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Gerät zum abschnittsweisen Anheben oder Absenken eines aus einzelnen, senkrechten Abschnitten zusammensetzbaren Gestänges, insbesondere eines Bohrgestänges
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dem Hebezeug aufgehängte Tragbügel auf, die mit Ösen an ihren unteren Enden an die widerhakenarti- gen Arme der Elevatoren anschliessbar sind. Wenn erfindungsgemäss die zur Verschiebung der Elevatoren vorgesehene Führung beidseitig parallel zur Führung verlaufende Gleitflächen fur die unteren Enden der
Tragbügel aufweist, die sich an Schlitze der auf der Fuhrung befindlichen Elevatoren anschliessen.
welche unter den widerhakenartigenArmen parallel zu diesen verlaufen und das Einfuhren der Ösen unter die Ar- me gestatten, ist auch keinerlei Ausrichtung der Tragbügelösen gegenüber den widerhakenartigen Armen der Elevatoren von Hand erforderlich. Vorzugsweise sind zur Sicherung der Tragbügelösen an den Armen
Riegel vorgesehen.
Diese bestehen erfindungsgemäss aus Schwenkplatten, die in den Raum zwischen einer der Grundflächen der Elevatoren, die mit Bahnen der Führung zusammenwirken, und der unteren Begren- zungsfläche des Schlitzes passen und jeweils einen Betätigungsansatz aufweisen, der am äusseren Ende der
Schwenkplatte sitzt und nach unten aus dem genannten Raum ausschwenkbar ist sowie ein Fangstück, wel- ches an dem dem oberen Ende des Schlitzes entsprechenden Teil der Schwenkplatte sitzt und so bemessen ist, dass es bei Verschwenken der Schwenkplatte an der in dem Schlitz befindlichen Tragbugelöse vorbeigehen und den Schlitzeingang verriegeln kann.
Wenn das Gerät bei einer mit einem Drehtisch ausgerüsteten Anlage Verwendung findet, weist die Führung zweckmässigerweise einen mit dem Tisch verbundenen Teil und einen seitlich von dem Drehtisch fest angeordneten Teil auf, die beide entsprechend den Grundflächen der Elevatoren geneigte Führungsbahnen besitzen. Dabei befindet sich zwischen. den Bahnen des beweglichen Führungsteiles ein Schlitz, in welchen von dem festen Führungsteil her eine Riegelplatte zur gegenseitigen Verriegelung der beidenFührungsteile mittels Kraftantriebes einschiebbar ist.
Zur seitlichen Verlagerung des Anschlussendes des Hebezeuges gegenüber der Gestängeachse dient zweckmässig ein in dem Traggerüst fur das Hebezeug herabhängendes Seil, welches durch eine mit den Tragbügeln verbundene Gleitführung läuft und mit seinem unteren Ende an eine Exzenterrolle angeschlossen ist, die ausserhalb der Führung drehbar gelagert ist.
Zur Steuerung der Verlagerung der Elevatoren und des Anschlussendes des Hebezeuges haben sich hydraulische Steuerungen bewährt.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemässen Gerätes ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen. Fig. 1 ist eine Teilansicht eines Bohrge- stelles. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Drehtisch mit einem darauf ruhenden Elevator. Fig. 3 ist ein zum Teil geschnittener Seitenriss des einen der Elevatoren. Fig. 4 ist ein ähnlicher Schnitt und zeigt den Elevator auf den Führungen des Drehtisches. Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den Drehtisch und die kraftbetriebene Schiebevorrichtung für die Elevatoren. Fig. 6 ist ein waagrechter Einzelschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 9. Fig. 7 ist ein Seitenriss des in Fig. 5 veranschaulichten Gerätes, wobei einige Teile im Schnitt gezeigt und einige weggebrochen sind.
Fig. 8 ist eine schaubildliche Darstellung der Schiebevorrichtung für die Elevatoren und einer Verriegelungsvorrichtung für den Drehtisch. Fig. 9 ist eine der Fig. 7 entsprechende Darstellung, teilweise aufgebrochen und in anderer Betriebsstellung.
In den Zeichnungen bedeutet 1 ein Bohrgestell, das als Hauptteile einen Bohrturm 2 mit einer Arbeitsbühne 3 enthält. Auf der Höhe der Arbeitsbühne befindet sich ein Drehtisch 4, und von der Spitze 5 des Bohrturmes wird ein Flaschenzug 6 zum Anhängen eines aus Rohren zusammengesetzten Bohrgestänges 7 getragen.
Das Bohrgestänge 7 enthält mehrere Bohrstangen 8, die durch Gestängeverbinder 9 aneinandergekup- pelt sind. Die Verbinder 9 bestehen aus den Teilen 10 und 11, die mit Ringschulter 12 ausgestattet sind, wo sie sich an die Enden der Rohre anschliessen. Der Bohrturm hat eine solche Höhe, dass die Rohre gehandhabt werden können, und eine Plattform 13 zum Aufenthalt von Arbeiter. Die Spitze 5 des Turmes trägt einen Block 14 mit mehreren Rollen 15, die zum Flaschenzug 6 gehören. Der Flaschenzug enthält auch einen beweglichen Block 16. Der bewegliche Block 16 ist an dem oberen Block 14 mittels eines Flaschenzugseiles 17 aufgehängt, das mit dem.. einen Ende auf einer Fördertrommel eines nicht gezeigten Hebewerkes aufgespult ist.
Der bewegliche Block 16 trägt einen Spülkopf 18 mit seitlich diametral angesetzten Konsolen 19 zur Aufnahme von Tragbügeln 20 und 21. Die Bügel haben Augen 22, die über die Konsolen 19 reichen und dort. durch Laschen 23 zurückgehalten werden (Fig. 1). Die Laschen 23 sind mit ihren oberen Enden gelenkig an oberen Ösen 24 angeschlossen. Die Ösen 24 stehen in solchem Abstand über den Konsolen 19. dass sie Durchlässe 25 für die Ösen 22 der Bügel freilassen, wenn die Laschen 23 von den Konsolen 19 gelöst werden, um das Anbringen der Tragbügel zu ermöglichen.
DerDrehtisch 4 enthält einen Unterbau 26 mit einem Laufring 27, auf dessen Kugeln 34 die drehbare Plattform 35 in nicht näher zu beschreibender Weise antreibbar gelagert ist.
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Um die Rohre des Gestänges beim Zusammensetzen ! und Auseinandernehmen zu handhaben, sind Ele- vatoren A und B vorgesehen. Diese sind erfindungsgemäss so konstruiert, dass sie selbsttätig an den Trag- bügeln 20 und 21 befestigt und davon gelöst werden können.
Beide Elevatoren haben die gleiche Konstruktion und enthalten in der Hauptsache einen halbkreisför- migen Trägerteil 42 (Fig. 3-6), der um die eine Seite des Bohrgestänges greifen kann und auf der andern
Seite eine Öffnung 43 freilässt (Fig. 5). An der einen Seite der Öffnung 43 ist mit dem Trägerteil 42 über einen Scharnierbolzen 44 eine Klappschelle 45 verbunden (Fig. 5-7), die sich an dem Trägerteil 42 an der gegenüberliegenden Seite der Öffnung 43 durch einen Riegel 46 befestigen lässt (Fig. 3 und 4). Die oberen Flächen 47 der Klappschelle 45 und des Trägerteils 42 liegen an Schultern 12 des einen der Ge- stängeverbinder an. Der Trägerteil hat seitlich Ansätze 48 und 49.
Diese haben nach oben und innen schräg verlaufende Schlitze 50, um hakenartige Arme 51 zu bilden, in welche die Ösen 52 an den unteren Enden der Tragbügel 20 und 21 eingehakt werden können. Die unter den Schlitzen 50 liegenden
Teile der Ansätze 48 und 49 sind gegabelt oder geteilt und bilden getrennte Flügel 53 (Fig. 1, 4,7 und 9), deren untere Enden 54 schräg nach oben zu den Eingängen der Schlitze 50 (Fig. 3 und 4) zeigen und schräge Auflageflächen 55 bilden, die die Bahnen 56 und 57 der Führungen am Drehtisch berühren.
In dem Raum zwischen den Flügeln 53 sitzen drehbar auf Querstiften 58 als Schwenkplatten ausgebildete Riegel 59 (Fig. 3 und 4). Die Riegel 59 haben Fangstücke 60, die die Eingangsenden der Schlitze 50 schliessen, und an der Führung anstossende Betätigungsansätze 61, die unter den schrägen Sitzflächen der Flügel 53 herausstehen, wenn die Fangteile 60 die Schlitze 50 schliessen, wie in Fig. 3 zu sehen. Die Riegel 59 haben auch Ansätze 62, die mit dem einen Ende von Federn 63 verbunden sind, deren andere Enden an einem Teil des Elevators so festliegen, dass die Federn die Riegel in der in Fig. 3 gezeigten Lage halten, um ein Abrutschen der Ösen 52 der Tragbügel 20 und 21 von den Haken 51 zu verhüten.
Der Trägerteil 42 jedes Elevators ist an der der Klappschelle 45 gegenüberliegenden Seite mit einer angesetzten Öse 64 versehen, die einen waagrechten Teil 65 hat (Fig. 5 und 7), an dem ein Finger 90 der später zu beschreibenden Schiebevorrichtung für die Elevatoren einrasten kann.
Die aus den Bahnen 56 und 57 bestehenden Führungen sind parallel zueinander am Drehtisch angeordnet (Fig. 2 und 5) und haben je einen beweglichen Abschnitt 66 und einen festen Abschnitt 68 ; der bewegliche Abschnitt 66 ist an einer wegnehmbare Platte 67 angebracht, die auf der Plattform 35 des umlaufenden Teiles des Drehtisches sitzt ; der feste Abschnitt 68 ist seitlich von der Platte 67 versetzt angeordnet. Die festen Abschnitte 68 der Führungen werden von einem Bock 72 getragen, der an der Ummantelung des Drehtisches befestigt ist, wie in Fig. 9 angedeutet. Der Bock 72 hat seitliche Arme 73 und 74, die an dem Unterbau 26 des Drehtisches sitzen, wie man am besten in den Fig. 2 und 5 sieht.
Wenn der Bock 72 am Drehtisch angebracht ist, hängen die Abschnitte 68 der Führungen über der umlaufenden Plattform desDrehtisches. Die umlaufenden und festen Teile der Führungen bestehen aus nach innen und unten schrägen
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Die Platte 67 hat eine Mittelöffnung 76, die mit dem Bohrloch fluchtet. Die Platte 67 besteht am besten aus einem Stück, um ihr Anbringen zu ermöglichen, wenn sich das Bohrgestänge im Bohrloch befindet, und hat einen Schlitz 77, der mit der Öffnung 76 Verbindung hat und durch deren äussere Kante geht, wie man in Fig. 2 sieht.
Um den umlaufenden Teil des Drehtisches zu verriegeln und die Führungsabschnitte zur Deckung zu bringen, lässt sich eine Riegelplatte 78 in den Schlitz 77 zwischen den Bahnen des festen Abschnittes 68 der Führungen einschieben.
Der Bock 72 trägt auch getrennte, senkrechte Platten 79 und 80, die durch Querstangen 81,82 und 83 verbunden sind und zwischen sich die kraftbetriebene Schiebevorrichtung für die Elevatoren tragen (Fig. 1 und 9). Die Platten 79 und 80 sind so gestaltet, dass die Querstange 81 im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Öse 64 an den Elevatoren verläuft, wenn ein Elevator auf den Führungen steht.
An der Stange 81 ist das eine Ende eines pneumatischen Zylinders 84 gelenkig angebaut, indessen anderem Ende eine Kolbenstange 85 gleiten kann ; diese trägt einen Kopf 86 eines Schiebers 87, der sich auf den Bahnen 56 und 57 hin und her bewegen lässt, wie man in Fig. 8 sieht. Der Schieber hat herabhängende Enden 88, die die äusseren Seiten der Führungen übergreifen, um den Kopf 86 in Fluchtung mit der Achse des Zylinders 84 zu halten. Der Kopf 86 trägt in Richtung auf den Drehtisch hervorstehende, getrennte Federarme 89, die hakenförmige Enden 91 haben, um einen Finger zu bilden, der über den Teil 65 der Öse 64 an den Elevatoren greifen kann, wenn ein Elevator längs der Führungen- verschoben werden soll.
An der Querstange 82 ist drehbar ein kürzerer pneumatischer Zylinder 93 angebaut, der eine Kolbenstange 94 mit einem Gabelkopf 95 hat, der an eine Riegelplatte 78 angeschlossen ist. Die Riegelplatte 78
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kann die Platte 67 des umlaufenden Teiles des Drehtisches verriegeln.
An der Stange 83 sitzt schwenkbar ein pneumatischer Zylinder 96 und geht senkrecht an der einen
Seite des waagrechten Zylinders 84 in die Höhe. Der Zylinder 96 hat auch eine Kolbenstange 97, die dar- in gleiten kann, um eine Vorrichtung zum Hin-und Herschwenken der Tragbügel 20 und 21 von dem einen zum andern Elevator zu betätigen.
Am oberen Teil des Turmes sitzt in einem Gabelkopf 98 ein einzelnes, im Turm herabhängendes
Seil 99 : dieses ist mit seinem unteren Ende 100 am Umfang einer Scheibe 101 befestigt. Diese sitzt ex- zentrisch auf einer Querwelle 102, deren Enden in den Platten 79 und 80 lagern (Fig. 9).
Auf der Welle 102 sitzt fest ein Kettenrad 103, mit dem eine Kette 104 zusammenarbeitet : deren eines Ende ist mit der Kolbenstange 9'1 verbunden, während ihr anderes Ende von dem Kettenrad herab- hängt und ein Gegengewicht 105 trägt ; dieses hält die Kette 104 im Eingriff mit den Zähnen des Ketten- rades, wie man in Fig. 9 sieht. Die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 97 lässt die Welle 102 so pendeln, dass sie die exzentrische Scheibe 101 schwenkt und das-Seil 99 spannt, um es von der Mitte des
Bohrloches wegzuziehen ; dadurch schwenken die Tragbügel 20 und 21 ausser Eingriff mit einem auf dem drehbaren Abschnitt der Führungen sitzenden Elevator in eine Lage, wo sie einen am festen Abschnitt der Führungen. sitzenden Elevator erfassen, wie später beschrieben werden soll.
Um die Tragbügel mit dem Seil 99 zu verbinden, ist dieses durch eine Gleitführung 106 in Form einer Hülse hindurchgesteckt (Fig. l, 6 und 9). Die Hülse 106 hat ein Auge 107, das an ähnliche Augen 108 und 109 anGelenkstücken110 und 111 angeschlossen ist. Diese haben an ihren entgegengesetztenEnden Augen 112, die an Augen 113 und 114 an den Tragbügeln 20 und 21 angeschlossen sind. Die Gelenkstücke sind untereinander mit einer Feder 115 verbunden (Fig. 6), um die Tragbügel aneinanderzuziehen und in führender Berührung mit den Aussenseiten der Führungen 56 und 57 zu halten, wenn sie von dem einen Ele-. vator zum andern übernommen werden.
Die Kolbenstangen 85, 94 und 97 werden, wie in Fig. 8 angedeutet, pneumatisch ferngesteuert. Die Druckluft wird durch eine Leitung 118 zugeführt, die Leitungen 119, 120 und 121 versorgt : diese führen zu Vierwegventilen 123 und 124 bzw. zu einem Dreiwegventil 125. Das Ventil 123 ist durch Leitungen 126 und 127 mit den entsprechendenEnden des Zylinders 93 verbunden ; dadurch wird die Luft bei dreinen Stellung des Ventils 123 an der Rückseite des Zylinders 93 zu- und von der Zylindervorderseite weggeführt, um die Riegelplatte 78 in Eingriff mit der Platte 67 zu bringen ; schaltet man das Ventil 123 in die andere Stellung, so wird die Druckluft dem Vorderende des Zylinders 93 zu- und vom Ruckende weggeführt, so dass die Riegelplatte zurückgezogen wird.
Das Dreiwegventil 125 ist durch eine Leitung 128 mit dem oberen Ende des senkrechten Zylinders 96 verbunden, um die Kolbenstange. 97 nach unten zu ziehen und das Gegengewicht 105 anzuheben ; dadurch dreht sich die exzentrische Scheibe 101 in der einen Richtung, um das Seil 99 zu spannen und die Tragbügel 20 und 21 vom Drehtisch weg zu verlagern.
Steht das Ventil 125 in seiner äusseren Stellung, so wird die Luft abgelassen, worauf sich das Gegengewicht 105 auswirkt, um die Exzenterscheibe 101 in der umgekehrten Richtung zu drehen und ein Durchhängen des Seiles 99 hervorzurufen, wie später beschrieben werden soll.
Das Ventil 124 ist durch Leitungen 129 und 130 mit den entsprechenden Enden des Zylinders 84 verbunden, um an dessen einem oder andemEnde wahlweise Druckluft einzulassen und vom entgegengesetz-
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Zylinderende abzulassenrungen zu verschieben.
Die Platten 79 und 80 tragen über der Ebene des Fingers 90 auch einen Querstab 131, der einen Anschlag für einen Elevator bildet, wenn er auf dem festen Abschnitt der Führungedverschoben wird.
Das Gerät arbeitet wie folgt :
Es sei. zunächst angenommen, dass der Flaschenzug 6 an die mit dem Gestänge verbundene Mitnehmerstange angeschlossen ist und. dass ein Elevator auf dem festen Führungsabschnitt 68 steht. Wenn das Bohrgestänge nun abschnittsweise aus dem Bohrloch herausgeholt werden soll, wird es mittels des an die Mitnehmerstange angeschlossenen Flaschenzuges 6 so weit angehoben, bis der erste Gestängeverbinder 9 über dem Drehtisch erscheint.
Nachdem die Platte 67 mittels der Riegelplatte 78 in derjenigen Lage verriegelt worden ist, in der der feste Führungsabschnitt 68 mit dem auf der Platte 67 befindlichen Fuhrungs- abschnitt 66 fluchtet, wird der auf dem festen Führungsabschnitt ruhende Elevator mittels der Kolbenstange 85 des Zylinders 84 auf den Führungsteil 66 verschoben, bis er sich unterhalb der Schulter 12 des Verbinders 9 um das Gestänge legt Ein an der Klappschelle 45 sitzender Ansatz 132 bewirkt dabei das selbsttätige Schliessen der Klappschelle. Die Kolbenstange 85 geht dann wieder in ihre Ausgangslage zurück.
Nunmehr wird das Bohrgestänge mittels des Flaschenzuges 6 etwas gesenkt, so dass es in dem sich auf dem
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Drehtisch abstützenden Elevator hängt. Nach Zurückziehen der Riegelplatte 78 kann nunmehr die Mitneh- merstange von dem Bohrgestänge abgeschraubt und mittels des Flaschenzuges im Bohrturm abgestellt wer- den. Alsdann wird ein Elevator von dem mit den Tragbügeln 20 und 21 ausgestatteten Flaschenzug von der Arbeitsbühne des Bohrturmes aufgenommen, über die Mittelachse des Bohrgestänges gebracht und ab- gesenkt. Dieser Zustand ist in Fig. 1 gezeigt, wo der von dem Flaschenzug getragene Elevator das Bezugs- zeichen B und der auf dem Drehtisch ruhende Elevator das Bezugszeichen A hat.
Wenn der Elevator B mit- tels des Flaschenzuges weiter abgesenkt wird, wird das Ventil 125 betätigt und die exzentrische Scheibe
101 gedreht. Dadurch wird das Seil 99 gespannt, so dass der Elevator B in Richtung des in Fig. 1 sichtba- ren Pfeiles geführt und dort abgesetzt wird, wo er gestrichelt eingezeichnet ist.
Beim Absenken des Elevators sind die Ösen 52 der Bügel 20 und 21 in den Schlitzen 50 des Elevators mittels der Riegel 59 verriegelt. Beim Absetzen des Elevators stossen die Betätigungsansätze 61 der Riegel
59 gegen die Führungsbahnen, so dass die Fangstücke 60 der Riegel aus den Schlitzen 50 herausgeschwenkt werden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn der Flaschenzug sich dann weiter nach unten bewegt, können die Ösen 52 der Tragbügel aus den Schlitzen 50 austreten und an die äusseren Gleitflächen der Führungen gelangen, wie in Fig. 4 gestrichelt dargestellt. Wird dann das Seil 99 wieder entspannt, dann können sich die Ösen der Tragbügel an den Gleitflächen entlangbewegen, bis sie mit den hakenartigen Armen. 51 des das Bohrgestänge tragenden Elevators A fluchten.
Wird der Flaschenzug dann wieder nach oben bewegt, finden die Ösen 52 selbsttätig in die Schlitze 50 des Elevators A hinein, so dass dieser angehoben werden kann. Sobald das geschieht, werden die Riegel 59 mittels der Federn 63 wieder verschwenkt, um die Ösen 52 in den Schlitzen 50 zu sichern. Der Flaschenzug wird dann so weit angehoben, bis sich der nächste Verbinder 9 oberhalb des Elevators B befindet. Wie vorher die Mitnehmerstange wird nunmehr das herausgeholte Gestängestück abgeschraubt und im Bohrturm abgestellt. Der am Flaschenzug hängende Elevator wird von dem Gestängestück gelöst und wieder abgesenkt, woraufhin sich der Vorgang wiederholt. Das geschieht so oft, bis das gesamte Gestänge aus dem Bohrloch entfernt ist.
Zum Wiedereinführen des Bohrgestänges in das Bohrloch geht man umgekehrt vor ; bei der Verschiebung eines Elevators aus der mit der Gestängeachse fluchtenden Stellung zu der seitlich da von gelegenen Stellung schnappt der aus den beiden Federarmen 89 bestehende Finger 90 in die Öse des betreffenden Elevators ein, so dass er ihn in der gewünschten Richtung schieben kann. Diese Bewegung wird da'durch begrenzt, dass der Elevator an den Anschlagstab 131 anstösst, woraufhin die Federarme 89 des Fingers 90 von der Öse 64 zurückgezogen werden können, so dass der Elevator frei ist, um angehoben zu werden.
Während in den Ausführungsbeispielen die Führungen 56 und 57 als aus einem beweglichen Abschnitt 66 und einem feststehenden Abschnitt 68 bestehend dargestellt sind, ist es auch möglich, die gesamten Führungen an der drehbaren Plattform anzubauen. Die Verschiebevorrichtung für den Elevator kann dann dichter an den Drehtisch herangeführt werden. Diese Anordnung ist besonders für den Gebrauch mit kleineren Bohrgeräten vorzuziehen.
Die Erfindung ist nicht nur zur Handhabung von Bohrgestängezügen geeignet, sondern kann auch für andere Gestängezüge Verwendung finden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gerät zum abschnittsweisen Anheben oder Absenken eines aus einzelnen, senkrechten Abschnitten zusammensetzbaren Gestänges, insbesondere eines Bohrgestänges, mit einem Hebezeug und zwei abwechselnd verwendbaren Elevatoren, die an das Hebezeug anschliessbar und mit den einzelnen Gestängeabschnitten kuppelbar sind und eine untere Stützfläche zur Abstützung auf dem Rand eines das Gestänge aufnehmenden Loches aufweisen, wobei die Elevatoren und das Anschlussende des Hebezeuges je für sich allein oder auch gemeinsam seitlich gegenüber der Gestängeachse verlagerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rand (67) des das Gestänge (7) aufnehmenden Loches eine Führung (56, 57, 66, 68, 72, 75) zur
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und das Anschlussende (20, 21) des Hebezeuges (6) eine durch gegenseitige Längsbewegung ein-und ausrastbare,
widerhakenartige Verbindung (51, 52) miteinander haben, wobei noch ein Kraftantrieb (96-107) zur seitlichen Verlagerung des Anschlussendes (20, 21) des Hebezeuges gegenüber der Gestängeachse vorgesehen ist.