EP0711377A1 - Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter - Google Patents

Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter

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EP0711377A1
EP0711377A1 EP94926150A EP94926150A EP0711377A1 EP 0711377 A1 EP0711377 A1 EP 0711377A1 EP 94926150 A EP94926150 A EP 94926150A EP 94926150 A EP94926150 A EP 94926150A EP 0711377 A1 EP0711377 A1 EP 0711377A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
clamping jaws
jaw clamp
housing
clamp
Prior art date
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Application number
EP94926150A
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German (de)
French (fr)
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EP0711377B1 (en
Inventor
Karl-Heinz Wittneben
Hans-Otto Plote
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NORDMEYER KG
Original Assignee
NORDMEYER KG
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Publication date
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Application filed by NORDMEYER KG filed Critical NORDMEYER KG
Publication of EP0711377A1 publication Critical patent/EP0711377A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0711377B1 publication Critical patent/EP0711377B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/10—Slips; Spiders ; Catching devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02—Rod or cable suspensions
    • E21B19/06—Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
    • E21B19/07—Slip-type elevators

Definitions

  • the invention relates to a jaw clamp for a mechanical rod lifter of ram or drill rods, with a cylindrical housing with an inner wall tapering downwards, with a plurality of axially displaceable clamping jaws which are supported on the inner wall and which have a drill rod string axially penetrating the jaw clamp can clamp and are connected.
  • Jaw clamps of this type are known for example from DE 89 04 040 Ul. They are used to grasp the rod during the pulling process when pulling the rod of a flat bore (examination hole, well drilling or the like). For this purpose, the clamping jaws rest with their inner lateral surface on the outer circumference of the drill pipe. The weight of the free-hanging rod pulls the jaws down along the conical inner wall of the housing, so that the wedge effect of the cone exerts a large radial force on the clamping jaws, which is sufficient to hold the rod strand.
  • the clamping takes place as described by the lifting force of a mechanical or hydraulic device (rod lifter) acting from below on the housing.
  • rod lifter When repositioning the rod lifter, the clamping jaws release from the drill pipe, slide down on the drill pipe and come into engagement with the drill pipe further down.
  • the clamping jaws known from the prior art have on their outer side, which is supported on the conical inner wall of the housing, bearing devices for supporting balls which are intended to provide support.
  • each individual clamping jaw is spherical on its outside in the area of the support on the conical inner wall.
  • the invention makes use of the finding that the properties of the balls, which are inherently automatic for the person skilled in the art and are obviously deemed necessary in DE 89 04 040 U1, namely being able to unroll, are not at all possible for the intended use .
  • the spherical shape can therefore perform the tasks in the jaw clamp very much better, since the one-piece design with the main part of the clamping jaw already gives it much greater stability, but the spherical shape with larger radii leads to a larger elliptical pattern of the clamping jaws on the inner wall.
  • the variability and compensability of different drill pipe diameters is given by corresponding axial displaceability within the housing.
  • the spherical shape allows a much larger rounding diameter to be achieved than is the case with separate support balls.
  • the jaw clamp known from the prior art creates the connection of the clamping jaws present in it by means of a common guide device which is formed by an annular plate. This plate is placed on the clamping jaws from above and the clamping jaws can be displaced radially relative to the guide device by means of elongated bolt guides.
  • the object of the invention is to find a simpler solution here.
  • clamping jaws are movably connected to one another in such a way that they form a ring which is open on one side and has an annular gap which is variable in size.
  • an articulated connection is made between two clamping jaws, the articulated connection being rotatable about axially parallel axes. It is particularly preferred if the articulated connection takes place via intermediate elements which are fastened to two adjacent clamping jaws so as to be rotatable about an axis parallel to the axis.
  • DE 30 39 836 AI discloses a downhole spider pliers in which, in the case of an otherwise stationary housing, an element can be folded away laterally in order to be able to take out a drill rod laterally.
  • this concept is not intended as a jaw clamp and would not be flexible enough or otherwise suitable for this.
  • the Jaw clamp according to the invention makes it possible to raise the 'use with its preferably three clamping jaws out of the housing upwards, there unfold, so as to release the Ge Kirstrang held between the jaws and to take out the insert laterally. It can then be replaced by another application or serviced there.
  • one or more, preferably two, of the axially parallel axes of rotation are provided with handles protruding from the housing.
  • these handles are automatically connected to the clamping jaws and enable the insert with the clamping jaws to be removed in a particularly user-friendly manner.
  • the handles can simply be inserted into the bores or other devices provided for the production of the axes.
  • An embodiment is particularly preferred in which two handles are arranged on the two clamping jaws adjacent to the annular gap.
  • An object of the invention over this disadvantage is to find a simpler solution here.
  • the housing is provided on its upper side with a pivotable collar which, in the closed state, projects beyond the inside wall to such an extent that the interconnected clamping jaws in the housing cannot pass through the remaining opening.
  • the collar can be loosened on one side by simply loosening the fastening screw and then pivoted away.
  • the collar itself can also be used as a handle.
  • An embodiment of a jaw clamp is particularly preferred which combines the crowning of each individual jaw with the annular gap which is variable in size and also has the collar which can be pivoted away.
  • This embodiment has proven to be very suitable and versatile in tests.
  • FIG. 1 shows an axially parallel, partially broken away section through a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic top view of FIG. 1.
  • a cylindrical housing 10 has a conically tapering inner wall 11 at the top and bottom, it has openings 12 and 13, respectively.
  • FIG. 1 An insert with three clamping jaws 20 is provided in the housing 10.
  • Fig. 1 two of these clamping jaws are in section, in Fig. 2 all three are shown recognizable from above.
  • Fig. 2 In the cylindrical housing they each occupy an angular range of slightly less than 120 °.
  • the clamping jaws On their inside, the clamping jaws have a free space that leaves the axial region of the housing 10 free, and on the inside is provided with ripple openings 21 that increase the friction. These free spaces of the three clamping jaws 20 complement one another to form a common cylindrical surface, which is able to hold the drill string (not shown). This drill string line runs vertically through FIG. 1 in the axial region of the housing 10.
  • the outside of the three clamping jaws 20 is spherical. This results in a support of this spherical outer surface 22 on the conically tapered inner wall 11 of the housing 10.
  • the spherical design can take place in such a way that this support runs in a circular manner at the same height of the entire housing 10, but it can also be designed in this way be that, in a first approximation, only punctiform supports of the spherical outer wall 22 on the inner wall 11 result, for example in the form of a three-point bearing of the three interconnected clamping jaws 20 in the housing 10.
  • the connection of the three clamping jaws to one another can best be seen in FIG. 2.
  • the middle of the three clamping jaws 20 is arranged there in the lower third of the housing 20; the two further jaws 20 are connected on the left and right.
  • Two intermediate elements 23 are connected in an articulated manner to the central clamping jaw 20, the joints being rotatable about axes parallel to the axis of the drill pipe or the housing 10.
  • the intermediate elements 23 are connected at their respective other ends to the other two jaws so as to be rotatable about axes parallel thereto, so that a total of all three jaws are each pivotably connected to one another.
  • handles 24 are also provided rigidly in the axis extension, on which the entire insert with the three jaws 20 can be raised and removed from the housing 10 .
  • the entire insert can also be displaced vertically or axially parallel, and the clamping jaws 20 can also execute radial movements through the joints.
  • a collar 30 is provided, in FIG. 2 in two parts. This collar 30 projects inward beyond the inner wall 11 of the housing 10, to the extent that it is able to retain the shape of the clamping jaws 20 as an insert in the housing 10. It therefore leaves an opening in area 12 free, which is smaller than the outer diameter of the three connected clamping jaws 20.
  • the collar 30 is fastened to the housing 10 by means of a joint 31.
  • the joint 31 allows a pivoting movement of the
  • Collar 30 about an axis parallel to the axis of the housing 10.
  • the collar is in two pieces; the two collar segments of the collar 30 can be pivoted about separate axes on the joints 31 and joined and held together by means of a magnet 32 on the side facing away from the joints.
  • the collar is made in one piece and encloses between about 180 and 280 ° of the entire circumference of the upper region 12 of the housing 10.
  • a joint 31 is provided, around which the collar 30 can be pivoted.
  • this one-piece design results in a semi-ring-shaped element which, when swung open, can also be used as a carrying handle.

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Abstract

A jaw clamp (20) for a mechanical or hydraulic rod lifter of ramming or drilling rods has a cylindrical housing (10) with a downwardly tapering inner wall (11). Several clamping jaws are supported on the inner wall (11) and are axially movable. They firmly clamp a set of rods passing axially through the jaw clamp and are joined together. The outside of each individual jaw clamp (20) is crowned in the supporting region on the conical inner wall (11).

Description

Backenklemme für einen mechanischen oder hydraulischen Stangenheber Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter
Die Erfindung betrifft eine Backenklemme für einen mechanischen Stan¬ genheber von Ramm- bzw.Bohrgestänge, mit einem zylindrischen Gehäuse mit einer sich nach unten konisch verjüngenden Innenwand, mit mehreren sich an der Innenwand abstützenden und axial verschiebbaren Klemmbacken, die einen axial die Backenklemme durchsetzenden Bohrgestängestrang festklemmen können und die miteinander verbunden sind.The invention relates to a jaw clamp for a mechanical rod lifter of ram or drill rods, with a cylindrical housing with an inner wall tapering downwards, with a plurality of axially displaceable clamping jaws which are supported on the inner wall and which have a drill rod string axially penetrating the jaw clamp can clamp and are connected.
Backenklemmen dieser Art sind beispielsweise aus der DE 89 04 040 Ul bekannt. Sie dienen dazu, beim Ziehen des Gestänges einer Flachbohrung (Untersuchuπgsbohrung, Brunnenbohrung oder dgl.) den Gestängestrang während des Ziehvorganges zu ergreifen. Hierzu legen sich die Klemm¬ backen mit ihrer inneren Mantelfläche am Außenumfang des Bohrgestänges an. Das Gewicht des freihängenden Gestänges zieht die Backen entlang der konischen Innenwand des Gehäuses nach unten, so daß durch die Keilwir¬ kung des Konus eine große radiale Kraft auf die Klemmbacken ausgeübt wird, welche ausreicht, den Gestängestrang zu halten. Bei im Boden gehaltenem Gestänge erfolgt die Klemmuπg wie beschrieben durch die von unten auf das Gehäuse wirkende Hubkraft einer mechanisch oder hydraulisch wirkenden Einrichtung (Stangenheber). Beim Nachsetzen des Stangenhebers lösen sich die Klemmbacken vom Bohrgestänge, rutschen am Bohrgestänge herab und kommen weiter unten am Bohrgestänge erneut mit diesem in Eingriff.Jaw clamps of this type are known for example from DE 89 04 040 Ul. They are used to grasp the rod during the pulling process when pulling the rod of a flat bore (examination hole, well drilling or the like). For this purpose, the clamping jaws rest with their inner lateral surface on the outer circumference of the drill pipe. The weight of the free-hanging rod pulls the jaws down along the conical inner wall of the housing, so that the wedge effect of the cone exerts a large radial force on the clamping jaws, which is sufficient to hold the rod strand. When the boom is held in the ground, the clamping takes place as described by the lifting force of a mechanical or hydraulic device (rod lifter) acting from below on the housing. When repositioning the rod lifter, the clamping jaws release from the drill pipe, slide down on the drill pipe and come into engagement with the drill pipe further down.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Klemmbacken besitzen auf ihrer Außenseite, die sich auf der konischen Innenwand des Gehäuses abstützt, Lagereinrichtungen für Stützkugeln, die für das Abstützen sorgen sollen.The clamping jaws known from the prior art have on their outer side, which is supported on the conical inner wall of the housing, bearing devices for supporting balls which are intended to provide support.
Dies ist relativ aufwendig, da hierzu die Klemmbacken mit entsprechenden Bohrungen versehen und auch die Stützkugeln in den Klemmbacken wiederum gehalten werden müssen. Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, hier eine einfachere Lösung zu finden.This is relatively complex since the clamping jaws have to be provided with corresponding bores and the supporting balls in turn have to be held in the clamping jaws. In contrast, the object of the invention is to find a simpler solution here.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede einzelne Klemm¬ backe auf ihrer Außenseite in dem Bereich der Abstützung auf der konischen Innenwand ballig ausgebildet ist.This object is achieved in that each individual clamping jaw is spherical on its outside in the area of the support on the conical inner wall.
Mit derartigen Klemmbacken wird das Problem automatisch gelöst. Jede einzelne Klemmbacke kann jetzt einteilig aus¬ geführt werden; bei ihrer Herstellung müssen nicht radial von außen Bohrungen vorgenommen und separate Stützkugeln vorgesehen werden. Das ballige Ausformen sorgt für eine sehr stabile Abstützung an der konischen Innenwand. Darüber hinaus hat die Praxis auch noch gezeigt, daß gerade durch die ballige Ausformung eine noch bessere Kräfteabtragung und eine wesentlich gleichmäßigere Belastung der Innenwand erfolgt, als die durch den Stand der Technik bekannten Stützkugeln, bei denen durch den kleinen Kugelradius bedingt hohe Herz'sche Pressungen auftreten. Durch diese und die gleichzeitig wirkenden Schubkräfte können die Kugeln selbst zerstört werden.The problem is automatically solved with such jaws. Each individual jaw can now be made in one piece; During their manufacture, holes do not have to be made radially from the outside and separate support balls have to be provided. The spherical shape ensures a very stable support on the conical inner wall. In addition, practice has also shown that the spherical shape results in an even better transfer of forces and a much more uniform load on the inner wall than the support balls known from the prior art, in which high Herz's pressures caused by the small ball radius occur. The balls themselves can be destroyed by this and the simultaneously acting thrust forces.
Die Erfindung macht dabei Gebrauch von der Feststellung, daß die an sich für den Fachmann sich automatisch ergebenden und auch im DE 89 04 040 Ul offenbar für erforderlich gehal¬ tene Eigenschaften der Kugeln, nämlich Abrollen zu können, bei dem beabsichtigten Verwendungszweck gar nicht möglich ist. Die ballige Ausformung kann daher die Aufgaben in der Backenklemme sehr viel besser ausführen, da ihr bereits die Einteiligkeit mit dem Hauptteil der Klemmbacke eine wesentlich größere Stabilität verleiht, die Balligkeit mit größeren Radien jedoch zu einem größeren elliptischen Tragbild der Klemmbacken an der Innenwand führt. Dadurch ist die Variabilität und Ausgleichbarkeit unterschiedlicher Bohrgestängedurchmesser durch entsprechende axiale Verschieb¬ barkeit innerhalb des Gehäuses gegeben. Hinzu kommt noch, daß durch die ballige Ausformung ein wesentlich größerer Rundungsdurchmesser erzielbar ist, als dies mit separaten Stützkugeln der Fall ist.The invention makes use of the finding that the properties of the balls, which are inherently automatic for the person skilled in the art and are obviously deemed necessary in DE 89 04 040 U1, namely being able to unroll, are not at all possible for the intended use . The spherical shape can therefore perform the tasks in the jaw clamp very much better, since the one-piece design with the main part of the clamping jaw already gives it much greater stability, but the spherical shape with larger radii leads to a larger elliptical pattern of the clamping jaws on the inner wall. As a result, the variability and compensability of different drill pipe diameters is given by corresponding axial displaceability within the housing. In addition, the spherical shape allows a much larger rounding diameter to be achieved than is the case with separate support balls.
Die aus dem Stand der Technik bekannte Backenklemme schafft die Verbindung der in ihr vorhandenen Klemmbacken durch eine gemeinsame Führungsvorrichtung, die von einer kreisring¬ förmigen Platte gebildet wird. Diese Platte ist von oben auf die Klemmbacken aufgelegt und mittels Bolzen- Langlochfüh¬ rungen sind die Klemmbacken radial relativ zur Führungsvor¬ richtung verschiebbar.The jaw clamp known from the prior art creates the connection of the clamping jaws present in it by means of a common guide device which is formed by an annular plate. This plate is placed on the clamping jaws from above and the clamping jaws can be displaced radially relative to the guide device by means of elongated bolt guides.
Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß die Backenklemme nicht während des Betriebs ausgetauscht oder gewartet werden kann. Sie müßte nämlich jedesmal komplett mit Klemmbacken nach oben über das oberste Ende des Bohrgestänges herausgeho¬ ben werden .This construction has the disadvantage that the jaw clamp cannot be replaced or serviced during operation. It would have to be lifted out completely with the jaws up over the top end of the drill pipe.
Aufgabe der Erfindung auch gegenüber diesem Nachteil ist, hier eine einfachere Lösung zu finden.Against this disadvantage, the object of the invention is to find a simpler solution here.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Klemmbacken beweglich so miteinander verbunden sind, daß sie einen einseitig offenen Ring mit einem in seiner Größe variierbaren Ringspalt bilden.This object is achieved in that the clamping jaws are movably connected to one another in such a way that they form a ring which is open on one side and has an annular gap which is variable in size.
Eine derartige Konstruktion ist auf einfache Weise in der Lage, die Aufgabe zu lösen. Die einzelnen Klemmbacken, vorzugsweise drei, sind paarweise miteinander verbunden, jedoch so, daß die entstehende Reihe sich nicht schließt.Such a construction is able to solve the task in a simple manner. The individual jaws, preferably three, are connected in pairs, but so that the resulting row does not close.
Vorzugsweise geschieht dies dadurch, daß eine gelenkige Verbindung je zweier Klemmbacken erfolgt, wobei die gelenkige Verbindung um achsparallele Achsen drehbar ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die gelenkige Verbindung über Zwischenelemente erfolgt, welche an je zwei benachbarten Klemmbacken um eine achsparallele Achse drehbar befestigt sind .This is preferably done in that an articulated connection is made between two clamping jaws, the articulated connection being rotatable about axially parallel axes. It is particularly preferred if the articulated connection takes place via intermediate elements which are fastened to two adjacent clamping jaws so as to be rotatable about an axis parallel to the axis.
Im anderen Zusammenhang ist aus der DE 30 39 836 AI eine Bohrloch- Spiderzange bekannt, bei der bei einem im übrigen feststehenden Gehäuse ein Element seitlich wegklappbar ist, um ein Bohrgestänge seitlich herausnehmen zu können. Diese Konzeption ist jedoch nicht als Backenklemme gedacht und wäre hierfür auch weder flexibel genug noch sonst geeignet .In a different context, DE 30 39 836 AI discloses a downhole spider pliers in which, in the case of an otherwise stationary housing, an element can be folded away laterally in order to be able to take out a drill rod laterally. However, this concept is not intended as a jaw clamp and would not be flexible enough or otherwise suitable for this.
Die erfindungsgemäße Backenklemme ermöglicht es, den' Einsatz mit seinen vorzugsweise drei Klemmbacken aus dem Gehäuse nach oben anzuheben, dort aufzuklappen, so den zwischen den Klemmbacken gehaltenen Gehängestrang freizugeben und den Einsatz seitlich herauszunehmen. Er kann dann dort durch einen anderen Einsatz ersetzt oder gewartet werden.The Jaw clamp according to the invention makes it possible to raise the 'use with its preferably three clamping jaws out of the housing upwards, there unfold, so as to release the Gehängestrang held between the jaws and to take out the insert laterally. It can then be replaced by another application or serviced there.
Auf einfachste Weise wird so eine ebenso zuverlässige Füh¬ rungseinrichtung geschaffen, bei der die Klemmbacken selbst gemeinsam gegebenenfalls mit Zwischenelementen die Führuπgs- einrichtung bilden, ohne daß eine geschlossene derartige Einrichtung vorgesehen werden muß.In the simplest way, an equally reliable guide device is thus created, in which the clamping jaws themselves form the guide device, possibly together with intermediate elements, without a closed device of this type having to be provided.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn ein oder mehrere, vorzugsweise zwei, der achsparallelen Drehachsen mit aus dem Gehäuse herausragenden Handgriffen versehen sind.It is particularly preferred if one or more, preferably two, of the axially parallel axes of rotation are provided with handles protruding from the housing.
Diese Handgriffe sind dadurch automatisch mit den Klemm¬ backen verbunden und ermöglichen ein besonders bedienungs- freuπdliches Herausnehmen des Einsatzes mit den Klemmbacken. Zudem können die Handgriffe einfach in die für das Herstellen der Achsen vorgesehenen Bohrungen oder sonstigen Einrichtun¬ gen eingesetzt werden. Dabei ist insbesondere eine Ausführungsform bevorzugt, bei der zwei Handgriffe an den beiden dem Ringspalt benach¬ barten Klemmbacken angeordnet sind.As a result, these handles are automatically connected to the clamping jaws and enable the insert with the clamping jaws to be removed in a particularly user-friendly manner. In addition, the handles can simply be inserted into the bores or other devices provided for the production of the axes. An embodiment is particularly preferred in which two handles are arranged on the two clamping jaws adjacent to the annular gap.
Mit diesen beiden Handgriffen kann nicht nur der Einsatz mit den Klemmbacken herausgenommen, sondern automatisch auch gleich um die gelenkigen achsparallelen Achsen gedreht und so die Klemmbacken auseinandergeklappt werden. Ohne größeren manuellen Aufwand sind dadurc sämtliche Arbeitsgän¬ ge in praktisch einem Schritt gleichzeitig zu bewältigen.With these two handles, not only can the insert with the clamping jaws be removed, but it can also be automatically rotated around the articulated axially parallel axes and the clamping jaws can be opened out. Without major manual effort, all work processes can be accomplished simultaneously in practically one step.
Aus der DE 89 04 04 Ul bekannt ist eine geschlossene Bauweise des Gehäuses, die einer Demontage, Reinigung und Wartung erhebliche Hindernisse in den Weg legt.From DE 89 04 04 Ul a closed construction of the housing is known which places considerable obstacles in the way of disassembly, cleaning and maintenance.
Aus der gleichen Druckschrift bekannt ist auch, die Backen¬ klemme mit einem an seiner Oberseite offenen Gehäuse auszu¬ bilden. Dies hat den Nachteil, daß die Klemmbacken im Inneren des Gehäuses entweder nicht sicher aufgenommen sind oder kompliziert gehalten werden müssen, und daß die Klemmbacken und das Gehäuse immer seperat getragen (transportiert) werden müssen.It is also known from the same publication to design the jaw clamp with a housing which is open on its upper side. This has the disadvantage that the jaws in the interior of the housing are either not securely received or have to be kept complicated, and that the jaws and the housing must always be carried (transported) separately.
Eine Aufgabe der Erfindung gegenüber diesem Nachteil ist es, hier eine einfachere Lösung zu finden.An object of the invention over this disadvantage is to find a simpler solution here.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gehäuse an seiner Oberseite mit einem wegschwenkbaren Kragen versehen ist, der im geschlossenen Zustand die Innenwand nach Innen soweit überragt, daß die in dem Gehäuse befindlichen miteinander verbundenen Klemmbacken die verbleibende Öffnung nicht passieren können.This object is achieved in that the housing is provided on its upper side with a pivotable collar which, in the closed state, projects beyond the inside wall to such an extent that the interconnected clamping jaws in the housing cannot pass through the remaining opening.
Mit einer derartigen Konstruktion wird auf einfachste Weise die Aufgabe gelöst. Im weggeschwenkten Zustand ermöglicht der Kragen das Einsetzen und Herausnehmen des Einsatzes mit den Klemmbacken, die Reinigung, Wartung und den Aus¬ tausch, während er im zugeschwenkten Zustand ein Heraus¬ rutschen der Klemmbacken nach oben verhindert.With such a construction, the task is solved in the simplest way. Allows in the swung away state the collar inserting and removing the insert with the jaws, cleaning, maintenance and replacement, while in the swiveled-in state it prevents the jaws from sliding upwards.
Dies führt zu dem Vorteil, daß mit Handgriffen, insbesondere den oben erwähnten Handgriffen, die an den Klemmbacken befestigt sind, automatisch auch die komplette Backenklemme samt Einsatz von einem Benutzer transportiert werden kann, der an diesen Handgriffen angreift. Diese stützen sich dann nämlich an dem zugeschwenkten Kragen ab und halten so auch das Gehäuse.This leads to the advantage that, with handles, in particular the handles mentioned above, which are attached to the clamping jaws, the entire jaw clamp including the insert can automatically be transported by a user who engages these handles. These are then supported on the swung-in collar and thus also hold the housing.
Während des Transportes kann durch einfaches Lösen der Befestigungsschraube der Kragen einseitig gelockert und dann weggeschwenkt werden.During transport, the collar can be loosened on one side by simply loosening the fastening screw and then pivoted away.
Bei geeigneter, stabiler Ausbildung des Kragens und seiner Schwenkachse am Gehäuse kann auch der Kragen selbst als Tragegriff genutzt werden.With a suitable, stable design of the collar and its pivot axis on the housing, the collar itself can also be used as a handle.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform einer Backen¬ klemme, die die Balligkeit jeder einzelnen Klemmbacke kombi¬ niert mit dem in seiner Größe variierbaren Ringspalt und außerdem auch den wegschwenkbaren Kragen besitzt.An embodiment of a jaw clamp is particularly preferred which combines the crowning of each individual jaw with the annular gap which is variable in size and also has the collar which can be pivoted away.
Diese Ausführungsform hat sich in Versuchen als sehr geeig¬ net und vielseitig verwendbar herausgestellt. This embodiment has proven to be very suitable and versatile in tests.
Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbei¬ spiel der Erfindung näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen achsparallelen durch die Achse gehenden, teil¬ weise weggebrochenen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;1 shows an axially parallel, partially broken away section through a preferred embodiment of the invention;
Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf Fig. 1.FIG. 2 shows a schematic top view of FIG. 1.
Ein zylindrisches Gehäuse 10 besitzt eine konisch sich nach unten verjüngende Innenwand 11. Oben und unten besitzt es Öffnungen 12 bzw. 13.A cylindrical housing 10 has a conically tapering inner wall 11 at the top and bottom, it has openings 12 and 13, respectively.
In dem Gehäuse 10 ist ein Einsatz mit drei Klemmbacken 20 vorgesehen. In Fig. 1 sind zwei dieser Klemmbacken im Schnitt, in Fig. 2 sind alle drei von oben erkennbar darge¬ stellt. In dem zylindrischen Gehäuse nehmen sie jeweils einen Winkelbereich von etwas unter 120° ein.An insert with three clamping jaws 20 is provided in the housing 10. In Fig. 1 two of these clamping jaws are in section, in Fig. 2 all three are shown recognizable from above. In the cylindrical housing they each occupy an angular range of slightly less than 120 °.
Die Klemmbacken weisen auf ihrer Innenseite einen den axialen Bereich des Gehäuses 10 freilassenden, innen mit die Reibung erhöhenden Riffeluπgen 21 versehenen Frεiraum auf. Diese Freiräume der drei Klemmbacken 20 ergänzen sich zu einer gemeinsamen Zylindermantelfläche, die den Bohrgestängestrang (nicht dargestellt) festzuhalten vermag. Dieser Bohrgestänge¬ strang verläuft im Achsbereich des Gehäuses 10 vertikal durch die Fig. 1.On their inside, the clamping jaws have a free space that leaves the axial region of the housing 10 free, and on the inside is provided with ripple openings 21 that increase the friction. These free spaces of the three clamping jaws 20 complement one another to form a common cylindrical surface, which is able to hold the drill string (not shown). This drill string line runs vertically through FIG. 1 in the axial region of the housing 10.
Die Außenseite der drei Klemmbacken 20 ist ballig ausgebil¬ det. Dadurch entsteht eine Abstützung dieser balligen Außen¬ fläche 22 auf der konisch verjüngten Innenwand 11 des Gehäu¬ ses 10. Die ballige Ausbildung kann so erfolgen, daß diese Abstützung kreisringförmig in der gleichen Höhe des gesamten Gehäuses 10 verläuft, sie kann aber auch so ausgebildet sein, daß sich in erster Näherung nur jeweils punktförmige Abstützungen der balligen Außenwand 22 auf der Innenwand 11 ergeben, etwa in Form einer Dreipunktlagerung der drei miteinander verbundenen Klemmbacken 20 im Gehäuse 10.The outside of the three clamping jaws 20 is spherical. This results in a support of this spherical outer surface 22 on the conically tapered inner wall 11 of the housing 10. The spherical design can take place in such a way that this support runs in a circular manner at the same height of the entire housing 10, but it can also be designed in this way be that, in a first approximation, only punctiform supports of the spherical outer wall 22 on the inner wall 11 result, for example in the form of a three-point bearing of the three interconnected clamping jaws 20 in the housing 10.
Die Verbindung der drei Klemmbacken miteinander ist in der Fig. 2 am besten zu erkennen. Die mittlere der drei Klemmbacken 20 ist dort unten im unteren Drittel des Gehäuses 20 angeordnet; die beiden weiteren Klemmbacken 20 schließen sich links bzw. rechts an. Zwei Zwischenelemente 23 sind mit der mittleren Klemmbacke 20 gelenkig verbunden, wobei die Gelenke um zur Achse des Bohrgestänges bzw. des Gehäuses 10 paralle Achsen drehbar sind.The connection of the three clamping jaws to one another can best be seen in FIG. 2. The middle of the three clamping jaws 20 is arranged there in the lower third of the housing 20; the two further jaws 20 are connected on the left and right. Two intermediate elements 23 are connected in an articulated manner to the central clamping jaw 20, the joints being rotatable about axes parallel to the axis of the drill pipe or the housing 10.
Die Zwischenelemente 23 sind mit ihrem jeweils anderen Ende ebenso um hierzu parallele Achsen drehbar mit den beiden weiteren Klemmbacken verbunden, so daß sich insgesamt alle drei Klemmbacken in jeweils schwenkbarer Verbindung miteinander befinden.The intermediate elements 23 are connected at their respective other ends to the other two jaws so as to be rotatable about axes parallel thereto, so that a total of all three jaws are each pivotably connected to one another.
Dabei sind in den beiden äußeren Klemmbacken 20 in den Schwenkachsen, an denen die Zwischenelemente 23 angelenkt sind, zugleich auch starr in AchsVerlängerung Handgriffe 24 vorgesehen, an denen der gesamte Einsatz mit den drei Klemmbacken 20 angehoben und aus dem Gehäuse 10 herausgenom¬ men werden kann .In the two outer jaws 20 in the pivot axes to which the intermediate elements 23 are articulated, handles 24 are also provided rigidly in the axis extension, on which the entire insert with the three jaws 20 can be raised and removed from the housing 10 .
Der gesamte Einsatz ist darüber hinaus auch vertikal bzw. achsparallel verschiebbar und durch die Gelenke können die Klemmbacken 20 auch jeweils radiale Bewegungen ausführen.In addition, the entire insert can also be displaced vertically or axially parallel, and the clamping jaws 20 can also execute radial movements through the joints.
Weiter ist ein Kragen 30 vorgesehen, in Fig. 2 in zweiteili¬ ger Form. Dieser Kragen 30 überragt die Innenwand 11 des Gehäuses 10 nach innen, und zwar soweit, daß er die Klemm- backen 20 in ihrer Form als Einsatz im Gehäuse 10 zurückzu¬ halten vermag. Er läßt also eine Öffnung im Bereich 12 frei, die kleiner ist, als der Außendurchmesser der drei zusammenhängenden Klemmbacken 20.Furthermore, a collar 30 is provided, in FIG. 2 in two parts. This collar 30 projects inward beyond the inner wall 11 of the housing 10, to the extent that it is able to retain the shape of the clamping jaws 20 as an insert in the housing 10. It therefore leaves an opening in area 12 free, which is smaller than the outer diameter of the three connected clamping jaws 20.
Der Kragen 30 ist mittels eines Gelenks 31 am Gehäuse 10 befestigt. Das Gelenk 31 erlaubt eine Schwenkbewegung desThe collar 30 is fastened to the housing 10 by means of a joint 31. The joint 31 allows a pivoting movement of the
Kragens 30 um eine zur Achse des Gehäuses 10 parallele Achse .Collar 30 about an axis parallel to the axis of the housing 10.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Kragen zweistückig; die beiden Kragensegmente des Kragens 30 können um jeweils separate Achsen an den Gelenken 31 geschwenkt und mittels eines Magneten 32 auf der den Gelenken abgewandten Seite zusammengefügt und zusammengehalten werden.In the embodiment shown in Fig. 2, the collar is in two pieces; the two collar segments of the collar 30 can be pivoted about separate axes on the joints 31 and joined and held together by means of a magnet 32 on the side facing away from the joints.
Eine nicht dargestellte Ausführungsform besteht darin, daß der Kragen einstückig ausgeführt ist und zwischen etwa 180 und 280° des gesamten Kreisumfanges des oberen Bereiches 12 des Gehäuses 10 umschließt. Auch in diesem Falle ist ein Gelenk 31 vorgesehen, um das der Kragen 30 schwenk- bar ist. Auf der anderen Seite des dann einstückigen Kragens 30 ist dieser mittels eines beispielsweise Flügelschrauben¬ verschlusses am Gehäuse 10 festlegbar. Insbesondere durch diese einstückige Ausbildung entsteht ein halbringförmiges Element, das im aufgeschwenkten Zustand zugleich als Trage¬ griff benutzbar ist. An embodiment, not shown, is that the collar is made in one piece and encloses between about 180 and 280 ° of the entire circumference of the upper region 12 of the housing 10. In this case too, a joint 31 is provided, around which the collar 30 can be pivoted. On the other side of the then one-piece collar 30, it can be fixed on the housing 10 by means of, for example, a wing screw closure. In particular, this one-piece design results in a semi-ring-shaped element which, when swung open, can also be used as a carrying handle.

Claims

1. Backenklemme für einen mechanischen oder hydraulischen Stangenheber von Ramm- bzw. Bohrgestänge, mit einem zylindrischen Gehäuse mit einer sich nach unten konisch verjüngenden Innenwand, mit mehreren sich an der Innenwand abstützenden und axial verschiebbaren Klemmbacken, die einen axial die Backenklemme durchsetzenden Gestängestrang festklemmen können und die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Klemmbacke (20) auf ihrer Außenseite in dem Bereich der Abstützung auf der konischen Innenwand (11) ballig ausgebildet ist.1.Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter for ramming or drilling rods, with a cylindrical housing with an inner wall tapering downwards, with several axially displaceable clamping jaws which are supported on the inner wall and which can clamp a rod string axially penetrating the jaw clamp and which are connected to one another, characterized in that each individual clamping jaw (20) is spherical on its outside in the region of the support on the conical inner wall (11).
2. Backenklemme für einen mechanischen oder hydraulischen Stangenheber von Ramm- bzw. Bohrgestänge, mit einem zylindrischen Gehäuse mit einer sich nach unten konisch verjüngenden Innenwand, mit mehreren sich an der Innenwand abstützenden und axial verschiebbaren Klemmbacken, die einen axial die Backenklemme durchsetzenden Gestängestrang festklemmen können und die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (20) beweglich so miteinander verbun¬ den sind, daß sie einen einseitig offenen R ng mit einem in seiner Größe variierbaren Ringspalt bilden.2.Jaw clamp for a mechanical or hydraulic rod lifter for ramming or drilling rods, with a cylindrical housing with an inner wall that tapers downwards, with several axially displaceable clamping jaws that are supported on the inner wall and can clamp a rod string that axially penetrates the jaw clamp and which are connected to one another, characterized in that the clamping jaws (20) are movably connected to one another in such a way that they form a ring open on one side with an annular gap of variable size.
3, Backenklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (20) paarweise gelenkig verbunden sind .3, jaw clamp according to claim 2, characterized in that the clamping jaws (20) are articulated in pairs.
4. Backenklemme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (20) paarweise um achsparallele Achsen drehbar miteinander verbunden sind. 4. Jaw clamp according to claim 3, characterized in that the clamping jaws (20) are rotatably connected in pairs to one another about axially parallel axes.
5. Backenklemme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenelemente (22) vorgesehen sind, die an je' zwei benachbarten Klemmbacken (20) um achsparallele Achsen drehbar befestigt sind.5. Jaw clamp according to claim 4, characterized in that intermediate elements (22) are provided which are rotatably attached to ' two adjacent jaws (20) about axially parallel axes.
6. Backenklemme nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere, vorzugsweise zwei, der achsparalle- len Drehachsen mit aus dem Gehäuse herausragenden Hand¬ griffen (24) versehen sind.6. Clamp according to claim 4 or 5, characterized in that one or more, preferably two, of the axis-parallel axes of rotation are provided with handles (24) projecting from the housing.
7. Backenklemme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Handgriffe (24) an den beiden dem Ringspalt benachbarten Klemmbacken (20) angeordnet sind.7. jaw clamp according to claim 6, characterized in that two handles (24) on the two adjacent the annular gap jaws (20) are arranged.
8. Backenklemme für einen mechanischen Stangenheber von Bohrgestänge, mit einemzylindrischen Gehäuse mit einer sich nach unten konisch verjüngenden Innenwand, mit mehreren sich an der Innenwand abstützenden und axial verschiebbaren Klemmbacken, die einen axial die Backen¬ klemme durchsetzenden Bohrgestängestrang festklemmen können und die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) an seiner Oberseite (12) mit einem wegschwenkbaren Kragen (30) versehen ist, der im geschlos¬ senen Zustand die Innenwand (11) nach Innen soweit über¬ ragt, daß die in dem Gehäuse (10) befindlichen miteinander verbundenen Klemmbacken (20) die verbleibende Öffnung nicht passieren können. 8. jaw clamp for a mechanical rod lifter of drill rods, with a cylindrical housing with an inner wall that tapers downwards conically, with a plurality of axially displaceable clamping jaws that are supported on the inner wall and that can clamp a drill rod string axially passing through the jaw clamp and that are connected to one another , characterized in that the housing (10) is provided on its upper side (12) with a swivel-away collar (30) which, in the closed state, projects inwards beyond the inner wall (11) to such an extent that the inside of the housing ( 10) interconnected clamping jaws (20) cannot pass through the remaining opening.
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