EP1108110A2 - Drilling device and method for drilling a well - Google Patents

Drilling device and method for drilling a well

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Publication number
EP1108110A2
EP1108110A2 EP99952442A EP99952442A EP1108110A2 EP 1108110 A2 EP1108110 A2 EP 1108110A2 EP 99952442 A EP99952442 A EP 99952442A EP 99952442 A EP99952442 A EP 99952442A EP 1108110 A2 EP1108110 A2 EP 1108110A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drilling
linkage
power
support device
rod
Prior art date
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Granted
Application number
EP99952442A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1108110B1 (en
Inventor
Thorsten Dirks
Johannes Moss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THORSTEN DIRKS
Original Assignee
Bentec Drilling and Oilfield Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bentec Drilling and Oilfield Systems GmbH filed Critical Bentec Drilling and Oilfield Systems GmbH
Publication of EP1108110A2 publication Critical patent/EP1108110A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1108110B1 publication Critical patent/EP1108110B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • E21B19/20—Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts

Definitions

  • the invention relates to a drilling device for a drilling rig or a drilling rig, which can be used for exploration and production drilling, in particular on hydrocarbon deposits.
  • This drilling device can be used both onshore and offshore.
  • this invention relates to a method for sinking such a bore.
  • Modern drilling rigs consist of a multitude of components, such as a lift (Drawworks), a power screwing device (Iron roughneck), a working platform (Rig floor), a pipe handling system (Pipe handler), a pipe storage (Pipe rack), a crown block with a block and a top drive, a pipe ramp and a catwalk for the drill pipe, as well as various auxiliary devices for handling.
  • the object of this invention is to propose a drilling device, a drilling system and a method with which decisive cost savings in terms of logistics and personnel costs can be achieved.
  • the object of the invention is achieved according to the invention by claims 1, 16, 21, 25 and 26. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
  • the drilling device according to the invention consists of a carrying device, on or in which a power rotary head which can be displaced axially to the longitudinal axis of the carrying device, a multifunctional gripper, which can be moved perpendicular to the carrying device and guides and grips the drill pipe, the carrying device itself being rigid, preferably pivotable and / or is rotatably mounted.
  • An intermediate piece (27) or a slewing ring (9) is connected to the carrying device (1).
  • the advantages achieved with the invention consist in particular in that a drilling device is created which is exceptionally space-saving and the linkage can act independently.
  • the turntable connected to the support device or the intermediate piece advantageously absorbs the forces acting on the support device.
  • an elevator is arranged under the power turret and the handling unit, which serves to lift the boom from the vertical position.
  • the power turret is arranged on a receiving frame, which is connected to the lifting mechanism, for example, by means of a rope, which can also be reeved several times.
  • the receiving frame is moved for example by means of guide rollers in a linear guide parallel to the longitudinal axis of the support device.
  • the linear guide can be connected to the carrying device both outside and inside.
  • the power turret is designed to be displaceable with the mounting frame in a linear guide.
  • the receiving frame for the power turret can be arranged in or on the support device.
  • the tour can be carried out, for example Slide rail and sliders as well as by racks and pinions or guide rollers and guide rails are guaranteed.
  • spindle drives, hydraulic drives or even multiple chain hoists are conceivable as a possible linear drive.
  • other linear drives that result from technological progress could also be installed.
  • Another option is a cable or a pulley combination with a hoist, a pulley block, a dead rope anchor, a reserve cable drum and a crown block (bearing).
  • the support device is formed in a box structure, for. B. if it is pivotable, in a kind of swing arm.
  • the mounting of the foot of the carrying device can be on, in or below the working platform.
  • Another possibility is the installation of the carrying device including the foot on a carrier vehicle, such as. B. a mobile workover system.
  • the floor i. H. the terrain surface.
  • the working platform of the drilling device is connected to a substructure, which can consist of substructure boxes and / or substructure supports or other standard solutions (slingshot etc.).
  • a further embodiment provides that a power screwing device is arranged in the lower region of the carrying device just above the working platform, this being used for countering and breaking.
  • the power screwing device can be arranged on the support device such that it can be pivoted and / or moved.
  • the power screwing device can be arranged to be movable or pivotable on the work platform.
  • the drilling device can also be arranged displaceably.
  • the borehole head can be moved by moving it from the center of the borehole
  • Drilling device must be adjusted opposite the center of the borehole (center line).
  • this advantageous embodiment creates the possibility of the drilling device for row bores (cluster bores) z. B. offshore from
  • the supports are free-standing, which means that no additional steel structure has to be attached to the work platform to stabilize the supports.
  • a steel structure for example on the work platform, which enables the supporting device to be of a lightweight construction, since such an additional structure would increase the rigidity and achieve a high level of flexural rigidity.
  • the main forces can be derived in such a steel structure.
  • a holding device preferably a locking unit
  • This locking device can be configured by a hollow cylinder to which a flushing hose is connected and to which a valve is arranged in order to ensure the flushing supply.
  • the flushing hose is supplied to the flushing hose via a riser pipe arranged on or in the support device or on the additional steel structure. Especially when the carrying device is pivoted, it is advantageous to integrate the flushing supply into the locking device, so that the flushing is available virtually automatically and without any further work step.
  • the power rotary head is arranged such that it can rotate about a parallel axis of the support device. As a result, only a part of the drilling device and thus a lower load has to be moved in order to hold a rod.
  • the lock is released at the start of the turning process.
  • a further embodiment provides for a freely hanging flushing hose to be arranged on the free-standing support device or on the additional steel structure.
  • a lifting device which consists of one or more hydraulic or pneumatic cylinders.
  • a winch can also be used instead of a cylinder. This enables drilling at an angle of 5 to 90 degrees to the top of the terrain.
  • the construction can also be carried out section by section using a crane if no cylinders or winches are installed.
  • a particularly advantageous embodiment provides that a winch is arranged in the lower region of the carrying device, the cable of which is fastened to the receiving frame on which the power rotary head is located by means of a deflection roller.
  • the fixed role of the cable is above the winch.
  • This winch is driven by means of a drive unit, preferably consisting of an electric motor with a downstream transmission.
  • Other drives such as B. hydraulic drive are possible.
  • a preferred embodiment of the invention provides that means for pivoting the support device are arranged on the working platform of the drilling device, these preferably consisting of a pivot bearing with a bolt and a connecting element to the support device and a lifting device, unless it is set up with the aid of a crane.
  • a further advantageous development of the invention provides that an independent handling device is arranged next to and / or the working platform or next to the carrying device, which preferably consists of a carriage which is arranged to be displaceable on rails.
  • a boom unit is arranged on the carriage, which is advantageously rotatably and / or pivotably mounted in a vertical plane by means of a pivoting device and which consists of a linkage receiving unit and / or at least one holding unit, preferably a gripper.
  • the drilling device can be supplied with rod quickly and reliably automatically, in particular since the rod handling device is able to remove rods from various rod storage stocks, in particular rod boxes, and to feed them to the drilling device.
  • Such an embodiment is very particularly advantageous in combination with a drilling rig which consists of at least two drilling devices, in which case a rod handling device can be saved.
  • FIG. 4 A special embodiment of the invention, as shown in FIG. 4, will be discussed in more detail below.
  • the elevator is installed in one of the sub-boxes.
  • the reserve rope drum can also be accommodated in one of these boxes.
  • the crown bearing is fastened in the upper area of the carrying device.
  • the rope is guided through the intermediate piece of the carrying device in order not to impair a possible later rotatability of the carrying device and that To protect the rope when retrofitting a slewing ring.
  • the rope is only slightly twisted and not subjected to additional loads if a slewing ring is installed later, e.g. B. in combination with a second drilling device.
  • Another advantage of this configuration is the extremely low center of gravity of such a drilling device.
  • a further embodiment provides for a small winch to be installed in the lower region of the carrying device in order to also pull the receiving frame of the power rotary head downward, in particular if the installation of a lifting mechanism is provided as a linear drive, as is also shown in FIG. 1.
  • the rope of this small winch is attached to the lower part of the receiving frame or guided down and attached via a deflection roller attached to the receiving frame.
  • a further embodiment provides that a rod storage bearing is arranged next to the drilling device, which is arranged vertically for the rotatable variant and horizontally for the pivotable variant.
  • a drilling rig is also claimed, which is characterized in that two or more drilling devices are arranged which move or rotate or pivot alternately above the center of the borehole.
  • the advantage of such a design is that one drilling device carries out the actual drilling process and the other is supplied with rods for this process. As a result, the drilling time is reduced and the economy is optimized.
  • the drilling rigs are preferably arranged essentially point-symmetrically to the center of the borehole.
  • the drilling device loading a rod is not located above the center of the borehole, the other drilling device can connect the previously loaded rod to the drill string in the borehole and sink the borehole further. This creates the possibility of sinking the borehole almost continuously.
  • Another advantage is that the drilling rig can be operated with a minimum of drilling personnel, since these operations perform these operations almost fully automatically, particularly when handling the rods etc.
  • the two support units or drilling devices can advantageously be connected preferably by means of a rope, a chain or a kinematic chain in order to minimize the energy required for the pivotable variant of the support devices.
  • the connection of the two support units is ensured via a deflection point, for example a roller, which is arranged in the upper region of the steel structure.
  • a damping device is preferably installed on the upper steel structure in order to avoid possible resonance vibrations which could be introduced into the drilling system.
  • a damping unit could, for example, consist of a spring or a hydraulic cylinder with a throttle.
  • the method according to the invention is characterized in that, in the pivotable variant, the support device is ready in the horizontal for receiving the linkage.
  • the power turret is in the upper position and the multifunctional gripper is at the same height as the linkage, for example on the trestles.
  • the boom is rolled over the carrying device. Afterwards, the boom is gripped by the multifunctional gripper and thus locked.
  • the upper connection to the linkage is then made by means of the power turret and the handling device, which is arranged below the power turret.
  • the support device is then lifted into the vertical by means of the lifting device and the lower connection between the linkage on the support device and the linkage located in the borehole is carried out. When this position is reached, the support device can optionally be locked to a steel structure.
  • the support unit can be free-standing, in which case the support unit is locked or held in the area of the pivot or pivot point.
  • connection between the power turret shaft and the linkage is established in particular when adding the linkage when drilling.
  • the boom can only be hooked into the elevator, which is located under the rotary head, because above all the threads of the boom are protected and the operations can be carried out more quickly.
  • the lower linkage connection is ensured by the power screwing device standing on the working platform or integrated on the carrying unit, which either extends from the carrying device via the center of the borehole or via
  • the center of the borehole is pivoted by means of a hinge.
  • the power screwing device is conventional on the work platform is slidably arranged.
  • the multifunctional gripper is released and inserted into the carrying unit.
  • the power screwing device is maneuvered out of the area, the holding device is released and the drilling process is continued.
  • the power turret is lowered in the guide of the carrying device.
  • a drilling device located in the horizontal position picks up the rods while the other drilling device is drilling.
  • the horizontal drilling device can be lifted vertically by means of the lifting device.
  • the rotary turret is moved back to the upper position during the movement of the drilling device.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention is possible by means of a rigid support device, as is shown for example in FIG.
  • the boom is removed from the boom storage facility using the rail-bound boom handling system and moved in the direction of the work platform.
  • the power turret is in the upper position.
  • the boom handling device tilts the boom in the direction of the carrying device, the power head and the elevator as well as the handling system is lowered to a height at which the elevator can enclose the boom.
  • the elevator comprises the linkage.
  • the multifunctional gripper extends from the carrying device and encloses the linkage so that it is fixed in its position but can be moved in the vertical direction.
  • the linkage in the elevator is then suspended by the linear drive, whereby the multifunctional gripper guides and controls the linkage in the lower area and moves it into the support unit in coordination with the travel in the linear guide.
  • the upper connection between the drive shaft and linkage is carried out with the aid of the handling device or by means of a screwing and locking device.
  • the rod is then lowered and the connection to the rod located in the borehole is carried out by means of the power screwing device.
  • the multifunctional gripper is then retracted, the holding device released and the drilling process continued.
  • the linkage in the elevator can first be screwed to the linkage located in the borehole and only then connected to the power turret by means of the handling device or a screwing and locking device located on the power turret.
  • a further process step provides that the boom is transported to the defined pick-up point by means of the rail-bound boom handling device.
  • the carrying device rotates about the longitudinal axis of itself with the help of the built-in turntable and stops exactly above the pick-up point.
  • the power turret is in the upper position of the carrying device.
  • only the rotary power head can be pivoted or rotated from the receiving frame to a defined pick-up point.
  • Elevator lowered.
  • the elevator is swung out during lowering.
  • the multifunctional gripper is extended from the carrying device and also encloses the linkage. This serves to hold the linkage at two points and to avoid slagging when handling it further.
  • the linkage is then raised parallel to the linear guide by means of the elevator moving upwards until the rotary head has reached the upper position.
  • the support device is pivoted over the center of the borehole.
  • the upper connection between the drive shaft and the linkage by means of a screwing and counter device or with the aid of the handling device can take place during this lifting and rotating movement in order to optimize the times as a whole.
  • the lower connection is then carried out with the aid of the power screwing device and the power screwing device is then maneuvered out of the area of the center of the borehole.
  • the multifunctional gripper is inserted into the carrying unit, the holding device is released and the drilling process continues.
  • one drilling device can take up a new rod and the other can drill, so that almost continuous drilling is ensured. Appropriate control prevents the rotating drilling devices from colliding.
  • screwing to the drive shaft of the power turret is normally not necessary.
  • rods instead of rods, individual boring bars, casings, pipe tours, piping or pipe-like objects can also be used.
  • FIGS. 1-10 Exemplary embodiments for the rigid variant with a drilling device and rail-bound rod handling system or the rotatable variant with two drilling devices and rod handling system (vertical pipehandler / horizontal pipehandler possible) are explained in FIGS. 1-10. Show it:
  • FIG. 1 shows the side view of the carrying device
  • FIG. 2 shows the front view of a carrying device
  • FIG. 3 shows the top view of the upper part of a rotatable carrying device
  • Figure 4 is a side view of a drilling device with a support device
  • FIG. 5 shows the front view of a drilling rig
  • FIG. 6 the top view of a rigid drilling device
  • FIG. 7 shows a rail-bound boom handling device (for horizontal or vertical boom bearings),
  • FIG. 8 shows a front view of a drilling rig
  • FIG. 9 is a top view of a drilling rig with two drilling devices
  • Figure 10 is a side view with two drilling devices with slewing rings.
  • FIGS. 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9 and 10 the receiving frame 4 with the rotary head 2 and the handling device 5 or the linkage handling device 23 are shown in two different positions, one position being shown in broken lines.
  • the deflection roller 11 is not shown in the dashed representation of the receiving frame and the rotary power head.
  • FIG. 1 shows the side view of the carrying device 1 with the power turret 2, the linear guide 3 attached to the carrying device, the mounting frame 4 for the power turning head, the handling device under the power turret 5 and the elevator 6 for the boom take-over.
  • a screwing and locking device is optionally arranged below the power turret in order to firmly screw a rod fed by means of the handling device to the shaft of the power turret, or e.g. B. break the connection between the turret and linkage again when removing the boom.
  • Struts 42 of the support device 1 are envisaged, which improve the statics of the support device.
  • the crown bearing 7, which is integrated in the upper area of the carrying device is shown.
  • the rope 13 is guided through the slewing ring 9 by means of the bushing 8 so as not to change the position of the rope during the rotational movement.
  • the slewing ring 9 is mounted under the carrying device 1 and is firmly connected to the work platform.
  • a winch 10 is installed in the lower region of the support device 1.
  • the rope (not shown) of this winch is passed over a deflection roller 11 in order to utilize the rope pull effect.
  • the multifunctional gripper 12 which grips and guides the linkage and is horizontally displaceable, is shown as a further assembly.
  • the flushing hose 15 is indicated, which in this example hangs partly freely.
  • a connecting element 105 is arranged on the slewing ring, on which a rigid holding element, in this case a strut 103, is attached by means of pillow block 104 and bolts.
  • the other end of the strut 103 is firmly connected on one side of the support device 1.
  • Another connecting element 110 contains a further pillow block 104 and establishes the connection to the carrying device 1 by means of bolts. As a result, the entire support device can be held vertically.
  • other connecting elements with which the carrying device 1 can be held are conceivable.
  • FIG. 2 shows the front view of the carrying device 1 with the power rotary head 2, the receiving frame 4, the handling device 5 and the elevator 6. Furthermore, the crown bearing 7 is also indicated here. In the middle of the carrying device 1 one can see the rope 13, which is guided in the lower area through the bushing 8 through the turntable 9.
  • the flushing hose (shown in FIG. 1, not shown here) is connected to the pipe connection 16 in order to introduce the flushing into the power turret.
  • the winch 10 is mounted in the lower part of the carrying device 1 and is driven, for example, by an electric motor with a downstream transmission (drive unit 14).
  • Figure 3 shows the top view of a rotatable support device 1 with the linear guide 3, in which the receiving frame 4 with the rotary head 2 mounted thereon is guided by means of guide rollers.
  • the dashed quarter-circle line represents the pivot line 30 for this arrangement up to a fictitious pick-up point 28.
  • the drive shaft 45 like the cover 43 of the power turret, is only indicated.
  • FIG. 4 shows the side view of the drilling device with a carrying device corresponding to FIG. 1.
  • the slewing ring is not required.
  • a simple manner a drilling device
  • the work platform 21 which serves to receive the intermediate piece 27, as well as the substructure boxes 19 and the support 22, which serve to support the
  • Sub-box can be installed, shown.
  • the rope 13 is always positively guided over the liver grooves of the elevator drum with the help of the carriage 18.
  • the rods are fed or picked up by means of the preferably rail-bound rod handling device 23, which opens the rails 24 can be moved and the linkage 25 transported and adjusted.
  • cross struts 42 which improve the statics of the box structure of the carrying device 1.
  • a closed box construction can also be used.
  • the rod assembly is removed from a rod storage unit (not shown) by means of the rod handling device 23 and fed to the drilling device via the rails 24.
  • the linkage 25 is fed by means of a gripper 125 to the linkage receiving unit 122 to such an extent that it can be grasped by the elevator 6, which moves down into the corresponding position.
  • the boom ramp 126 is optionally arranged.
  • 123 denotes a swivel device with which the boom 124 can be moved in a vertical plane.
  • 129 quantifies the blow-out-preventer (BOP) stack, above borehole 130, not shown.
  • BOP blow-out-preventer
  • the power screwing device 20 is shown as an example, which was mounted in this form on the work platform 21. Furthermore, the power rotary head 2 is shown with the handling device 5 underneath. The rope 13 is always positively guided by the carriage 18 over the liver groove of the elevator 17, so that from this device the rope 13 is safely guided through the bushing 8 to the crown bearing 7.
  • the carrying device 1 is connected to the work platform 21 by the intermediate piece 27.
  • the driver's cabin 127 arranged thereon is also indicated.
  • FIG. 6 shows the top view of the rigid drilling device on the work platform 21.
  • the top view shows the lateral arrangement of the power screwing device 20.
  • the rods are removed from the vertical rod boxes 26 by the rail-bound rod handling system 23, which moves on the rails 24, and fed to the drilling device. With this arrangement of the vertical rod boxes 26, any storage capacity can be achieved.
  • FIG. 7 shows the rail-bound rod handling device 23. It is possible to store the rod 25 in vertically standing or horizontally lying (not shown) rod boxes 26 or to remove them from these.
  • the rods 25 are guided or fixed by fingers or transport brackets 128 during transport or loading or unloading from the rod boxes.
  • the individual rods 25 are removed from the boxes 26 by means of the rod handling device 23.
  • the boom receiving unit 122 is brought to the boom 25 with two grippers 125 by means of the arm 124, which can pivot in a vertical plane by the pivoting device 123, and the boom 25 is gripped.
  • the boom 124 is then pivoted back.
  • carriage 121 is moved on rails 24 toward the drilling rig (not shown).
  • a rotating device 120 is provided, with which the boom 124 can be rotated with the boom mounting unit 122 on the carriage 121, for example in order to reach a specific pick-up point 28.
  • the linkage mounting unit 122 such that it can be moved so that short lifting movements are possible in order to be able to remove the linkage 25 more easily from the transport holder.
  • Figure 9 shows the top view of the drilling rig according to the invention with two
  • the one drilling device 40 has been pivoted in over the center of the borehole 130 and is just ending the drilling process and the other drilling device
  • the power screwing device 20 is arranged centrally in order to break or connect the connections in an advantageous manner.
  • Handling device 5 (not shown) with the underlying elevator 6 (not shown).
  • FIG. 10 shows the side view with the double drilling devices 40, 41 corresponding to FIG. 1 (swung out, 41) and FIG. 2 (swung in, 40), which are fastened on the two turntables 9 on the work platform 21.
  • This version of the drilling system has two lifts 17 and two ropes 13, only the elevator 17 and the rope 13 of FIG. 10 being shown in FIG.
  • Drilling device 40 is shown.
  • the drilling device 40 is optionally schematically shown pivotably from the vertical to the horizontal position, with 107 being the

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Abstract

A drilling machine and drilling rig for exploratory drillings and producing wells, include a base mounting atop drive, and a multifunctional gripper for gripping drilling pipe from a stock and to be raised on the base for eventual positions positioning at a well center, an elevator being provided below the top drive. The base can be rotatably mounted and have a live ring at a base lower end region, the base being rotated to the pipe stock location and being rotatable to a well center as well. A drilling pipe upper end when raised on the base can be connected to the top drive, and an iron roughneck on a rig floor can be used to connect a pipe lower end to a pipe section in the well. Where two drilling machine are used, one can be used for actual drilling at the well center, and the second supplied with pipework for the operation.

Description

Beschreibung description
Bohrvorrichtung und Verfahren zum Abteufen einer BohrungDrilling device and method for drilling a hole
Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung für eine Bohranlage beziehungsweise eine Bohranlage, die für Explorations- und Förderbohrungen, insbesondere auf Kohlenwasserstofflagerstätten eingesetzt werden kann. Diese Bohrvorrichtung kann sowohl Onshore als auch Offshore eingesetzt werden. Des Weiteren betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Abteufen einer derartigen Bohrung.The invention relates to a drilling device for a drilling rig or a drilling rig, which can be used for exploration and production drilling, in particular on hydrocarbon deposits. This drilling device can be used both onshore and offshore. Furthermore, this invention relates to a method for sinking such a bore.
Moderne Bohranlagen nach dem Stand der Technik bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, wie einem Hebewerk (Drawworks), einer Kraftverschraubeinrichtung (Iron roughneck), einer Arbeitsbühne (Rig floor), einem Gestängehand lingsystem (Pipe handler), einem Gestängevorratslager (Pipe rack), einem Kronenlager (Crown block) mit einem Flaschenzugblock (Travelling block) und einem Kraftdrehkopf (Top drive) sowie einer Gestängerampe (Pipe ramp) und einem Laufsteg (Catwalk) für das Bohrgestänge sowie diversen Hilfseinrichtungen für die Handhabung.Modern drilling rigs according to the state of the art consist of a multitude of components, such as a lift (Drawworks), a power screwing device (Iron roughneck), a working platform (Rig floor), a pipe handling system (Pipe handler), a pipe storage (Pipe rack), a crown block with a block and a top drive, a pipe ramp and a catwalk for the drill pipe, as well as various auxiliary devices for handling.
Derartige Bohranlagen haben den Nachteil, dass sie aus einer Vielzahl von Komponenten bestehen, die aufgrund des ständigen Wechsels der Bohrlokalität der Bohranlagen eine aufwendige und teure Logistik sowie umfangreiches Personal benötigen. Daneben sind die einzelnen Komponenten hinsichtlich ihres Platzbedarfes nicht aufeinander abgestimmt, so dass ein relativ großer Bohrplatz benötigt wird, der jedoch häufig nicht vorhanden (Off-shore) oder sehr kostenintensiv ist.Such drilling rigs have the disadvantage that they consist of a large number of components which, because of the constant changing of the drilling location of the drilling rigs, require complex and expensive logistics and extensive personnel. In addition, the individual components are not coordinated with one another in terms of their space requirement, so that a relatively large drilling site is required, but this is often not available (off-shore) or is very cost-intensive.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Bohrvorrichtung, eine Bohranlage sowie ein Verfahren vorzuschlagen, mit der entscheidende Kosteneinsparungen in Bezug auf Logistik- und Personalkosten erzielt werden können. Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1 , 16, 21 , 25 und 26 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung besteht aus einer Trageinrichtung, an oder in der ein axial zur Längsachse der Trageinrichtung verschiebbarer Kraftdrehkopf, ein multifunktionaler Greifer, welcher senkrecht zur Trageinrichtung verfahrbar ist und das Bohrgestänge führt als auch greift, wobei die Trageinrichtung selbst starr, vorzugsweise schwenkbar und/oder drehbar gelagert ist. Mit der Tragvorrichtung (1) ist ein Zwischenstück (27) oder ein Drehkranz (9) verbunden.The object of this invention is to propose a drilling device, a drilling system and a method with which decisive cost savings in terms of logistics and personnel costs can be achieved. The object of the invention is achieved according to the invention by claims 1, 16, 21, 25 and 26. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. The drilling device according to the invention consists of a carrying device, on or in which a power rotary head which can be displaced axially to the longitudinal axis of the carrying device, a multifunctional gripper, which can be moved perpendicular to the carrying device and guides and grips the drill pipe, the carrying device itself being rigid, preferably pivotable and / or is rotatably mounted. An intermediate piece (27) or a slewing ring (9) is connected to the carrying device (1).
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Bohrvorrichtung geschaffen wird, die außergewöhnlich platzsparend ist und das Gestänge selbstständig handeln kann. Dabei nimmt in vorteilhafter Weise der mit der Trageinrichtung verbundene Drehkranz beziehungsweise das Zwischenstück die auf die Tragvorrichtung wirkenden Kräfte auf.The advantages achieved with the invention consist in particular in that a drilling device is created which is exceptionally space-saving and the linkage can act independently. In this case, the turntable connected to the support device or the intermediate piece advantageously absorbs the forces acting on the support device.
Der Kraftdrehkopf besteht aus dem eigentlichen Antrieb, um das Gestänge zu drehen und aus einer Handlingseinrichtung, welche das Gestänge mit der Antriebswelle des eigentlichen Antriebs verbindet. Diese Handlingseinrichtung befindet sich unterhalb des eigentlichen Kraftdrehkopfes. Optional ist an dem Kraftdrehkopf eine Verschraub- und Kontereinrichtung angeordnet.The power turret consists of the actual drive to turn the linkage and a handling device which connects the linkage to the drive shaft of the actual drive. This handling device is located below the actual power turret. A screwing and locking device is optionally arranged on the power turret.
Außerdem ist unter dem Kraftdrehkopf und der Handlingseinheit ein Elevator angeordnet, welcher zum Anheben des Gestänges aus der vertikalen Position dient.In addition, an elevator is arranged under the power turret and the handling unit, which serves to lift the boom from the vertical position.
Der Kraftdrehkopf ist auf einem Aufnahmerahmen angeordnet, der beispielsweise mittels eines Seiles, das auch mehrfach eingeschert sein kann, mit dem Hebewerk verbunden ist. Der Aufnahmerahmen wird beispielsweise mittels Führungsrollen in einer Linearführung parallel zur Längsachse der Trageinrichtung bewegt. Die Linearführung kann sowohl außen als auch innen mit der Trageinrichtung verbunden sein.The power turret is arranged on a receiving frame, which is connected to the lifting mechanism, for example, by means of a rope, which can also be reeved several times. The receiving frame is moved for example by means of guide rollers in a linear guide parallel to the longitudinal axis of the support device. The linear guide can be connected to the carrying device both outside and inside.
Der Kraftdrehkopf ist mit dem Aufnahmerahmen in Linearführung verschiebbar ausgebildet. Der Aufnahmerahmen für den Kraftdrehkopf kann in oder an der Trageinrichtung angeordnet sein. Die Führung kann beispielsweise durch Gleitschiene und Gleitstücke sowie durch Zahnstangen und Ritzeln oder Führungsrollen und Führungsschienen gewährleistet werden. Als möglicher Linearantrieb sind neben Zahnstangenantrieben Spindelantriebe, hydraulische Antriebe oder auch mehrere Kettenzüge denkbar. Aber auch weitere Linearantriebe, die durch den technologischen Fortschritt entstehen, könnten eingebaut werden. Eine weitere Möglichkeit stellt ein Seilzug oder eine Flaschenzugkombination mit einen Hebewerk, einem Flaschenzugblock, einem Totseilanker, einer Reserveseiltrommel und einem Kronenblock (Lager) dar.The power turret is designed to be displaceable with the mounting frame in a linear guide. The receiving frame for the power turret can be arranged in or on the support device. The tour can be carried out, for example Slide rail and sliders as well as by racks and pinions or guide rollers and guide rails are guaranteed. In addition to rack and pinion drives, spindle drives, hydraulic drives or even multiple chain hoists are conceivable as a possible linear drive. However, other linear drives that result from technological progress could also be installed. Another option is a cable or a pulley combination with a hoist, a pulley block, a dead rope anchor, a reserve cable drum and a crown block (bearing).
Vorzugsweise ist die Trageinrichtung in einer Kastenkonstruktion ausgebildet, z. B. wenn sie schwenkbar ist, in einer Art Schwinge. Die Lagerung des Fußes der Trageinrichtung kann auf, in oder unterhalb der Arbeitsbühne sein. Eine weitere Möglichkeit ist die Installation der Trageinrichtung inklusive des Fußes auf einem Trägerfahrzeug, wie z. B. einer fahrbaren Workover-Anlage.Preferably, the support device is formed in a box structure, for. B. if it is pivotable, in a kind of swing arm. The mounting of the foot of the carrying device can be on, in or below the working platform. Another possibility is the installation of the carrying device including the foot on a carrier vehicle, such as. B. a mobile workover system.
Als mögliche Arbeitsbühne kann der Boden, d. h. die Geländeoberfläche, genutzt werden. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Arbeitsbühne der Bohrvorrichtung mit einem Unterbau, der aus Unterbauboxen und/oder Unterbaustützen oder anderen Standardlösungen (Slingshot etc.) bestehen kann, verbunden.As a possible working platform, the floor, i. H. the terrain surface. In a special embodiment of the invention, the working platform of the drilling device is connected to a substructure, which can consist of substructure boxes and / or substructure supports or other standard solutions (slingshot etc.).
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Zwischenstück oder der Drehkranz der erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung eine Durchführung auf, durch die ein Seil geführt wird, welches den Kraftdrehkopf über ein Kronenlager mit dem Hebewerk verbindet. Vorzugsweise ist die Durchführung in der Mitte des Zwischenstückes oder des Drehkranzes angeordnet, um eine optimale Seilführung während des Betriebes der Bohrvorrichtung zu gewährleisten.In a particularly advantageous development of the invention, the intermediate piece or the slewing ring of the drilling device according to the invention has a passage through which a rope is guided which connects the power rotary head to the lifting mechanism via a crown bearing. The bushing is preferably arranged in the middle of the intermediate piece or the slewing ring in order to ensure optimum cable guidance during the operation of the drilling device.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass im unteren Bereich der Trageinrichtung knapp oberhalb der Arbeitsbühne eine Kraftverschraubvorrichtung angeordnet ist, wobei diese zum Kontern und Brechen dient. Die Kraftverschraubvorrichtung kann schwenkbar und/oder verfahrbar an der Trageinrichtung angeordnet sein. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass die Kraftverschraubeinrichtung verfahrbar oder schwenkbar auf der Arbeitsbühne angeordnet werden kann.A further embodiment provides that a power screwing device is arranged in the lower region of the carrying device just above the working platform, this being used for countering and breaking. The power screwing device can be arranged on the support device such that it can be pivoted and / or moved. As an alternative to this, there is the possibility that the power screwing device can be arranged to be movable or pivotable on the work platform.
Unterhalb oder auf der Arbeitsbühne wird vorteilhaft eine Haltevorrichtung, z. B. zum Abfangen des Bohrgestänges oder der Bohrrohre (Casings) angebracht.Below or on the work platform, a holding device, for. B. attached to intercept the drill pipe or drill pipes (casings).
Die Bohrvorrichtung kann ebenfalls in einer weiteren Ausführung verschiebbar angeordnet sein. Durch Verschieben aus der Bohrlochmitte kann der BohrlochkopfIn another embodiment, the drilling device can also be arranged displaceably. The borehole head can be moved by moving it from the center of the borehole
(Wellhead) zugänglich gemacht werden, um so insbesondere das Auf- und Absetzen schwerer Preventer Stacks zu erleichtern. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die senkrecht stehende Bohrvorrichtung aus dem Bereich des Bohrloches herauszubewegen und beispielsweise in den Bereich von Gestängevorratslagern zu steuern, um Gestänge aufzunehmen. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise die(Wellhead) are made accessible, in particular to make it easier to put on and take off heavy preventive stacks. Furthermore, it is possible to move the vertical drilling device out of the area of the borehole and, for example, to steer it into the area of rod storage stores in order to accommodate rods. In addition, the
Bohrvorrichtung gegenüber der Bohrlochmitte (Centre-Line) justiert werden.Drilling device must be adjusted opposite the center of the borehole (center line).
Weiterhin können aus mehreren nebeneinander angeordneten und beispielweise senkrecht gestellten Gestängevorratslagern Gestänge entnommen werden.Furthermore, rods can be removed from several rod storage bearings arranged next to one another and, for example, placed vertically.
Außerdem wird durch diese vorteilhafte Ausgestaltung die Möglichkeit geschaffen, die Bohrvorrichtung bei Reihenbohrungen (Clusterbohrungen) z. B. offshore vonIn addition, this advantageous embodiment creates the possibility of the drilling device for row bores (cluster bores) z. B. offshore from
Bohrung zu Bohrung zu verschieben.Move hole to hole.
Die Trageinrichtungen sind freistehend, welches bedeutet, dass keine zusätzliche Stahlbaustruktur an der Arbeitsbühne befestigt werden muß, um die Trageinrichtungen zu stabilisieren. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine Stahlbaustruktur, beispielsweise auf der Arbeitsbühne, zu installieren, wodurch eine Leichtbauweise der Trageinrichtung ermöglicht wird, da eine solche Zusatzstruktur die Steifigkeit erhöhen und eine hohe Biegesteifigkeit erzielen würde. Die Hauptkräfte können in eine solche Stahlbaustruktur abgeleitet werden.The supports are free-standing, which means that no additional steel structure has to be attached to the work platform to stabilize the supports. However, there is also the possibility of installing a steel structure, for example on the work platform, which enables the supporting device to be of a lightweight construction, since such an additional structure would increase the rigidity and achieve a high level of flexural rigidity. The main forces can be derived in such a steel structure.
In einem solchen Fall würde im oberen Bereich dieser zusätzlichen Stahlbaustruktur eine Haltevorrichtung vorzugsweise eine Verriegelungseinheit angeordnet werden, der sowohl eine schwenkbare als auch drehbare Trageinrichtung in einer definierten Position halten würde. Diese Verriegelungseinrichtung kann durch einen Hohlzylinder ausgestaltet sein, an dem ein Spülungsschlauch angeschlossen und an dem ein Ventil angeordnet ist, um die Spülungszufuhr zu gewährleisten. Dem Spülungsschlauch wird die Spülung über eine an oder in der Trageinrichtung oder an der zusätzlichen Stahlbaustruktur angeordneten Steigleitung zugeführt. Gerade wenn die Trageinrichtung geschwenkt wird, ist es vorteilhaft, in die Verriegelungseinrichtung die Spülungszufuhr zu integrieren, so dass quasi automatisch und ohne weiteren Arbeitsschritt die Spülung zur Verfügung steht.In such a case, a holding device, preferably a locking unit, would be arranged in the upper region of this additional steel structure. which would hold both a pivotable and a rotatable support device in a defined position. This locking device can be configured by a hollow cylinder to which a flushing hose is connected and to which a valve is arranged in order to ensure the flushing supply. The flushing hose is supplied to the flushing hose via a riser pipe arranged on or in the support device or on the additional steel structure. Especially when the carrying device is pivoted, it is advantageous to integrate the flushing supply into the locking device, so that the flushing is available virtually automatically and without any further work step.
Durch die Linearbewegung des Kraftdrehkopfes müssen flexible Leitungen für Spülung, Energie und Steuerung von der Steigleitung zum Kraftdrehkopf vorgesehen werden. Diese kann z. B. durch eine im oberen Bereich der Trageinrichtung angeordnete Trommel gewährleistet werden, welche bei der Abwärtsbewegung den Spülschlauch abrollt und bei der Aufwärtsbewegung diesen wieder auftrommelt, so dass die Gefahr des Abreißens oder anderer Beschädigungen während des Gestängeein- und -ausbaus vermieden wird.Due to the linear movement of the power turret, flexible lines for flushing, energy and control from the riser to the power turret must be provided. This can e.g. B. can be ensured by a drum arranged in the upper region of the support device, which rolls off the flushing hose during the downward movement and drums it again during the upward movement, so that the risk of tearing off or other damage during the rod assembly and removal is avoided.
Der Kraftdrehkopf ist in einer bevorzugten Ausführung um eine parallele Achse der Trageinrichtung drehbar angeordnet. Dadurch muss zur Aufnahme eines Gestänges nur ein Teil der Bohrvorrichtung und damit eine geringere Last bewegt werden.In a preferred embodiment, the power rotary head is arranged such that it can rotate about a parallel axis of the support device. As a result, only a part of the drilling device and thus a lower load has to be moved in order to hold a rod.
Darüber hinaus kann der Drehkranz eingespart werden. Beispielsweise wird derIn addition, the slewing ring can be saved. For example, the
Kraftdrehkopf an einer Längsseite des Aufnahmerahmens mittels eines Scharniers angelenkt und im nicht gedrehten Zustand, wie z. B. während des Bohrvorganges, arretiert. Die Arretierung wird zu Beginn des Drehvorganges gelöst. DiePower turret articulated on a longitudinal side of the receiving frame by means of a hinge and in the non-rotated state, such as. B. locked during the drilling process. The lock is released at the start of the turning process. The
Drehbewegung wird vorzugsweise mittels eines Hydraulikzylinders oder durch einen oder mehrere Stellmotoren ausgeführt.Rotary movement is preferably carried out by means of a hydraulic cylinder or by one or more servomotors.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, einen frei hängenden Spülschlauch an der freistehenden Trageinrichtung oder an der zusätzlichen Stahlbaustruktur anzuordnen. Zum Aufrichten der Tragkonstruktion aus der Horizontalen in die Vertikale ist eine Hebevorrichtung vorgesehen, die aus einem oder mehreren Hydraulik- oder Pneumatikzylindern besteht. Statt einem Zylinder kann auch eine Winde eingesetzt werden. Dadurch wird ein Bohren in einem Winkel von 5 bis 90 Grad zur Geländeoberkante ermöglicht. Der Aufbau kann auch sektionsweise mit Hilfe eines Kranes durchgeführt werden, wenn keine Zylinder oder Winden eingebaut sind.A further embodiment provides for a freely hanging flushing hose to be arranged on the free-standing support device or on the additional steel structure. To raise the support structure from the horizontal to the vertical, a lifting device is provided, which consists of one or more hydraulic or pneumatic cylinders. A winch can also be used instead of a cylinder. This enables drilling at an angle of 5 to 90 degrees to the top of the terrain. The construction can also be carried out section by section using a crane if no cylinders or winches are installed.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass im unteren Bereich der Trageinrichtung eine Winde angeordnet ist, deren Seil über eine Umlenkrolle mit dem Aufnahmerahmen, an dem sich der Kraftdrehkopf befindet, befestigt ist. Oberhalb der Winde befindet sich die feste Rolle des Seilzuges. Diese Winde wird mittels einer Antriebseinheit, vorzugsweise aus einem Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe bestehend, angetrieben. Weitere Antriebe, wie z. B. Hydraulikantrieb, sind möglich. Durch diese Anordnung ist das Bewegen des Aufnahmerahmens und somit des Kraftdreh kopfes in oder an der Trageinrichtung möglich, insbesondere wenn keine oder nur geringe Lasten bewegt werden müssen. Durch diese Anordnung kann der Kraftdrehkopf nach unten gezogen werden, d. h. es wird eine Druckkraft in Richtung Boden erzeugt.A particularly advantageous embodiment provides that a winch is arranged in the lower region of the carrying device, the cable of which is fastened to the receiving frame on which the power rotary head is located by means of a deflection roller. The fixed role of the cable is above the winch. This winch is driven by means of a drive unit, preferably consisting of an electric motor with a downstream transmission. Other drives, such as B. hydraulic drive are possible. With this arrangement, the movement of the receiving frame and thus the power rotating head in or on the support device is possible, especially when no or only small loads have to be moved. With this arrangement, the power turret can be pulled down; H. a pressure force is generated towards the ground.
Dies hat den Vorteil, dass Workoverarbeiten (Aufwältigungsarbeiten), Bohroperationen und Snubbingoperationen (z. B. Rohreinbau) durchgeführt werden können oder am Anfang einer Bohrung Andruck erzeugt werden kann.This has the advantage that workover work (work-over), drilling operations and snubbing operations (e.g. pipe installation) can be carried out or pressure can be generated at the start of a drilling.
Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der Arbeitsbühne der Bohrvorrichtung Mittel zum Schwenken der Trageinrichtung angeordnet sind, wobei diese vorzugsweise aus einem Schwenklager mit einem Bolzen und einem Verbindungselement zur Trageinrichtung sowie einer Hebevorrichtung bestehen, sofern nicht mit Hilfe eines Kranes aufgebaut wird.A preferred embodiment of the invention provides that means for pivoting the support device are arranged on the working platform of the drilling device, these preferably consisting of a pivot bearing with a bolt and a connecting element to the support device and a lifting device, unless it is set up with the aid of a crane.
Als alternative Vorrichtungen zum Aufrichten der Trageinrichtung kommen insbesondere pneumatisch oder hydraulisch betriebene Hubvorrichtungen oder Winden in Frage. Eine derart ausgelegte Bohrvorrichtung ist in der Lage, Bohrungen in unterschiedlichen Winkeln zu teufen oder auch, insbesondere bei kleineren Bohrvorrichtungen, das Gestänge selbstständig und aktiv aufzunehmen, ohne dass es einer besonderen Gestängehandlingsvorrichtung bedarf.Pneumatic or hydraulically operated lifting devices or winches are particularly suitable as alternative devices for erecting the carrying device. A drilling device designed in this way is able to drill holes at different angles or, especially in the case of smaller drilling devices, to independently and actively receive the rods without the need for a special rod handling device.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass neben und/oder der Arbeitsbühne oder neben der Trageinrichtung eine selbstständige Handlingseinrichtung angeordnet ist, die vorzugsweise aus einem Wagen besteht, der auf Schienen verschiebbar angeordnet ist. Auf dem Wagen ist eine Auslegereinheit angeordnet, die in vorteilhafter Weise drehbar und/oder mittels einer Schwenkeinrichtung in einer vertikalen Ebene schwenkbar gelagert ist und die aus einer Gestängeaufnahmeeinheit und/oder mindestens einer Halteeinheit, vorzugsweise einem Greifer, besteht.A further advantageous development of the invention provides that an independent handling device is arranged next to and / or the working platform or next to the carrying device, which preferably consists of a carriage which is arranged to be displaceable on rails. A boom unit is arranged on the carriage, which is advantageously rotatably and / or pivotably mounted in a vertical plane by means of a pivoting device and which consists of a linkage receiving unit and / or at least one holding unit, preferably a gripper.
Im Zusammenspiel zwischen der Gestängehandlingseinrichtung kann die Bohrvorrichtung schnell und zuverlässig automatisch mit Gestänge versorgt werden, insbesondere da die Gestängehandlingseinrichtung in der Lage ist, aus verschiedenen Gestängevorratslägern, insbesondere Gestängeboxen, Gestänge zu entnehmen und der Bohrvorrichtung zuzuführen. Ganz besonders vorteilhaft ist eine derartige Ausführung in Kombination mit einer Bohranlage, die aus mindestens zwei Bohrvorrichtungen besteht, wobei dann eine Gestängehandlingseinrichtung eingespart werden kann.In the interplay between the rod handling device, the drilling device can be supplied with rod quickly and reliably automatically, in particular since the rod handling device is able to remove rods from various rod storage stocks, in particular rod boxes, and to feed them to the drilling device. Such an embodiment is very particularly advantageous in combination with a drilling rig which consists of at least two drilling devices, in which case a rod handling device can be saved.
Im Folgenden soll auf eine spezielle Ausführung der Erfindung, wie sie in Figur 4 dargestellt ist, näher eingegangen werden.A special embodiment of the invention, as shown in FIG. 4, will be discussed in more detail below.
Das Hebewerk ist in einer der Unterbauboxen installiert. Die Reserveseiltrommel kann ebenfalls in einer dieser Boxen untergebracht werden. Das Kronenlager ist im oberen Bereich der Trageinrichtung befestigt.The elevator is installed in one of the sub-boxes. The reserve rope drum can also be accommodated in one of these boxes. The crown bearing is fastened in the upper area of the carrying device.
Das Seil wird durch das Zwischenstück der Trageinrichtung geführt, um eine mögliche spätere Drehbarkeit der Trageinrichtung nicht zu beieinträchtigen und das Seil bei Nachrüstung eines Drehkranzes zu schonen. Oberhalb des Hebewerkes befindet sich ein Laufwagen, der die Einführung des Seiles durch das Zwischenstück in den Drehpunkt der Trageinrichtung unterstützt. Durch diese Anordnung wird das Seil nur leicht verwunden und nicht zusätzlichen Belastungen ausgesetzt, wenn ein Drehkranz später eingebaut wird, z. B. in Kombination mit einer zweiten Bohrvorrichtung. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist der extrem tiefliegende Schwerpunkt einer solchen Bohrvorrichtung.The rope is guided through the intermediate piece of the carrying device in order not to impair a possible later rotatability of the carrying device and that To protect the rope when retrofitting a slewing ring. Above the elevator there is a carriage that supports the introduction of the rope through the intermediate piece into the pivot point of the carrying device. With this arrangement, the rope is only slightly twisted and not subjected to additional loads if a slewing ring is installed later, e.g. B. in combination with a second drilling device. Another advantage of this configuration is the extremely low center of gravity of such a drilling device.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, eine kleine Winde im unteren Bereich der Trageinrichtung zu installieren, um den Aufnahmerahmen des Kraftdrehkopfes auch nach unten zu ziehen, insbesondere wenn der Einbau eines Hebewerkes als Linearantrieb vorgesehen ist, wie auch in Figur 1 dargestellt ist. Das Seil dieser kleinen Winde wird am unteren Teil des Aufnahmerahmens befestigt oder über eine am Aufnahmerahmen befestigte Umlenkrolle nach unten geführt und befestigt. Durch diese Winde können sowohl Aufwältig ungsarbeiten, Bohroperationen und ebenfalls Snubbing-Operationen (bzw. Rohreinbau) einfacher durchgeführt werden.A further embodiment provides for a small winch to be installed in the lower region of the carrying device in order to also pull the receiving frame of the power rotary head downward, in particular if the installation of a lifting mechanism is provided as a linear drive, as is also shown in FIG. 1. The rope of this small winch is attached to the lower part of the receiving frame or guided down and attached via a deflection roller attached to the receiving frame. These winds make it easier to carry out overhaul work, drilling operations and also snubbing operations (or pipe installation).
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, das neben der Bohrvorrichtung ein Gestängevorratslager angeordnet ist, welches für die drehbare Variante vertikal und für die schwenkbare Variante horizontal angeordnet ist.A further embodiment provides that a rod storage bearing is arranged next to the drilling device, which is arranged vertically for the rotatable variant and horizontally for the pivotable variant.
Bei der vertikalen Variante stehen beispielsweise die Gestängevorratslager rechts und links neben einem schienengebundenen Gestängehandlingssystem. Das Gestängehandlingsystem entnimmt das Gestänge aus den vertikalen Gestängevorratslagern und befördert es zu einer definierten festgelegten Abholposition.In the vertical version, for example, the boom storage is on the right and left next to a rail-bound boom handling system. The boom handling system takes the boom from the vertical boom storage and transports it to a defined, defined pick-up position.
Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass die Kraftverschraubeinrichtung senkrecht zur Trageinrichtung verschiebbar ist und/oder in die Trageinrichtung eingefahren werden kann. Der Vorteil einer derartigen Ausführung liegt darin, dass das Downhole- Equipment (Untertageausrüstung) ohne Probleme in das Bohrloch eingebracht werden kann. Beansprucht wird ebenfalls eine Bohranlage, die dadurch gekennzeichnet ist, das zwei oder mehrere Bohrvorrichtungen angeordnet sind, die sich abwechselnd über der Bohrlochmitte bewegen oder drehen oder schwenken. Der Vorteil einer solchen Ausführung besteht darin, das die eine Bohrvorrichtung den eigentlichen Bohrvorgang durchführt und die andere für diesen Vorgang mit Gestänge versorgt wird. Dadurch bedingt wird die Bohrzeit verringert und eine Optimierung der Wirtschaftlichkeit erreicht.Another possibility provides that the power screwing device can be displaced perpendicular to the carrying device and / or can be inserted into the carrying device. The advantage of such a design is that the downhole equipment can be inserted into the borehole without problems. A drilling rig is also claimed, which is characterized in that two or more drilling devices are arranged which move or rotate or pivot alternately above the center of the borehole. The advantage of such a design is that one drilling device carries out the actual drilling process and the other is supplied with rods for this process. As a result, the drilling time is reduced and the economy is optimized.
Vorzugsweise sind die Bohranlagen im Wesentlichen punktsymmetrisch zur Mitte des Bohrloches angeordnet.The drilling rigs are preferably arranged essentially point-symmetrically to the center of the borehole.
Da sich die ein Gestänge ladende Bohrvorrichtung nicht über Bohrlochmitte befindet, kann die andere Bohrvorrichtung das zuvor geladene Gestänge mit dem Bohrstrang im Bohrloch verbinden und das Bohrloch weiter abteufen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Bohrung nahezu kontinuierlich abzuteufen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Bohranlage mit einem Minimum an Bohrpersonal gefahren werden kann, da diese insbesondere in der Handhabung der Gestänge etc. fast vollautomatisch diese Operationen durchführt.Since the drilling device loading a rod is not located above the center of the borehole, the other drilling device can connect the previously loaded rod to the drill string in the borehole and sink the borehole further. This creates the possibility of sinking the borehole almost continuously. Another advantage is that the drilling rig can be operated with a minimum of drilling personnel, since these operations perform these operations almost fully automatically, particularly when handling the rods etc.
Insbesondere bei der Verwendung einer Stahlbaustruktur können die beiden Trageinheiten oder Bohrvorrichtungen in vorteilhafter Weise vorzugsweise mittels eines Seiles, einer Kette oder einer kinematischen Kette verbunden werden, um die erforderliche Energie bei der schwenkbaren Variante der Trageinrichtungen zu minimieren. Die Verbindung der beiden Trageinheiten wird über einen Umlenkpunkt, beispielsweise einer Rolle, welcher im oberen Bereich der Stahlbaustruktur angeordnet ist, gewährleistet. Bei einer solchen Anordnung kann die Energie der ablegenden Trageinheit für das Errichten der anderen Trageinheit genutzt werden. Bei einer solchen Ausführung wird vorzugsweise an der oberen Stahlbaustruktur eine Dämpfungseinrichtung installiert, um mögliche Resonanzschwingungen, welche in die Bohranlage eingeleitet werden könnten, zu vermeiden. Eine solche Dämpfungseinheit könnte zum Beispiel aus einer Feder oder aus einem Hydraulikzylinder mit Drossel bestehen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dahingehend gekennzeichnet, das in der schwenkbaren Variante die Trageinrichtung in der Horizontalen für die Aufnahme der Gestänge bereitliegt.In particular when using a steel structure, the two support units or drilling devices can advantageously be connected preferably by means of a rope, a chain or a kinematic chain in order to minimize the energy required for the pivotable variant of the support devices. The connection of the two support units is ensured via a deflection point, for example a roller, which is arranged in the upper region of the steel structure. With such an arrangement, the energy of the depositing support unit can be used to erect the other support unit. In such an embodiment, a damping device is preferably installed on the upper steel structure in order to avoid possible resonance vibrations which could be introduced into the drilling system. Such a damping unit could, for example, consist of a spring or a hydraulic cylinder with a throttle. The method according to the invention is characterized in that, in the pivotable variant, the support device is ready in the horizontal for receiving the linkage.
Der Kraftdrehkopf ist in der oberen Position und der multifunktionale Greifer in gleicher Höhe wie die Gestänge beispielsweise auf den Böcken liegen. Das Gestänge wird über die Trageinrichtung gerollt. Anschließend wird im liegenden Zustand das Gestänge durch den multifunktionalen Greifer gegriffen und somit arretiert. Anschließend wird mittels des Kraftdrehkopfes und der Handlingseinrichtung, welche unterhalb des Kraftdrehkopfes angeordnet ist, die obere Verbindung mit dem Gestänge hergestellt. Anschließend wird die Trageinrichtung mittels der Hebevorrichtung in die Vertikale gehoben und die untere Verbindung zwischen dem Gestänge auf der Trageinrichtung und des im Bohrloch befindlichen Gestänges durchgeführt. Optional kann beim Erreichen dieser Position die Trageinrichtung an einer Stahlbaustruktur arretiert werden.The power turret is in the upper position and the multifunctional gripper is at the same height as the linkage, for example on the trestles. The boom is rolled over the carrying device. Afterwards, the boom is gripped by the multifunctional gripper and thus locked. The upper connection to the linkage is then made by means of the power turret and the handling device, which is arranged below the power turret. The support device is then lifted into the vertical by means of the lifting device and the lower connection between the linkage on the support device and the linkage located in the borehole is carried out. When this position is reached, the support device can optionally be locked to a steel structure.
Es besteht, wie bereits erwähnt die Möglichkeit, dass die Trageinheit freistehend sein kann, wobei dann eine Arretierung oder das Halten der Trageinheit im Dreh- oder Schwenkpunktbereich vorgenommen wird.As already mentioned, there is the possibility that the support unit can be free-standing, in which case the support unit is locked or held in the area of the pivot or pivot point.
Die Verbindung zwischen Kraftdrehkopfwelle und Gestänge wird insbesondere beim Nachsetzen von Gestänge beim Bohren hergestellt. Bei Gestängeein- und - ausbauoperationen kann das Gestänge auch lediglich in den Elevator, der unter dem Kraftdrehkopf angeordnet ist, eingehängt werden, da vor allem die Gewinde des Gestänges geschont werden und die Operationen schneller durchgeführt werden können.The connection between the power turret shaft and the linkage is established in particular when adding the linkage when drilling. For boom assembly and disassembly operations, the boom can only be hooked into the elevator, which is located under the rotary head, because above all the threads of the boom are protected and the operations can be carried out more quickly.
Die untere Gestängeverbindung wird durch die auf der Arbeitsbühne stehenden oder an der Trageinheit integrierten Kraftverschraubeinrichtung gewährleistet, welche dazu entweder über Bohrlochmitte aus der Trageinrichtung ausfährt oder überThe lower linkage connection is ensured by the power screwing device standing on the working platform or integrated on the carrying unit, which either extends from the carrying device via the center of the borehole or via
Bohrlochmitte mittels eines Scharniers geschwenkt wird. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Kraftverschraubeinrichtung konventionell auf der Arbeitsbühne verschiebbar angeordnet ist. Ebenfalls wird, nachdem die Verschraubung zwischen dem im Bohrloch und dem in der Bohrvorrichtung befindlichen Gestänge beendet ist, der multifunktionale Greifer gelöst und in die Trageinheit eingefahren.The center of the borehole is pivoted by means of a hinge. Another embodiment provides that the power screwing device is conventional on the work platform is slidably arranged. Likewise, after the screw connection between the drill hole in the drill hole and the drill rod located in the drilling device has ended, the multifunctional gripper is released and inserted into the carrying unit.
Dann wird die Kraftverschraubeinrichtung aus dem Bereich herausmanövriert, die Haltevorrichtung gelöst und der Bohrvorgang weitergeführt. Dazu wird der Kraftdrehkopf in der Führung der Trageinrichtung abgesenkt.Then the power screwing device is maneuvered out of the area, the holding device is released and the drilling process is continued. For this purpose, the power turret is lowered in the guide of the carrying device.
Durch die Verwendung von zwei schwenkbaren Bohrvorrichtungen besteht die vorteilhafte Möglichkeit, dass eine in der horizontalen Position befindliche Bohrvorrichtung das Gestänge aufnimmt, während die andere Bohrvorrichtung bohrt. Sobald die vertikal stehende Bohrvorrichtung den Bohrvorgang beendet hat und somit der Kraftdrehkopf in der unteren Position angekommen ist, kann die horizontal liegende Bohrvorrichtung in die Vertikale mittels der Hebevorrichtung gehoben werden. Dabei wird der Kraftdrehkopf bei der ablegenden Bohrvorrichtung während dieser Bewegung wieder in die obere Stellung gefahren.By using two pivotable drilling devices, there is the advantageous possibility that a drilling device located in the horizontal position picks up the rods while the other drilling device is drilling. As soon as the vertical drilling device has finished the drilling process and thus the power head has arrived in the lower position, the horizontal drilling device can be lifted vertically by means of the lifting device. The rotary turret is moved back to the upper position during the movement of the drilling device.
Ein weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch eine starre Trageinrichtung möglich, wie sie beispielsweise in Figur 4 dargestellt ist. Das Gestänge wird mittels des schienengebundenen Gestängehandlingsystems aus dem Gestängevorratslager entnommen und in Richtung der Arbeitsbühne bewegt. Der Kraftdrehkopf befindet sich in der oberen Position.A further advantageous embodiment of the method according to the invention is possible by means of a rigid support device, as is shown for example in FIG. The boom is removed from the boom storage facility using the rail-bound boom handling system and moved in the direction of the work platform. The power turret is in the upper position.
Die Gestängehandlingseinrichtung neigt das Gestänge in Richtung der Trageinrichtung, der Kraftdrehkopf und der Elevator als auch das Handlingsystem wird abgesenkt bis zu einer Höhe, in der der Elevator das Gestänge umschließen kann. Bei Erreichen dieser Höhe umfaßt der Elevator das Gestänge. Gleichzeitig fährt der multifunktionale Greifer aus der Trageinrichtung aus und umschließt das Gestänge, so dass dieses in seiner Position fixiert wird, aber sich in vertikaler Richtung verschieben läßt. Anschließend wird das Gestänge im Elevator hängend durch den Linearantrieb angehoben, wobei der multifunktionale Greifer das Gestänge im unteren Bereich führt und kontrolliert und in Abstimmung mit dem verfahrenen Weg in der Linearführung in die Trageinheit einfährt. Sobald der Kraftdrehkopf in der oberen Stellung angekommen ist, wird die obere Verbindung zwischen Antriebswelle und Gestänge mit Hilfe der Handlingseinrichtung oder durch eine Verschraub- und Kontereinrichtung durchgeführt. Anschließend wird das Gestänge abgesenkt und mittels der Kraftverschraubeinrichtung die Verbindung mit dem sich im Bohrloch befindlichen Gestänges durchgeführt. Dann wird der multifunktionale Greifer eingefahren, die Haltevorrichtung gelöst und der Bohrvorgang weitergeführt. Alternativ kann das Gestänge im Elevator hängend zunächst mit dem im Bohrloch befindlichen Gestänge verschraubt werden und erst anschließend mit dem Kraftdrehkopf mittels der Handlingseinrichtung oder einer am Kraftdrehkopf befindlichen Verschraub- und Kontereinrichtung verbunden werden.The boom handling device tilts the boom in the direction of the carrying device, the power head and the elevator as well as the handling system is lowered to a height at which the elevator can enclose the boom. When this height is reached, the elevator comprises the linkage. At the same time, the multifunctional gripper extends from the carrying device and encloses the linkage so that it is fixed in its position but can be moved in the vertical direction. The linkage in the elevator is then suspended by the linear drive, whereby the multifunctional gripper guides and controls the linkage in the lower area and moves it into the support unit in coordination with the travel in the linear guide. As soon as the power turret has arrived in the upper position, the upper connection between the drive shaft and linkage is carried out with the aid of the handling device or by means of a screwing and locking device. The rod is then lowered and the connection to the rod located in the borehole is carried out by means of the power screwing device. The multifunctional gripper is then retracted, the holding device released and the drilling process continued. Alternatively, the linkage in the elevator can first be screwed to the linkage located in the borehole and only then connected to the power turret by means of the handling device or a screwing and locking device located on the power turret.
Ein weiterer Verfahrensschritt sieht vor, dass das Gestänge mittels der schienengebundenen Gestängehandlingeinrichtung zum definierten Abholpunkt befördert wird. Die Trageinrichtung dreht sich um die Längsachse ihrer selbst mit Hilfe des eingebauten Drehkranzes und stoppt genau über dem Abholpunkt. Der Kraftdrehkopf befindet sich zu diesem Zeitpunkt in der oberen Position der Trageinrichtung. Alternativ kann in einer starren Bohrvorrichtung lediglich der Kraftdrehkopf von dem Aufnahmerahmen zu einem definierten Abholpunkt geschwenkt bzw, gedreht werden.A further process step provides that the boom is transported to the defined pick-up point by means of the rail-bound boom handling device. The carrying device rotates about the longitudinal axis of itself with the help of the built-in turntable and stops exactly above the pick-up point. At this point, the power turret is in the upper position of the carrying device. Alternatively, in a rigid drilling device, only the rotary power head can be pivoted or rotated from the receiving frame to a defined pick-up point.
Nun wird der Kraftdrehkopf und somit ebenfalls die Handlingeinrichtung und derNow the power turret and thus also the handling device and the
Elevator abgesenkt. Der Elevator ist während des Absenkens ausgeschwenkt.Elevator lowered. The elevator is swung out during lowering.
Sobald der Elevator das Gestänge umschließen kann, wird dieser eingeschwenkt und umschließt das Gestänge.As soon as the elevator can enclose the linkage, it is pivoted in and encloses the linkage.
Der multifunktionale Greifer wird aus der Trageinrichtung ausgefahren und umschließt ebenfalls das Gestänge. Dies dient dazu, das Gestänge an zwei Punkten zu halten und ein Schlackern beim weiteren Handhaben zu vermeiden. Anschließend wird das Gestänge mittels des sich nach oben bewegenden Elevators parallel zur Linearführung angehoben, bis der Kraftdrehkopf die obere Stellung erreicht hat. Dann wird die Trageinrichtung über die Bohrlochmitte geschwenkt. Die obere Verbindung zwischen Antriebswelle und Gestänge mittels einer Verschraub- und Kontereinrichtung oder mit Hilfe der Handlingseinrichtung kann während dieser Hebe- und Drehbewegung erfolgen, um die Zeiten insgesamt zu optimieren.The multifunctional gripper is extended from the carrying device and also encloses the linkage. This serves to hold the linkage at two points and to avoid slagging when handling it further. The linkage is then raised parallel to the linear guide by means of the elevator moving upwards until the rotary head has reached the upper position. Then the support device is pivoted over the center of the borehole. The upper connection between the drive shaft and the linkage by means of a screwing and counter device or with the aid of the handling device can take place during this lifting and rotating movement in order to optimize the times as a whole.
Anschließend wird die untere Verbindung mit Hilfe der Kraftverschraubeinrichtung durchgeführt und die Kraftverschraubeinrichtung anschließend wieder aus dem Bereich der Bohrlochmitte herausmanövriert.The lower connection is then carried out with the aid of the power screwing device and the power screwing device is then maneuvered out of the area of the center of the borehole.
Der multifunktionale Greifer wird in die Trageinheit eingefahren, die Haltevorrichtung gelöst und der Bohrvorgang wird fortgesetzt.The multifunctional gripper is inserted into the carrying unit, the holding device is released and the drilling process continues.
Bei Verwendung von zwei oder mehreren Bohrvorrichtungen kann die eine Bohrvorrichtung ein neues Gestänge aufnehmen und die andere bohren, sodass ein fast kontinuierliches Bohren gewährleistet wird. Dabei wird durch eine entsprechende Steuerung vermieden, dass die sich drehenden Bohrvorrichtungen kollidieren. Beim Ein- und Ausbau von Gestänge (round trips) ist die Verschraubung mit der Antriebswelle des Kraftdrehkopfes normalerweise nicht notwendig.When using two or more drilling devices, one drilling device can take up a new rod and the other can drill, so that almost continuous drilling is ensured. Appropriate control prevents the rotating drilling devices from colliding. When installing and removing rods (round trips), screwing to the drive shaft of the power turret is normally not necessary.
Statt Gestängen können auch einzelne Bohrstangen, Casings, Rohrtouren, Verrohrungen oder rohrähnliche Gegenstände verwendet werden.Instead of rods, individual boring bars, casings, pipe tours, piping or pipe-like objects can also be used.
Ausführungsbeispiele für die starre Variante mit einer Bohrvorrichtung und schienengebundenem Gestängehandlingsystem bzw. die drehbare Variante mit zwei Bohrvorrichtungen und Gestängehandlingsystem (Vertikal-Pipehandler / Horizontal- Pipehandler möglich) werden in den Figuren 1-10 erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments for the rigid variant with a drilling device and rail-bound rod handling system or the rotatable variant with two drilling devices and rod handling system (vertical pipehandler / horizontal pipehandler possible) are explained in FIGS. 1-10. Show it:
Figur 1 die Seitenansicht der Trageinrichtung,FIG. 1 shows the side view of the carrying device,
Figur 2 die Vorderansicht einer Trageinrichtung,FIG. 2 shows the front view of a carrying device,
Figur 3 die Draufsicht auf den oberen Teil einer drehbaren Trageinrichtung,FIG. 3 shows the top view of the upper part of a rotatable carrying device,
Figur 4 die Seitenansicht einer Bohrvorrichtung mit einer TragvorrichtungFigure 4 is a side view of a drilling device with a support device
(starre Anordnung),(rigid arrangement),
Figur 5 die Vorderansicht einer Bohranlage,FIG. 5 shows the front view of a drilling rig,
Figur 6 die Draufsicht einer starren Bohrvorrichtung,FIG. 6 the top view of a rigid drilling device,
Figur 7 eine schienengebundene Gestängehandlingseinrichtung (für horizontale oder vertikale Gestängelager),FIG. 7 shows a rail-bound boom handling device (for horizontal or vertical boom bearings),
Figur 8 eine Vorderansicht einer Bohranlage,FIG. 8 shows a front view of a drilling rig,
Figur 9 die Draufsicht auf eine Bohranlage mit zwei Bohrvorrichtungen,FIG. 9 is a top view of a drilling rig with two drilling devices,
Figur 10 eine Seitenansicht mit zwei Bohrvorrichtungen mit Drehkränzen.Figure 10 is a side view with two drilling devices with slewing rings.
In den Figuren 1 , 2, 4, 5, 6, 8, 9 und 10 sind der Aufnahmerahmen 4 mit Kraftdrehkopf 2 und Handlingseinrichtung 5 beziehungsweise die Gestängehandlingseinrichtung 23 in zwei unterschiedlichen Positionen dargestellt, wobei jeweils eine Position gestrichelt dargestellt ist. In der gestrichelten Darstellung des Aufnahmerahmens und des Kraftdrehkopfes ist die Umlenkrolle 11 nicht dargestellt.In FIGS. 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9 and 10, the receiving frame 4 with the rotary head 2 and the handling device 5 or the linkage handling device 23 are shown in two different positions, one position being shown in broken lines. The deflection roller 11 is not shown in the dashed representation of the receiving frame and the rotary power head.
Figur 1 zeigt die Seitenansicht der Trageinrichtung 1 mit dem Kraftdrehkopf 2, der an der Trageinrichtung angebrachten Linearführung 3, der Aufnahmerahmen 4 für den Kraftdreh köpf, die Handlingeinrichtung unter dem Kraftdrehkopf 5 und den Elevator 6 für die Gestängeübernahme. Unterhalb des Kraftdrehkopfes ist optional eine Verschraub- und Kontereinrichtung angeordnet, um ein mittels der Handlingseinrichtung zugeführtes Gestänge fest mit der Welle des Kraftdrehkopfes zu verschrauben, oder z. B. beim Ausbau des Gestänges die Verbindung zwischen Kraftdrehkopf und Gestänge wieder zu brechen. Angedacht sind Streben 42 der Trageinrichtung 1 , die die Statik der Trageinrichtung verbessern. Des Weiteren ist das Kronenlager 7, welches in dem oberen Bereich der Trageinrichtung integriert ist, eingezeichnet. Das Seil 13 wird durch den Drehkranz 9 mittels der Durchführung 8 geführt, um bei der Drehbewegung die Lage des Seiles nicht zu verändern.FIG. 1 shows the side view of the carrying device 1 with the power turret 2, the linear guide 3 attached to the carrying device, the mounting frame 4 for the power turning head, the handling device under the power turret 5 and the elevator 6 for the boom take-over. A screwing and locking device is optionally arranged below the power turret in order to firmly screw a rod fed by means of the handling device to the shaft of the power turret, or e.g. B. break the connection between the turret and linkage again when removing the boom. Struts 42 of the support device 1 are envisaged, which improve the statics of the support device. Furthermore, the crown bearing 7, which is integrated in the upper area of the carrying device, is shown. The rope 13 is guided through the slewing ring 9 by means of the bushing 8 so as not to change the position of the rope during the rotational movement.
Unter der Trageinrichtung 1 ist der Drehkranz 9 montiert, welcher auf die Arbeitsbühne fest verbunden wird.The slewing ring 9 is mounted under the carrying device 1 and is firmly connected to the work platform.
Um Snubbingoperationen, wie auch z. B. den Einbau von Rohren, durchzuführen, ist in dem unteren Bereich der Trageinrichtung 1 eine Winde 10 installiert. Das Seil (nicht dargestellt) dieser Winde wird in diesem Fall über eine Umlenkrolle 11 geleitet, um den Seilzugeffekt auszunutzen.To perform snubbing operations such as B. the installation of pipes, a winch 10 is installed in the lower region of the support device 1. In this case, the rope (not shown) of this winch is passed over a deflection roller 11 in order to utilize the rope pull effect.
Als weitere Baugruppe ist der Multifunktionale Greifer 12 eingezeichnet, welcher das Gestänge greift und führt und horizontal verschiebbar ist. Um die Spülungszufuhr zu ermöglichen, ist der Spülungsschlauch 15 angedeutet, der in diesem Beispiel zum Teil frei hängt.The multifunctional gripper 12, which grips and guides the linkage and is horizontally displaceable, is shown as a further assembly. In order to enable the supply of flushing, the flushing hose 15 is indicated, which in this example hangs partly freely.
Auf dem Drehkranz ist ein Verbindungselement 105 angeordnet, an dem mittels Stehlager 104 und Bolzen ein starres Halteelement, in diesem Falle eine Strebe 103 angebracht ist. Das andere Ende der Strebe 103 ist an einer Seite der Trageinrichtung 1 fest verbunden. Ein weiteres Verbindungselement 110 enthält ein weiteres Stehlager 104 und stellt mittels Bolzen die Verbindung zur Trageinrichtung 1 her. Hierdurch kann die gesamte Trageinrichtung vertikal gehalten werden. Selbstverständlich sind andere Verbindungselemente, mit denen die Trageinrichtung 1 gehalten werden kann, denkbar.A connecting element 105 is arranged on the slewing ring, on which a rigid holding element, in this case a strut 103, is attached by means of pillow block 104 and bolts. The other end of the strut 103 is firmly connected on one side of the support device 1. Another connecting element 110 contains a further pillow block 104 and establishes the connection to the carrying device 1 by means of bolts. As a result, the entire support device can be held vertically. Of course, other connecting elements with which the carrying device 1 can be held are conceivable.
Figur 2 zeigt die Vorderansicht der Trageinrichtung 1 mit dem Kraftdrehkopf 2, dem Aufnahmerahmen 4, der Handlingseinrichtung 5 und den Elevator 6. Des Weiteren ist hier ebenfalls das Kronenlager 7 angedeutet. In der Mitte der Trageinrichtung 1 erkennt man das Seil 13, welches im unteren Bereich durch die Durchführung 8 durch den Drehkranz 9 geleitet wird.FIG. 2 shows the front view of the carrying device 1 with the power rotary head 2, the receiving frame 4, the handling device 5 and the elevator 6. Furthermore, the crown bearing 7 is also indicated here. In the middle of the carrying device 1 one can see the rope 13, which is guided in the lower area through the bushing 8 through the turntable 9.
Der Spülungsschlauch (in Figur 1 gezeichnet, hier nicht dargestellt) wird mit dem Rohranschluß 16 verbunden, um die Spülung in den Kraftdrehkopf einzuleiten.The flushing hose (shown in FIG. 1, not shown here) is connected to the pipe connection 16 in order to introduce the flushing into the power turret.
Für das Snubbing oder den Rohreinbau ist die Winde 10 in dem unteren Teil der Trageinrichtung 1 gelagert und wird beispielsweise durch einen Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe (Antriebseinheit 14) angetrieben.For snubbing or pipe installation, the winch 10 is mounted in the lower part of the carrying device 1 and is driven, for example, by an electric motor with a downstream transmission (drive unit 14).
Figur 3 zeigt die Draufsicht einer drehbaren Trageinrichtung 1 mit der Linearführung 3, in dem der Aufnahmerahmen 4 mit dem darauf montierten Kraftdrehkopf 2 mittels Führungsrollen geführt ist.Figure 3 shows the top view of a rotatable support device 1 with the linear guide 3, in which the receiving frame 4 with the rotary head 2 mounted thereon is guided by means of guide rollers.
Die gestrichelte viertelkreisförmige Linie stellt die Schwenklinie 30 für diese Anordnung dar bis zu einem fiktiven Abholpunkt 28. Die Antriebswelle (Drive-shaft) 45 ist ebenso wie Verkleidung 43 des Kraftdrehkopfes nur angedeutet.The dashed quarter-circle line represents the pivot line 30 for this arrangement up to a fictitious pick-up point 28. The drive shaft 45, like the cover 43 of the power turret, is only indicated.
Figur 4 zeigt die Seitenansicht der Bohrvorrichtung mit einer Tragvorrichtung entsprechend Figur 1.FIG. 4 shows the side view of the drilling device with a carrying device corresponding to FIG. 1.
In dieser Variante einer nicht drehbaren Bohrvorrichtung wird der Drehkranz nicht benötigt. Um jedoch eine Aufrüstung in einfacher Weise zu ermöglichen, wird ein denIn this variant of a non-rotatable drilling device, the slewing ring is not required. However, in order to enable an upgrade in a simple manner, a
Drehkranz ersetzendes Zwischenstück 27 eingesetzt, der vorzugsweise die gleichenIntermediate piece 27 replacing the slewing ring, which is preferably the same
Abmaße und Anschlußmaße wie der eigentliche Drehkranz vorweist, sowie ebenfalls die Durchführung 8 enthält.Dimensions and connecting dimensions as the actual slewing ring shows, as well as the implementation 8 contains.
Dazu ist die Arbeitsbühne 21 , welche zur Aufnahme des Zwischenstückes 27 dient als auch die Unterbauboxen 19 und die Stütze 22, welche zur Abstützung derFor this purpose, the work platform 21, which serves to receive the intermediate piece 27, as well as the substructure boxes 19 and the support 22, which serve to support the
Arbeitsbühne dient, eingezeichnet.Serving platform is drawn.
Des Weiteren ist das Hebewerk 17, welches in der oberen als auch in der unterenFurthermore, the elevator 17, which is in the upper and in the lower
Unterbaubox eingebaut werden kann, dargestellt.Sub-box can be installed, shown.
Das Seil 13 wird mit Hilfe des Laufwagens 18 stets über der Lebusrillung der Hebewerkstrommel zwangsgeführt.The rope 13 is always positively guided over the liver grooves of the elevator drum with the help of the carriage 18.
Das Zuführen beziehungsweise Abholen der Gestänge erfolgt mittels der vorzugsweise schienengebundenen Gestängehandlingseinrichtung 23, welches auf den Schienen 24 bewegt werden kann und das Gestänge 25 transportiert und justiert.The rods are fed or picked up by means of the preferably rail-bound rod handling device 23, which opens the rails 24 can be moved and the linkage 25 transported and adjusted.
Ebenfalls dargestellt sind die Querstreben 42, die die Statik der Kastenstruktur der Trageinrichtung 1 verbessern. Statt dieser Fachwerkkonstruktion ist auch eine geschlossene Kastenkonstruktion einsetzbar.Also shown are the cross struts 42, which improve the statics of the box structure of the carrying device 1. Instead of this half-timbered construction, a closed box construction can also be used.
Das Gestänge wird aus einem nicht dargestellten Gestängevorratslager mittels der Gestängehandlingseinrichtung 23 entnommen und über die Schienen 24 der Bohrvorrichtung zugeführt. Das Gestänge 25 wird mittels eines Greifers 125 der Gestängeaufnahmeeinheit 122 soweit zugeführt, dass es vom Elevator 6, der in die entsprechende Position herunterfährt, umfasst werden kann. Zur Absicherung des unteren Teiles des Gestänges ist optional die Gestängerampe 126 angeordnet. 123 bezeichnet eine Schwenkeinrichtung, mit der der Ausleger 124 in einer vertikalen Ebene bewegt werden kann. 129 beziffert den blow-out-preventer (BOP) Stack, über dem nicht dargestellten Bohrloch 130.The rod assembly is removed from a rod storage unit (not shown) by means of the rod handling device 23 and fed to the drilling device via the rails 24. The linkage 25 is fed by means of a gripper 125 to the linkage receiving unit 122 to such an extent that it can be grasped by the elevator 6, which moves down into the corresponding position. To secure the lower part of the boom, the boom ramp 126 is optionally arranged. 123 denotes a swivel device with which the boom 124 can be moved in a vertical plane. 129 quantifies the blow-out-preventer (BOP) stack, above borehole 130, not shown.
Figur 5 zeigt die Vorderansicht der Bohranlage mit der Trageinrichtung 1 entsprechend Figur 2, wobei der Drehkranz 9 durch ein starres Zwischenstück 27 ersetzt worden ist.Figure 5 shows the front view of the drilling rig with the support device 1 corresponding to Figure 2, wherein the slewing ring 9 has been replaced by a rigid intermediate piece 27.
In dieser Ansicht ist beispielhaft die Kraftverschraubeinrichtung 20 dargestellt, die in dieser Form auf der Arbeitsbühne 21 montiert wurde. Des Weiteren ist der Kraftdrehkopf 2 mit der darunterliegenden Handlingeinrichtung 5 dargestellt. Das Seil 13 wird durch den Laufwagen 18 stets über der Lebusrillung des Hebewerkes 17 zwangsgeführt, sodass von dieser Einrichtung aus das Seil 13 durch die Durchführung 8 zum Kronenlager 7 sicher geleitet wird.In this view, the power screwing device 20 is shown as an example, which was mounted in this form on the work platform 21. Furthermore, the power rotary head 2 is shown with the handling device 5 underneath. The rope 13 is always positively guided by the carriage 18 over the liver groove of the elevator 17, so that from this device the rope 13 is safely guided through the bushing 8 to the crown bearing 7.
Die Trageinrichtung 1 ist durch das Zwischenstück 27 mit der Arbeitsbühne 21 verbunden. Auf der Arbeitsbühne 21 ist auch der darauf angeordnete Fahrstand (drillers cabin) 127 angedeutet.The carrying device 1 is connected to the work platform 21 by the intermediate piece 27. On the work platform 21, the driver's cabin 127 arranged thereon is also indicated.
Figur 6 zeigt die Draufsicht der starren Bohrvorrichtung auf der Arbeitsbühne 21. In der Draufsicht erkennt man die seitliche Anordnung der Kraftverschraubeinrichtung 20. Die Gestänge werden aus den vertikal stehenden Gestängeboxen 26 durch das schienengebundene Gestängehandlingsystem 23, welches auf den Schienen 24 verfährt, entnommen und der Bohrvorrichtung zugeführt. Durch diese Anordung der vertikalen Gestängeboxen 26 kann eine beliebige Abstellkapazität erreicht werden.FIG. 6 shows the top view of the rigid drilling device on the work platform 21. The top view shows the lateral arrangement of the power screwing device 20. The rods are removed from the vertical rod boxes 26 by the rail-bound rod handling system 23, which moves on the rails 24, and fed to the drilling device. With this arrangement of the vertical rod boxes 26, any storage capacity can be achieved.
Figur 7 zeigt die schienengebundene Gestängehandlingseinrichtung 23. Es besteht die Möglichkeit das Gestänge 25 in vertikal stehenden oder horizontal liegenden (nicht dargestellt) Gestängeboxen 26 zu lagern bzw. aus diesen zu entnehmen.FIG. 7 shows the rail-bound rod handling device 23. It is possible to store the rod 25 in vertically standing or horizontally lying (not shown) rod boxes 26 or to remove them from these.
Die Gestänge 25 werden während des Transports bzw. der Be- oder Entladung aus den Gestängeboxen von Fingern oder Transporthalterungen 128 geführt bzw. fixiert. In diesem Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Gestänge 25 aus den Boxen 26 mittels der Gestängehandlingseinrichtung 23 entnommen. Dabei wird die Gestängeaufnahmeeinheit 122 mit in diesem Beispiel zwei Greifern 125 mittels des Auslegers 124, der durch die Schwenkvorrichtung 123 in einer vertikalen Ebene schwenken kann, an das Gestänge 25 herangeführt und das Gestänge 25 gegriffen. Danach wird der Ausleger 124 zurückgeschwenkt. In diesem Beispiel wird der Wagen 121 auf den Schienen 24 in Richtung der Bohranlage (nicht dargestellt) bewegt. Des Weiteren ist eine Drehvorrichtung 120 vorgesehen, mit der der Ausleger 124 mit der Gestängeaufnahmeeinheit 122 auf dem Wagen 121 gedreht werden kann, um beispielsweise einen bestimmten Abholpunkt 28 zu erreichen. Nicht dargestellt ist die Möglichkeit, die Gestängeaufnahmeeinheit 122 verschiebbar auszuführen, sodass kurze Hubbewegungen möglich sind, um das Gestänge 25 leichter aus der Transporthalterung entnehmen zu können.The rods 25 are guided or fixed by fingers or transport brackets 128 during transport or loading or unloading from the rod boxes. In this exemplary embodiment, the individual rods 25 are removed from the boxes 26 by means of the rod handling device 23. In this example, the boom receiving unit 122 is brought to the boom 25 with two grippers 125 by means of the arm 124, which can pivot in a vertical plane by the pivoting device 123, and the boom 25 is gripped. The boom 124 is then pivoted back. In this example, carriage 121 is moved on rails 24 toward the drilling rig (not shown). Furthermore, a rotating device 120 is provided, with which the boom 124 can be rotated with the boom mounting unit 122 on the carriage 121, for example in order to reach a specific pick-up point 28. Not shown is the possibility of executing the linkage mounting unit 122 such that it can be moved so that short lifting movements are possible in order to be able to remove the linkage 25 more easily from the transport holder.
Figur 8 zeigt die Vorderansicht der Bohranlage im Schnitt mit zwei Trageinrichtungen 1 und den dazugehörigen Komponenten, wie in Figur 2 dargestellt, wobei eine der Trageinrichtungen durch den Schnitt nicht dargestellt ist. Diese Bohranlage ist in dieser Ausführung mit je einem Drehkranz 9 unter der Trageinrichtung 1 ausgerüstet, um die Bohrvorrichtung abwechselnd über die Bohrlochmitte zu schwenken. Des Weiteren ist das schienengebundene Gestängehandlingsystem 23 mit den Schienen 24 dargestellt, welches die Gestänge zu den jeweiligen Abholpunkten transportiert.Figure 8 shows the front view of the drilling system in section with two support devices 1 and the associated components, as shown in Figure 2, wherein one of the support devices is not shown by the section. In this embodiment, this drilling rig is equipped with a slewing ring 9 under the supporting device 1 in order to alternately pivot the drilling device over the center of the borehole. Furthermore, the rail-bound boom handling system 23 with the rails 24 is shown, which transports the booms to the respective pick-up points.
Figur 9 zeigt die Draufsicht der erfindungsgemäßen Bohranlage mit zweiFigure 9 shows the top view of the drilling rig according to the invention with two
Bohrvorrichtungen 40.Drilling devices 40.
In dieser Ansicht ist die eine Bohrvorrichtung 40 über Bohrlochmitte 130 eingeschwenkt und beendet gerade den Bohrprozeß und die andere BohrvorrichtungIn this view, the one drilling device 40 has been pivoted in over the center of the borehole 130 and is just ending the drilling process and the other drilling device
41 ist ausgeschwenkt und steht mit geladenem Gestänge 25 bereit, um über die Bohrlochmitte 130 zu schwenken. Die Kraftverschraubeinrichtung 20 ist mittig angeordnet, um in vorteilhafter Weise die Verbindungen zu brechen beziehungsweise zu verbinden.41 is pivoted out and is ready with the loaded rod 25 in order to pivot over the center of the borehole 130. The power screwing device 20 is arranged centrally in order to break or connect the connections in an advantageous manner.
Ebenfalls ist die schienengebundene Gestängehandlingseinrichtung 23 mit denAlso the rail-bound boom handling device 23 with the
Schienen 24 als auch die Gestängeboxen 26 dargestellt. Die Gestänge 25 werden zu den Abholpunkten 28 transportiert und durch dieRails 24 and the rod boxes 26 are shown. The rods 25 are transported to the pick-up points 28 and through the
Handlingeinrichtung 5 (nicht dargestellt) mit dem darunterliegenden Elevator 6 (nicht dargestellt) übernommen.Handling device 5 (not shown) with the underlying elevator 6 (not shown).
Figur 10 zeigt die Seitenansicht mit den doppelten Bohrvorrichtungen 40, 41 entsprechend Figur 1 (ausgeschwenkt, 41) und Figur 2 (eingeschwenkt, 40), welche auf den zwei Drehkränzen 9 auf der Arbeitsbühne 21 befestigt sind.FIG. 10 shows the side view with the double drilling devices 40, 41 corresponding to FIG. 1 (swung out, 41) and FIG. 2 (swung in, 40), which are fastened on the two turntables 9 on the work platform 21.
Diese Ausführung der Bohranlage verfügt über zwei Hebewerke 17 als auch über zwei Seile 13, wobei auf Figur 10 nur das Hebewerk 17 und das Seil 13 derThis version of the drilling system has two lifts 17 and two ropes 13, only the elevator 17 and the rope 13 of FIG. 10 being shown in FIG
Bohrvorrichtung 40 dargestellt ist. Die Bohrvorrichtung 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel optional von der vertikalen in die horizontale Lage schwenkbar schematisch dargestellt, wobei als 107 dieDrilling device 40 is shown. In this exemplary embodiment, the drilling device 40 is optionally schematically shown pivotably from the vertical to the horizontal position, with 107 being the
Hebevorrichtung, als 108 das Schwenklager und als 109 das Verbindungselement gezeichnet sind.Lifting device, as 108 the pivot bearing and as 109 the connecting element are drawn.
Durch die Verdoppelung der Bohrvorrichtungen besteht nun die Möglichkeit, mit der einen Vorrichtung zu bohren und mit der anderen Vorrichtung das Gestänge vorzuladen. Dadurch kann die Bohrung schneller abgeteuft werden. BezugszeicheniisteBy doubling the drilling devices, there is now the possibility of drilling with one device and pre-loading the rod assembly with the other device. This allows the hole to be sunk more quickly. Reference number list
1 Trageinrichtung1 carrying device
2 Kraftdreh köpf2 power heads
3 Linearführung3 linear guide
4 Aufnahmerahmen4 mounting frames
5 Handlingeinrichtung5 handling device
6 Elevator6 elevator
7 Kronenlager7 crown bearings
8 Durchführung8 implementation
9 Drehkranz9 slewing ring
10 Winde10 winds
11 Umlenkrolle11 pulley
12 Multifunktionaler Greifer12 multifunctional gripper
13 Seil13 rope
14 Antriebseinheit14 drive unit
15 Spülungsschlauch15 irrigation hose
16 Rohranschluss16 pipe connection
17 Hebewerk17 elevator
19 Unterbauboxen19 built-in boxes
20 Kraftverschraubeinrichtung20 power screwing device
21 Arbeitsbühne21 working platform
22 Stütze22 support
23 Gestängehandlingseinrichtung23 boom handling device
24 Schienen24 rails
25 Gestänge25 rods
26 Gestängeboxen26 rod boxes
27 Zwischenstück27 intermediate piece
28 Abholpunkt28 pick-up point
30 Schwenklinie30 swivel line
40 Bohrvorrichtung40 drilling device
41 weitere Bohrvorrichtung Streben der Trageinrichtung (1) Verkleidung des Kraftdrehkopfes (2) Führungsrollen in der Linearführung (3) Antriebswelle des Kraftdrehkopfes (2) Feste Rolle des Seilzuges, die über ein Seil und die Umlenkrolle 11 mit der Winde 10 verbunden ist Gestängeverbinder Starres Halteelement Stehlager mit Bolzen Verbindungselement zwischen Halteelement (103) und Drehkranz (9) oder Zwischenstück (27) Hebevorrichtung Schwenklager mit Bolzen Verbindungselement zwischen Hebevorrichtung (107) und Drehkranz (9) oder Zwischenstück (27) Verbindungselement zwischen Trageinrichtung (1) und Drehkranz (9) oder Zwischenstück (27) Drehvorrichtung Wagen der Gestängehandlingseinrichtung (23) Gestängeaufnahmeeinheit Schwenkvorrichtung Ausleger der Gestängehandlingseinrichtung (23) Greifer der Gestängeaufnahmeeinheit (122) Gestängerampe Fahrstand Finger oder Transporthalterungen 129 BOP (blow out preventer) Stack Bohrloch 41 more drilling devices Struts of the support device (1) Cladding of the power turret (2) Guide rollers in the linear guide (3) Drive shaft of the power turret (2) Fixed roller of the cable pull, which is connected to the winch 10 via a rope and the deflection roller 11 Connecting element between holding element (103) and slewing ring (9) or intermediate piece (27) lifting device swivel bearing with bolt connecting element between lifting device (107) and slewing ring (9) or intermediate piece (27) connecting element between support device (1) and slewing ring (9) or intermediate piece ( 27) Rotating device trolley of the boom handling device (23) Boom mounting unit swivel device boom of the boom handling device (23) Gripper of the boom handling unit (122) Boom ramp operator's platform fingers or transport brackets 129 BOP (blow out preventer) stack borehole

Claims

Patentansprüche claims
1. Bohrvorrichtung, bestehend aus einer Trageinrichtung (1), an der oder in der1. drilling device, consisting of a support device (1) on or in the
a) ein axial zur Längsachse der Trageinrichtung (1) verschiebbarera) an axially displaceable to the longitudinal axis of the support device (1)
Kraftdrehkopf (2) mit Linearantrieb undPower rotary head (2) with linear drive and
b) ein Greifer (12), welcher senkrecht zur Längsachse der Trageinrichtung (1) bewegbar ist und welcher ein Bohrgestänge (25) greift und/oder führt, angeordnet ist,b) a gripper (12), which can be moved perpendicular to the longitudinal axis of the carrying device (1) and which grips and / or guides a drill pipe (25), is arranged,
und einem mit der Tragvorrichtung (1) verbundenen Zwischenstück (27) oder einem Drehkranz (9).and an intermediate piece (27) or a turntable (9) connected to the carrying device (1).
2. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (1) verschiebbar angeordnet ist.2. Drilling device according to claim 1, characterized in that the support device (1) is arranged displaceably.
3. Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (27) oder der Drehkranz (9) eine Durchführung (8) aufweist, durch die ein Seil (13) geführt wird, welches den Kraftdrehkopf (2) über ein Kronenlager (7) mit einem Hebewerk (17) verbindet.3. Drilling device according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate piece (27) or the turntable (9) has a passage (8) through which a rope (13) is guided, which the power turret (2) via a crown bearing (7) connects to a lift (17).
4. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Drehkranz (9) oder dem Zwischenstück (27) Mittel zum Schwenken der Trageinrichtung (1) angeordnet sind.4. Drilling device according to claims 1 to 3, characterized in that means for pivoting the support device (1) are arranged on the turntable (9) or the intermediate piece (27).
5. Bohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einem Schwenklager mit einem Bolzen (108) und einem5. Drilling device according to claim 4, characterized in that the means of a pivot bearing with a bolt (108) and one
Verbindungselement (109) sowie einer Hebevorrichtung (107) bestehen.Connecting element (109) and a lifting device (107) exist.
6. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das im unteren Bereich der Trageinrichtung (1) eine Winde (10) angeordnet ist, wobei das Seil der Winde (10) über eine Umlenkrolle (11) an dem Aufnahmerahmen (4) befestigt ist.6. Drilling device according to claims 1 to 5, characterized in that a winch (10) is arranged in the lower region of the carrying device (1), the rope of the winch (10) being fastened to the receiving frame (4) via a deflection roller (11).
7. Bohrvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Winde (10) mittels einer Antriebseinheit (14), vorzugsweise bestehend aus einem Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe, angetrieben wird.7. Drilling device according to claim 6, characterized in that the winch (10) by means of a drive unit (14), preferably consisting of an electric motor with a downstream transmission, is driven.
8. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (1) über den Drehkranz (9) oder das Zwischenstück (27) mit einer Arbeitsbühne (21) verbunden ist, wobei unter der Arbeitsbühne (21) das Hebewerk (17) mit einem Laufwagen (18) angeordnet ist und auf der Arbeitsbühne (21) oder im unteren Bereich der Trageinrichtung (1) oberhalb der Arbeitsbühne (21) eine Kraftverschraubvorrichtung (20) angeordnet ist, wobei diese Kraftverschraubvorrichtung (20) vorzugsweise verschiebbar oder schwenkbar ausgeführt ist.8. Drilling device according to claims 1 to 7, characterized in that the support device (1) via the turntable (9) or the intermediate piece (27) is connected to a work platform (21), the lifting mechanism (21) under the work platform (21). 17) is arranged with a carriage (18) and a power screwing device (20) is arranged on the working platform (21) or in the lower region of the carrying device (1) above the working platform (21), this power screwing device (20) preferably being displaceable or pivotable is executed.
9. Bohrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebewerk (17) in mindestens einer Unterbaubox (19) angeordnet ist, die die Arbeitsbühne (21) stützt.9. Drilling device according to claim 8, characterized in that the lifting mechanism (17) is arranged in at least one substructure box (19) which supports the working platform (21).
10. Bohrvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass neben oder/und unter der Arbeitsbühne (21) oder neben der Trageinrichtung (1) eine Gestängehandlingseinrichtung (23) angeordnet ist.10. Drilling device according to claims 1 to 9, characterized in that a rod handling device (23) is arranged next to or / and under the work platform (21) or next to the support device (1).
11. Bohrvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestängehandlingseinrichtung (23) aus einem Wagen (121) besteht, der auf Schienen (24) verschiebbar angeordnet ist und dass auf dem Wagen (122) eine11. Drilling device according to claim 10, characterized in that the rod handling device (23) consists of a carriage (121) which is arranged displaceably on rails (24) and that on the carriage (122) one
Gestängeaufnahmeeinheit (122) angeordnet ist, die drehbar und/oder mittels einer Schwenkeinrichtung (123) in einer vertikalen Ebene schwenkbar gelagert ist.Linkage receiving unit (122) is arranged, which is rotatably and / or pivotally mounted in a vertical plane by means of a pivoting device (123).
12. Bohrvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gestängeaufnahmeeinheit (122) aus einer Greiferaufnahme (124) und/oder einer Halteeinheit, vorzugsweise einem Greifer (125), besteht. 12. Drilling device according to claim 11, characterized in that the rod holder unit (122) consists of a gripper holder (124) and / or a holding unit, preferably a gripper (125).
13. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüchel bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der Trageinrichtung (1) eine Verriegelungsvorrichtung angeordnet ist, die mit einer Stahlbaustruktur, vorzugsweise einem Turm oder einem Mast, verbunden ist.13. Drilling device according to one of claims to 12, characterized in that a locking device is arranged at the upper end of the carrying device (1), which is connected to a steel structure, preferably a tower or a mast.
14. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftdrehkopf (2) um eine parallele Achse der Trageinrichtung drehbar angeordnet ist.14. Drilling device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the power turret (2) is arranged rotatably about a parallel axis of the support device.
15. Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Trageinrichtung (1) eine Trommel angeordnet ist, auf die der Spülungsschlauch und/oder die Strom- und Steuerleitungen aufgerollt werden.15. Drilling device according to one of claims 1 to 14, characterized in that a drum is arranged on or in the support device (1), onto which the flushing hose and / or the power and control lines are rolled up.
16. Bohranlage, bestehend aus mindestens zwei Bohreinrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohranlagen im Wechsel über die Mitte eines Bohrloches (130) verschiebbar oder drehbar oder schwenkbar angeordnet sind.16. Drilling rig, consisting of at least two drilling devices according to claims 1 to 15, characterized in that the drilling rigs are alternately slidably or rotatably or pivotably arranged about the center of a borehole (130).
17. Bohranlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bohreinrichtungen (40, 41) im Wesentlichen symmetrisch zur Mitte des Bohrloches (130) angeordnet sind.17. Drilling rig according to claim 16, characterized in that two drilling devices (40, 41) are arranged substantially symmetrically to the center of the borehole (130).
18. Bohranlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbaren Bohreinrichtungen miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung vorzugsweise mittels einer Klauenkette oder einem Seil oder einer Kette hergestellt wird.18. Drilling system according to claim 16 or 17, characterized in that the pivotable drilling devices are connected to one another, the connection preferably being made by means of a claw chain or a rope or a chain.
19. Bohranlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Bohrvorrichtungen eine Stahlbaustruktur angeordnet ist, an der die Bohrvorrichtungen wechselseitig arretierbar sind, wobei die19. Drilling system according to one of claims 16 to 18, characterized in that a steel structure is arranged between two drilling devices, on which the drilling devices are mutually lockable, the
Bohrvorrichtungen mittels Seil oder Kette über einen Umlenkpunkt oder eine Umlenkrolle, die in der Stahlbaustruktur angeordnet ist, verbunden sind. Drilling devices are connected by means of a rope or chain via a deflection point or a deflection roller, which is arranged in the steel structure.
20. Bohranlage nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfungseinrichtung an den Trägereinrichtungen der Bohrvorrichtungen oder der Stahlbaustruktur angeordnet ist, wobei die Dämpfungseinheit vorzugsweise aus einem Hydraulikzylinder und einer Drossel besteht.20. Drilling system according to claim 21, characterized in that a damping device is arranged on the support devices of the drilling devices or the steel structure, the damping unit preferably consisting of a hydraulic cylinder and a throttle.
21. Verfahren zum Abteufen einer Bohrung sowie zum Einbau von Gestänge, mittels einer Bohrvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass21. A method for sinking a hole and for installing rods, by means of a drilling device according to claims 1 to 20, characterized in that
a) die Trageinrichtung (1) in der Horizontalen für die Aufnahme desa) the support device (1) in the horizontal for receiving the
Gestänges bereit liegt, wobei der Kraftdrehkopf (2) in der oberen Position und der Greifer (12) in etwa gleicher Höhe wie die Gestänge (25) liegen,The linkage is ready, the power turret (2) in the upper position and the gripper (12) at approximately the same height as the linkage (25),
b) das Gestänge (25) auf oder über die Trageinrichtung (1) gerollt wird und anschließendb) the linkage (25) is rolled onto or over the carrying device (1) and then
c) das Gestänge (25) durch den Greifer (12) gegriffen und gehalten und dannc) the linkage (25) gripped and held by the gripper (12) and then
d) mittels des Kraftdreh köpf es (1) und der Handlingseinrichtung (5), die vorzugsweise unterhalb des Kraftdrehkopfes angeordnet ist, die obere Verbindung des Antriebes des Kraftdrehkopfes (2) mit dem Gestänge (25) hergestellt wird und anschließendd) by means of the power head (1) and the handling device (5), which is preferably arranged below the power head, the upper connection of the drive of the power head (2) with the linkage (25) is produced and then
e) die Trageinrichtung (1) mittels der Hebevorrichtung (107) in die Vertikale gehoben wird unde) the carrying device (1) is lifted into the vertical by means of the lifting device (107) and
f) die untere Verbindung zwischen dem Gestänge (25) und des im Bohrloch (130) befindlichen Gestänge hergestellt wird.f) the lower connection between the rod (25) and the rod located in the borehole (130) is made.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Heben der Trageinrichtung (1) in die Vertikale diese in einer Stahlbaustruktur arretiert wird. 22. The method according to claim 21, characterized in that after lifting the support device (1) into the vertical, it is locked in a steel structure.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a) bis f) in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, um Gestänge (25) auszubauen und auf oder in einem Gestängevorratslager abzulegen, wobei statt der Herstellung einer Verbindung d) und f) die Lösung der Verbindung und an Stelle des Hebens der Trageinrichtung (1) (e) das Absenken der Trageinrichtung durchgeführt wird.23. The method according to claim 21 or 22, characterized in that the process steps a) to f) are carried out in the reverse order in order to expand the linkage (25) and to put it on or in a linkage storage, wherein instead of producing a connection d) and f ) the connection is loosened and the support device is lowered instead of lifting the support device (1) (e).
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei Arrretierung der Trageinrichtung (1) in einer Stahlbaustruktur die Arretierung gelöst wird.24. The method according to claim 23, characterized in that when the supporting device (1) is locked in a steel structure, the locking is released.
25. Verfahren zum Abteufen einer Bohrung sowie zum Einbau von Gestänge mittels einer Bohrvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass25. A method for sinking a hole and for installing rods using a drilling device according to claims 1 to 20, characterized in that
a) eine feststehende Trageinrichtung (1) eingesetzt wird unda) a fixed support device (1) is used and
b) das Gestänge (25) mittels einer schienengebundenen Gestängehandlingsvorrichtung (23) aus einem Gestängevorratslager entnommen wird und in Richtung der Trageinrichtung bewegt wird,b) the linkage (25) is removed from a linkage storage facility by means of a rail-bound linkage handling device (23) and is moved in the direction of the carrying device,
c) wobei der obere Bereich des Gestänges (25) derart an den Kraftdrehkopf (1) oder den Elevator (6) herangeführt wird, dass der Elevator (6) das Gestänge (25) umfassen kann und anschließendc) wherein the upper region of the linkage (25) is brought up to the power turret (1) or the elevator (6) such that the elevator (6) can include the linkage (25) and then
d) das Gestänge (25) im oberen Bereich vom Elevator (6) und im unteren Bereich vom Greifer (12) umschlossen wird, und dannd) the linkage (25) is enclosed in the upper area by the elevator (6) and in the lower area by the gripper (12), and then
e) Antriebswelle des Kraftdrehkopfes (2) verschraubt wird unde) the drive shaft of the power turret (2) is screwed and
f) anschließend abgesenkt wird und die Verbindung zwischen dem imf) is then lowered and the connection between the im
Bohrloch (130) befindlichen Gestänge mittels Kraftverschraubeinrichtung (20) hergestellt wird. Drill hole (130) located linkage is produced by means of power screwing device (20).
26. Verfahren zum Abteufen einer Bohrung sowie zum Einbau von Gestänge mittels einer Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass26. A method for sinking a hole and for installing rods using a drilling device according to one of claims 1 to 20, characterized in that
a) eine um die Längsachse drehbare Trageinrichtung (1) eingesetzt wird, diea) a rotatable about the longitudinal axis support device (1) is used, the
b) über einen Abholpunkt (28) gedreht wird, wobei sich der Kraftdrehkopf (2) im oberen oder mittleren Bereich der Trageinrichtung (1) befindet, während vorher oder gleichzeitig ein Gestänge (25) mittels einer Gestängehandlingseinrichtung (23), wobei diese vorzugsweise schienengebunden ausgeführt ist, zum Abholpunkt (28) befördert und dort bereitgestellt wird und dannb) is rotated via a pick-up point (28), the power turret (2) being located in the upper or middle region of the carrying device (1), while beforehand or simultaneously a linkage (25) by means of a linkage handling device (23), this preferably being rail-bound is executed, transported to the pick-up point (28) and made available there and then
c) der Kraftdrehkopf (2) und die mit diesem verbundene Handlingeinrichtung (5) und der Elevator (6) abgesenkt wird, bis der Elevator (6) das Gestängec) the power turret (2) and the associated handling device (5) and the elevator (6) is lowered until the elevator (6) the linkage
(25) umschließen kann und dann(25) can enclose and then
d) der Elevator (6) das Gestänge (25) umfasst und der Greifer (12) aus der Trageinrichtung (1) so weit ausgefahren wird, dass er das Gestänge (25) umschließt undd) the elevator (6) comprises the linkage (25) and the gripper (12) is extended from the carrying device (1) to such an extent that it encloses the linkage (25) and
e) das Gestänge (25) angehoben wird und die Trageinrichtung (1) über das Bohrloch (130) geschwenkt wird, wo das Gestänge (25)e) the linkage (25) is raised and the support device (1) is pivoted over the borehole (130), where the linkage (25)
f) mittels der Kraftverschraubeinrichtung (20) mit dem im Bohrloch befindlichen Gestänge sowie mit der Antriebswelle des Kraftdrehkopfes (2) verbunden wird.f) by means of the power screwing device (20) with the linkage located in the borehole and with the drive shaft of the power turret (2).
27. Verfahren nach den Ansprüchen 26 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die obere Verbindung zwischen Antriebswelle des Kraftdreh kopfes (2) und dem Gestänge (25) durch eine Verschraub- und Kontereinrichtung oder mittels der Handlingeinrichtung (5) während der Hebel- und Drehbewegung erfolgt. 27. The method according to claims 26 or 21, characterized in that the upper connection between the drive shaft of the rotary power head (2) and the linkage (25) by a screwing and locking device or by means of the handling device (5) during the lever and rotary movement he follows.
28. Verfahren nach den Ansprüchen 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) statt der Trageinrichtung (1) nur der Kraftdrehkopf (2) um eine vertikale Achse parallel zur Längsachse der Trageinrichtung aus der Bohrlochmitte gedreht und über einem Abholpunkt positioniert wird.28. The method according to claims 26 or 27, characterized in that in step a) instead of the support device (1), only the power turret (2) is rotated about a vertical axis parallel to the longitudinal axis of the support device from the center of the borehole and positioned over a pick-up point.
29. Verfahren nach den Ansprüchen 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die Verbindung des Gestänges (25) mit dem im Bohrloch befindlichen Gestänge und dann die obere Verbindung zwischen Gestänge und29. The method according to claims 21 to 28, characterized in that first the connection of the rod (25) with the rod located in the borehole and then the upper connection between the rod and
Antriebswelle des Kraftdrehkopfes (2) hergestellt wird.Drive shaft of the power turret (2) is made.
30. Verfahren nach den Ansprüchen 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ein- und Ausbauoperationen das Gestänge (25) nur in den Elevator (6) eingehängt wird und nicht mit der Antriebswelle des Kraftdrehkopfes verbunden wird. 30. The method according to claims 21 to 29, characterized in that during installation and removal operations, the linkage (25) is only suspended in the elevator (6) and is not connected to the drive shaft of the power turret.
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