WO2001042618A1 - Gerät zum transport und zur handhabung von rohren und bohrgestängen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Transport und zur Handhabung von rohrförmigen Materialien, insbesondere von Bohrgestängen und Rohren für den Bohrbetrieb zur Öl- und Gasförderung, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Hauptrahmen (1) ein längs zum Hauptrahmen in einer Führung verfahrbarer Antriebswagen (5) angeordnet ist, auf dem sich eine mit dem Antriebswagen gelenkig verbundene Rinne (6) befindet, die auf einer an einem Ende des Hauptrahmens angeordneten Schwinge (7) abgestützt ist, wobei die Schwinge drehbar gelagert auf oder an dem Hauptrahmen befestigt ist und dass mindestens ein Lift entlang des Hauptrahmens angeordnet ist, die in Wirkverbindung mit einem Gestängelager stehen, auf dem Bohrstangen und Rohre parallel zum Hauptrahmen gelagert werden. Das erfindungsgemäße Gerät vereinfacht und beschleunigt den Transport von Bohrstangen oder Rohren wie z.B. Casingen vom Gestängelager zur Arbeitsbühne und zurück.

Description

Beschreibung

Gerät zum Transport und zur Handhabung von Rohren und Bohrgestängen

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Transport und zur Handhabung von rohrförmigen Materialien, insbesondere von Bohrgestängen und Rohren für den Bohrbetrieb zur Öl- und Gasförderung.

Bekannt sind Anlagen und Geräte, bei denen am Unterbau einer Bohranlage eine Rutsche angebracht ist. Auf dem Platz vor der Rutsche befindet sich eine Rampe oder Laufsteg (Catwalk), die in gleicher Höhe wie das das Gestängelager mit den Bohrgestängen oder Rohren, wie z.B. Casingen, angeordnet ist. Auf der Arbeitsbühne der Bohranlage ist eine kleine Winde für einen Seilzug angebracht, deren Seil an der Krone des Mastes umgelenkt wird. Am Ende des Seilzuges befindet sich ein Haken, an den das zu transportierende Bohrgestänge angeschlagen wird, um auf die Arbeitsbühne transportiert zu werden.

Eine mit oder ohne Schutzkappen versehene Bohrstange wird beispielsweise auf den Laufsteg beziehungsweise vom Gestängelager auf die Rampe gerollt. Das Rollen erfolgt manuell. Dann kann die Bohrstange manuell an den Haken des Seiizuges eingehängt werden. Mit Hilfe des Seilzuges wird die Bohrstange über die Rutsche gezogen. Jetzt kann sie im Mauseloch zwischengelagert werden. Wenn die Bohrstange zum eigentlichen Einsatz kommt, wird sie aus der Zwischenlagerung mit der Mitnehmerstange verbunden, aus dem Mauseloch gezogen und dem Bohrloch zugeführt. Sollte die Bohrstange nicht mit der Mitnehmerstange verbunden werden, kann sie direkt an der Turmtür vom schwenkbaren Elevator übernommen werden.

Die beschriebene Geräteanordnung hat den Nachteil, daß sehr viel körperlich schwere Handarbeit erforderlich ist. Außerdem werden die Bohrstangen vor dem eigentlichen Einsatz im Bohrbetrieb im Mauseloch zwischengelagert, so dass der gesamte Arbeitsablauf zeitlich aufwendig ist.

In der 32 44 896 A1 ist ein fahrbarer Transportspeicher für Strangmaterial, insbesondere für Bohrgestänge, mit einer Verladevorrichtung beschrieben, bestehend aus einer Vorrichtung zum Vereinzeln des Strangmaterials sowie einer längsseits des Transportspeichers verfahrbaren Vorrichtung zum Weitergeben einzelner Materialstränge. Durch eine axial verschiebliche, einseitig heb- und senkbare Verladerinne wird eine einfache und sichere Handhabung der Verladevorrichtung geschaffen.

Allerdings ist ein derartiger Transportspeicher nur für relativ geringe Hubhöhen geeignet, da das Untergestell der Verladerinne nur in einer Richtung auf einer Seite angehoben wird, während es an der anderen Seite in einem nicht verschiebbaren Gelenk ruht.

Darüber hinaus ist das Greifen von Bohrgestänge oder anderen rohrförmigen Materialsträngen über die Rungen hinweg zeitaufwendig und bedarf einer genauen Steuerung und eines aufwändigen Hebemechanismus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zum Transport von Bohrgestängen oder Rohren vom Gestängelager zur insbesondere höher gelegenen Arbeitsbühne einer Bohranlage und zurück zu entwickeln, mit dem auch größere Distanzen zwischen dem Transportgerät und der Arbeitsbühne bewältigt werden können.

Die Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemaße Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Hauptrahmeπ ein längs zum Hauptrahmeπ in einer Führung verfahrbarer Antriebswagen angeordnet ist, auf dem sich eine mit dem Antriebswagen gelenkig verbundene Rinne befindet, die auf einer an einem Ende des Hauptrahmens angeordneten Schwinge abgestützt ist, wobei die Schwinge drehbar gelagert auf oder an dem Hauptrahmen befestigt ist und dass mindestens ein Lift entlang des Hauptrahmens angeordnet ist, die in Wirkverbindung mit einem Gestängelager stehen, auf dem Bohrstangen und Rohre parallel zum Hauptrahmen gelagert werden.

Das erfindungsgemäße Gerät vereinfacht und beschleunigt den Transport von Bohrstangen oder Rohren wie z.B. Casingen vom Gestängelager zur Arbeitsbühne und zurück. Durch das automatische Anheben zum Beispiel einer Bohrstange auf dem erfindungsgemäßen Gerät auf die Höhe der Arbeitsbühne kann die Bohrstange sofort vom Elevator aufgenommen und über dem Bohrloch in Position gebracht werden. Das zeitaufwändige Zwischenlagern der Bohrstangen im Mauseloch entfällt. Damit werden die Arbeitsschritte von der Auswahl bis zum Verbinden der Bohrstangen, zum Beispiel durch Verschrauben, reduziert. Selbstverständlich können die Bohrstangen oder Rohre auch von anderen Gestängehandhabungsvorrichtungen übernommen werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gerätes zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren sieht vor, dass das Gerät mit hydraulischen Radsätzen ausgestattet ist, die vorzugsweise drehbar gelagert sind.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das äußere Ende der Rinne mit darin befindlichem Bohrgestänge oder Rohren bis in Höhe der Arbeitsbühne und einem unter dem Haken oder Top Drive angeordneten Elevator vorzugsweise in Höhen zwischen 2 und 20 Metern anhebbar ausgebildet ist, so dass die Übernahme des Bohrgestänges oder der Rohre immer gewährleistet ist.

Eine vorteilhafte Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne an dem Ende, welches auf der Höhe des Hauptrahmens beim Hochfahren verbleibt, einen Linearverfahrwagen für die in der Rinne befindliche Bohrstange aufweist. Hiermit wird erreicht, dass der Abstand zwischen dem erfindungsgemäßen Gerät und der Bohranlage variabler gestaltet werden kann und trotzdem noch zuverlässig den Elevator zwecks Übergabe des Rohres oder Bohrgestänges erreicht. Darüber hinaus können noch größere Höhen durch das Herausfahren überwunden werden.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lifte mit leicht lösbaren Bolzenverbindungen oder anderen form- oder kraftschlüssigen Verbindungen am Hauptrahmen befestigt sind, da die Vorrichtung hierdurch besser zwecks Transportierbarkeit leichter und schneller demontierbar ist.

Die Schwinge (7) weist in einer vorteilhaften Variante der Erfindung eine Anordnung auf, die eine Stellung in einem Winkel von über 90° zur Längsachse des Hauptrahmens ermöglicht. Hierdurch kann der Abstand zwischen dem erfindungsgemäßen Gerät und der Bohranlage oder der Arbeitsplattform einer Bohranlage variabel gestaltet und beispielsweise den unterschiedlichen Erfordernissen am Bohrplatz angepasst werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an oder in der Rinne vorzugsweise an einer Längsseite der Rinne und/oder an oder in dem Linearverfahrwagen mindestens eine Auswerfereinheit angeordnet. Der Abstand zwischen den erfindungsgemäßen Geräten und dem Unterbau der Bohranlage kann vorteilhaft variiert werden. Damit lässt sich die Übergabehöhe des Bohrgestänges an den Elevator entsprechend der Höhe des Bohrturmes und des darauf angeordneten Elevators variieren. Das Gerät wird vorzugsweise mit einem elektrischen Antrieb betrieben. Damit wird eine sehr gute Ansteuerbarkeit realisiert. Leckagen, wie sie bei einer Hydraulik auftreten könnten, werden durch den elektrischen Antrieb vermieden. Außerdem arbeitet das Gerät mit einer relativ geringeren Geräuschentwicklung durch die Wahl eines elektrischen Hauptantriebes. Selbstverständlich können auch andere Antriebe eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gerät zum Transport und zur Hand-habung von Rohren und Bohrgestänge in ausgefahrener Stellung, Figur 2 ein erfindungsgemäßes Gerät in eingefahrener Stellung der Rinne.

An oder auf einem Hauptrahmen 1 in Figur 1 ist eine Führung 2 für einen Antriebswagen 5 angeordnet. Der Antriebswagen 5 ist insbesondere aus Sicherheitsgründen mit einer pneumatisch geöffneten federbetätigten Bremse ausgestattet und kann mit variablen Geschwindigkeiten entlang der Führung 2 bewegt werden. Selbstverständlich kann diese Sicherungsbremse auch elektrisch betrieben werden. An dem Antriebswagen 5 ist eine Rinne 6 mit einem Ende angelenkt. Die Rinne 6 ist außerdem im vorderen Bereich auf einer Schwinge 7 abgestützt. Die Rinne 6 dient als Aufnahme für die Bohrstangen und Rohre. Sie wird, wenn sie sich in horizontaler Lage wie in Figur 2 dargestellt, befindet, in diesem Ausführungsbeispiel von je zwei parallel angeordneten Liften 3 mit Bohrstangen oder Rohren bestückt. Es können jedoch auch nur ein Lift oder auch mehrere Lifte angeordnet sein. In die Rinne 6 wird jeweils nur eine Stange oder mehrere bereits verschraubte Stangen (Gestängezüge) verbracht. Die Lifte 3 fördern die Bohrstangen aus einem Gestängelager bzw Gestängeauflager 4 und legen sie in der Rinne 6 ab.

In der dargestellten Ausgestaltung der Erfindung ist auf bzw. in der Rinne 6 ein Schlitten oder Linearverfahrwagen bzw. Rinnenwagen 8 angeordnet, der in Längsrichtung der Rinne 6 verschiebbar ist und auch in Figur 2zu erkennen ist. An seinem dem Antriebswagen 5 zugewandten Ende befindet sich eine in diesem Beispiel V-formig ausgebildete Aufnahme 17, die ein Rohr oder Gestänge aufnimmt oder unter ein in der Rinne 6 befindliches Rohr geschoben wird, sowie ein Anschlag 12, die das Gestänge beim Transport gegen ein Herunterrutschen sichert.

Der Rinnenwagen 8 sowie auch die als Schrägförderer ausgebildeten Liftwagen 11 der Lifte 3 weisen ebenfalls Sicherungsbremsen wie der Antriebswagen 5 auf, die elektrisch oder aber auch pneumatisch betrieben werden können.

Sobald das Bohrgestänge in der Rinne 6 in der in Figur 2 dargestellten Stellung in Position gebracht wurde beziehungsweise wenn der dargestellte Linearverfahrwagen 8 Kontakt zur Stange in der horizontalen Lage aufgenommen hat, wird der Antriebswagen 5 aktiviert und die Rinne 6 mit der Stange über ein Schubkurbelgetriebe in Richtung Arbeitsbühne transportiert, wie in Figur 1 dargestellt. Während die Rinne 6 in Richtung des Unterbaus der (nicht dargestellten) Bohranlage fährt, kann zusätzlich der Linearantriebswagen 8 die Stange nach oben drücken um eine optimale Abholposition für den Elevator anzufahren. Der

Linearantriebswagen 8 kann elektrisch oder hydraulisch angetrieben werden. Der nicht dargestellte Elevator (oder ein anderes Handhabungssystem) übernimmt die Bohrstange und die Rinne 6 begibt sich wieder in Ausgangsposition zwischen die Lifte 3. Die Gestängelager 4 sind auf in der Höhe verstellbare Stützen 10 montiert. Sind Gestängezüge oder Bohrstangen zur Bohranlage zu transportieren, so sind zum Beispiel die dem Hauptrahmen 1 naheliegenden Stützen 10 beispielsweise durch Handkurbeln 14 absenkbar, so dass eine zur Rinne abfallende, schiefe Ebene geschaffen wird. Die auf dem Gestängelager 4 befindlichen, nicht dargestellten Bohrstangen oder Gestänge rollen selbstständig zur Aufnahme in den Liftwagen bzw. Schrägförderer 11 der Lifte 3, mit denen die erste Bohrstange auf die Rinne 6 aufgegeben wird.

Der Transport beziehungsweise das Ablegen von Gestängen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei der Linearverfahrwagen 8 sich in oberer Stellung der Rinne 6 befindet und kontrolliert, d. h. abgestimmt auf die Wegstrecke und die

Geschwindigkeit des Kraftdreh köpf es (Top Drives) beziehungsweise des Hakens, verfahren wird, sodaß das Gestänge oder Rohr von dem Elevator auf das Gerät übergeben werden kann. In unterer Position (horizontale Lage der Rinne) wird das Gestänge entweder nach rechts oder links an die Liftwagen 11 der Lifte 3 übergeben, wobei die Auswerfer 9 diese Funktion bewerkstelligen. Die Auswerfer 9 können beidseitig das Rohr aus der Rinne 6 befördern, möglich ist selbstverständlich in einer einfacheren Ausgestaltung mit nur einem Lift ein nur in eine Richtung fördernder Auswerfer. Bei der Ablage auf dem Gestängelager 4 können die Stützen 10 des Gestängelagers 4 mittels Kurbeln 14 derart eingestellt werden, dass eine schiefe Ebene gebildet wird, auf der die von dem Auswerfer 9 und über den Lift 3 auf das Gestängelager 4 gelangten Bohrstangen der Schwerkraft folgend in Richtung der tiefsten Position auf das Gestängelager 4 transportiert werden.

Durch Variation des Abstandes vom Unterbau der Bohranlage kann das Gerät in einem weiten Bereich auf die Übergabehöhe an den Elevator eingestellt werden. Damit vereinfacht sich die Übergabe von Bohrstangen und Rohren zum Elevator. Das Gerät ist in diesem Beispiel mit hydraulischen Radsätzen 13 versehen. Damit ist es als komplette Einheit zum Verschieben beziehungsweise Versetzen anhebbar. Zum Versetzen des Gerätes wird kein Hebezeug. Kran oder dergleichen gebraucht. Wenn das Gerät transportiert werden soll, werden nur die Lifte 3 demontiert. Somit sind nur zwei Geräte beziehungsweise Geräteteile zu transportieren. Die Lifte 3 sind vorzugsweise mit einfach lösbaren Bolzenverbindungen am Gerät montiert und somit leicht lösbar. Eine einfache Handhabung des Gerätes ist gewährleistet. Die Radsätze 13 sind über Hebelarme 18 am Hauptrahmen 1 befestigt und können über eine wagenheberartige Mechanik aufgestellt werden, so dass das gesamte Gerät angehoben und verfahren werden kann. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von drehbaren Radsätzen, die der Erleichterung bei der Umsetzung bzw. beim Verfahren der Anlage dienen.

Im Schaltkasten 15 ist die Steuerung des Gerätes angeordnet.

Claims

Patentansprüche

1. Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Hauptrahmen (1 ) ein längs zum Hauptrahmen in einer Führung (2) verfahrbarer Antriebswagen (5) angeordnet ist, auf dem sich eine mit dem Antriebswagen (5) gelenkig verbundene Rinne (6) befindet, die auf einer an einem Ende des Hauptrahmens (1 ) angeordneten Schwinge (7) abgestützt ist, wobei die Schwinge (7) drehbar gelagert auf oder an dem Hauptrahmen befestigt ist und dass mindestens ein Lift entlang des Hauptrahmens angeordnet ist, die in Wirkverbindung mit einem Gestängelager (4) stehen, auf dem Bohrstangen und Rohre parallel zum Hauptrahmen (1 ) gelagert werden.

2. Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät mit hydraulischen Radsätzen ausgestattet ist, die vorzugsweise drehbar gelagert sind.

3. Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Ende der Rinne (6) mit darin befindlichem Bohrgestänge oder Rohren bis in Höhe der Arbeitsbühne und einem unter dem Haken oder Top

Drive angeordneten Elevator vorzugsweise in Höhen zwischen 2 und 20 Metern anhebbar ausgebildet ist.

4. Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (6) an dem Ende, welches auf der Höhe des Hauptrahmens beim Hochfahren verbleibt, einen Linearverfahrwagen für die in der Rinne befindliche Bohrstange aufweist.

5. Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lifte (3) mit leicht lösbaren Bolzenverbindungen oder anderen form- oder kraftschlüssigen Verbindungen am Hauptrahmen (1 ) befestigt sind.

6. Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge

(7) eine Stellung einem Winkel von über 90° zur Längsachse des Hauptrahmens aufweist.

8. Gerät zum Transport und zur Handhabung von Bohrgestängen und Rohren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Rinne (6), vorzugsweise an einer Längsseite der Rinne (6), und/oder an oder in dem Linearverfahrwagen (8) mindestens eine Auswerfereinheit (9) angeordnet ist.