DE816837C

DE816837C - Swiveling drilling rig

Info

Publication number: DE816837C
Application number: DEM5611A
Authority: DE
Inventors: Cecil Jenkins; Homer Joseph Woolslayer
Original assignee: Lee C Moore Corp
Current assignee: Lee C Moore Corp
Priority date: 1944-01-10
Filing date: 1950-08-17
Publication date: 1951-10-15

Description

Hochschwenkbares Bohrgerüst Die Erfindung betrifft Bohrgerüste oder -türme für die Erschließung von Erdölvorkommen, die aus fertigen Konstruktionsteilen am Boden liegend montiert und dann in die Betriebslage hochgeschwenkt werden.Swivel-up drilling rig The invention relates to drilling rigs or -Towers for the development of oil deposits made from finished construction parts mounted lying on the floor and then swiveled up into the operating position.

In der amerikanischen Patentschrift 2 332 479 sind einige der Vorteile aufgezählt, die sich daraus ergeben, daß die hinteren oder oberen Stützen eines liegenden Bohrgerüstes an einer Grundplatte gelenkig befestigt werden, bevor das Gerüst hochgeschwenkt wird, anstatt die vorderen oder unteren Stützen an der Grundplatte in Schwenklagern zu befestigen, wie es -bisher üblich war. In der genannten Patentschrift wird gezeigt, wie diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß das Auflager für die hinteren Stützen durch ein gabelförmiges Untergestell erhöht wird. In vielen Fällen ist es jedoch zweckmäßiger, ein derartiges Bohrgerüst ohne ein Untergestell zu verwenden; die sich daraus ergebende erfinderische Aufgabe ist aber bisher noch nicht befriedigend gelöst worden, weil in jedem Fall die Fußenden der oberen Stützen bei niedergelegtem Gerüst entsprechend hoch über der Grundplatte liegen würden.In US Patent 2,332,479 are some of the advantages enumerated, which result from the fact that the rear or upper supports of a lying drilling rig can be articulated to a base plate before the The scaffolding is swiveled up instead of the front or lower supports on the base plate to be fixed in swivel bearings, as it was usual up to now. In the patent mentioned shows how this task can be achieved in that the support for the rear supports are raised by a fork-shaped base. In many In some cases, however, it is more appropriate to have such a drill rig without an underframe to use; the inventive task resulting therefrom is still up to now not been solved satisfactorily, because in each case the foot ends of the upper supports with the scaffolding laid down would be correspondingly high above the base plate.

Gegenstand der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu entwickeln, um ein Bohrgerüst derart aus der Ruhelage aufzurichten, daß die (in der Ruhelage) oberen Stützen an einem tiefliegenden Fundament schwenkbar befestigt sind, und daß zum Hochschwenken des Gerüstes kein allzu großer Arbeitsaufwand erforderlich ist, ferner daß nur ein verhältnismäßig kleiner und leichter Hebebock benutzt werden kann, und daß der neben dem Gerüst aufgestellte Hebebock keiner zu starken Zug- und Druckbeanspruchung ausgesetzt ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Gerüstkonstruktion, welche das Aufrichten des Gerüstes nach dem neuen Verfahren ermöglichen soll. Erfindungsgemäß besitzt das Bohrgerüst vordere und hintere Doppelstützen, die fest oder starr miteinander verbunden sind, wobei das eine Stützenpaar ein wesentliches Stück oberhalb des anderen endet. Mit den Enden der kürzeren Stützen Sind zur Verlängerung noch Stützhebel derart verbunden, daß dieselben während des Hebens und Senkens des Gerüstes beiseite geschwenkt oder vorübergehend abgenommen werden können, um den Vorgang nicht zu behindern. Das Gerüst wird auf dem Boden liegend zusammengebaut, wobei die Fußenden des kürzeren Stützenpaares auf der auch das Windwerk tragenden Grundplatte aufliegen: Der obere Teil des Gerüstes wird dann hochgeschwenkt, um das Gerüst in die senkrechte Lage über den auf der Grundplatte befindlichen Auflagern zu bringen, bis die Fußenden der längeren Doppelstütze auf die Grundplatte heruntergesenkt sind. Diese Stützen werden dann gelenkig mit der Grundplatte verbunden, worauf das Gerüstoberteil weiter hochgeschwenkt wird, um die kurzen Stützen der Gerüstvorderseite von der Grundplatte abzuheben und so das Gerüst in die senkrechte Betriebslage zu bringen. Darauf werden die zur Verlängerung dienenden Stützhebel in ihre endgültige Lage gebracht und an der Grundplatte befestigt, so daß das Gerüst standfest aufgestellt ist. Anderseits können die zur Verlängerung der vorderen kurzen Doppelstütze dienenden Stützhebel auch weggelassen werden; in diesem Fall kann das aufgerichtete Bohrgerüst durch Spannseile oder andere zweckmäßige Mittel in seiner Lage gehalten werden.The object of the invention is therefore to develop a method in order to erect a drilling rig from the rest position in such a way that the (in the rest position) upper supports are pivotally attached to a deep foundation, and that no too much work is required to swivel up the scaffolding, also that only a relatively small and lighter jack can be used and that the jack placed next to the scaffolding does not have too much tension and is subjected to compressive stress. Another object of the invention is a scaffolding structure that allows the scaffolding to be erected using the new method should enable. According to the invention, the drill rig has front and rear double supports that are firmly or rigidly connected to one another, wherein one pair of supports ends a substantial distance above the other. With the Ends of the shorter supports Are support levers connected in such a way that they can be extended that the same swiveled aside or during the raising and lowering of the scaffolding can be temporarily removed so as not to interfere with the process. The scaffolding is assembled lying on the ground with the foot ends of the shorter pair of supports on the base plate that also supports the winch: the upper part of the frame is then swiveled up to put the scaffolding in the vertical position over the on the Bring the supports located on the base plate until the foot ends of the longer double support are lowered onto the base plate. These supports are then articulated with connected to the base plate, whereupon the upper part of the scaffolding is swiveled up further, to lift the short supports on the front of the scaffolding off the base plate and so on to bring the scaffolding into the vertical operating position. Then they become an extension the supporting lever is brought into its final position and attached to the base plate, so that the scaffolding is stable. On the other hand, the extension the support lever used for the front short double support can also be omitted; in In this case, the erected drilling rig can be expedient by means of tension ropes or other Funds are held in place.

Während das Gerüst um sein auf der Grundplatte abgestütztes Ende ,hochgeschwenkt wird, wird das längere obere Stützenpaar vorzugsweise gleichzeitig auf die Grundplatte heruntergedrückt, um das Hochschwenken zu erleichtern. Das kann mittels eines Hebebocks erfolgen, dessen hintere Beine mit der Grundplatte und dessen vordere -Beine mit den Fußenden der längeren, oberen Gerüststützen gelenkig verbunden sind. Ein an einem Windwerk angehängtes Kabel läuft über den Scheitelpunkt des Hebebocks zur Gerüstspitze und von da im Innern. des Gerüstes zu dem Scheitelpunkt des Hebebocks, an dem das Kabelende befestigt ist. Wenn nun das Kabel von der Winde eingeholt wird, zieht es nicht nur die Gerüstspitze in die Höhe, sondern drückt auch den Hebebock und dadurch die mit den frei schwingenden Beinen des Hebebocks gelenkig verbundenen Fußenden der oberen Gerüststützen in Richtung auf die Grundplatte herunter.While the frame is pivoted up around its end supported on the base plate the longer upper pair of supports is preferably placed on the base plate at the same time pushed down to make it easier to swing up. This can be done using a jack take place, its rear legs with the base plate and its front legs with the foot ends of the longer, upper scaffold supports are articulated. One on Cable attached to a winch runs over the vertex of the jack to the Scaffolding point and from there inside. of the scaffolding to the vertex of the jack, to which the cable end is attached. Now when the cable is hauled in by the winch, it not only pulls the top of the scaffold up, but also pushes the jack and thereby the articulated with the freely swinging legs of the jack Foot ends of the upper scaffold supports down in the direction of the base plate.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht des auf dem Boden liegenden Bohrgerüstes, Fig. 2 eine Seitenansicht des halbaufgerichteten Gerüstes, Fig.3 eine Seitenansicht des Gerüstes in Betriebslage, Fig.4 eine Draufsicht auf das Gerüstunterteil bei niedergelegtem Gerüst, in vergrößertem Maßstab, und Fig.5 eine Teilansicht der Rückseite des Gerüstes.A preferred embodiment of the invention is shown in the drawing shown; namely Fig. i shows a side view of the lying on the floor Drilling frame, Fig. 2 is a side view of the semi-erected frame, Fig. 3 is a Side view of the scaffolding in the operating position, FIG. 4 a plan view of the lower part of the scaffolding with the framework laid down, on an enlarged scale, and FIG. 5 is a partial view of the Back of the scaffolding.

Das Bohrgerüst wird auf dem Boden aus den Konstruktionsteilen 1, 2 und 3 zusammengesetzt. Gemäß der Beschreibung soll das Gerüst mit seiner Vorderseite nach unten liegend montiert werden; dasselbe kann aber auch geschehen, wenn die Rückseite auf dem Boden liegt. Die beiden stationären vorderen Stützen 4 sind wesentlich kürzer als die stationären oberen oder hinteren Gerüststutzen 5. Vorzugsweise sind zwei zur Verlängerung dienende Stützhebel 6 allseitig drehbar mit den Fußenden der vorderen Stützen verbunden, welche in Lagerpfannen 7 auf dem vorderen Ende einer Grundplatte 8 ruhen, wobei das ganze Oberteil des Gerüstes vor der Grundplatte auf dem Boden liegt. Die zur Verlängerung dienenden Stützhebel 6 können auf der Grundplatte liegen oder an die hinteren Stützen hochgeschwenkt und vorübergehend ' daran befestigt sein. Selbstverständlich können die Stützhebel 6, falls erwünscht, zu diesem Zeitpunkt auch von den vorderen Stützen gelöst sein. Zwischen dem hinteren Ende der Grundplatte und dem Auflager der hinteren Stützen ist die Trommel io eines Windwerks montiert, über der ein Hebebock mit vorderen, i i, und hinteren, 12, Beinen in Spreizstellung aufgerichtet ist; durch eine Querstange 13 werden die gelenkig verbundenen Beinpaare oben zusammengehalten, wie Fig. 4 und 5 zeigen. Am Fußende sind die hinteren Beine des Hebebocks an Lagerböcken 14 hinter der Winde io auf der Grundplatte befestigt.The drilling rig is made from construction parts 1, 2 on the ground and 3 composed. According to the description, the scaffold should with its front can be installed lying down; but the same can also happen if the Back lies on the floor. The two stationary front supports 4 are essential shorter than the stationary top or rear scaffold nozzles 5. Preferably two supporting levers 6 used for extension, rotatable in all directions with the foot ends of the connected front supports, which in bearing pans 7 on the front end of a Base plate 8 rest, with the whole upper part of the scaffolding in front of the base plate lying on the ground. The support lever 6 used for the extension can be on the base plate lying or pivoted up to the rear supports and temporarily attached to them be. Of course, the support lever 6, if desired, at this point in time also be detached from the front supports. Between the rear end of the base plate and the support of the rear supports is the drum of a winch installed, above the a jack with front, i i, and rear, 12, legs in a spread position is erect; by means of a crossbar 13, the articulated pairs of legs held together at the top, as shown in FIGS. 4 and 5. The back legs are at the foot end of the lifting jack attached to bearing blocks 14 behind the winch io on the base plate.

Wie Fig. i zeigt, läuft das Zugseil 17 des Kabelsystems von dem Windwerk aufwärts über eine auf der Querstange 13 sitzende Seilrolle 18 zu einer oben auf der Rückseite des Gerüstes befestigten Rolle i9 und dann in der üblichen Weise über einen im Gerüst hängenden Seilblock 20 und wieder aufwärts zu dem Kronenblock 21. Das Zugseil braucht jedoch nicht mit dem Windwerk io verbunden zu sein oder über den Ilebehock geführt zu werden, sondern es kann auch von einer besonderen Winde, die hinter der Grundplatte- angeordnet wird, betätigt werden, oder es kann von dem Windwerk io unmittelbar zu der Rolle icg führen.As FIG. I shows, the pull rope 17 of the cable system runs from the winch upwards via a rope pulley 18 seated on the crossbar 13 to one on top the back of the scaffolding attached roll i9 and then over in the usual way a rope block 20 hanging in the scaffolding and back up to the crown block 21. However, the pull rope does not need to be connected to the winch io or via the Ilebehock to be guided, but it can also be carried out by a special winch, which is arranged behind the base plate, or it can be operated by the Windwerk io lead directly to the role icg.

Um das Gerüst aufzurichten, wird an den Flaschenzug vorübergehend eine Seilschlinge 25 angehängt, welche unter den ini Gerüstangebrachten Rollen 26 zu der Querstalige 13 des Hebebocks führt, an der die Seilenden befestigt sind. Wenn das Windwerk io das Zugseil 17 einholt, wird die Seilschlinge in das Gerüst hochgezogen. Hauptsächlich durch die Hubwirkung der Seilschlinge wird das Oberteil des Gerüstes aufwärts geschwenkt, während das Unterteil infolge der Abstützung des Gerüstes in den Lagerpfannen 7 auf der Grundplatte abwärts geschwenkt wird. Gleichzeitig wird der Hebebock durch den von der Seilschlinge auf dessen Scheitelpunkt ausgeübten Zug vorwärts geschwenkt, wodurch die vorderen Beine des Hebebocks die Fußenden der hinteren Gerüststützen abwärts drücken, bis diese, wie in Fig. 2 gezeigt, auf die Grundplatte auftreffen. Das gleichzeitige Niederdrücken der hinteren Stützen und Anheben des Gerüstoberteiles verringert die unter anderen Umständen erforderliche Hubkraft für das llochschwenken des Gerüstes aus seiner Ruhelage. Die Lagerpfannen 7 verhindern dabei, daß das Gerüst während des ersten Teiles der Hubbewegung auf der Grundplatte nach hinten wegrutscht.In order to erect the scaffolding, the pulley system is used temporarily a rope loop 25 is attached, which is attached under the rollers 26 leads to the cross bar 13 of the jack to which the rope ends are attached. When the winch io catches up with the pull rope 17, the rope loop is in the scaffolding pulled up. The upper part is mainly due to the lifting action of the rope loop of the scaffolding pivoted upwards, while the lower part as a result of the support of the Scaffolding in the bearing pans 7 is pivoted downward on the base plate. Simultaneously the jack is exerted by the rope sling on its apex Train pivoted forward, making the front legs of the jack stand the foot ends of the rear scaffold supports press downwards until it, as shown in Fig. 2, impinge on the base plate. The simultaneous depression of the rear Supporting and lifting the upper part of the scaffolding reduces that under other circumstances Required lifting force for pivoting the scaffold through the holes from its rest position. The bearing pans 7 prevent the frame during the first part of the Lifting movement on the base plate slips backwards.

Sobald die hinteren Stützen die Grundplatte berühren, werden ihre Fußenden ifi Lagerböcken 27 drehbar befestigt, wie Fig. 2 zeigt. Es ist zu beachten, daß die Seilschlinge und das Zugseil in dieseln nugenblick in eine für das Hochschwenken des Gerüstes günstigere Lage als vor dem Beginn des Anhebens desselben gekommen sind. Ein weiteres Einholen des Zugseiles bewirkt ein Hochschwenken des Gerüstes um die Schwenklager 27 und ein Anheben der Vorderseite des Gerüstes,von den Lagerpfannen 7 in die in Fig. 2 Strichpunk. tierte Stellung. Auf diese Weise wird das Gerüst Weiter bis in seine senkrechte Betriebslage hochgeschwenkt. Anschließend werden die zur Verlängerung der hinteren Stützen dienenden Stützhebel 6 nach vorn und außen geschwenkt und an Lagerböcken 28 abnehmbar auf der Grundplatte befestigt, wie aus Fig. 3 und ,4 zu ersehen ist. Die Stützen halten das Gerüst in seiner Betriebslage, bis es zum Weitertransport an eine andere Bohrstelle wieder zusammengelegt werden muß. Um das Gerüst niederzulegen, braucht der oben beschriebene Vorgang nur in umgekehrter Reihenfolge wiederholt zu werden. Zuerst werden die Verlängerungsstützen 6 von der Grundplatte gelöst und zurückgeschwenkt, worauf das Gerüst mittels des "Zugseiles und der Seilschlinge in die in Fig. 2 gezeigte Lage gesenkt wird, in welcher die Enden der stationären vorderen Stützen in den Lagerpfannen 7 ruhen. Dann werden die hinteren Gerüststützen von den Lagerböcken 27 gelöst, worauf das Gerüst in seine lZuhelage niedergelegt werden kann.As soon as the rear supports touch the base plate, theirs become Foot ends ifi bearing blocks 27 are rotatably attached, as FIG. 2 shows. It should be noted that the rope loop and the pull rope in an instant in one for swiveling up the scaffolding has come to a more favorable position than before the start of the lifting of the same are. A further hauling in of the pull rope causes the scaffold to pivot upwards around the pivot bearings 27 and lifting the front of the scaffolding off the bearing pans 7 into the dashed line in FIG. 2. tied position. This is how the scaffolding becomes Swiveled up further into its vertical operating position. Then be serving to extend the rear supports 6 forwards and outwards pivoted and attached to bearing blocks 28 removably on the base plate, as from 3 and 4 can be seen. The supports hold the scaffolding in its operating position, until it is put together again for further transport to another drilling site got to. To put down the scaffolding, the process described above only needs to be reversed Order to be repeated. First, the extension supports 6 are from the The base plate is released and swiveled back, whereupon the scaffolding is lifted by means of the "pull rope and the rope loop is lowered into the position shown in Fig. 2, in which the Ends of the stationary front supports in the bearing cups 7 rest. Then will the rear scaffold supports released from the bearing blocks 27, whereupon the scaffold in his lSupplement can be deposited.

Falls das Gerüst entgegen der Darstellung in Fig. i mit seiner Oberseite auf dem Boden liegen sollte, müßten die hinteren Stützen kürzer als die vorderen gemacht und mit Verlängerungsstützen versehen werden; das Heben und Senken des Gerüstes würde sich aber in derselben Weise, wie oben beschrieben, vollziehen.If, contrary to the illustration in FIG should lie on the floor, the rear supports should be shorter than the front made and provided with extension supports; raising and lowering the scaffolding but would take place in the same way as described above.

Verglichen mit dem bisher üblichen Verfahren, ein solches Bohrgerüst hochzuschwenken und niederzulegen, bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß ein niedrigerer Hebebock ohne eine übermäßige Belastung des Zugseiles und der Seilschlinge verwendet werden kann. Außerdem unterliegt der Hebebock während des Anhel>ens des Gerüstes aus seiner Ruhelage keiner so starken Zug- und Druckbeanspruchung; infolgedessen kann ein leichterer Hebebock benutzt werden, was zur Verringerung der Kosten führt und den Transport des Gerüstes erleichtert.Compared to the previously usual method, such a drill rig swiveling up and laying down, the method according to the invention offers the advantage of that a lower jack without excessive stress on the pull rope and the Rope sling can be used. In addition, the jack is subject to Relief of the framework from its rest position is not subject to such strong tensile and compressive loads; as a result, a lighter jack can be used, resulting in a reduction which leads to costs and facilitates the transport of the scaffolding.

Das hiermit beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel verwirklicht eine besonders zweckmäßige Lösung des erfinderischen Gedankens; die Erfindung umfaßt jedoch auch alle anderen Ausführungsarten, die in dem durch die Ansprüche und durch die Beschreibung gegebenen Rahmen liegen.The embodiment described here and shown in the drawing realizes a particularly expedient solution to the inventive concept; the However, the invention also includes all other embodiments that are in the by Claims and the scope given by the description.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A method for swiveling up a drilling rig on a base plate, one of which is a pair of supports is significantly shorter than the other, characterized in that the frame lying with the shorter pair of supports on the ground is first erected until the foot ends of the longer (upper) pair of supports on the Reach the base plate, and that the longer ends of the supports are then detachably attached to the base plate, whereupon the scaffolding is swiveled up completely into the operating position while lifting the lower supports from the base plate and is fixed in this position.

2. Method for swiveling up a drilling rig on a base plate according to claim i, characterized in that when it is first attached of the scaffolding at the same time on the foot ends of the longer supports above (5) a compressive force is exerted until the foot ends reach the base plate.

3. A method for swiveling up a drilling rig according to claims i and 2, thereby characterized in that the shorter, in the rest position below the supports (4) of the Scaffolding with the upper ends of supporting levers (6) serving for extension on all sides are rotatably connected, pivoted aside and while lifting the scaffold in the operating position of the scaffolding, their lower ends can be removed from the base plate be attached.

4. Swivel-up drilling rig according to the method according to the claims i to 3, with stationary front and rear pairs of supports, characterized that the lower pair of supports lying on the ground in the rest position is much shorter than the upper one, and characterized by holding devices (27) on the base plate for the longer rear supports (5) as well as removable links (6) on the front supports (4) to support the scaffolding in an upright position, also by Means to swivel up the scaffolding from the rest to the operating position.

5. Swiveling Drilling rig according to claim .4, characterized in that the for swiveling up the Scaffolding device used at the same time serves by one on the foot ends the longer supports (5) exerted pressure to lift the top of the scaffolding until the foot ends of these supports in their holding devices (27) on the base plate have arrived.

6. Swivel-up drilling rig according to claims 4 and 5, thereby characterized in that at the ends of the shorter supports (4) support levers (6) on all sides are rotatably attached, which after swiveling up the scaffolding detachably attached in its operating position in holding devices (28) on the base plate will.

7. Swivel-up drilling rig according to claims 4 to 6, characterized in that a jack consisting of two spreadable pairs of legs is attached with its rear legs (12) articulated on the base plate (at 14) behind a winch (io) and with its front legs (ii ) is articulated to the foot ends (at 15) of the rear scaffold supports (5), further characterized by a lifting device consisting of a winch (io) and a pull rope (i7), which from the winch over the vertex (i8) of the jack and a rope pulley (r9) mounted in the uppermost part of the frame and a rope block (20) hanging in the frame leads to the crown block (2i), so that the frame through a one hand on the rope block (20) and on the other hand at the apex (1 8) of the Lifting jack attached pull rope (25) can be swiveled up from the rest position. B. Swiveling drilling rig according to claims 4 to 7, characterized in that bearing pans (7) are provided on the front of the base plate, which are used to support the frame resting on its short front supports (4) during the lifting from the rest position up to the point in time serve where the foot ends (i5) of the upper supports (5) have entered the holding devices (27) on the base plate.