EP2025860A1 - Tiefbohrvorrichtung und Verfahren zum Errichten einer Tiefbohrvorrichtung - Google Patents

Tiefbohrvorrichtung und Verfahren zum Errichten einer Tiefbohrvorrichtung Download PDF

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EP2025860A1
EP2025860A1 EP07016205A EP07016205A EP2025860A1 EP 2025860 A1 EP2025860 A1 EP 2025860A1 EP 07016205 A EP07016205 A EP 07016205A EP 07016205 A EP07016205 A EP 07016205A EP 2025860 A1 EP2025860 A1 EP 2025860A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mast
carriage
support
drilling device
deep drilling
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07016205A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Leonhard Weixler
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.)
Bauer Maschinen GmbH
Original Assignee
Bauer Maschinen 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 Bauer Maschinen GmbH filed Critical Bauer Maschinen GmbH
Priority to EP07016205A priority Critical patent/EP2025860A1/de
Publication of EP2025860A1 publication Critical patent/EP2025860A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterized by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • E21B7/023—Drilling rigs characterized by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting the mast being foldable or telescopically retractable
    • 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 deep drilling device according to the preamble of claim 1.
  • a deep drilling device is formed with a mast, a mast support for supporting the mast, wherein the mast support has a mast guide on which the mast is guided vertically displaceable, and a working carriage which vertically slidably guided on the mast and has at least one carriage drive for moving the working carriage relative to the mast.
  • the invention further relates to a method for constructing a deep drilling device according to the preamble of claim 1-1.
  • a generic Tiefbohrvortechnisch is for example from the WO 94/23173 known.
  • This document describes a mast, which has a plurality of mast members, which can be folded down during dismantling of the mast. To erect the mast a winch is provided, with which the individual mast members are pulled up successively on the mast support.
  • the US 4,837,992 discloses a two-part mast, the upper part of which is pulled up by means of a pulling-in unit.
  • WO 2005/073471 A1 is another deep drilling with a mast known, the mast can be completely folded here.
  • a work slide is provided, which is movable by a rack drive.
  • the object of the invention is to provide a deep drilling device and a method which make it possible to erect a mast of the deep drilling device in a particularly simple and economical manner.
  • the object is achieved by a deep hole drilling with the features of claim 1 and a method for erecting a deep hole drilling device with the features of claim 11.
  • the deep drilling device is characterized in that means for fixing the working carriage are provided on the mast support, so that the mast is displaceable vertically by actuating the carriage drive relative to the mast support.
  • a basic idea of the invention can be seen in using the carriage drive of the working carriage not only for moving the working carriage relative to the mast. Rather, according to the invention, the carriage drive of the work slide is also used to move the mast relative to the mast support. For this purpose, according to the invention, the working carriage is fixed to the mast support. If the carriage drive is then actuated, a relative movement occurs between the mast and the work slide, which, since the work slide is fixed to the mast support, is accompanied by a relative movement between the mast and the mast support. To set up the mast, no additional lifting means are thus required according to the invention. Consequently, a particularly simple and inexpensive deep drilling device is obtained.
  • the provided according to the invention working carriage is suitably used for operating a drill string.
  • the means for fixing the work carriage on the mast support are preferably designed for fixing the work carriage on the mast guide, that is, the working carriage is set for moving the mast on the mast guide of the mast carrier.
  • the mast has at least two mast members.
  • the mast members are preferably coupled together via at least one pivot joint, wherein the pivot axis of the pivot joint expediently extends horizontally.
  • Such a pivot joint allows the erection of the mast in the so-called "bootstrap" method.
  • the mast members are first coupled together, in particular on the ground, via the pivot joint.
  • This first mast member carries with it the coupled second mast member, wherein the second mast member is successively pivoted about the pivot joint from the horizontal to the vertical.
  • It can also be provided more than two mast members, wherein adjacent mast members are each coupled via at least one pivot joint. In this case, the mast members are successively brought into the vertical and raised over the respective pivot joints. If several mast members are present, they are suitably coupled together prior to erection of the mast.
  • the mast members have securing means, for example a locking device, by means of which a pivoting movement about the pivot joint can be selectively prevented.
  • securing means for example a locking device
  • adjacent mast members can be secured in an aligned position after they have been brought into the vertical.
  • the means for fixing the work carriage to the mast support may, for example, comprise bolts by means of which the work carriage can be fastened to the mast guide.
  • a particularly low operating costs result from the fact that the means for fixing the work carriage on the mast support have a stop.
  • the stopper is suitably provided on the mast support.
  • the stop on the mast guide in particular in an upper region of the mast guide, is provided.
  • the means for determining the work slide on the mast support does not have to determine the work slides in all spatial directions. Rather, it may be sufficient to set the work carriage only in the opposite direction to the desired direction of movement of the mast. However, for a particularly high level of operational reliability, in particular when the mast support is moved during construction or dismantling, it may also be provided to fix the work carriage on all sides on the mast support.
  • the means for fixing the work carriage are expediently used to set the work carriage in a position arranged on the mast and / or in a position above the mast carrier, in particular above the mast guide.
  • the mast guide is expediently designed as a linear guide.
  • it may be formed as a guide sleeve through which the mast is performed.
  • the mast expediently has an at least approximately rectangular, in particular square, outer cross section.
  • the lateral outer walls of the mast can be formed over the entire surface.
  • the carriage drive has at least one drive motor arranged on the working carriage.
  • the drive motor may in particular be an electric motor.
  • four rotary motors are provided on the working carriage, which are arranged for example in each case in a corner of the working slide.
  • a particularly high level of operational reliability is achieved according to the invention in that at least one rack is provided on the mast, and that the carriage drive has at least one drive gear, which engages in the rack.
  • the drive gear is expediently arranged on the working carriage and operable by the drive motor.
  • the rack preferably extends along the mast and is suitably provided on a plurality of mast members. With regard to the introduction of force, it is advantageous that two toothed racks are provided which run parallel to one another and are expediently arranged in two adjacent corner regions of the mast cross section.
  • a total of four drive motors are provided with at least one drive gear, wherein two of the drive motors of the first rack and the remaining two drive motors of the second rack are assigned.
  • a particularly compact carriage arrangement results from the fact that the rack is arranged in the region of a mast front side facing the work carriage.
  • the cost-effectiveness can be further improved by providing a receptacle for a drill pipe on the work carriage and / or by providing a rotary motor and / or a pulling device for the drill pipe on the work carriage.
  • the working carriage not only for adjusting the mast relative to the mast carrier but also, especially after it has been released from the mast carrier, also serve to handle the drill string.
  • the pivot joint is provided on a side facing away from the working carriage of the mast. This arrangement allows a particularly reliable assembly of the rack after the pivoting together of two adjacent mast members.
  • the mast support has a base and at least one support which is pivotally mounted on the base about a, preferably horizontal, pivot axis, and on which the mast guide is arranged.
  • Such an arrangement makes it possible to swing the mast guide for transport and thus to reduce the transport dimensions.
  • it can be provided to bring the support with the mast guide arranged thereon for transport in a horizontal position and for operation in an approximately vertical position.
  • the work slide is set before pivoting the support in the horizontal transport position by means of the means for determining the working carriage on the support.
  • At least one linear drive in particular hydraulic cylinder, is provided for pivoting the support with the mast guide relative to the substructure.
  • the hydraulic cylinder can in particular be telescopically multiple times.
  • the mast When erecting or dismantling the mast can be provided that the mast members are successively moved from the horizontal to the vertical or in the horizontal back.
  • a guide support for guiding at least one mast member, in particular for its assembly and / or disassembly, is provided.
  • the mast member may be guided on the guide support, in particular in an at least approximately horizontal position.
  • the mast members are passed during erection or dismantling of the mast between two linear drives.
  • a drilling platform and / or a control station is arranged.
  • the elements By arranging the elements on a mast member they can be automatically brought into its intended position when setting up the mast.
  • the drilling platform and / or the control station are provided on an end, in particular the lowest, mast member.
  • the inventive method is characterized in that the working carriage is fixed to the mast support and that the mast is then moved by operating the carriage drive relative to the mast support vertically upwards.
  • the method according to the invention can be carried out in particular with a deep drilling device according to the invention, whereby the advantages explained in this connection can be achieved.
  • the mast has at least two mast members, which are coupled to each other via at least one pivot joint, and that when moving the mast up a lower mast member is taken from a mast member arranged above it and the lower mast member in this case is pivoted from the horizontal to the vertical.
  • FIG. 1 A first embodiment of a deep drilling device according to the invention is in Fig. 1 shown.
  • the device has a mast support 20 with a U-shaped substructure 25, wherein the substructure 25 rests on the ground.
  • two supports 26 are provided, which extend in a V-shaped manner to one another and which are articulated pivotably about a horizontal pivot axis on the substructure 25.
  • At the apex of these supports 26 designed as a guide sleeve with approximately rectangular inner cross-section mast guide 21 is provided.
  • this mast guide 21 a designed with approximately square outer cross section mast 10 is linearly displaceable.
  • the mast carrier 20 has two hydraulic drives designed as a hydraulic cylinder 27, which are articulated on the one hand to the substructure 25 and on the other hand to the mast guide 21. These linear drives allow pivoting of the support 26 with the mast guide 21 from a in Fig. 1 shown vertical operating position in an in Fig. 2 illustrated horizontal transport position.
  • a guide support 29 is provided for guiding mast members 11 described in greater detail below in the construction of the mast.
  • This guide support 29 is arranged centrally with respect to the two linear drives 27.
  • a work carriage 30 is mounted longitudinally displaceable on the mast 10.
  • a receptacle 37 and a rotary motor 38 are provided for a drill pipe not shown in the figures on this work carriage 30.
  • the in Fig. 1 consists of a total of four mast members 11, 11 ', 11 "and 11''', each having approximately the same length.A longitudinal of the individual mast members 11 to 11 '''and thus along the mast 10 extend two racks 50, 50th These toothed racks 50, 50 'are arranged in the region of a mast front side 17 of the mast 10 facing the working carriage 30. The two toothed racks 50, 50' are arranged on opposite mast sides in the area of the mast front edges formed toward the mast front side 17.
  • the working carriage 30 is formed with an approximately rectangular base plate.
  • a drive motor 33, 33 ', 33 ", 33” is arranged in the four corners of this base plate.
  • a drive gear wheel 34 is assigned to each drive motor 33 to 33 '" in that the drive gears 34 of the motors 33, 33 'engage the right rack 50' and the drive gears 34 of the drive motors 33 ", 33"'engage the left rack 50.
  • the drive motors 33 to 33 ''' form a slide drive 31 with their drive gearwheels 34.
  • Fig. 1 shows the deep drilling device according to the invention on a drilling platform 5, which extends in the horizontal, and a control station 9, which is arranged on the drilling platform 5.
  • the drilling platform 5 can be arranged, for example, on the lowest mast member 11. Additionally or alternatively, it may be attached to the mast carrier 20, in particular to the mast guide 21.
  • a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5, below the drilling platform 5, a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5, a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5, a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5, a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5, a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5, a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5, a Blowoutpreventer 1 is provided below the drilling platform 5.
  • FIGS. 3 and 4 Successive stages of the process when erecting the mast 10 of the device Fig. 1 are in the FIGS. 3 and 4 shown.
  • a pivot joint 15 is provided with a horizontally extending pivot axis.
  • FIGS. 3 and 4 show the work carriage 30 is established for erecting the mast relative to the mast support 20.
  • a stop 40 is provided in the upper region of the mast guide 21, on which the working carriage 30 rests.
  • the mast 10 lying on the ground, that is, in a horizontal position, ready to assemble and assemble the base 25, the mast support 20 and the mast guide 21.
  • the support 26 is erected with the mast guide 21 by means of the linear drives 27, wherein only the uppermost mast member 11 '''is erected and the remaining mast members 11 to 11' remain folded on the ground
  • Mast guide 21 connected carriage drive 31 of the mast 10 so far raised until the subsequent mast member 11 "in about is vertical.
  • the two uppermost mast members 11 '''and11''are then firmly connected.
  • the mast members 11 '"and 11" are moved further upwards in the direction of the drilling position by means of the carriage drive 31, so that the next following mast member 11' can also be vertically connected and connected, thus making the entire mast 10
  • the mast 10 has reached its operating height and is in its drilling position, that is, in particular all the mast members 11 are in the vertical position, the mast 10 with the mast carrier 20, in particular in the mast guide 21, are firmly connected.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tiefbohrvorrichtung und ein Verfahren zum Errichten einer Tiefbohrvorrichtung mit einem Mast (10), einem Mastträger (20) zum Stützen des Mastes, wobei der Mastträger eine Mastführung aufweist, an welcher der Mast vertikal verschiebbar geführt ist, und einem Arbeitsschlitten (30), der vertikal verschiebbar am Mast geführt ist und der zumindest einen Schlittenantrieb zum Verschieben des Arbeitsschlittens relativ zum Mast aufweist. Erfindungsgemäß sind Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens am Mastträger vorgesehen, wobei der Mast durch Betätigen des Schlittenantriebs relativ zum Mastträger vertikal verschiebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Tiefbohrvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Tiefbohrvorrichtung ist ausgebildet mit einem Mast, einem Mastträger zum Stützen des Mastes, wobei der Mastträger eine Mastführung aufweist, an welcher der Mast vertikal verschiebbar geführt ist, und einem Arbeitsschlitten, der vertikal verschiebbar am Mast geführt ist und der zumindest einen Schlittenantrieb zum Verschieben des Arbeitsschlittens relativ zum Mast aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Errichten einer Tiefbohrvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1-1.
  • Eine gattungsgemäße Tiefbohrvorrichtung ist beispielsweise aus der WO 94/23173 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt einen Mast, der mehrere Mastglieder aufweist, die beim Abbauen des Mastes abgeklappt werden können. Zum Errichten des Mastes ist eine Seilwinde vorgesehen, mit der die einzelnen Mastglieder nacheinander am Mastträger hochgezogen werden.
  • Die US 4,837,992 offenbart einen zweiteiligen Mast, dessen Oberteil mittels eines Einziehwerkes hochgezogen wird.
  • Aus der WO 2005/073471 A1 ist eine weitere Tiefbohrvorrichtung mit einem Mast bekannt, wobei der Mast hier vollständig umgelegt werden kann. Am Mast ist ein Arbeitsschlitten vorgesehen, der über einen Zahnstangenantrieb verfahrbar ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tiefbohrvorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die es erlauben, einen Mast der Tiefbohrvorrichtung in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise zu errichten.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tiefbohrvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Errichten einer Tiefbohrvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Tiefbohrvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens am Mastträger vorgesehen sind, so dass der Mast durch Betätigen des Schlittenantriebes relativ zum Mastträger vertikal verschiebbar ist.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, den Schlittenantrieb des Arbeitsschlittens nicht nur zum Verschieben des Arbeitsschlittens relativ zum Mast zu verwenden. Vielmehr wird nach der Erfindung der Schlittenantrieb des Arbeitsschlittens auch dafür eingesetzt, den Mast relativ zum Mastträger zu bewegen. Zu diesem Zwecke wird nach der Erfindung der Arbeitsschlitten am Mastträger festgelegt. Wird der Schlittenantrieb dann betätigt, so kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Mast und Arbeitsschlitten, was, da der Arbeitsschlitten am Mastträger festgelegt ist, mit einer Relativbewegung zwischen Mast und Mastträger einhergeht. Zum Aufstellen des Mastes sind somit nach der Erfindung keinerlei zusätzliche Hebemittel erforderlich. Es wird folglich eine besonders einfache und kostengünstige Tiefbohrvorrichtung erhalten.
  • Der nach der Erfindung vorgesehene Arbeitsschlitten dient geeigneterweise zum Betätigen eines Bohrgestänges. Die Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens am Mastträger sind vorzugsweise zum Festlegen des Arbeitsschlittens an der Mastführung ausgebildet, das heißt der Arbeitsschlitten wird zum Bewegen des Mastes an der Mastführung des Mastträgers festgelegt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass der Mast zumindest zwei Mastglieder aufweist. Die Mastglieder sind dabei bevorzugt über zumindest ein Schwenkgelenk miteinander gekoppelt, wobei die Schwenkachse des Schwenkgelenkes zweckmäßigerweise horizontal verläuft. Ein derartiges Schwenkgelenk ermöglicht das Aufrichten des Mastes im sogenannten "Bootstrap"-Verfahren. Bei diesem Verfahren werden die Mastglieder zunächst, insbesondere am Boden, über das Schwenkgelenk miteinander gekoppelt.
  • Dann wird eines der beiden Mastglieder in der Mastführung vertikal nach oben gefahren. Dieses erste Mastglied nimmt das hiermit gekoppelte zweite Mastglied mit, wobei das zweite Mastglied über das Schwenkgelenk sukzessive aus der Horizontalen in die Vertikale geschwenkt wird. Es können auch mehr als zwei Mastglieder vorgesehen sein, wobei benachbarte Mastglieder jeweils über zumindest ein Schwenkgelenk miteinander gekoppelt sind. In diesem Fall werden die Mastglieder über die jeweiligen Schwenkgelenke sukzessive in die Vertikale gebracht und angehoben. Sofern mehrere Mastglieder vorhanden sind, werden diese geeigneterweise vor dem Errichten des Mastes miteinander gekoppelt.
  • Besonders zweckmäßig ist es, dass die Mastglieder Sicherungsmittel, beispielsweise eine Riegeleinrichtung, aufweisen, mittels der eine Schwenkbewegung um das Schwenkgelenk herum gezielt unterbunden werden kann. Mittels dieser Sicherungsmittel können benachbarte Mastglieder in einer fluchtenden Position gesichert werden, nachdem sie in die Vertikale gebracht worden sind.
  • Die Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens am Mastträger können beispielsweise Bolzen aufweisen, mittels denen der Arbeitsschlitten an der Mastführung befestigt werden kann. Ein besonders geringer Betriebssaufwand ergibt sich dadurch, dass die Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens am Mastträger einen Anschlag aufweisen. Hierdurch kann der Arbeitsschlitten in besonders einfacher Weise festgelegt werden, ohne dass zusätzliche Arbeitsschritte erforderlich sind. Der Anschlag ist geeigneterweise am Mastträger vorgesehen. Vorzugsweise ist der Anschlag an der Mastführung, insbesondere in einem oberen Bereich der Mastführung, vorgesehen. Zu beachten ist, dass die Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens am Mastträger den Arbeitsschlitten nicht in allen Raumrichtungen festlegen müssen. Vielmehr kann es ausreichend sein, den Arbeitsschlitten lediglich in der Gegenrichtung zur gewünschten Bewegungsrichtung des Mastes festzulegen. Für eine besonders hohe Betriebssicherheit, insbesondere wenn der Mastträger beim Aufbau oder Abbau bewegt wird, kann jedoch auch vorgesehen sein, den Arbeitsschlitten allseitig am Mastträger festzulegen.
  • Die Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens dienen zweckmäßigerweise zum Festlegen des Arbeitsschlittens in einer am Mast angeordneten Position und/oder in einer Position oberhalb des Mastträgers, insbesondere oberhalb der Mastführung.
  • Die Mastführung ist zweckmäßigerweise als Linearführung ausgebildet. Insbesondere kann sie als Führungshülse ausgebildet sein, durch die der Mast durchgeführt ist. Der Mast weist zweckmäßigerweise einen zumindest annähernd rechteckigen, insbesondere quadratischen, Außenquerschnitt auf. Für eine besonders hohe Stabilität können die seitlichen Außenwände des Mastes vollflächig ausgebildet sein.
  • Besonders zweckmäßig ist es, dass der Schlittenantrieb zumindest einen am Arbeitsschlitten angeordneten Antriebsmotor aufweist. Bei dem Antriebsmotor kann es sich insbesondere um einen Elektromotor handeln. Vorzugsweise sind am Arbeitsschlitten vier Drehmotoren vorgesehen, die beispielsweise jeweils in einem Eck des Arbeitsschlittens angeordnet sind.
  • Eine besonders hohe Betriebssicherheit wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass am Mast zumindest eine Zahnstange vorgesehen ist, und dass der Schlittenantrieb zumindest ein Antriebszahnrad aufweist, das in die Zahnstange eingreift. Das Antriebszahnrad ist zweckmäßigerweise am Arbeitsschlitten angeordnet und durch den Antriebsmotor betreibbar. Die Zahnstange erstreckt sich vorzugsweise längs des Mastes und ist geeigneterweise an mehreren Mastgliedern vorgesehen. Im Hinblick auf die Krafteinleitung ist es vorteilhaft, dass zwei Zahnstangen vorgesehen sind, die parallel zueinander verlaufen und zweckmäßigerweise in zwei benachbarten Eckbereichen des Mastquerschnittes angeordnet sind. Vorzugsweise sind insgesamt vier Antriebsmotoren mit zumindest jeweils einem Antriebszahnrad vorgesehen, wobei zwei der Antriebsmotoren der ersten Zahnstange und die verbleibenden beiden Antriebsmotoren der zweiten Zahnstange zugeordnet sind.
  • Eine besonders kompakte Schlittenanordnung ergibt sich dadurch, dass die Zahnstange im Bereich einer dem Arbeitsschlitten zugewandten Mastvorderseite angeordnet ist.
  • Die Wirtschaftlichkeit kann weiter dadurch verbessert werden, dass am Arbeitsschlitten eine Aufnahme für ein Bohrgestänge vorgesehen ist und/oder dass am Arbeitsschlitten ein Drehmotor und/oder eine Zugeinrichtung für das Bohrgestänge vorgesehen ist. In diesem Fall kann der Arbeitsschlitten nicht nur zum Verstellen des Mastes relativ zum Mastträger sondern auch, insbesondere nachdem er vom Mastträger gelöst wurde, auch zur Handhabung des Bohrgestänges dienen.
  • Weiterhin ist es nach der Erfindung bevorzugt, dass das Schwenkgelenk auf einer dem Arbeitsschlitten abgewandten Seite des Mastes vorgesehen ist. Diese Anordnung ermöglicht ein besonders zuverlässiges Zusammenfügen der Zahnstange nach dem Aneinanderschwenken zweier benachbarter Mastglieder.
  • Der Transportaufwand für die erfindungsgemäße Tiefbohrvorrichtung kann dadurch verringert werden, dass der Mastträger einen Unterbau und zumindest eine Stütze aufweist, die am Unterbau um eine, vorzugsweise horizontale, Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, und an der die Mastführung angeordnet ist. Eine solche Anordnung ermöglicht es, die Mastführung zum Transport einzuschwenken und somit die Transportabmessungen zu verkleinern. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Stütze mit der hieran angeordneten Mastführung zum Transport in eine horizontale Position und zum Betrieb in eine etwa vertikale Position zu bringen. Vorzugsweise wird der Arbeitsschlitten vor dem Einschwenken der Stütze in die horizontale Transportposition mittels der Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens an der Stütze festgelegt.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass zumindest ein Linearantrieb, insbesondere Hydraulikzylinder, zum Verschwenken der Stütze mit der Mastführung relativ zum Unterbau vorgesehen ist. Der Hydraulikzylinder kann insbesondere mehrfach teleskopierbar sein.
  • Beim Errichten oder Abbauen des Mastes kann vorgesehen sein, dass die Mastglieder nacheinander aus der Horizontalen in die Vertikale beziehungsweise in die Horizontale zurück bewegt werden. Um eine zuverlässige Handhabung der Mastglieder zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, dass, insbesondere am Unterbau, eine Führungsauflage zur Führung zumindest eines Mastgliedes, insbesondere zu dessen Montage und/oder Demontage, vorgesehen ist. Das Mastglied kann auf der Führungsauflage insbesondere in einer zumindest annähernd horizontalen Position geführt werden. Zweckmäßigerweise werden die Mastglieder beim Errichten oder Abbauen des Mastes zwischen zwei Linearantrieben hindurchgeführt.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, dass, insbesondere an einem Mastglied und/oder an der Mastführung, eine Bohrbühne und/oder ein Bedienstand angeordnet ist. Durch die Anordnung der Elemente an einem Mastglied können diese beim Aufstellen des Mastes automatisch in ihre vorgesehene Position gebracht werden. Zweckmäßigerweise sind die Bohrbühne und/oder der Bedienstand an einem endseitigen, insbesondere untersten, Mastglied vorgesehen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsschlitten am Mastträger festgelegt wird und dass der Mast sodann durch Betätigen des Schlittenantriebes relativ zum Mastträger vertikal nach oben verschoben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Tiefbohrvorrichtung durchgeführt werden, wodurch sich die in diesem Zusammenhang erläuterten Vorteile erzielen lassen.
  • Im Hinblick auf das Verfahren besonders zweckmäßig ist es, dass der Mast zumindest zwei Mastglieder aufweist, die über zumindest ein Schwenkgelenk miteinander gekoppelt sind, und dass beim Verschieben des Mastes nach oben ein unteres Mastglied von einem darüber angeordneten Mastglied mitgenommen wird und das untere Mastglied hierbei von der Horizontalen in die Vertikale geschwenkt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beigefügten Figuren dargestellt sind. In den Figuren zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Tiefbohrvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    Fig. 2
    eine Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 in einem Transportzustand;
    Figuren 3 und 4
    Seitenansichten der Vorrichtung aus Fig. 1 in aufeinander folgenden Verfahrensstadien beim Errichten des Mastes.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Tiefbohrvorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung weist einen Mastträger 20 mit einem U-förmigen Unterbau 25 auf, wobei der Unterbau 25 auf dem Boden aufsteht. Im Bereich der Schenkel des U-förmigen Unterbaus 25 sind zwei Stützen 26 vorgesehen, die V-förmig zueinander verlaufen und die um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar am Unterbau 25 angelenkt sind. Im Scheitel dieser Stützen 26 ist eine als Führungshülse mit etwa rechteckigem Innenquerschnitt ausgebildete Mastführung 21 vorgesehen. In dieser Mastführung 21 ist ein mit etwa quadratischem Außenquerschnitt ausgebildeter Mast 10 linear verschiebbar gelagert.
  • Überdies weist der Mastträger 20 zwei als Hydraulikzylinder ausgebildete Linearantriebe 27 auf, die einerseits am Unterbau 25 und andererseits an der Mastführung 21 angelenkt sind. Diese Linearantriebe ermöglichen ein Verschwenken der Stütze 26 mit der Mastführung 21 aus einer in Fig. 1 dargestellten vertikalen Betriebsposition in eine in Fig. 2 dargestellte horizontale Transportposition.
  • Im Bereich des Scheitels des U-förmigen Unterbaus 25 ist eine Führungsauflage 29 zum Führen von weiter unten näher beschriebenen Mastgliedern 11 beim Aufbau des Mastes vorgesehen. Diese Führungsauflage 29 ist mittig bezüglich der beiden Linearantriebe 27 angeordnet.
  • Wie Fig. 1 weiter zeigt, ist am Mast 10 ein Arbeitsschlitten 30 längs verschiebbar gelagert. Wie insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist, sind an diesem Arbeitsschlitten 30 eine Aufnahme 37 und ein Drehmotor 38 für ein in den Figuren nicht dargestelltes Bohrgestänge vorgesehen.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Mast 10 besteht aus insgesamt vier Mastgliedern 11, 11', 11" und 11''', die jeweils etwa dieselbe Länge aufweisen. Längs der einzelnen Mastglieder 11 bis 11''' und somit längs des Mastes 10 verlaufen zwei Zahnstangen 50, 50'. Diese Zahnstangen 50, 50' sind im Bereich einer dem Arbeitsschlitten 30 zugewandten Mastvorderseite 17 des Mastes 10 angeordnet. Die beiden Zahnstangen 50, 50' sind dabei auf gegenüberliegenden Mastseiten im Bereich der zur Mastvorderseite 17 hin gebildeten Mastvorderkanten angeordnet.
  • Der Arbeitsschlitten 30 ist mit einer etwa rechteckigen Grundplatte ausgebildet. In den vier Ecken dieser Grundplatte ist jeweils ein Antriebsmotor 33, 33', 33", 33''' angeordnet. Wie lediglich am Beispiel des Antriebsmotors 33''' gezeigt ist, ist jedem Antriebsmotor 33 bis 33''' ein Antriebszahnrad 34 zugeordnet, wobei die Antriebszahnräder 34 der Motoren 33, 33' in die rechte Zahnstange 50' und die Antriebszahnräder 34 der Antriebsmotoren 33", 33"' in die linke Zahnstange 50' eingreifen. Durch Betätigung der Antriebsmotoren 33 ist der Arbeitsschlitten 30 folglich längs des Mastes 10 über einen Zahnstangenantrieb verstellbar. Die Antriebsmotoren 33 bis 33''' bilden dabei mit ihren Antriebszahnrädern 34 einen Schlittenantrieb 31.
  • Wie Fig. 1 überdies zeigt, weist die erfindungsgemäße Tiefbohrvorrichtung eine Bohrbühne 5 auf, die sich in der Horizontalen erstreckt, sowie einen Bedienstand 9, der an der Bohrbühne 5 angeordnet ist. Die Bohrbühne 5 kann beispielsweise am untersten Mastglied 11 angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann sie am Mastträger 20, insbesondere an der Mastführung 21, befestigt sein. Unterhalb der Bohrbühne 5 ist ein Blowoutpreventer 1 vorgesehen.
  • Aufeinander folgende Verfahrenstadien beim Aufrichten des Mastes 10 der Vorrichtung aus Fig. 1 sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, ist zwischen benachbarten Mastgliedern 11 jeweils ein Schwenkgelenk 15 mit einer horizontal verlaufenden Schwenkachse vorgesehen. Diese Schwenkgelenke 15 ermöglichen es, benachbarte Mastglieder beim Auf- oder Abbau relativ zueinander abzuklappen.
  • Wie Figuren 3 und 4 zeigen, wird der Arbeitsschlitten 30 zum Errichten des Mastes relativ zum Mastträger 20 festgelegt. Zu diesem Zwecke ist im oberen Bereich der Mastführung 21 ein Anschlag 40 vorgesehen, auf dem der Arbeitsschlitten 30 aufliegt. Wird nun der Schlittenantrieb 31 mit den Antriebsmotoren 33 betätigt, so bewegt sich über den Zahnstangenantrieb der Mast 10 nicht nur relativ zum Arbeitsschlitten 30 sondern auch zum Mastträger 20, an dem der Arbeitsschlitten 30 festgelegt ist. Durch Betätigen des Schlittenantriebes 31 kann somit der Mast 10 angehoben werden. Im unteren Bereich des Mastes 10 werden dabei untere Mastglieder, im dargestellten Ausführungsbeispiel das Mastglied 11, vom jeweils darüber angeordneten Mastglied, im dargestellten Ausführungsbeispiel das Mastglied 11', über das Schwenkgelenk 15 mitgenommen und angehoben und dabei aus der Horizontalen in die Vertikale geschwenkt.
  • Insbesondere kann nach der Erfindung vorgesehen sein, zunächst den Mast 10 am Boden liegend, das heißt in einer horizontalen Position, fertig zu montieren und den Unterbau 25, den Mastträger 20 und die Mastführung 21 zusammenzubauen. Zum Aufstellen des Mastes 10 wird zunächst die Stütze 26 mit der Mastführung 21 mittels der Linearantriebe 27 aufgestellt, wobei lediglich das oberste Mastglied 11''' aufgerichtet wird und die verbleibenden Mastglieder 11 bis 11" abgeklappt am Boden verbleiben. Nun wird mittels des mit der Mastführung 21 verbundenen Schlittenantriebes 31 der Mast 10 so weit angehoben, bis das darauf folgende Mastglied 11" in etwa senkrecht steht. Die beiden obersten Mastglieder 11''' und 11'' werden dann fest miteinander verbunden. Daraufhin werden die Mastglieder 11''' und 11" mittels des Schlittenantriebes 31 weiter nach oben in Richtung der Bohrstellung bewegt, so dass auch das nächste folgende Mastglied 11' in die Vertikale gelangt und verbunden werden kann. Auf diese Weise wird der gesamte Mast 10 durch Betätigen des Schlittenantriebes 31 sukzessive aus der Horizontalen in die Vertikale geschwenkt. Hat der Mast 10 seine Betriebshöhe erreicht und befindet er sich in seiner Bohrstellung, das heißt sind insbesondere alle Mastglieder 11 in der Vertikalposition, kann der Mast 10 mit dem Mastträger 20, insbesondere im Bereich der Mastführung 21, fest verbunden werden.
  • Es kann aber auch vorgesehen sein, benachbarte Mastglieder 11 erst dann miteinander zu verbinden, nachdem beide Glieder 11 in eine vertikale Position gebracht wurden. Hierzu ist es erforderlich, ein oberes Mastglied 11' mittels des Schlittenantriebes 31 so weit anzuheben, dass hierunter ein Raum für das darunter liegende Mastglied 11 in seiner vertikalen Position geschaffen ist. Bei dieser Ausführungsform werden die benachbarten Mastglieder sukzessive in einer vertikalen Position miteinander verbunden. Schwenkgelenke zwischen benachbarten Mastgliedern sind hierbei nicht erforderlich. Allerdings ist es in der Regel erforderlich, unterhalb der Mastführung 21 einen Freiraum für ein vertikal positioniertes Mastglied 11 vorzusehen.

Claims (12)

  1. Tiefbohrvorrichtung mit
    - einem Mast (10),
    - einem Mastträger (20) zum Stützen des Mastes (10),
    - wobei der Mastträger (20) eine Mastführung (21) aufweist, an welcher der Mast (10) vertikal verschiebbar geführt ist, und
    - einem Arbeitsschlitten (30), der vertikal verschiebbar am Mast (10) geführt ist und der zumindest einen Schlittenantrieb (31) zum Verschieben des Arbeitsschlittens (30) relativ zum Mast (10) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens (30) am Mastträger (20) vorgesehen sind, wobei der Mast (10) durch Betätigen des Schlittenantriebs (31) relativ zum Mastträger (20) vertikal verschiebbar ist.
  2. Tiefbohrvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mast (10) zumindest zwei Mastglieder (11) aufweist, die über zumindest ein Schwenkgelenk (15) miteinander gekoppelt sind.
  3. Tiefbohrvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mittel zum Festlegen des Arbeitsschlittens (30) am Mastträger (20) einen Anschlag (40) aufweisen, der, vorzugsweise in einem oberen Bereich der Mastführung (21), an der Mastführung (21) vorgesehen ist.
  4. Tiefbohrvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schlittenantrieb (31) zumindest einen am Arbeitsschlitten (30) angeordneten Antriebsmotor (33) aufweist
  5. Tiefbohrvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Mast (10) zumindest eine Zahnstange (50) vorgesehen ist, und dass der Schlittenantrieb (31) zumindest ein Antriebszahnrad (34) aufweist, das in die Zahnstange (50) eingreift.
  6. Tiefbohrvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zahnstange (50) im Bereich einer dem Arbeitsschlitten (30) zugewandten Mastvorderseite (17) angeordnet ist.
  7. Tiefbohrvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Arbeitsschlitten (30) eine Aufnahme (37) für ein Bohrgestänge vorgesehen ist und/oder
    dass am Arbeitsschlitten (30) ein Drehmotor (38) und/oder eine Zugeinrichtung für das Bohrgestänge vorgesehen ist.
  8. Tiefbohrvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mastträger (20) einen Unterbau (25) und zumindest eine Stütze (26) aufweist, die am Unterbau (25) um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und an der die Mastführung (21) angeordnet ist, und
    dass zumindest ein Linearantrieb (27), insbesondere Hydraulikzylinder, zum Verschwenken der Stütze (26) mit der Mastführung (21) relativ zum Unterbau (25) vorgesehen ist.
  9. Tiefbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass, insbesondere am Unterbau (25), eine Führungsauflage (29) zur Führung zumindest eines Mastgliedes (11) vorgesehen ist.
  10. Tiefbohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an einem, insbesondere endseitigen, Mastglied (11) eine Bohrbühne (5) und/oder ein Bedienstand (9) angeordnet ist.
  11. Verfahren zum Errichten einer Tiefbohrvorrichtung, insbesondere einer Tiefbohrvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit
    - einem Mast (10),
    - einem Mastträger (20) zum Stützen des Mastes (10),
    - wobei der Mastträger (20) eine Mastführung (21) aufweist, an welcher der Mast (10) vertikal verschiebbar geführt ist, und
    - einem Arbeitsschlitten (30), der vertikal verschiebbar am Mast (10) geführt ist und der zumindest einen Schlittenantrieb (31) zum Verschieben des Arbeitsschlittens (30) relativ zum Mast (10) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Arbeitsschlitten (30) am Mastträger (20) festgelegt wird und dass der Mast (10) durch Betätigen des Schlittenantriebs (31) relativ zum Mastträger (20) vertikal nach oben verschoben wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Mast (10) zumindest zwei Mastglieder (11) aufweist, die über zumindest ein Schwenkgelenk (15) miteinander gekoppelt sind, und
    dass beim Verschieben des Mastes (10) nach oben ein unteres Mastglied (11) von einem darüber angeordneten Mastglied (11') mitgenommen wird und das untere Mastglied (11) hierbei von der Horizontalen in die Vertikale geschwenkt wird.
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