstbrückenfläche dient, um das Rohr 50 von verschiedenen Rohrgerüsten (wie z. B. das Rohrgerüst 195) zum Anlageboden 12 umzulagern. Typischerweise weist der Laufsteg 190 eine erhöhte massive Plattform auf, die ungefähr dieselbe Höhe hat wie die Rohrgerüste.
Der Gerüstbock 200 definiert eine längliche Rahmenstruktur mit einer Vielzahl von Konstruktionstragelementen. Die verschiedenen Konstruktionstragelemente sind am besten in der Querschnittansicht gemäß 2B zu sehen. Als Erstes sind Längsträgerelemente 212 vorgesehen. Die Längsträgerelemente 212 erstrecken sich entlang der Längsachse des Gerüstbocks 200 sowohl auf der Oberseite als auch der Unterseite des Gerüstbocks 200. Die Längsträgerelemente 212 sind in 2B im Querschnitt zu sehen. Die Längsträgerelemente 212 sind durch vertikale Stützelemente 214 und horizontale Rahmenelemente 215 zusammen gesichert. Zusammen bilden die verschiedenen Stützelemente 212, 214 und 215 ein oben offenes, U-förmiges Tragwerk. Somit schließt der Gerüstbock 200 eine obere Aufnahmefläche ein, gezeigt bei 216 in 2B. Gemäß einem Aspekt ist die Oberseite 216 von konkaver Konfiguration.
Der Gerüstbock 200 beherbergt zwei separate Rahmenelemente – einen Trogträger 300 und einen Trog 400. Der Trogträger 300 und der Trog 400 sind in 1 oder 2 nicht sichtbar, weil sie in dem Gerüstbock 200 ineinandergesteckt sind. In 2A und 2B sind der Trogträger 300 und der Trog 400 jedoch sichtbar. 2A ist eine Seitenansicht des Gerüstbocks 200 ausgehend vom Rohrhandhabungsgerät 100 gemäß 2. Über dem Gerüstbock 200 sind ein Trogträger 300 und ein Trog 400 in auseinandergezogener Anordnung gezeigt. Pfeile veranschaulichen, dass der Trog 400 so gestaltet ist, dass er in dem Trogträger 300 liegt, und der Trogträger 300 so gestaltet ist, dass er in dem Gerüstbock 200 liegt.
2B präsentiert Querschnittansichten des Gerüstbocks 200, des Trogträgers 300 und des Trogs 400 gemäß 2A. Die Ansichten sind quer zur Linie 2B-2B genommen. Diese Ansichten veranschaulichen besser, dass der Trog 400 so gestaltet ist, dass er in dem Trogträger 300 liegt, und der Trogträger so gestaltet ist, dass er in dem Gerüstbock liegt. Genauer gesagt, ist der Trogträger 300 auf der oberen Aufnahmefläche 216 des Gerüstbocks 200 aufgenommen, während der Trog 400 auf einer oberen Aufnahmefläche 316 des Trogträgers 300 aufgenommen ist. Merkmale des Trogträgers 300 und des Trogs 400 werden nachstehend noch detaillierter erörtert.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die Gesamtbaulänge des Rohrhandhabungsgeräts 100 vorzugsweise so bemessen ist, dass sie auf einem Tiefladeanhänger aufgenommen und transportiert werden kann, ohne dass es einer speziellen amtlichen Transportgenehmigung bedarf. Gemäß einem Aspekt und um eine Verkürzung der Gesamtbaulänge des Rohrhandhabungsgeräts 100 zu erreichen, kann der hintere Teil 204 des Gerüstbocks 200 umgelegt werden. Der hintere Teil 204 wird mittels einer Stiftverbindung 206 umgelegt. Dabei ist der hintere Teil 204 mit dem Gerüstbock 200 durch einen Stift 206 verbunden, der es dem hinteren Teil 204 erlaubt, sich aus einer ersten unteren Stellung in die Längsebene des Gerüstbocks 200 zu bewegen. Der Stift 206 ist in 4A zu sehen. In einer Anordnung ist der hintere Teil 204 ungefähr 8 Fuß lang.
4A präsentiert noch eine andere Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts 100 gemäß 2. In dieser Ansicht ist der Gerüstbock 200 wieder in seiner unteren Stellung. Der hintere Teil 204 des Gerüstbocks 200 wird umgelegt, um die Länge des Gerüstbocks 200 zum Transport zu verkürzen. Pfeil 207 zeigt die fortschreitende Drehbewegung des hinteren Teils 204 beim Einklappen in den Gerüstbock 200.
Es wird bevorzugt, dass das Rohrhandhabungsgerät 100 auf einem Grundrahmen positioniert ist. In 2 und 4A ist bei 240 eine Basis gezeigt. Die Basis 240 ist in 2 schematisch als Linie gezeigt und oben auf dem Laufsteg 190 platziert zu sehen. In 4 ist die Basis 240 jedoch in Perspektivansicht zu sehen. In einer Anordnung umfasst die Basis 240 ein Paar parallele Lagerschienen 248, die als Führungssystem für den Gerüstbock 200 dienen. Dabei nimmt das Führungssystem den hinteren Teil 204 des Gerüstbocks 200 verschiebbar auf, wenn sich das Vorderende 202 während des Betriebs des Werkzeugs 100 zum Anlageboden 12 hinaufbewegt. Vorzugsweise definieren die Führungssystemschienen 248 parallele Führungen. Vertikale Lagerschienen 249 sind ebenfalls vorgesehen. Wie später in Verbindung mit 10A und 10B noch beschrieben wird, dienen die vertikalen Lagerschienen 249 als Stützelemente für einen Stabilisierungsarm 610 oder alternativ einen Hebearm 620.
Das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät 100 umfasst als Nächstes eine schräge Rampe 500. In 1 und 2 ist ersichtlich, dass die Rampe 500 am vorderen Ende 202 des Gerüstbocks 200 schwenkbar an den Gerüstbock angeschlossen ist. Die Rampe 500 ist gegen die Anlage 10 geneigt. Vorzugsweise ist die Rampe 500 durch eine V-Tür-Rampe abgestützt, wie in 1 und 2 bei 16 gezeigt.
Die Rampe 500 definiert einen im Wesentlichen U-förmigen Rahmen 506, der sich aus einer Vielzahl von Trägern und Gittern zusammensetzt. In dem Rahmen 506 sind Querstabiliserungselemente 507 eingeschlossen. 6A präsentiert eine Vorderansicht eines Rahmens in einer Ausführungsform. 6B präsentiert den Rahmen gemäß 6A in Seitenansicht. Eine durch Anschlagpuffer 508 verbundene, optionale modulare Verlängerung 511 ist in dem Rahmen 506 eingeschlossen gezeigt. Die modularen Verlängerungen 511 gestatten eine Verlängerung der Rampe 500, um Anlageböden 12 verschiedener Höhen Rechnung zu tragen.
Die Rampe 500 weist ein oberes Ende 504 und ein unteres Ende 502 auf. Vorzugsweise ist das untere Ende 502 schwenkbar an ein Vorderende 242 der Basis 240 angeschlossen (in 4 sichtbar). Dies erlaubt eine Drehung der Rampe 500 zwischen einer umgeklappten Stellung zum Transport und einer ausgeklappten Stellung zum Betrieb. Die Bewegung der Rampe 500 zwischen diesen Stellungen ist in 4A bei Pfeil 507 gezeigt.
3 präsentiert eine andere Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts 100 gemäß 2. In 3 ist die schräge Rampe 500 in ihrer ausgefahrenen Stellung an der Anlage 10. Vorzugsweise ist die Rampe 500 an eine bereits vorhandene V-Tür-Rampe 16 angelehnt. In dieser Ansicht ist der Gerüstbock 200 zur höchsten Stelle der schrägen Rampe 500 angehoben. Ein Köcher 50 ist zum Anlageboden 12 verbracht worden.
Für den Schwenkanschluss zwischen der Rampe 500 und der Basis 240 können verschiedene Anordnungen vorgesehen sein. In 3 ist eine Ausführungsform für einen Rampendrehmechanismus 510 bereitgestellt. Der Rampendrehmechanismus 510 ist am besten in 4A zu sehen. Der Rampendrehmechanismus 510 schließt mindestens einen Hydraulikzylinder 528 und ein Paar Dreieckrahmen 520, 530 ein. Der Hydraulikzylinder 528 und die Dreieckrahmen 520, 530 sind am unteren Ende 502 der Rampe 500 positioniert. Das untere Ende der Rampe 500 ist in 2 mit dem Bezugspfeil 502 bezeichnet. Wie in 2 gezeigt, ist das untere Ende 502 mit Rampendrehrahmen 520 drehbar verstiftet (nur einer gezeigt). Der Schwenkanschluss erlaubt ein Verschwenken der Rampe 500 zum Gerüstbock 200.
Der in 2 und 4A präsentierte Rampendrehrahmen 520 ist dreieckig, obwohl auch andere Geometrien verwendet werden können. Der Rampendrehrahmen 520 liegt auf gleicher Höhe mit der unteren Stellung des Gerüstbocks 200, wie z. B. unmittelbar über oder auf dem Laufsteg 190. In einer Anordnung ist der Hydraulikzylinder 528 (am deutlichsten in 4B gezeigt) so platziert, dass das feste Ende des jeweiligen Zylinders 528 an einer ersten Spitze 522 in einem der Drehrahmen 520 festgelegt ist. Der Zylinder 528 schließt einen Teleskoparm 529 ein, der an einer ersten Spitze 532 eines separaten A-Rahmens 530 festgelegt ist. Ein Vortexring 534 des A-Rahmens 530 ist an einer zweiten Spitze 524 im Rampendrehrahmen 520 festgelegt.
Die Betätigung des Hydraulikzylinders 528 bewirkt, dass die schräge Rampe 500 zwischen einer ausgefahrenen und einer zurückgezogenen Stellung bewegt wird. Wie oben angeführt, ist die Rampe 500 in 2 und 3 in ihrer ausgefahrenen Stellung. 4A ist vorgesehen, um zu zeigen, wie die Rampe 500 in ihre umgelegte oder zurückgezogene Stellung gedreht wird. Die Bewegung der Rampe 500 von ihrer ausgefahrenen Stellung in die zurückgezogene Stellung ist wieder in 4A beim Pfeil 507 gezeigt. Zum Zurückziehen der Rampe 500 wird der Teleskoparm 529 aus dem Hydraulikzylinder 528 ausgefahren. 4B zeigt den Teleskoparm 529 ausgefahren, was bewirkt, dass die Rampe 500 über den Gerüstbock 200 geklappt wird.
4B ist eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts gemäß 4A. In dieser Ansicht ist der hintere Teil des Gerüstbocks 200 über den Gerüstbock 200 geklappt, und die schräge Rampe 500 ist ebenfalls über den Gerüstbock 200 geklappt. Die Klappmerkmale erlauben, dass die Gesamtbaulänge des Geräts 100 für Überland-Transportzwecke verkürzt wird. Vorzugsweise beträgt die Länge des Geräts 100 im beigeklappten Zustand weniger als 45 Fuß, um Genehmigungsauflagen von einem Verkehrsordnungsamt zu vermeiden.
Eine alternative Anordnung für einen Rampendrehmechanismus 510' ist in 4C(1)–(3) gezeigt. 4C(1), 4C(2) und 4C(3) zeigen jeweils eine Seitenansicht des alternativen Rampendrehmechanismus 510'. In 4C(1) ist die Rampe 500 über den Gerüstbock 200 geklappt, während die Rampe 500 in 4C(3) ganz ausgezogen ist. 4C(2) zeigt eine Zwischenstellung der Rampe 500.
In der in 4C(1)–(3) gezeigten alternativen Anordnung ist wieder ein Paar Rahmenelemente 520, 530' vorgesehen. Das erste Rahmenelement 520' ist dreieckig, während das zweite Rahmenelement 530' einteilig mit der Rampe 500 selbst ist. Hydraulikzylinder 528, 538 wirken nacheinander auf die zwei Rahmenelemente 520', 530' ein, um die Rampe 500 zu drehen. Der Hydraulikzylinder 528' wirkt auf das erste Rahmenelement 520' ein, während der Hydraulikzylinder 538' auf das zweite Rahmenelement 530 einwirkt.
Der erste Hydraulikzylinder 528' ist mit einem ersten Ende 522' schwenkbar an den Gerüstbock 200 angeschlossen und mit einem zweiten Ende 524' schwenkbar an das erste Rahmenelement 520' angeschlossen. Ebenso ist der zweite Hydraulikzylinder 538' mit einem ersten Ende 532' schwenkbar an den Gerüstbock 200 angeschlossen und mit einem zweiten Ende 534' schwenkbar an das zweite Rahmenelement 530' angeschlossen. Der zweite Hydraulikzylinder 538' weist ebenfalls einen Zwischenschwenkanschluss 536' auf.
Mit Bezug auf 4C(1) ist der erste Hydraulikzylinder 528' ganz ausgezogen, während der zweite Hydraulikzylinder 538' ganz zurückgezogen ist. In dieser Stellung ist die Rampe 500 über den Gerüstbock 200 geklappt. In 4C(2) ist der erste Hydraulikzylinder 528' ganz zurückgezogen, während der zweite Hydraulikzylinder 538' ebenfalls ganz zurückgezogen bleibt. In dieser Stellung wird die Rampe 500 in eine aufrechte Stellung gedreht. In 4C(3) schließlich bleibt der erste Hydraulikzylinder 528' ganz zurückgezogen, während der zweite Hydraulikzylinder 538' ausgezogen ist. In dieser Stellung wird die Rampe 500 in eine Position weitergedreht, wo sie sich an eine V-Tür-Rampe lehnen kann (nicht gezeigt). Die Verwendung separat verbundener und nacheinander betätigter Zylinder 528', 538' berücksichtigt eine größere Winkelverstellmöglichkeit für die Rampe 500.
In einer Ausführungsform ist die Rampe 500 höhenausfahrbar. Zu diesem Zweck ist die Rampe 500 aus z. B. drei oder mehr Modulrahmenteilen 511 hergestellt, die durchgehend verbindbar sind. Die Hinzufügung von Modulrahmenteilen (in 6A bei 511 gezeigt) dient dazu, den Rahmen 500 selektiv zu verlängern und erlaubt dadurch eine Anpassung der Rampe 500 an unterschiedliche Anlagehöhen. Die Bohrfirma stellt Anlagehöhe, Laufsteg und V-Rampenmaße zur Verfügung. Dies versorgt die Bedienperson des Rohrhandhabungsgeräts 100 mit den benötigten Informationen zur Berechnung der benötigten Länge der schrägen Rampe 500.
Wie in Verbindung mit 2A und 2B angeführt, umfasst das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät 100 auch einen Trogträger 300. Der Trogträger 300 definiert einen länglichen Rahmen, der sich aus einer Vielzahl von Trägern und Gittern zusammensetzt. Der Trogträger 300 weist eine offene Oberseite zur Aufnahme eines Trogs 400 auf. Die offene Oberseite bildet eine obere Aufnahmefläche 316 zur Aufnahme des Trogs 400. Der Trogträger 300 liegt in dem U-förmigen Gerüstbock 200 auf der oberen Aufnahmefläche 216 und ist zwischen den Gerüstbock 200 und den Trog 400 gesteckt.
Der Trogträger 300 ist mittels eines Trogträger-Transportmechanismus 310 an den Gerüstbock 200 angeschlossen. Der Trogträger-Transportmechanismus 310 ist vorgesehen, um den Trogträger 300 selektiv bezüglich des Gerüstbocks 200 zu verschieben. Eine Ausführungsform eines Trogträger-Transportmechanismus 310 ist in 3 gezeigt. Vorzugsweise definiert der Trogträger-Transportmechanismus 310 einen hydraulisch betätigten Zylinder 312 mit mindestens einem Teleskopteilstück 314. Der hydraulisch betätigte Zylinder 312 ist durch einen Stift 306 nahe am hinteren Teil 204 des Gerüstbocks 200 schwenkbar am Gerüstbock 200 befestigt. Der hydraulisch betätigte Zylinder 312 ist so ausgerichtet, dass das/die Teleskopteilstück/e 314 sich zum Vorderteil 202 des Gerüstbocks 200 nach außen erstreckt/-en. Somit dient die Verlängerung des/der Teleskopteilstücks/-e 314 dazu, den Trogträger 300 teilweise aus dem Gerüstbock 200 und zur Bohranlage 10 hin auszufahren. Ferner ist ein Gegenhalter 318 vorgesehen, um das/die Teleskopteilstück/e 314 beim Heben des Trogträgers 300 zu unterstützen. Der Gegenhalter 318 ist an einem Ende mit dem Gerüstbock 200 und am anderen mit dem Teleskopteilstück 314 drehbar verstiftet.
3 ist noch eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts 100 gemäß 1. In dieser Ansicht ist der Gerüstbock 200 durch einen Wagen 550 zur höchsten Stelle der schrägen Rampe 500 angehoben. Der Trogträger 300 kann bezüglich des Gerüstbocks 200 angehoben gesehen werden. Der Trogträger-Transportmechanismus 310 wird dazu verwendet, den Trogträger 300 sowohl drehend von dem Gerüstbock 200 anzuheben als auch vorwärts zu versetzen. In 3 ist auch zu sehen, dass ein Köcher 50 zum Anlageboden 12 befördert worden ist.
Für den Trogträger-Transportmechanismus 310 sind vielerlei Ausführungsformen möglich. Drei zusätzliche Ausführungsformen sind in 5A, 5B bzw. 5C gezeigt.
Als Erstes stellt 5A eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts 100 gemäß 2 bereit, wobei der Gerüstbock 200 in einer oberen Stellung gezeigt ist, um ein Rohranschlussteil 50 auf den Bohranlageboden 12 zu verbringen. Das Rohranschlussteil 50 könnte ein Bohrstrang, Futterrohr, Förderrohrnetz oder jede andere Art von Gliederköcher sein. Die Anlagebodenhöhe in dieser Figur ist niedriger als die Anlagebodenhöhe gemäß 3. Ein Trogträger-Transportmechanismus 310A wird dabei zum axialen Versetzen des Trogträgers 300 von dem Gerüstbock 200 verwendet. Hier setzt der Trogträger-Transportmechanismus 310A einfach einen hydraulisch betätigten Zylinder 312A ein, um den Trogträger 300 entlang der Längsebene des Gerüstbocks 200 zu verlängern.
Als Nächstes präsentiert 5B eine Seitenansicht des Rohrhandhabungsgeräts 100, wobei der Gerüstbock 200 wieder in einer oberen Stellung gezeigt ist, um ein Rohranschlussteil 50 auf einen Bohranlageboden 12 zu verbringen. Die Anlagebodenhöhe in dieser Figur ist höher als die Anlagebodenhöhe gemäß 5A. Hier wird ein Trogträger-Transportmechanismus 310B zum Anheben des Trogträgers 300 von dem Gerüstbock 200 verwendet. Der Trogträger-Transportmechanismus 310B setzt einen hydraulisch betätigten Zylinder 312B ein, um den hinteren Teil des Trogträgers 300 bezüglich des Gerüstbocks 200 direkt nach oben zu verlängern. Der Anstellwinkel für das Rohr 50 zum Bohranlageboden 12 wird dadurch verkleinert.
5C präsentiert eine Seitenansicht eines Rohrhandhabungsgeräts 100 mit noch einer anderen alternativen Ausführungsform für einen Trogträger-Transportmechanismus 310C. In dieser Anordnung wird der Trogträger-Transportmechanismus 310C dazu verwendet, den Trogträger 300 von dem Gerüstbock 200 sowohl anzuheben als auch vorwärts zu versetzen. Hier setzt der Trogtransportmechanismus 310C einen hydraulisch betätigten Zylinder 312C ein, um den Trogträger 300 bezüglich des Gerüstbocks 300 nach vorn zu verlängern. Gleichzeitig ist der Zylinder 312C mit einem Gegenhalter 316C mit fester Länge drehbar verstiftet, der bewirkt, dass sich der Trogträger 300 ebenfalls nach oben verlängert. Der Gegenhalter 316C ist vorzugsweise am gleichen Drehpunkt wie der Teleskopzylinder 312C am Trogträger 300 befestigt. Der Gegenhalter 316C weist ein unteres Ende auf, das gleitend am Trogträger 300 angreift. In der zurückgezogenen Stellung ist der Gegenhalter 316C dann fast parallel zur Längsachse des Gerüstbocks 200, und der Trogträger 300 ist parallel zum Gerüstbock 200. Wenn der Hydraulikzylinder 312C auszufahren beginnt, bewegt er zuerst den Trogträger 300 und den Gegenhalter 316C bezüglich des Gerüstbocks 200 vorwärts. Das Vorderende des Gegenhalters 316C schlägt schließlich an einem Anschlag 216C an, was bewirkt, dass sich der Gegenhalter 316C nach oben dreht und den Trogträger 300 bezüglich des Gerüstbocks 200 nach oben schwenkt. Auf diese Weise kann ein kompletter Auszug des Trogträgers 300 erzielt und dabei der Anstellwinkel für das ineinandergesteckte Rohr 50 verringert werden.
Wie angeführt, umfasst das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät 100 auch einen Trog 400. Der Trog 400 definiert einen länglichen Rahmen, der so gestaltet ist, dass er ein Rohrteilstück aufnimmt, wie z. B. ein beim Bohren eines Bohrlochs eingesetztes Bohrgestänge 50 oder anderes Rohr. In einer Anordnung ist der Trog 400 aus einer Anordnung von sechs länglichen Trägern hergestellt (in 2B und 12C bei 408 gezeigt), die aneinandergeschweißt sind, um eine im Wesentlichen konkave obere Aufnahmefläche 416 zu formen. Die angebrachten Träger 408 sind in der Querschnittansicht von 2B zu sehen. Der Trog 400 ist bezüglich des Trogträgers 300 der Länge nach verschiebbar. Ein Trogtransportmechanismus 410 ist vorgesehen, um den Trog 400 selektiv entlang dem Trogträger 300 zu verschieben und den Trog 400 dann in den Trogträger 300 zurückzuziehen. Vorzugsweise definiert der Trogtransportmechanismus 410 auch einen hydraulisch betätigten Zylinder 412C (in 5C zu sehen) mit mindestens einem Teleskopteilstück 414C. Der hydraulisch betätigte Zylinder 412C ist an dem Trogträger 300 befestigt und so ausgerichtet, dass das Teleskopteilstück 414C nach außen zur Bohranlage 10 hin ausfährt. Somit dient der Auszug des Teleskopteilstücks 414C dazu, den Trog 400 teilweise aus dem Trogträger 300 heraus und zur Bohranlage 10 hin zu verlängern. Selbstverständlich können andere Mittel zum Verschieben des Trogs 400 bezüglich des Trogträgers eingesetzt werden.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Einsatz sowohl eines Trogträger-Transportmechanismus 310 als auch eines Trogtransportmechanismus 410 einen bedeutenden Vorteil darstellt. Normale Fachleute werden anerkennen, dass bei Bewegen des Rohrs 50 auf den Anlageboden 12 unter Verwendung nur des Trogs 400 und des Trogtransportmechanismus 410 die Reichweite über den Anlageboden 12 begrenzter wäre, z. B. ungefähr acht Fuß. Wenn das Rohr 50 jedoch mit der zusätzlichen Lagerung des Trogträgers 300 und der zusätzlichen Reichweite des Trogträger-Transportmechanismus 310 befördert wird, kann das Rohr 50 um zusätzlich acht Fuß über den Anlageboden 12 befördert werden, was eine Nettobeförderung von 16 Fuß ergibt. Außerdem kann ein schwereres Rohr, wie z. B. 10''-Schwerstangen, befördert werden.
Wie in 3 sowie jeder der 5A, 5B und 5C sichtbar ist, ist das vordere Ende 202 des Gerüstbocks 200 entlang der schrägen Rampe 500 zum Anlageboden 12 nach oben geführt. Die Verbindung zwischen dem vorderen Ende 502 des Gerüstbocks 200 und der Rampe 500 erfolgt mittels eines Wagens 550. Der Wagen 550 ist zum Transportieren des Vorderendes 202 des Gerüstbocks 200 zwischen dem oberen Ende 504 und dem niedrigeren Ende 502 der Rampe 500 ausgelegt. In einer Anordnung umfasst der Wagen 550 einen U-förmigen Führungskörper, der Laufrollen (nicht gezeigt) an gegenüberliegenden Enden aufweist. Front- und Seitenansichten des Wagens 550 sind in 6A bzw. 6B zu sehen.
Es ist wünschenswert, dass der Schwenkanschluss zwischen dem Gerüstbock 200 und dem Wagen 550 demontierbar ist. In dieser Hinsicht kann es notwendig sein, das gesamte Rohrhandhabungsgerät 100 auf einen Laufsteg auf einer Seeplattform zu heben (nicht gezeigt). See-Anlagen weisen eine Kranhebeleistung von z. B. 20.000 Pfund auf. Die Kombination aus Gerüstbock 200 (und ineinandergestecktem Trogträger 300 und Trog 400) und Rampe 500 wiegt in einer Ausführungsform jedoch ungefähr 28.000 Pfund. Von diesem Gesamtgewicht verbuchen die Rampe 500 und der Wagen 550 und Zubehörteile, z. B. Ketten 517, ca. 10.000 Pfund. Für den Schwenkanschluss zwischen dem Gerüstbock 200 und dem Wagen 550 werden lösbare Haltebolzen 536 (gezeigt in 4A und 7) verwendet.
7 veranschaulicht eine Draufsicht des Rahmens gemäß 6A. in dieser Ansicht ist die Oberseite des Rahmens 506 einschließlich Teilen einer Kettenleitrolle 518 und des Wagens 550 sichtbar. Die Laufrollen des Wagens 550 sind in entgegengesetzt gegenüberstehenden U-förmigen Führungsschienen 554 aufgenommen, die durch geeignete Querelemente wie eine Platte 558 in regelmäßigen Abständen in dem Wagen 550 gesichert sind. Der Wagen 550 weist Ansätze 556 auf, die Tragzapfen 536 zur schwenkbaren Befestigung des Gerüstbocks 200 am Wagen 550 aufnehmen. Der Wagen 550 ist mit einem Paar Ketten 517 verbunden, die über ein Paar von beabstandeten Kettenleitrollen 518 getrieben werden, die am Ende des Teleskopteilstücks 514 des Gerüstbock-Transportmechanismus 570 montiert sind. Das Paar von Kettenleitrollen 518 ist innerhalb der U-förmigen Führung positioniert, die den Wagen 550 begrenzt. Ein Ende der Ketten 517 ist auf der Seite nahe der Bohranlage 10 an einem Ankerpunkt am Rahmen 500 gesichert. Das andere Ende der Ketten 517 ist durch einen geeigneten Stift oder andere Sicherungsmittel (nicht gezeigt) am Wagen 550 gesichert. Das Ergebnis ist, dass pro Fuß Hebung, die durch den Auszug des Gerüstbock-Transportmechanismus 570 bewerkstelligt wird, der Wagen 550 zwei Fuß hochgehoben wird.
Das in der vorliegenden Rampe 550 vorgesehene 2:1-Verhältnis von Auszug zu Hebung bedeutet, dass sich der Ankerpunkt für die Kette 517 ungefähr auf halber Höhe des Rahmens 506 befinden muss. Somit ist der Ankerpunkt verstellbar. Die verstellbare Natur der Rampe 500 und des Ankerpunktes ist in 8A–8C veranschaulicht. 8A präsentiert eine schematische Ansicht des Gerüstbock-Transportmechanismus 570. Die Kettenleit rolle 518 ist sowohl in einer Anfangsposition als auch in einer ganz erhöhten Position gezeigt. Der Wagen 550 wird durch eine oder mehr Ketten 517 versetzt. Die Ketten 517 wiederum sind durch die Kettenleitrollen 518 oben am letzten Teleskopteilstück 514 getrieben. Wenn das Teleskopteilstück 514 aus dem Hydraulikzylinder 512 ausgefahren wird, wird die Kettenleitrolle 518 angehoben. Dies hat den Effekt, dass das Heben des Wagens 550 und angeschlossenen Gerüstbocks 200 beschleunigt wird.
In 7 ist auch ersichtlich, dass ein zweites Paar Laufrollen 519 im Innern der Wagenlaufrollen 554 vorgesehen ist. Genauer gesagt, dienen Laufrollen 519 zur Führung der Teleskopzylinder 514 des Gerüstbock-Transportmechanismus 570 beim Anheben der Zylinder 514 entlang der Rampe 500.
9A präsentiert einen neuartigen Verbinder 580, wie er vorzugsweise verwendet wird, um eine der Ketten 517 mit dem Wagen 550 zu verbinden. Der Verbinder 580 umfasst im Allgemeinen einen Halter 582 mit einer Öffnung 584 zum Aufnehmen der Kette 517. Der in 9A gezeigte Halter 580 ist allgemein U-förmig. Ein Befestigungsbolzen 586 ist beweglich mit dem Halter 582 verbunden. Der Schraubbolzen 586 hat ein erstes Ende außerhalb des Halters 582 und ein zweites Ende (nicht zu sehen) in der Öffnung 584, um selektiv an der Kette 517 anzugreifen und sie freizugeben. Vorzugsweise ist der Schraubbolzen 586 in eine entsprechende Gewindeöffnung 588 im Halter 580 eingeschraubt. Die Bewegung des Befestigungsbolzens 586 wird durch Drehen des Schraubbolzens 586 bewerkstelligt.
Der neuartige Verbinder 580 erlaubt eine schnelle Justierung des Verbindungspunktes zwischen dem Wagen 550 und der Kette 517, je nach Anzahl der dem Rampenrahmen hinzuzufügenden Verlängerungen. Anders gesagt, der Ankerpunkt für die Kette 517 ist leichter verstellbar. Überschüssige Kettenlänge wird innerhalb des Rahmens 506 gesammelt oder kann einfach hängen gelassen werden.
In 9A ist die Kette 517 noch nicht in den Verbinder 580 eingesetzt worden. Es ist ersichtlich, dass die Kette 517 in der Anordnung gemäß 9A durch ein Paar geriffelte Querstücke 583 aufgenommen wird. Die Position des oberen Querstücks ist als Reaktion auf die Bewegung des Schraubbolzens 588 verstellbar.
9B präsentiert eine Perspektivansicht des Kettenverbinders 580 gemäß 9A, wobei die Kette 517 gerade in den Halter 582 aufgenommen wird. Der Schraubbolzen 586 ist im Halter 582 festgezogen. Die Bewegung des Schraubbolzens hat bewirkt, dass das obere Querstück 583 die Kette 517 einspannt.
8B stellt eine andere schematische Ansicht des Gerüstbock-Transportmechanismus 570 bereit. Hier ist der Ankerpunkt auf eine höhere Anfangsposition und eine höhere ganz erhöhte Position eingestellt als in 8A. 8C stellt eine zusätzliche schematische Ansicht des Gerüstbock-Transportmechanismus 570 bereit, der auf eine noch höhere Anfangsposition und noch höhere ganz erhöhte Position eingestellt gezeigt ist.
Im Betrieb wird der Hydraulikzylinder 522 für die Rampe 500 betätigt, um den entsprechenden Teleskoparm 524 zurückzuziehen. Dies bewirkt, dass die Rampe 500 aus ihrer ineinandergesteckten Stellung in oder unmittelbar über dem Gerüstbock 200 angehoben wird. Die Rampe 500 wird vorzugsweise zur Lagerung an einer bereits vorhandenen V-Tür-Rampe positioniert. Aus Sicherheitsgründen sollte die Oberseite 504 des Rahmens 506 an dieser Stelle am Anlageboden 12 verankert werden, bevor irgendwelche Rohranschlussteile 50 aufgenommen werden.
Als Nächstes wird der Hydraulikzylinder 512 der Rampe 500 betätigt, um die Teleskoparme 514 aus dem Hydraulikzylinder 512 auszufahren. Dies dient dazu, den Wagen 550 entlang der Rampe 500 hochzuheben. Beim Ausfahren der Teleskopteilstücke 514 wandert der Wagen 550 den Rahmen 506 der Rampe 500 hinauf. Der Wagen 550 hat einen Ausgangspunkt auf Höhe des Laufstegs 190. Aufgrund des 2:1-Laufzeitverhältnisses ist der Wagen 550 imstande, die Höhe des ausgefahrenen Teleskopteilstücks 514 auf der Höhe des Anlagebodens 12 "einzuholen".
Wie angeführt, ist das Vorderteil 202 des Gerüstbocks 200 drehbar mit dem Wagen 550 verstiftet. Der Wagen 550 weist Ansätze 556 auf, die Tragzapfen 536 zur schwenkbaren Befestigung des Gerüstbocks 200 am Wagen 550 aufnehmen. Laufrollen (nicht gezeigt) sind auf beiden Seiten des Gerüstbocks 200 im Rahmen 500 angeordnet. Die Laufrollen gleiten innerhalb des durch den Rahmen 506 definierten Führungssystems für den Wagen 550. Beim Anheben des Wagens 550 entlang des Rampenrahmens 506 wandern die Laufrollen entlang dem Rahmen 500 in entgegengesetzt gegenüberliegenden Führungen 554 nach oben. Somit wird das Vorderteil 202 des Gerüstbocks 200 auf eine Höhe an oder über dem Anlageboden 12 angehoben.
Ein zusätzliches optionales Merkmal des Gerüstbocks 200 ist ein Paar Gelenkfüße 230. Die Gelenkfüße 230 sind durch Tragzapfen 209 am rückwärtigen Teil 204 festgelegt. Die Befestigung eines der Gelenkfüße 230 am Gerüstbock 200 durch den Stift 209 ist in 4A sichtbar. Der Gelenkfuß 230 ist etwas kürzer als der rückwärtige Teil 204 des Gerüstbocks 200.
Wie in 2 und 4A gezeigt, definiert der Gelenkfuß 230 in einer Ausführungsform ein dreieckiges, tragwerkartiges Element mit einem oberen Hypotenusenschenkel 235 und einem etwas kürzeren Basisschenkel 234. Ein dritter Schenkel 236, der den Basisschenkel 234 und den Hypotenusenschenkel 235 verbindet, ist viel kürzer. Der kürzere Schenkel 236 verbindet die Enden der Schenkel 234, 235 zur Ausbildung des dreieckigen beweglichen Fußes 230.
Jeder obere Schenkel 234 ist durch Tragzapfen 209 am hinteren Teil des Gerüstbocks 200 festgelegt. Der Basisschenkel 234 und der Hypotenusenschenkel 235 treffen sich wiederum an einem Stift, der eine Laufrolle 246 trägt. Die Laufrollen 246 bewegen sich in einer Bahn 248 (am besten in 4 sichtbar) entlang der Basis 240.
4 präsentiert eine Perspektivansicht einer Basisstruktur 240, wie sie zur Lagerung des Gerüstbocks 200 und schwenkbaren Verbindung mit der Rampe 500 verwendet werden könnte. Ein Vorderteil 242 schließt an die Rampe 500 an, während ein hinterer Teil 244 an den Gerüstbock 200 anschließt. Wie in 4 gezeigt, definiert die Basis 240 in einer Anordnung zwei parallele Bahnen 248. Die Bahn 248 dient beim Bewegen als Führungssystem für den Gerüstbock 200. Die Bahn 248 schließt ein Paar Anschlagelemente 248' (in 3 und 4 gezeigt) am Vorderende des hinteren Teils 204 des Gerüstbocks 200 ein. Die Anschlagelemente 248' begrenzen die Vorwärtsbewegung der Laufrollen 246 auf den Gelenkfüßen 230. Wenn das vordere Ende 202 des Gerüstbocks 200 entlang der schrägen Rampe 500 in die in 3 gezeigte angehobene Stellung angehoben wird, wird zuerst das hintere Ende 204 des Gerüstbocks 200 vorwärtsbewegt, bis die Laufrollen 246 an den Anschlägen 248' angreifen. Von dort verschwenken die Gelenkfüße 230, um zu bewirken, dass der hintere Teil 204 des Gerüstbocks 200 angehoben wird. Mit dieser Anordnung ist keine unabhängige vertikale Hilfe zum Hochheben des hinteren Endes 204 des Gerüstbocks 200 erforderlich. Das Anheben des hinteren Endes 204 des Gerüstbocks 200 wiederum verringert den Öffnungswinkel der Rohrverbindungen 50, wenn sie zum Anlageboden 12 befördert oder davon entfernt werden.
Für das schwenkbare Hochheben des hinteren Teils 204 des Gerüstbocks 200 können verschiedene andere Anordnungen vorgesehen sein. Beispielhafte Anordnungen sind in dem am 13. September 1983 an Thompson erteilten US-Patent 4,403,898 vorgesehen, das durch Querverweis in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
Es ist wünschenswert, ein Mittel zum Laden des Rohrs 50 von den Rohrgerüsten in den Trog 400 des Geräts 100 und umgekehrt bereitzustellen. Demgemäß ist optional eine Ladevorrichtung 600 vorgesehen. Die Ladevorrichtung 600 ist in einer Anordnung in 10A gezeigt. 10A stellt eine Perspektivansicht eines Gerüstbocks 200 für das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät 100 der vorliegenden Erfindung in einer Anordnung bereit. Der Trogträger 300 und der Trog 400 sind zu Darstellungszwecken entfernt worden. In dieser Ausführungsform sind zwei Arme zu sehen – ein Hebearm 620 und ein Stabilisierungsarm 610. Die Arme 620, 610 sind an gegenüberliegenden Seiten des Gerüstbocks 200 angebracht. Genauer gesagt, sind die Arme 620, 610 vom Gerüstbock-Tragrahmen 240 ausgehend vertikal angebrachte Rahmenelemente 240.
Als Erstes verwendet die Ladevorrichtung 600 mindestens einen Hebearm 620. Der in 10A gezeigte Hebearm 620 ist auf einer Seite des Gerüstbockrahmens 240 angeordnet, d. h. am vertikalen Konstruktionstragelement 249 angebracht. Auf diese Weise kann der Arm 620 ohne Weiteres auf das Rohr 50' auf den an den Laufsteg 190 angrenzenden Rohrgerüsten zugreifen. Optional können zusätzliche Hebearme 620 auf jeder Seite des Gerüstbocks 200 angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein Hebearm 620 das Rohr während der Aufnahmephase auf einer Seite des Gerüstbocks 200 aufnehmen und das Rohr während der Ablegephase auf die gegenüberliegende Seite des Gerüstbocks 200 verbringen.
Der Hebearm 620 wird vorzugsweise hydraulisch betrieben. Als Erstes kann ein Zylinder betätigt werden, um den Arm 620 entlang den Seiten des Gerüstbocks 200 auf und ab zu versetzen. Der Hebearm 620 hebt typischerweise quer zum Gerüstbock 200 (wie gezeigt) oder kann so gestaltet sein, dass er entlang der Längsebene des Gerüstbocks 200 rotiert (Anordnung nicht gezeigt). In einer Anordnung schließt der Hebearm 620 auch einen Hydraulikzylinder 622 ein, der ein Teleskopteilstück 624 aufnimmt. Dies lässt die Bewegung des Arms 620 in die Hebestellung zu.
Eine nach oben schauende konkave Hand 626 ist am distalen Ende des Teleskopteilstücks 624 angeordnet. Die konkave Hand 626 ist zum Anheben unter dem ersten Rohr 50' positioniert. Unter Verwendung des Zylinders 622 und des Teleskopteilstücks 624 für den Hebearm 620 kann die Hand 626 selektiv nach innen zum Trog 400 hin abgewinkelt werden.
Die Hebehand 626 kann auch auf eine niedrigere Position als die Basis des Gerüstbocks 200 abgesenkt werden. Der Hebearm 620 wird gleichzeitig auf eine Position angehoben, so dass das Rohr 50' aus der Hand 626 heraus- und in den Trog 400 hineinrollt. In 10A ist die Drehbewegung der Hebehand durch den Pfeil 607 gezeigt.
Die Ladevorrichtung 600 umfasst ferner optional einen oder mehr Stabilisierungsarme 610. In der in 10A gezeigten Anordnung ist gleichermaßen ein einzelner Stabilisierungsarm 610 auf einer Seite des Gerüstbockrahmens 240 angeordnet, um auf das Rohr 50'' auf den Rohrgerüsten zuzugreifen.
Der Stabilisierungsarm 610 schließt in einer Anordnung einen Hydraulikzylinder 612 zur Aufnahme eines Teleskopteilstücks 614 ein. Das feste Ende des Zylinders 612 kann nahe der Oberseite des Stützelementes 249 (wie in 10A gezeigt) oder nahe der Unterseite des Stützelementes 249 (wie in 10B gezeigt) befestigt sein. Eine nach unten schauende konkave Hand 616 ist am distalen Ende des Teleskopteilstücks 614 angeordnet. Die konkave Hand 616 wird über einem zweiten Rohr 50'' auf einem Rohrgerüst positioniert, bevor ein erstes Rohr 50' hochgehoben wird. Dies liefert die Stabilisierungsfunktion.
Es sei darauf hingewiesen, dass die konkave Hand 616 des Stabilisierungsarms 620 umgedreht und als Hebearm verwendet werden kann. Somit ist es in einer Anordnung nicht notwendig, sowohl den Stabilisierungsarm 610 als auch den Hebearm 620 zu verwenden.
Die Ladevorrichtung 600 setzt auch ein Paar Rohrladearme ein. Der Deutlichkeit halber sind die Verladerarme in 10A oder 10B nicht gezeigt, obwohl es sich versteht, dass sie vorhanden sind. Die Verladerarme sind jedoch in 2 und 4C(1)–(3) bei 630 zu sehen. Jeder der Rohrladearme 630 schließt einen Dreharm 632 ein, der entlang der Längsachse des Gerüstbocks 200 dreht. Die Arme 630 schließen auch je eine Hand 636 ein, die sich quer zu den jeweiligen Dreharmen 632 erstreckt, um am Rohr 50' anzugreifen. Die Rotation der Dreharme 632 wird durch selektive Betätigung eines Hydraulikzylinders und Teleskopteilstücks (nicht gezeigt) in dem Gerüstbock 200 bewerkstelligt. Die Betätigung der Rohrladearme 630 erlaubt den Armen, das Rohr 50' im Hebearm 620 zu fassen, das Rohr 50' bis zur höchsten Stelle des Gerüstbocks 200 anzuheben und das Rohr 50' in den Trog 400 abzuwerfen.
Die Verladerarme 632 beginnen in der unteren Stellung, wenn sie das Rohr 50 zur Seite des Geräts 100 hinüberbringen. Die Arme 632 drehen dann nach oben und bringen das Rohr 50 an die höchste Stelle des Gerüstbockrahmens 200, wo das Rohr 50 von der Verladehand 636 herunter- und in den Trog 400 hineinrollt. Die Verladerarme 632 bleiben in einer angehobenen Stellung, wenn der Gerüstbock 200 während des Anhebe- und Absenkzyklus durch den Wagen 550 erhöht wird.
Ein zusätzliches für das Gerät 100 vorgesehenes optionales Merkmal ist ein Mittel zum Bewirken, dass das Rohr 50 innerhalb des Trogs 400 ausgetrieben wird. Beim Ablegen des Rohrs 50 wird der Gerüstbock 200 auf eine liegende Anordnung abgesenkt. Das in dem Gerät 100 enthaltene Rohr 50 wird dann aus den Trogstützelementen 408 heraus- und auf die Hebehände 626 hinaufgerollt, wie oben erörtert. Eine Anordnung zum Auswerfen des Rohrs 50 aus einem Trog ist in Spalte 4 des Thompson-Patents 4,403,898 beschrieben und in 3 dieses Patents gezeigt. Für das vorliegende Gerät 100 zeigen 11–12C jedoch einen bevorzugten Mechanismus zum Herausheben des Rohrs 50 aus der Trogaufnahmefläche 416 während der liegenden Anordnung, um zu bewirken, dass das Rohr 50 auf ein Rohrgerüst rollt.
Es wird nun auf 11 Bezug genommen, die eine Draufsicht des Trogs gemäß 2A präsentiert. In dieser Ansicht sind zwei Paare von Hubtischen 250', 250'' sichtbar. Ein Paar Hubtische 250' ist in einer zurückgezogenen Stellung, während das andere Paar 250'' in einer ausgefahrenen Stellung ist. Der bevorzugte Rohrumsetzmechanismus 250 verwendet diese Paare von Hubtischen 250', 250'' zum Auswerfen des Rohrs (in 11 nicht gezeigt) aus dem Trog 400.
12A stellt eine vergrößerte Ansicht eines Hubtischs 250' und eines zweiten Hubtischs 250'' bereit. Jeder Hubtisch 250', 250'' ist innerhalb der konkaven Oberfläche des Trogs 400 montiert. Die Hubtische 250', 250'' definieren jeweils einen Mittelteil 252 und linke und rechte gegenüberliegende Flügel 254, die sich von dem Mittelteil 252 weg erstrecken. Die Flügel 254 stehen vom Mittelteil 252 schräg nach oben, so dass sie mit den gekippten Seiten des Trogs 400 bündig sind. In der zurückgezogenen Stellung ist der Mittelteil 252 mit dem niedrigeren Mittelteil des Trogs 400 bündig. In der ausgefahrenen Stellung erstrecken sich die Flügel 254 über der obersten Ebene des Trogs 400.
12B zeigt die Hubtische 250', 250'' von 11 in einer Seiten-Querschnittansicht. Die Ansicht ist quer zur Linie 12B-12B gemäß 11 genommen. Jeder Hubtisch 250', 250'' ist durch einen jeweiligen Drehpunkt 256 schwenkbar montiert. Der Drehpunkt 256 kann an einem Ende der Platte (250' oder 250'') sein, wie in 12B gezeigt, oder er kann mittig unter dem Mittelteil 252 gelegen sein. Ein Hydraulikzylinder 262 verschwenkt die Hubtische 250', 250'' zwischen ihrer zurückgezogenen und ausgefahrenen Stellung. Die Zylinder 262 sind an einem Ende 266 befestigt. Am gegenüberliegenden Ende ist ein Teleskopteilstück 264 an einem Plattenarm 268 festgelegt. Der Plattenarm 268 schwenkt um den Plattendrehpunkt 256, wodurch die jeweiligen Platten 250', 250'' selbst verschwenkt werden. In 12B ist der Hubtisch 250' in der ausgefahrenen Stellung gezeigt. Es versteht sich, dass nur eine der zwei Platten 250', 250'' zu einer gegebenen Zeit betätigt oder ausgefahren würde.
Die Flügel 254 der Platten 250', 250'' haben abgewinkelte Ränder. Wenn die Platten 250', 250'' gedreht werden, steigt eine Oberkante 255 der Platten 250', 250'' über die Oberkanten des Trogs 400. 12C liefert eine Querschnittansicht des Trogs 400, die eine umfassendere Ansicht einer verschwenkten Platte 250' zulässt. Die Ansicht ist quer zur Linie 12C-12C von 11 genommen. Es ist ersichtlich, dass die Oberkante 255 zu einer Seite des Trogs 400 geneigt ist. Dies bewirkt, dass das gehaltene Rohr (in 12C nicht gezeigt) nach rechts rollt. In 12C ist die Vorderkante 255 am linken Flügelteil 254L höher als am rechten Flügelteil 254R.
Wie angeführt, werden vorzugsweise zwei Paare von Hubtischen verwendet. Die Vorderkante eines Paars bewirkt, dass das Rohr nach links rollt, während die Vorderkante des anderen Paars bewirkt, dass das Rohr nach rechts rollt. Auf diese Weise kann das Rohr 50 zu jeder der beiden Seiten des Gerüstbocks 200 ausgeworfen werden. Des Weiteren kann durch Betätigen sowohl des rechten als auch des linken Hubtischs 250'', 250'' ein Rohr 50 quer über den Trog 400 von einem Rohrgerüst zu einem anderen gerollt werden.
Es wird bevorzugt, dass das Rohr-Aufnahme- und -Ablegegerät 100 komplett hydraulisch gesteuert ist. Dem normalen Fachmann wird klar sein, dass die Anwesenheit elektrischer Bauteile nahe an einer in Betrieb befindlichen Bohranlage eine Brand- und Explosionsgefahr schafft. Daher wird hierin ein rein hydraulisches System veranschaulicht.
In dem hydraulisch betriebenen System 700 wird ein großer Ölvorratsbehälter benötigt. Des Weiteren sind eine Anordnung von Pilotleitungen und eine Anordnung von Fluidleitungen erforderlich, die zu den verschiedenen hydraulisch betätigten Zylindern geführt sind. Außerdem ist eine Pumpe wie eine dieselbetriebene Gleichdruck-Kolbenpumpe erforderlich. Die Pumpe liefert Druck, um Öl in die verschiedenen Fluidleitungen und Zylinder zu fördern. Schließlich werden Ventile eingesetzt, um Flüssigkeit durch die entsprechenden Leitungen zu führen. Diese Komponenten eines Standard-Hydrauliksteuersystems sind nicht gezeigt.
Für die verschiedenen hydraulischen Operationen werden separate Schaltungen verwendet. Diese separaten Schaltungen werden durch Steuerknüppel gesteuert, die auf dem Steuerpult 705 einer Bedienperson vorgesehen sind. Das Steuerpult 705 ist vorzugsweise auf dem Anlageboden 12 platziert, um durch Bohrpersonal betrieben zu werden.
Bei dem vorliegenden Gerät 100 ist eine neuartige Hydraulikschaltung 700 implementiert. 13 stellt ein beispielhaftes Schaltbild für das Hydrauliksystem 700 des Rohrhandhabungsgeräts 100 bereit. Das Hydrauliksystem 700 integriert drei separate Schaltungen. Diese umfassen eine Gerüstbock-Transportmechanismus-Schaltung 710, eine Trogtransportmechanismus-/Rohrumlagerungsschaltung 720 und eine Trogträger-Transportmechanismus-/Rohrladeschaltung 730. Die drei Schaltungen werden durch das Steuerpult 705 betätigt.
Es ist ersichtlich, dass eine erste zweckbestimmte Schaltung 710 für den Gerüstbock-Transportmechanismus 210 vorgesehen ist. Dies ist ein Bezug zum Hydraulikzylinder 512, der zum Heben des Wagens 550 eingesetzt wird. Der Wagen 550 hebt wiederum das Vorderende 202 des Gerüstbocks 200.
Eine zweite Schaltung 720 ist für zwei alternative Funktionen vorgesehen. Die Funktionen sind der Trogtransportmechanismus 410 und der Rohrumsetzmechanismus 250. Der Trogtransportmechanismus 410 ist ein Bezug zum Mechanismus 410, der zum Manipulieren des Trogs 400 verwendet wird. In der in 5C gezeigten Anordnung umfasst dies den Zylinder 412C und das Teleskopteilstück 414C. Der Rohrumsetzmechanismus 250 ist ein Bezug zu den Platten 250', 250'', die zum Auswerfen eines Rohrs 50 aus dem Trog 400 und zugeordneter Hydraulik-Hardware, z. B. Zylinder 262 und Teleskopteilstücke 264, verwendet werden.
Dabei ist hervorzuheben, dass eine Bedienperson die Rohrverlagerungszylinder 262 nicht einsetzen würde, während der Trog 400 gerade angehoben oder ausgefahren wird. Gleichzeitig würde die Bedienperson den Trog 400 nicht verlängern wollen, während das Rohr 50 gerade durch das Rohrumsetzsystem 250 auf dem Boden ausgeworfen wird. Daher ist in die Hydraulikschaltung 700 ein Aussperrungsmerkmal eingeplant.
Zur Gewährleistung, dass einer der Mechanismen 410, 250 ausgesperrt ist, während der andere eingebunden ist, sind mechanische Stellventile 742, 744 entlang der Rampe 500 nahe am oberen Ende 502 bzw. unteren Ende 504 vorgesehen. Wenn der Gerüstbock 200 auf dem Laufsteg 190 ist, lenkt ein unterer Stellungsschieber (in 13 bei 742 schematisch gezeigt) den Hydraulikkraftfluss zum Rohrumsetzsystem 250. Wenn der Gerüstbock 200 vom Laufsteg 190 abgehoben wird und das Ende seines Hubs oben auf der Rampe 500 erreicht, aktiviert er einen oberen Stellungsschieber (in 13 bei 744 schematisch gezeigt). Das obere Ventil lenkt den Hydraulikkraftfluss in der zweiten Schaltung zum Trogtransportmechanismus 410. Somit ist ein Sicherheitsmerkmal in die Hydraulikschaltung 700 eingebaut.
Eine ähnliche Sicherheitsanordnung wird mit einer dritten Schaltung 730 bereitgestellt. Dabei ist eine dritte Schaltung 730 vorgesehen, die ebenfalls zwei Funktionen dient. Die dritte Schaltung 730 liefert alternativ Hydraulikkraft an den Trograhmenträger-Transportmechanismus 310 und die Rohrladevorrichtung 600. Der Trograhmenträger-Transportmechanismus 310 ist ein Bezug zum Trogträger-Transportmechanismus 310, der zum Manipulieren des Trugträgers 300 verwendet wird. Dies schließt in der in 5C gezeigten Anordnung den Zylinder 312C, den Gegenhalter 314C und andere oben beschriebene Merkmale ein. Die Rohrladevorrichtung 600 ist ein Bezug zu den Ladearmen 630 und den Hebearmen 620, die zusammenarbeiten, um das Rohr 50' von den Rohrgerüsten in den Trog 400 zu laden.
Dabei ist hervorzuheben, dass eine Bedienperson die Zylinder 312 für den Trogträger-Transportmechanismus nicht einsetzen würde, während das Rohr 50 gerade in den Trog 400 am Laufsteg 190 geladen wird. Umgekehrt würde die Bedienperson die Hebearme 620 nicht betätigen wollen, während der Gerüstbock 200 und der ineinandergesteckte Trogträger 300 und Trog 400 angehoben werden. Daher schließen sich diese zwei Schaltungen auch gegenseitig aus. Um dies zu gewährleisten, arbeiten die mechanischen Stellventile 742, 744 auch, um den Hydraulikfluidstrom zu den richtigen Systemen 310 oder 600 zu lenken. Wenn der Gerüstbock 200 auf dem Laufsteg 190 ist, lenkt der untere Stellungsschieber den Hydraulikkraftfluss in die dritte Schaltung 730 zum Rohrladesystem 600. Wenn der Gerüstbock 200 vom Laufsteg 190 abgehoben wird und den Anlageboden 12 erreicht, lenkt der obere Stellungsschieber 744 den Hydraulikkraftfluss in die dritte Schaltung 730 zum Trugrahmen-Transportmechanismus 310. Somit ist wieder ein Sicherheitsmerkmal in die Hydraulikschaltung 700 eingebaut.
Der einzige Zeitpunkt während des Normalbetriebs (d. h. nicht Test oder Notfall), wo der Träger 300 und der Trog 400 ausgefahren und zurückgezogen werden können, ist, wenn der obere Stellungsschieber 744 erreicht wird. Zu allen anderen Zeiten wird ihre Bewegung durch hydraulische Anlaufsperren verhindert. Während der Gerüstbock 200 im angehobenen Zustand ist, bleiben die Hebearme 620 und die Zylinder 262 zum Drehen der Auswurfplatten 250', 250'' hydraulisch abgeschaltet in der oberen Stellung.
Die drei oben beschriebenen Schaltungen 710, 720, 730 werden durch Steuerknüppel oder andere Hebel auf dem Steuerpult 705 gesteuert. Für die drei Schaltungen 710, 720, 730 sind separate Steuerknüppel vorgesehen. Pilotleitungen verbinden das Steuerpult mit Fluid-Durchgangsvermittlungsschiebern. Dies bedeutet, dass für jede der drei Schaltungen 710, 720, 730 ein Fluid-Durchgangsvermittlungsschieber vorgesehen ist und durch die Pilotleitungen mit Leistung versorgt wird. Die Fluid-Durchgangsvermittlungsschieber lenken Öl von einer Hochdruck-Ölversorgung selektiv. In einer ersten Stellung wird Öl durch eine Fluidleitung geschickt, um die entsprechenden Teleskopteilstücke nach außen zu drücken. In einer zweiten Stellung sind die Fluid-Durchgangsvermittlungsschieber neutral, so dass keine Flüssigkeit durch die Fluidleitungen für das jeweilige System strömt. Und in der dritten Stellung lenken die Fluid-Durchgangsvermittlungsschieber die Flüssigkeit, um die verschiedenen Teleskopteilstücke der jeweiligen Zylinder einzuziehen.
In der bevorzugten Anordnung wird ein separates, manuell mit Leistung versorgtes System verwendet, um andere Zylinder in dem Gerät 100 zu steuern. Zum Beispiel werden die Stabilisatorarme 610 direkt an den Rohrgerüsten gesteuert. Ebenso wird der Zylinder 528 direkt gesteuert, um die Rampe 500 über den Gerüstbock 200 zu klappen. Die Hydraulikschaltung für diese Systeme ist nicht gezeigt. Basierend auf der vorliegenden Offenlegung könnte die Implementierung dieser Systeme von einem Fachmann jedoch bewerkstelligt werden.
Zum Anheben einer Rohrverbindung innerhalb des Trogs 400 auf den Anlageboden 12 bewegt die Bedienperson den Strömungsregler-Steuerknüppel für die Gerüstbock-Transportmechanismusschaltung 710. Sobald der Gerüstbock 200 das obere Umleitventil 744 oben auf der Rampe 500 freigibt, kann die Bedienperson dann unter Verwendung des Steuerknüppels für die zweite Schaltung 720 bzw. dritte Schaltung 730 den Trogträger-Transportmechanismus 310 und den Trogtransportmechanismus 410 nach Bedarf betätigen. Nachdem Hebezeug und Rohr frei über dem Anlageboden 12 sind, zieht die Bedienperson des Aufnahme- und Ablegegeräts 100 sowohl den Träger 300 als auch den Trog 400 innerhalb des Gerüstbocks 200 ein. Der Gerüstbock 200 wird dann unter Betätigung der Gerüstbock-Transportmechanismusschaltung 710 entlang der Rampe 500 abgesenkt. Während der Gerüstbock 200 sich zum Laufsteg 190 absenkt, wird das untere Fluidumleitventil 742 freigegeben und sperrt den Träger 300 und Trog 400 hydraulisch gegen jede weitere Bewegung, bis der Gerüstbock 200 wieder zum Anlageboden 12 hochgehoben wird.
Wie angeführt, wird das Entfernen des Rohrs 50 aus dem Trog 400 durch Betätigung der Zylinder 262 bewerkstelligt, die bewirken, dass die Hubtische 250' oder 250'' verschwenken. In einer Anordnung wird die Aktivierung nicht nur durch den unteren Stellungsschieber 742 bereitgestellt, der durch Platzieren des Gerüstbocks 200 in der unteren Stellung betätigt wird, sondern auch dadurch, dass es erforderlich ist, dass der Stabilisierungsarm 610 in der unteren Stellung ist. Beide Bedingungen können erforderlich sein. 14 zeigt eine detailliertere Ansicht einer hydraulischen Schaltung, wie sie in dem Rohrhandhabungsgerät 100 der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden könnte. Bei dieser Schaltung senkt die Bedienperson des Aufnahme- und Ablegegeräts 100 die Stabilisatorarme 210 unter Verwendung der Joysticksteuerung. Dann betätigt sie die Ausstoßzylinder 262, um das Rohr 50 vom Trog 400 zu den Hebehänden 626 in Ladebereitschaftsstellung auszustoßen. Von dort kann das Rohr 50 entfernt werden.
Ein neuartiges Verfahren zum Anliefern und Entfernen eines transportablen Aufnahme- und Ablegegeräts 100 ist hierin ebenfalls vorgesehen. Das vorliegende Gerät 100 ist leicht transportabel, weil es in der Lage ist, auf einem Tiefladeanhänger transportiert zu werden. Zur Durchführung der Anlieferungs- und Entfernungsoperationen ist der Tiefladeanhänger mit einem "Drehkranz" ausgestattet. Ein Drehkranz 180 umfasst eine sich vertikal über der Ladefläche des Anhängers erstreckende Welle und eine Mutter oder andere Spannvorrichtung, die auf der Welle aufgenommen wird. Die Spannvorrichtung ist ein großer radialer Körper mit einem Ausschnitt um einen Bogen von ca. 20°, wodurch eine Öffnung zur Aufnahme der Welle gelassen wird.
Ferner wird eine Winde 175 zum Drehen und Bewegen des Geräts 100 zu und von dem Laufsteg 190 eingesetzt. Die Winde 175 kann eine Winde mit einer Nennleistung von 8.000 Pfund sein, die geeignet ist, zu unterschiedlichen Stellen um den Anhänger 185 bewegt zu werden. Es versteht sich, dass Anhänger typischerweise Schlitze aufweisen, die in Abständen von zwei Fuß um den Umfang der Ladefläche angeordnet sind, um Befestigungsmittel und Werkzeuge aufzunehmen, wie z. B. eine transportable Winde.
15A ist eine schematische Draufsicht eines Geräts 100 der vorliegenden Erfindung, das auf einem Tiefladeanhänger 185 liegt, wie er von einem Lkw 182 gezogen werden könnte. Der Anhänger 185 ist angrenzend an den Laufsteg 190 einer Bohranlage 10 positioniert. Der Anhänger 185 mit dem darauf transportierten Gerät 100 ist im Wesentlichen lotrecht zum Laufsteg 190 positioniert.
15B ist eine schematische Draufsicht des Geräts 100 gemäß 15A. In dieser Ansicht ist das Gerät 100 in eine Position im Wesentlichen parallel zum Laufsteg 190 gedreht. Um dies zu bewerkstelligen, wird das Befestigungselement (nicht gezeigt) aus der Welle 180 einer Aufsattelanordnung gelöst. Dies entlässt das Gerät 100 aus der Aufsattelverbindung, lässt aber noch ein Verschwenken des Geräts 100 um die Welle 180 zu. Ein Drahtseil 195 (oder anderes Windenseil) wird aus dem Vorderende des Geräts 100 ausgefahren und um einen festen Teil 192 der V-Tür-Rampe 194 gewickelt. Das Drahtseil 195 wird dann von der Winde 175 gezogen, um das Gerät 100 zu drehen. Pfeil 197 veranschaulicht die Drehrichtung des Geräts 100.
15C veranschaulicht das Gerät 100 nach dem Bewegen in die Aufbaustellung. Dabei ist das Gerät 100 komplett aus der Drehkranzverbindung freigegeben. Das Drahtseil 195 ist dann durch die Winde 175 weitergezogen worden, um das Gerät 100 komplett auf den Laufsteg 190 zu ziehen. Pfeil 107' veranschaulicht die lineare Bewegung des Geräts 100 auf den Laufsteg 190.
16A ist eine schematische Draufsicht des Geräts 100 gemäß 15A. Das Gerät 100 hat die Rohr-Aufnahme- und -Ablegeoperationen abgeschlossen und ist nun bereit, von der Bohrstelle genommen zu werden. Dies bedeutet, dass sämtliche Bauteile des Geräts 100, wie z. B. die Rampe 500, in oder auf dem Gerüstbock 200 ineinandergesteckt sind. Zum Entfernen des Geräts 100 vom Laufsteg 190 wird die Winde 175 in der Längsebene des Geräts 100 in eine Seitenposition auf dem Anhänger 185 bewegt. Das Drahtseil 195 wird von der Winde 175 ab- und um einen Mittelpunkt des Geräts 100 gewickelt. Dann wird das Drahtseil 195 von der Winde 175 aufgenommen, um das Gerät 100 auf den Anhänger 185 zu ziehen.
16B präsentiert das Gerät 100 gemäß 16A, nachdem es auf den Anhänger 185 gezogen wurde. Das Gerät 100 steht senkrecht zum Anhänger 185 und muss gedreht werden, bevor es transportiert werden kann. Pfeil 107' deutet wieder die lineare Bewegung des Geräts 100 an.
16C ist eine schematische Draufsicht des Geräts 100 gemäß 16B mit umgestaltetem Windenseil 195. Dabei ist das Windenseil 195 nun am Vorderende des Geräts 100 verankert. Das Gerät 100 ist in Eingriff mit der Welle 180 des Drehkranzes, um einen Drehpunkt auf der Anhängerladefläche 185 zu bilden. Das Gerät 100 kann nun in die richtige Ausrichtung zum Transport auf dem Tiefladeanhänger 185 gedreht werden.
In 16D ist das Gerät 100 durch das Windenseil 195 gedreht worden, damit es zum Transport richtig auf dem Anhänger 185 positioniert ist. Pfeil 107 deutet die Drehbewegung des Geräts 100 an.
Obwohl das Vorstehende auf einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung erdacht werden, ohne von deren grundlegendem Schutzbereich abzuweichen, und deren Schutzbereich wird durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Rohrhandhabungsgerät zum Manipulieren von Rohranschlussteilen an einem Anlageaufstellungsort, wobei das Rohrhandhabungsgerät (100) umfasst: – einen Trog (400) zum Aufnehmen eines Rohranschlussteils (50); – einen Trogträger (300) zum Aufnehmen des Trogs (400), wobei der Trog (400) beweglich bezüglich des Trogträgers (300) gestaltet ist; – einen Gerüstbock (200) zum Aufnehmen des Trogträgers (300), wobei der Gerüstbock (200) ein erstes Ende (202) und ein zweites Ende (204) aufweist und der Trogträger (300) axial beweglich bezüglich des Gerüstbocks (200) und rotationsbeweglich bezüglich des Gerüstbocks (200) ausgebildet ist; – eine Rampe (500) mit einem unteren Ende (502) und einem oberen Ende (504), wobei die Rampe (500) schwenkbar an das erste Ende (202) des Gerüstbocks (200) angeschlossen ist; – einen hydraulisch betätigten Gerüstbock-Transportmechanismus (570) zum Transportieren des ersten Endes (202) des Gerüstbocks (200) zwischen dem oberen (504) und dem unteren Ende (502) der Rampe (500); – einen hydraulisch betätigten Trog-Transportmechanismus (310) zum verschiebbaren Bewegen des Trogs (400) axial entlang dem Trogträger (300); und – ein Hydrauliksteuersystem (700).
Rohrhandhabungsgerät nach Anspruch 1, worin der Gerüstbock (200) ferner mindestens zwei rohrtragende Arme (620, 630) zum Aufnehmen eines Rohranschlussteils (50) umfasst, wobei die rohrtragenden Arme (620, 630) auf einer Seite des Gerüstbocks (200) angeordnet sind; und die rohrtragenden Arme durch das Hydrauliksystem (700) betätigt werden.
Rohrhandhabungsgerät nach Anspruch 1, worin der Trog (400) ferner mindestens zwei Hubtische (250', 250'') umfasst, wobei die mindestens zwei Hubtische (250', 250'') aus einer ersten zurückgezogenen Stellung in eine zweite ausgefahrene Stellung bewegbar sind und die Hubtische (250', 250'') so gestaltet sind, dass sie in der zurückgezogenen Stellung ein Rohranschlussteil (50) aufnehmen und in der ausgefahrenen Stellung ein Rohranschlussteil (50) zu einer Seite des Rohrhandhabungsgerätes austreiben; und die mindestens zwei Hubtische (250', 250'') durch das Hydrauliksystem betätigt werden.
Rohrhandhabungsgerät nach Anspruch 1, worin der Trog (400) ferner mindestens vier Hubtische (250', 250'') innerhalb der konkaven Oberseite des Trogs (400) umfasst, wobei jeder der mindestens vier Hubtische (250', 250'') aus einer ersten zurückgezogenen Stellung in eine zweite ausgefahrene Stellung bewegbar ist, jeder der mindestens vier Hubtische (250', 250'') so gestaltet ist, dass er in der zurückgezogenen Stellung ein Rohranschlussteil (50) aufnimmt, mindestens zwei der Hubtische (250', 250'') so gestaltet sind, dass sie in der ausgefahrenen Stellung ein Rohranschlussteil (50) zu einer Seite des Rohrhandhabungsgerätes austreiben; mindestens zwei der Hubtische (250', 250'') so gestaltet sind, dass sie in der ausgefahrenen Stellung ein Rohranschlussteil (50) zu einer zweiten gegenüberliegenden Seite des Rohrhandhabungsgerätes (100) austreiben; und jeder der mindestens vier Hubtische (250', 250'') durch das Hydrauliksystem (700) betätigt wird.
Rohrhandhabungsgerät nach Anspruch 3, das ferner einen Trogträger-Transportmechanismus (310) zum Bewegen des Trogträgers (300) bezüglich des Gerüstbocks (200) umfasst.
Rohrhandhabungsgerät nach Anspruch 5, wobei das hydraulische Steuerungssystem (700) so gestaltet ist, dass die Betätigung des Trog-Transportmechanismus (410) und des Trogträger-Transportmechanismus (310) ausgesperrt ist, wenn das erste Ende des Gerüstbock-Transportmechanismus (570) entlang der Rampe (500) einen unmittelbar am unteren Ende (502) der Rampe gelegenen Punkt erreicht; und die Betätigung der mindestens zwei Hubtische (250', 250'') ausgesperrt ist, wenn das erste Ende des Gerüstbock-Transportmechanismus (570) entlang der Rampe einen unmittelbar am oberen Ende (504) der Rampe (500) gelegenen Punkt erreicht.
Rohrhandhabungsgerät nach Anspruch 1, das ferner einen drehbaren Schaft zum Lagern eines Endes des Gerüstbocks umfasst.
Rohrhandhabungsgerät nach Anspruch 7, das ferner eine Basis einschließt, wobei der drehbare Schaft eine Drehung des Gerüstbocks bezüglich der Basis erlaubt.
Verfahren zur Verbringung eines Köchers (50) zu einem Anlageboden (12), wobei das Verfahren umfasst: – Platzieren des Köchers (50) auf einem Rohrhandhabungsgerät (100), wobei das Gerät eine Rampe (500), einen Trog (400), einen Trogträger (300) und einen Gerüstbock (200) aufweist; – Bewegen des Gerüstbocks (200) entlang einer Oberfläche der Rampe (500), wobei der Gerüstbock (200) den Trog (400) und den Trogträger (300) beherbergt; – Bewegen des Trogs (400) und des Trogträgers (300) axial und drehend bezüglich des Gerüstbocks (200) bei gleichzeitiger Lagerung eines Endes des Gerüstbocks (200) mit einem drehbaren Schaft; und – Bewegen des Trogs (400) bezüglich des Trogträgers (300), um den Köcher zum Anlageboden (12) zu verbringen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Rohrbehandlungsgerät (100) ferner einen Trog-Transportmechanismus (410) zum verschiebbaren Bewegen des Trogs (400) axial entlang einer Oberseite des Trogträgers (300) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner die Fernsteuerung der Bewegung des Trogs (400) bezüglich des Trogträgers (300) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Rohrhandhabungsgerät ferner einen Trogträger-Transportmechanismus (310) zum Bewegen des Trogträgers (300) bezüglich einer Oberseite des Gerüstbocks (200) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Trogträger-Transportmechanismus (310) das Hochheben eines Endes des Trogträgers (300) über die Oberseite des Gerüstbocks (200) bewirkt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Rampe (500) aus mindestens drei Modulen (511) zum Vergrößern der Länge der Rampe (500) besteht.