DE29502091U1

DE29502091U1 - Vorrichtung zum Handhaben von Rohren eines Bohrgestänges

Info

Publication number: DE29502091U1
Application number: DE29502091U
Authority: DE
Original assignee: Boart Longyear GmbH and Co KG Hartmetallwerkzeugfabrik; Boart HWF GmbH and Co KG Hartmetallwerkzeugfabrik
Current assignee: Boart Longyear GmbH and Co KG
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2005-02-10

Description

SI/dc94445G

8. Februar 1995

Vorrichtung zum Handhaben von Rohren eines Bohrgestänges

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben von Rohren eines Rohrgestänges, das aus einer Vielzahl derartiger Rohre zusammengesetzt ist, wobei die einzelnen Rohre jeweils aus einem Innen- und einem Außenrohr bestehen.

Rohrgestänge der voranstehend genannten Art werden zum Bohren von tief in das Erdreich dringenden Bohrungen verwendet, wie sie beispielsweise bei der Erdölgewinnung als Vorbereitung zum Sprengen etc. benötigt werden. Dabei ist das Bohrgestänge in der Regel durch eine Vielzahl von Rohren gebildet, die jeweils aus einem Innen- und einem Außenrohr bestehen, wobei die Verbindung zwischen den einzelnen Rohren über eine Verschraubung der aneinander anstoßenden Rohre erreicht wird.

Das Zusammenfügen und Auseinandernehmen des Bohrgestänges erfolgt bei herkömmlichen Bohrgestänge manuell und erfordert aufgrund der beträchtlichen Größe der Einzelrohre und deren hohes Gewicht einen erheblichen Personalaufwand. Dieser hohe Personalaufwand führt zu beträchtlichen Kosten beim Unterhalt und Betrieb von aus der Praxis bekannten Bohrgestängen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Handhabung und das Zusammenfügen bzw. Auseinandernehmen von Bohrgestängen der voranstehend genannten Art zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Verbinden und Lösen von jeweils aus einem Innen- und einem Außenrohr bestehenden Rohren eines aus einer Vielzahl derartiger Rohre zusammengesetzten Bohrgestänges,

gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein Trägerprofil und mindestens zwei mit dem Trägerprofil verbundene Greifeinrichtungen, von denen die eine das Außenrohr jedes einzelnen Rohres und die andere das Innenrohr eines jeden einzelnen Rohres ergreift, und ein Verbindungselement aufweist, über das das Trägerprofil an einen von dem Bohrgestänge getrennten Haltepunkt anschließbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, Rohre eines Bohrgestänges der eingangs erläuterten Art halb- oder vollautomatisch in ein solches Bohrgestänge einzufügen oder die Rohre aus einem bestehenden Bohrgestänge herauszulösen. Dabei ist die Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung unabhängig davon, ob es sich bei dem Bohrgerät, in dem das Bohrgestänge eingesetzt wird, um eine stationäre oder eine mobile Einrichtung handelt. In solchen Fällen, in denen das Bohrgerät selbst auf einem selbstfahrenden Fahrgestell angeordnet ist, ist es sinnvoll, auch die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem entsprechenden Handhabungsgerät anzuordnen, das wiederum mit dem Fahrgestell verbunden ist. Wesentlich ist jeweils jedoch lediglich, daß für die Befestigung des Trägerprofils jeweils ein Haltepunkt gewählt wird, an dem das Trägerprofil so gehalten wird, daß das Rohr gegebenenfalls relativ zu ihm bewegbar ist.

Sofern mindestens eines der Greifelemente in Längsrichtung des Rohres an diesem entlang verfahrbar ist, ist es möglich, daß das Rohr bei der Montage oder bei der Demontage von einem der Greifelemente schon gehalten wird, während beispielsweise die Verbindung zwischen den jeweiligen Innenrohren der benachbarten Rohre des Rohrgestänges hergestellt oder gelöst wird. So kann beispielsweise beim Zerlegen eines Bohrgestänges nach dem Lösen der Verbindung der Innenrohre

der Greifer an die Verbindungsstelle bewegt werden und dann das Innenrohr ergreifen.

Hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Greifelemente ermöglichen es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die erforderlichen Haltekräfte auf geringstem Raum zu erzeugen.

Ist zwischen dem Trägerprofil und dem Verbindungselement ein zusätzliches Schwenkgelenk vorgesehen, so kann die erfindungsgemäße Vorrichtung unabhängig davon eingesetzt werden, wie das von dem entsprechenden Bohrgestänge zu erstellende Bohrloch ausgerichtet ist. Auch kann auf diese Weise die Positionierung des Rohres innerhalb des Bohrgeräts vereinfacht werden.

Eine zusätzliche Erweiterung der Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich dadurch erzielen, daß die Länge des Trägerprofils veränderbar ist. Auf diese Weise kann die Vorrichtung an Rohre unterschiedlicher Länge problemlos angepaßt werden.

Günstig für die praktische Arbeit mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch, wenn sie endlos über einen Radialmotor drehbar ist, da dann oftmals ein zeitaufwendiges Rückstellen der Vorrichtung nach ihrer Verstellung vermieden werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein mobiles Bohrgerät in einer ersten Arbeitsstellung in einer seitlichen Ansicht;

Fig. 2 das Bohrgerät nach Fig. 1 in einer zweiten Arbeitsstellung;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der in dem Bohrgerät nach Fig. 1 und 2 eingesetzten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine ausschnittsweise frontale Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 3.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte mobile Bohrgerät 1 weist ein mit Raupen bestücktes Fahrgestell 2 auf, welche über einen Motor 3 angetrieben ist. An dem Fahrgestell 2 ist über ein Parallelogrammgetriebe 4 eine Bohreinrichtung 5 befestigt. Die Bohreinrichtung 5 umfaßt einen an einer Führungsschiene verfahrbaren Hammerschlitten 7, der einen Hydraulikhammer und unterhalb des Hydraulikhammers 8 einen feststehenden hydraulischen Drehkraftkopf 10 trägt.

An dem Hydraulikhammer 8 ist über einem Spülkopf eine Ausgleichsstange 9 angeschlossen, die durch das Zentrum des hydraulischen Drehkraftkopfes 10 geführt wird. Am hydraulischen Drehkraftkopf 10 ist eine Auswurfglocke 10a befestigt, aus der die Ausgleichsstange 9 austritt.

An die Auswurfglocke 10a wird das Außenrohr und an die Ausgleichsstange 9 das Innenrohr angeschlossen.

Neben der Bohreinrichtung 5 ist auf dem Fahrgestell 2 des Bohrgeräts 1 ein Ladekran 11 herkömmlicher Bauart befestigt. Der Kopf 12 des Ladekrans 11 bildet den Haltepunkt für ein Verbindungselement 15 einer Vorrichtung 14 zum Verbinden und Lösen von Rohren 19 mit einem nicht gezeigten Bohrgestänge, das von der Bohreinrichtung 5 in das Erdreich 16 getrieben wird. Die Vorrichtung 14 umfaßt ein Trägerprofil 18, das aus

zwei Profilteilen 18a,18b besteht, von denen das eine Profilteil 18b in das andere Profilteil 18a hineinschiebbar und aus diesem herausziehbar ist, um die Länge des Trägerprofils 18 an die Länge von einem von der Vorrichtung 14 ergriffenen Rohr 19 anzupassen. Die für das Auseinanderziehen bzw. Ineinanderschieben der Profilteile 18a,18b erforderliche Kraft wird mittels eines hydraulisch betätigbaren Zylinders 20 erzeugt.

An den Enden des ersten Profilteils 18a ist jeweils ein Greifelement 21,22 befestigt. Ebenso ist an dem freien Ende des zweiten Profilteils 18b ein drittes Greifelement 23 befestigt. Die mit dem ersten Profilteil 18a verbundenen Greifelemente 21,22 umgreifen das Außenrohr 19b des Rohres 19, während das dritte Greifelement 23 das Innenrohr 19a des Rohres 19 umgreift. Die von den Greifelementen 21,22,23 aufgebrachte Haltekraft wird dabei ebenfalls durch jeweils einen Hydraulikzylinder 24 erzeugt, der über ein entsprechend ausgebildetes Getriebe auf die Haltebacken 23a,23b der Greifelemente 21,22,23 einwirkt.

Ein erstes Verschwenkgelenk ist durch einen Radialmotor 25 gebildet, durch den das Verbindungselement 15 unterbrochen ist. Der Radialmotor 25 ermöglicht ein Verschwenken des Trägerprofils 18 mit dem Rohr 19 um die Längsachse L des Verbindungselements 15. Ein zweites Schwenkgelenk 26 ist am unteren freien Ende des Verbindungselements 15 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein Bolzen 27 quer zur Längsachse L des Verbindungselements 15 durch dieses geführt. Der Bolzen 27 bildet eine Schwenkachse für zwei einander gegenüberliegend an das Trägerprofil 18 angeformte Schenkel 18c. Diese weist einen frei vorstehenden Abschnitt auf, der gelenkig mit der Kolbenstange 28a eines weiteren Hydraulikzylinders 28 verbunden ist. Das freie Ende 28b des Hydraulikzylinders 28 ist wiederum gelenkig mit dem Verbindungselement 15

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verbunden, so daß mittels des Hydraulikzylinders 28 das Trägerprofil 18 um den Bolzen 27 verschwenkt werden kann.

Mit Hilfe der Vorrichtung 18 lassen sich die Innen- und Außenrohre 19a,19b der Rohre 19 wie folgt aufnehmen:

Innenrohre 19a und Außenrohre 19b werden in Reichweite des Bohrgeräts 1 abgelegt. Dann wird die Vorrichtung 18 mit geöffneten Greifelementen 21,22,23 über das jeweilige Innenrohr 19a bzw. Außenrohr 19b geführt. Anschließend werden die Greifelemente 21,22,23 mittels der Hydraulikzylinder zugefahren. Nun kann die Vorrichtung 14 mit Hilfe des Ladekrans 11 angehoben und dabei bei Bedarf durch den Hydraulikzylinder 28 oder den Radialmotor 25 gedreht werden. Auf diese Weise kann mit der Vorrichtung 14 sowohl die in Fig. 1 gezeigte vertikal ausgerichtete Lage als auch die in Fig. 2 gezeigte horizontal ausgerichtete Lage der Bohreinrichtung 5 erreicht werden.

Das Einlegen der Rohre in die Bohreinrichtung wird wie folgt durchgeführt:

Das von der Vorrichtung 14 gehaltene Rohr 19 wird auf die bereits in das Erdreich 16 eingebohrten, nicht gezeigten Rohre aufgesetzt. Anschließend fährt der auf dem Hammerschlitten 7 sitzende Hydraulikkammer 8 an das hervorstehende Innenrohr 19a heran, so daß die Ausgleichsstange 9 sich auf dem Innenrohr 19a zentriert. Nun wird der Hydraulikzylinder 24 betätigt, um das Greifelement 23 zu öffnen. Danach wird das Greifelement 23 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 20 bis über das Außenrohr 19b zurückgezogen, um den Bereich des Innenrohrs 19a freizulegen, in dem dieses mit dem im nächst benachbarten, nicht gezeigten, schon in die Erde eingebohrten Innenrohr verschraubt wird. Gleichzeitig wird auf diese Weise Platz für

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die Auswurfsglocke 10a am hydraulischen Drehkraftkopf 10 geschaffen. Anschließend wird das Innenrohr 19a leicht zurückgezogen, um einen dort zunächst angebrachten, nicht gezeigten Halteschlüssel zu entfernen.

Zuletzt wird der Hammersschlitten 7 mit dem darauf sitzenden hydraulischen Drehkraftkopf 10 an das Außenrohr 19b herangeführt und dort zentriert. Dann werden die Hydraulikzylinder 24 betätigt, um die Greifelemente 21,22 zu öffnen. Von diesem Moment an kann die Vorrichtung 14 von dem Rohr 19 abgeschwenkt und das Bohrgestänge fertig verschraubt werden.

Das Zerlegen des Bohrgestänges wird wie folgt durchgeführt:

Zuerst wird das Außenrohr 19b mit Hilfe einer hydraulischen Klemmvorrichtung 29 von der Auswurfglocke 10a gelöst. Anschließend wird das Innenrohr 19a durch Zurückfahren des Hammerschlittens 7 aus dem Außenrohr 19b herausgezogen. Der nicht gezeigte Halteschlüssel wird in die Schlüsselfläche des nächst folgenden, nicht gezeigten Innenrohres gesteckt. Er verhindert ein Mitdrehen und das Verlieren der noch im Erdreich befindlichen, nicht gezeigten Innenrohre, nachdem das aus dem Erdreich herausgezogene Innenrohr 19a von diesem gelöst ist.

Anschließend wird das Innenrohr 19a von der Ausgleichsstange 9 und von dem noch eingebohrten, nicht gezeigten Innenrohr gelöst. Dann wird von der Vorrichtung 14, wie es voranstehend schon beschrieben ist, das von dem Rohrgestänge gelöste Innenrohr 19a ergriffen und weggeschwenkt. Der voranstehend beschriebene Ausbauvorgang wiederholt sich, bis alle Innenrohre 19a aus dem Erdreich herausgezogen sind. Danach erfolgt in entsprechender Weise das Herausziehen der Außenrohre 19b.

Claims

SI/dc94445G 8. Februar 1995 Ansprüche

1. Vorrichtung zum Handhaben von jeweils aus einem Innen-(19a) und einem Außenrohr (19b) bestehenden Rohren (19) eines aus einer Vielzahl derartiger Rohre (19) zusammengesetzten Bohrgestänges,

dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Trägerprofil (18) und mindestens zwei mit dem Trägerprofil (18) verbundene Greifeinrichtungen (21,22,23), von denen die eine das Außenrohr (19b) jedes einzelnen Rohres (19) und die andere das Innenrohr (19a) eines jeden einzelnen Rohres (19) ergreift, und ein Verbindungselement

(15) aufweist, über das das Trägerprofil (18) an einem von dem Bohrgestänge getrennten Haltepunkt (15) anschließbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Greifeinrichtungen (23) entlang des Rohres (19) in Längsrichtung des Trägerprofils (18) verfahrbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifeinrichtungen (21,22,23) hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trägerprofil (18) und dem Verbindungselement (15) ein Schwenkgelenk (25,26) ausgebildet ist, über das das Trägerprofil (18) gegenüber dem Haltepunkt (15) verschwenkbar ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Trägerprofils (18) veränderbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie endlos über einen Radialmotor (25) drehbar ist.