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Die Erfindung befaßt sich mit einer Anordnung zur
Handhabung von Bohrstangen oder dergleichen in einer
Gesteinsbohreinheit oder dergleichen, wobei die Anordnung eine
Trenneinrichtung aufweist, welche entlang eines
Aufgabeauslegers einer Bohrmaschine verschiebbar ist, und wobei die
Trenneinrichtung eine Öffnung für die Bohrstange und
wenigstens ein Einspannelement zum unbeweglichen Festhalten der
Bohrstange in Längsrichtung bezüglich der Trenneinrichtung
wenigstens während des Trennens einer Gewindeverbindung
aufweist.
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Bei Gesteinsbohreinheiten und bei Bohreinheiten, welche auf
ähnliche Weise arbeiten, müssen Bohrgestängerohre und
Stangen miteinander mit Hilfe einer Gewindeverbindung fest
verbunden werden, und eine derartige Anordnung wird zum Bohren
von Öffnungen eingesetzt welche tiefer als die Länge des
Aufgabeauslegers der Einheiten ist. Es ist ziemlich
umständlich und schwierig, schwere Bohrstangen und zugeordnete
Bohrgestängerohre sowie Bohrstangen, welche mit Gehäusen
versehen sind, und insbesondere zum Erdbohren eingesetzt
werden, zu handhaben und darüber hinaus werden hierfür viele
Arbeitskräfte benötigt. Damit die Stangen und Rohre
überhaupt manuell gehandhabt werden können, sind die
Bohrstangen und / oder Bohrgestängerohre relativ kurz bemessen,
so daß sie ein möglichst geringes Gewicht haben. Ferner
werden zum Trennen von Gewindeverbindungen einer Bohrausrüstung
Lösungen eingesetzt, welche ein Haltebackenpaar auf einer
Seite der zu trennenden Verbindung und eine
Trenneinrichtung auf der anderen Seite aufweisen, welche mit Backen
versehen ist, mittels welchen das Rohr oder die Bohrstange
eingespannt werden, wobei die Backen auf beiden Seiten der
Verbindung die Stange einspannen und die obere Stange mit
Hilfe der Trenneinrichtung derart gedreht wird, daß die
Verbindung gelöst wird. Eine derartige Lösung ist
beispielsweise aus GB 1 309 399 bekannt, wobei eine Trenneinrichtung
vorgesehen ist, welche in Richtung des Aufgabeauslegers der
Bohreinheit beweglich ist. Bei dieser Trenneinrichtung
werden feste Backen und drehbare Trennbacken zu einer stationären
Einheit vereinigt. Bei der Lösung gemäß der vorstehend
beschriebenen Veröffentlichung sollen die Bohrgestängerohre
und/oder-Stangen entweder manuell zu der Bohrposition
angehoben werden oder sie werden auf einem gesonderten Gestell
parallel zum Aufgabeausleger angeordnet, um zu ermöglichen,
daß diese zur Bohrachse bewegt werden können, wenn dies
erforderlich ist. Hierbei sind zusätzliche Arbeiten
erforderlich und das Bohren nimmt beträchtlich mehr Zeit in
Anspruch, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß das
Gestell, welches mit dem Aufgabeausleger transportierbar
ist, ein begrenztes Fassungsvermögen hat und wieder
beschickt werden muß.
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Bei Lösungen mit keiner drehbaren Backenkonstruktion zum
Trennen müssen die Verbindungen mit Hilfe von gesonderten
Keilen und anderen Handwerkszeugen getrennt werden, was
schwer und beschwerlich ist und häufig zu gefährlichen
Situationen führt. Darüber hinaus wird eine Rohr- oder
Stangenanordnung leicht beschädigt, wenn die Teile auf diese
Weise voneinander getrennt werden, da diese häufig mit
einem Hammer oder einem ähnlichen Werkzeug dieser Art
beaufschlagt werden müssen, um die Verbindung zu lösen und ein
manuelles Trennen insgesamt zu ermöglichen.
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine solche Anordnung zum
Handhaben einer Bohranlage bereitzustellen, welche
ermöglicht, daß Bohrgestängerohre und/oder -Stangen leicht und
mit geringer Arbeitskraft an Ort und Stelle zum Bohren
angeordnet werden können und daß diese leicht jeweils
voneinander gelöst werden können, wobei es bei dieser
Anordnung nicht erforderlich ist, Bohrstangen und/oder
Gestängerohre in einer Kassette bereitzuhalten, welche zusammen
mit dem Aufgabeausleger beweglich ist. Eine notwendige
Anzahl dieser Teile kann auf einfache Weise bereitgehalten
werden. Nach der Erfindung wird dies auf eine solche Weise
ermöglicht, daß die Trenneinrichtung drehbar um eine Achse
quer zur Längsachse des Aufgabeauslegers derart angebracht
ist, daß eine Bohrstange oder dergleichen in eine Öffnung
der Trenneinrichtung oder aus dieser heraus in einer
Richtung quer zum Aufgabeausleger bringbar ist, und daß
wenigstens ein Einspannelement der Trenneinrichtung derart
beaufschlagt werden kann, daß die Bohrstange festgehalten
wird, wenn die Trenneinrichtung in Quereinrichtung zum
Aufgabeausleger gedreht wird.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß die
Trenneinrichtung mit den Backen derart angeordnet und
ausgelegt ist, daß die Bohrstange oder dergleichen
festgehalten wird und um die Achse derselben drehbar angebracht
wird, so daß die Trenneinrichtung um eine Achse quer zur
Bohrachse drehbar ist, wodurch die Trenneinrichtung quer
zur Bohrrichtung gedreht werden kann und die Bohrstange
oder dergleichen beispielsweise entlang eines Rolltisches
zwischen den Backen der Trenneinrichtung gedrückt werden
kann und daß anschließend die Bohrstange oder dergleichen
mit Hilfe der Backen an der Trenneinrichtung eingespannt
ist und daß die Trenneinrichtung entlang des
Aufgabeauslegers zu dem hinteren Teil der Bohrstange bis zu einer
gewünschten Stelle bewegbar ist und daß dann anschließend oder
gleichzeitig mit der Verschiebung und der Drehbewegung
parallel zum Aufgabeausleger eine Verlängerung der
vorangehenden Stange erstellt wird und diese anschließend an dieser
festgemacht werden kann und dann das Bohren fortgesetzt
werden kann. Wenn andererseits die Bohreinrichtung zu lösen
ist, wird die Trenneinrichtung an der Bohrstange festgelegt
und kann nach dem Trennen der Verbindung an die Bohrstange in
Richtung quer zum Aufgabeausleger gedreht werden und dann
aus der Trenneinrichtung herausgezogen werden. Gemäß dieser
Lösung nach der Erfindung kann die Bohrstange vollständig
mechanisch ohne Arbeitskraft zur Ausführung dieser
Schwerarbeiten gehandhabt werden, und dann läßt sich die
einzusetzende Stangenlänge bei jedem speziellen Fall derart
wählen, daß man das Bohren in zweckmäßiger Weise ausführen
kann und daß die Bohreinheit derart ausgelegt ist, daß man
nicht das begrenzte Tragvermögen eines Menschen zu
berücksichtigen braucht. Die Verbindungs- und Trennzeiten, die
zur Verlängerung und zum Trennen der Bohranlage benötigt
werden, lassen sich verkürzen, und zusätzlich läßt sich der
gesamte Trennvorgang auf eine solche Weise vornehmen, daß
immer die gewünschte Verbindung getrennt wird. In der
Anmeldung und den Ansprüchen bedeutet der Begriff Bohrstange
oder dergleichen Bohrstangen, Bohrgestängerohre, Bohrstangen,
die mit Gehäusen versehen sind und alle stangenähnliche oder
rohrähnliche Komponenten, welche zu einem solchen Zweck
eingesetzt werden. Ein Beispiel der Erfindung wird detailliert
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben,
in welcher gilt:
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Figur 1 zeigt schematisch eine Anlage in einer
Bohreinheit, welche zum Bohren mit einem Gehäuse
bestimmt ist,
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Fig. 2 zeigt die Anlage nach Fig. 1 in
detaillierterer Form,
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Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer
Trenneinrichtung der Anlage nach der
Erfindung, und
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Fig. 4a-4c zeigen schematisch die Art und Weise, mit der
eine Bohrstange oder dergleichen mit einer
voranstehend angegebenen Bohranlage verbunden
wird.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Bohrträger 1, welcher mit
einem Aufgabeausleger 3 versehen ist, welcher fest mit einem
Gestänge 2 verbunden ist. Die Konstruktion und die
Arbeitsweise hiervon sind allgemein bekannt und brauchen daher
nicht detailliert erläutert zu werden. Auf dem
Aufgabeausleger 3 ist eine Bohrmaschine 4 vorgesehen, welche in
Längsrichtung bezüglich des Aufgabeauslegers beweglich ist, und
vor der Bohrmaschine befindet sich ein Drehantriebsmotor 5.
Am vorderen Ende des Aufgabeauslegers sind eine
Bohrstahlzentriereinrichtung und ein Halter 6 vorgesehen, und zwischen
diesen und dem sich drehenden Motor 5 ist eine
Trenneinrichtung 7 angeordnet, welche entlang des Aufgabeauslegers 3
bewegbar ist.
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Bei der Auslegung nach Fig. 1 handelt es sich um eine
Erdbohranlage, welche Bohrstangen 9 aufweist, welche mit
Gehäusen 8 versehen sind. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung
sind ein erstes Rohr 8a und eine Stange 9a mit Hilfe eines
Halters 6 festgehalten, und ein zweites Rohr 8b, in dessen
Innerem sich eine weitere, unsichtbare Stange befindet,
wird von der Trenneinrichtung 7 getragen. Ein Bohrschaft 10
der Bohrmaschine 4 geht durch einen rohrähnlichen Schaft
des sich drehenden Motors 5 und dann läßt sich der
Bohrschaft an der Bohrstange 9 und der Schaft des sich
drehenden Motors mit dem Rohr 8 Zeweils verbinden.
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Fig. 2 zeigt den Halter 6 und die Trenneinrichtung 7 in
näherer Darstellung. Diese sind in einer Anordnung
dargestellt, wenn eine Verbindung zwischen zwei Rohren 8a und 8b
unmittelbar getrennt wurde. Der Halter weist zwei
Hydraulikzylinder 11a und 11b auf, an deren Kolben auf an sich
bekannte Weise nicht gezeigte Klemmbacken angebracht sind.
Wenn die Zylinder 11a und 11b mit einem Druckfluid versorgt
werden, spannen die Backen das Rohr 8a ein und verhindern,
daß sich dieses bezüglich des Halters 6 sowohl in
Drehrichtung als auch in axialer Richtung bewegt. Die
Trenneinrichtung 7 weist Druckzylinder 12a und 12b auf, welche mit
Klemmbacken jeweils versehen sind, und wenn Druckfluid in die
Druckzylinder eingeleitet wird, läßt sich das zweite Rohr 8b
unbeweglich bezüglich der Backen der Trenneinrichtung
anordnen. Die Trenneinrichtung 7 weist ferner einen
Trennzylinder 13 auf, und wenn man Druckfluid in diesen
Trennzylinder einleitet, können die Druckzylinder 12a und 12b
sowie das Rohr 8 um ihre Achse gedreht werden. Beim Trennen
der Verbindung werden die Druckzylinder 11a, 11b und 12a,
12b jeweils sowohl vom Halter 6 als auch von der
Trenneinrichtung 7 derart angeordnet, daß sie die zugeordneten
Rohre 8a und 8b jeweils mit einer Druckkraft auf
unterschiedlichen Seiten der Gewindeverbindung beaufschlagen.
Anschließend wird Druckfluid in den Trennzylinder der
Trenneinrichtung 7 eingeleitet, wodurch die Druckzylinder 12a
und 12b und mit diesen das Rohr 8b in Drehung bezüglich
des Rohrs 8a versetzt werden und hierdurch die
Gewindeverbindung gelöst bzw. getrennt wird. Anschließend kann der
Rest der Gewindeverbindung mit Hilfe des sich drehenden
Motors 5 aufgeschraubt werden.
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Fig. 3 zeigt die Trenneinrichtung 7 insbesondere in einer
Schnittansicht in verdeutlichterer Form. Die Druckzylinder
12a und 12b weisen Klemmbacken auf, von denen eine Backe
14a zu ersehen ist, welche an dem Druckzylinder 12a
angebracht ist. Im Mittelteil der Trenneinrichtung ist eine
Öffnung 15 vorgesehen, durch die die Rohre 8 in die
Trenneinrichtung hineingeschoben werden können. Die
Trenneinrichtung weist ferner einen Hilfskörper 16 auf, welcher um
die Achse der Öffnung 15 drehbeweglich angeordnet ist, und
auf diesem Hilfskörper sind die Druckzylinder 12a und 12b
mit Hilfe von Gelenken 17a und 17b jeweils angebracht. Der
Trennzylinder 13 ist an dem Hilfskörper 16 mit Hilfe eines
Gelenks 18 angebracht, und sein Kolben 19 ist wiederum mit
Hilfe eines Gelenks 20 an dem Körper 21 der Trenneinrichtung
7 angebracht. Ferner ist der Körper 21 mit Hilfe einer
Gelenkachsverbindung 23 drehbar um eine Achse quer zur Achse
der Öffnung 15 und somit auch zu den Rohren 8 und den
Bohrstangen 9 auf einem Bohrwagen 22 angeordnet, welcher
entlang des Aufgabeauslegers 3 bewegbar ist. Die
Trenneinrichtung
7 kann daher in einer solchen Weise gedreht
werden, daß die Achse der Öffnung 5 parallel zu den Achsen
des Aufgabeauslegers 3 und dann auch zu den
Bohrgestängerohren 8 und den Bohrstangen 9 während des Bohrens ist,
während die Trenneinrichtung in Querrichtung zur Achse des
Aufgabeauslegers angeordnet ist, wenn Rohre angebracht oder
abgenommen werden sollen.
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Die Fig. 4a bis 4c zeigen schematisch die Art und Weise,
mit der ein neues Bohrrohr zur Fortsetzung der Bohrung
angebracht wird. In Fig. 4a wird die Trenneinrichtung 7 quer
zum Aufgabeausleger 3 gedreht, und dann kann das Rohr 8b
vorzugsweise auf einem Tisch 24, welcher mit Rollen
versehen ist, in die Öffnung 5 der Trenneinrichtung 7
eingeschoben werden. Anschließend werden die Druckzylinder 12a und
12b derart angeordnet, daß das Rohr 8b mit einer Druckkraft
beaufschlagt wird und dieses entlang des Aufgabeauslegers
3 in Richtung zu der Bohrmaschine 4 bewegt wird.
Gleichzeitig wird die Trenneinrichtung 7 um die Gelenkachse 23
gedreht, wodurch erreicht wird, daß das Rohr 8b parallel
zu dem Aufgabeausleger 3 gedreht wird. Wenn das Rohr 8b
sich an einer geeigneten Stelle in Längsrichtung des
Aufgabeauslegers 3 und parallel zu diesem befindet, wird es
mit Hilfe der Trenneinrichtung 7 bewegt, um mit dem
vorangehenden Rohr 8a fest verbunden zu werden. Die Klemmbacken
12a und 12b werden geöffnet und das Rohr wird mit Hilfe
des sich drehenden Motors 5 und der an sich bekannten
Bohrmaschine 4 aufgeschraubt. Wenn Bohrgestängerohre getrennt
werden sollen, wird der Arbeitsablauf in umgekehrter
Reihenfolge ausgeführt, aber zuerst werden die
Gewindeverbindungen auf die voranstehend beschriebene Weise getrennt.
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Die vorstehende Beschreibung und die beiliegenden
Zeichnungen beschreiben nur einige von möglichen bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung und die Erfindung ist hierauf
nicht beschränkt. Die Ausbildung und die Arbeitsweise der
Trenneinrichtung kann von irgendeiner an sich bekannten
Lösung Gebrauch machen, wenn nur das Rohr oder dergleichen
um die Längsachse mit Hilfe der angegebenen
Trenneinrichtung gedreht werden kann und diese um die Achse quer zur
Längsrichtung des Aufgabeauslegers drehbar vorgesehen ist.
An Stelle eines manuellen Drehens der Trenneinrichtung um
die Querachse kann eine Lösung eingesetzt werden, gemäß der
die Trenneinrichtung mit Hilfe einer Antriebseinheit, wie
eines Hydraulikzylinders oder dergleichen gedreht wird,
wobei insbesondere das Trennen und Drehen des Rohrs oder
dergleichen sicherer wird und weniger Arbeitskraft
erforderlich sind. Die Erfindung kann als solche zum Einsatz
kommen, wenn lediglich Rohre oder Stangen gehandhabt
werden sollen, und auch wenn Stangen mit Gehäuse gehandhabt
werden sollen. Ferner können die Backen, welche drehfest
vorgesehen sind, entweder stationär angebracht werden oder
sie können beispielsweise in Längsrichtung des
Aufgabeauslegers beweglich angebracht sein.