EP0812377B1 - Hydraulische verrohrungsmaschine als anbaugerät für eine mobile drehbohranlage - Google Patents
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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- E21B3/02—Surface drives for rotary drilling
- E21B3/025—Surface drives for rotary drilling with a to-and-fro rotation of the tool
Definitions
- the invention relates to a hydraulic piping machine as an attachment for a mobile rotary drilling rig for Manufacture of cased bores for piles or wells using so-called dry rotary drilling tools with one hydraulically height-adjustable basic body, with stationary supported outriggers, and one with the undercarriage of the excavator related flexible linkage as well a hydraulic-mechanical one rotatably mounted in the base body Clamping device for transmission of the drive torque on the drill pipes.
- the soil using cutting and milling tools solve and also promote from the ground, can be used to Screw in the necessary pipes to protect the borehole.
- the rotary drive - also called power turret - is height adjustable guided on a drilling mast, which for drilling required torque is obtained via a pipe adapter transmits directly to the drill pipe. By connecting one The torque can be increased by another drive motor.
- the increased torque is sufficient not enough to turn the drill pipes into the control depths.
- An even greater increase in power of the drive torque in the turret would overload the drilling mast and the uppercarriage.
- Oscillating casing machines are also common used, in which the drill pipes at a rotation angle of about 25 ° to 30 ° back and forth.
- the practice has proved that drill pipes with the same earth resistance turning faster and lighter in terms of torque let it turn in as such, only by a short way back and forth, that is, oscillating, especially when if harder layers of soil, e.g. B. light rock, drive through Need to become.
- the object of the invention is a rotating hydraulic Piping machine with hydraulic-mechanical tensioning device in connection with a rotary drilling rig, which does not need its own hydraulic drive to drill pipes also screw in to greater depths. Heard here it essential to the further object of the invention, the casing machine in terms of weight and height, that they are with the rotary drilling rig as a closed, movable Insert, transport and move the unit lets, and above all, that through interchangeably combinable Drive units optionally on the drill pipes transferable torque to the locally prevailing Adjust earth resistance or increase if necessary leaves.
- the invention is based on a known hydraulic Piping machine as an attachment for a mobile rotary drilling rig with the features mentioned at the beginning, and it includes as a first solution to the problem described above a torque increasing, a drive or chain sprocket containing power transmission between the in Basic body rotatably mounted, hydraulic-mechanical Clamping device and one in one attached to the base body Mounted Kelly box for mounting of the torque transmitted by a Kelly rod from a power turret that can be raised and lowered on a drilling mast.
- the torque of the power turret passed into the piping machine according to the invention and there converted into a greater torque can be both over the Kelly rod (drill pipe) or over a connection adapter.
- the second, alternative embodiment of the invention can transfer the torque instead of over a Kelly rod can also be done via a connection adapter.
- the Kelly box is arranged and this is with one Counter adapter for that can be raised and lowered with the on the drilling mast guided power turret directly connected connection adapter used so that the torque of the power turret increased to the hydraulic-mechanical clamping of the drill pipe Clamping device is transmitted.
- a gear drive can be used as a power transmission Sprocket / sprocket pairing or a chain drive as sprocket / sprocket pairing be used.
- the Kelly rod can or the connection adapter with the Kelly box of the piping machine be engaged; the incoming Torque is then inside the body of the casing machine through the power transmission gear in one greater torque converted with a lower number of revolutions and transferred to the drill pipe.
- the drill pipe can be also in greater drilling depths or through harder soil layers Bring in fully, without a separate hydraulic drive would be required for the casing machine. Used are exclusively those of the power turret and Drill pipe or the Kelly rod coming torques.
- connection option for parts the power transmission such as the drive pinion or sprocket, and the extension box enclosing the Kelly box is; it can then be the drill pipe or the Kelly rod seen from the carrier vehicle either left or be engaged on the right of the base body.
- the each free-standing connection for this junction box can advantageously for attaching a plastic lubricating pinion be used.
- the basic body of the piping machine according to the invention is preferably through a linkage with the undercarriage connected to the rotary drilling rig.
- This can e.g. by means of hydraulic adjustable telescopic rods or mechanical telescopic happen that attack the body on both sides.
- Torque of the drill pipe or the Kelly rod over that Power transmission and the hydraulic-mechanical Clamping device is transferred to the drill pipe on the shortest route in the stable undercarriage of the rotary drilling rig headed.
- This form of training is also simple producible that replaces the interchangeable Kelly box is powered by a hydraulic gear motor, its hydraulic supply by connecting to the hydraulic drive system the drive motor of the excavator can be manufactured. Thereby becomes the powerful energy source of the traction motor for torque transmission used on the drill pipe.
- a connection for an attachment housing to accommodate a Tooth or chain sprocket is provided, then can also a hydraulic motor is connected to this second attachment housing and to reinforce what is to be transferred to the drill pipe Torque are used.
- the invention thus opens up for a generic one hydraulic piping machine as an attachment to one Excavator for a mobile rotary drilling rig three variable options, to transfer the drive power to the drill pipe.
- a task Piping machine in a light and easy Easy to implement from drilling point to drilling point to create that up to now in a way not yet known to very high drive power as torque on the Can transfer drill pipe, given the possibility is, depending on the local conditions gradually adjust the drive power.
- the base body 1 of the piping machine is on the undercarriage 10 through the linkages 9 in connection with the Telescopic rods 23, 24 coupled.
- the basic body 1 is Hydraulically height-adjustable by means of a lifting foot cylinder 7 supported by claws 8 on the ground.
- a hydraulic-mechanical (Wedge) clamping device 2 for the drill pipe 17 arranged; it is rotatably supported by ball races 4.
- the clamping device is with hydraulic clamping cylinders 6 provided for actuating a clamping wedge arrangement.
- the clamping device 2 has a circumference Sprocket 3 or sprocket 25 with ring bearings on, the one with a drive pinion 5 or via a drive chain 27 engages with the chain sprocket 26.
- the drive or chain sprocket 5 or 26 is in one side mounted on the base body 1 mounting housing 11 and is in active connection with a so-called Kelly Box 12, for the positive reception of the pivot 22 of the Kelly rod 19 is used.
- the piping machine is preferably on the base body 1
- the drill pipe or the Kelly rod 19 optionally brought into engagement on the left or right of the base body 1 can be.
- the connection that is not used can be used for the attachment of a plastic lubricating pinion 20 used be (Fig. 2 to 4).
- both mounting housings 11 each equip a drive pinion 5
- the arrangement can be taken such that a drive pinion 5 with a Kelly box 12 is operatively connected, which the Torque by engagement of the pivot 22 of the Kelly rod 19 receives while the other drive pinion 5 with a hydraulic geared motor 28 (Fig. 7 to 10) coupled is connected to the chassis hydraulic system of the carrier vehicle is connected and supplies the hydraulic motor.
- the drill pipe 17 Before using the piping machine according to the invention the drill pipe 17 through the open clamping device 2 out and with the lowered power head 13 over the Connection adapter 14 and the tube adapter 29 directly brought in rotating, pushing. Only when the skin friction the drill pipe 17 becomes larger than the maximum Torque of the rotary head 13 is on the drill pipe 17 the hydraulic-mechanical clamping device 2 is clamped, so that a torque is immediately on the coat of the drill pipe 17 can be transmitted.
- This clamp connection of the drill pipe 17 with the clamping device 2 can in addition to the torque initiation described above from the rotary head 13 via the connection adapter 14 and the tube adapter 29 to an additional Torque transmission can be used in accordance with the further teaching of the invention instead of the Kelly box 12 with at least one of the drive or chain sprockets 3 or 26 a hydraulic geared motor 28 is coupled, so that whose torque is increased via the power transmission is transferred to the drill pipe.
- the hydraulic gear motor 28 is connected to the chassis hydraulic unit and is supplied by this system.
- the invention thus enables several possible combinations of the drives transmitting the torque and thus the drive power. and it is taking advantage of the of these possibilities, namely increased performance of the Power turret 13 with an auxiliary motor and direct Power transmission to the drill pipe and simultaneous introduction of torque via the two add-on housings 11 on both sides of the base body 1 on the clamping device 2 a high drilling capacity, sufficient for large piping depths to reach.
- the greater reaction forces from the stronger torque can be made in the shortest possible way from the base body 1 via the Linkage 9 by means of hydraulically or mechanically adjustable Telescopic rods 23, 24 by introducing them into the undercarriage dissipate.
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Description
- Fig. 1
- in Seitenansicht den erfindungswesentlichen Teil einer Drehbohranlage mit der erfindungsgemässen Verrohrungsmaschine und Drehmomentübertragung mittels Kelly-Stange;
- Fig. 2
- die wesentlichen Teile der Maschine nach Fig. 1 in Vorderansicht mit seitlich aus der Bohrachse verschwenktem Bohrmast;
- Fig. 3
- eine Draufsicht der Drehbohranlage gemäss Fig. 1 unterhalb der Linie A-A mit seitlich verschwenktem Oberwagen und Bohrmast;
- Fig. 4
- die Vorderansicht gemäss Fig. 2 bei bevorstehender Drehmomenteinleitung über den Kraftdrehkopf-Anschluss-Adapter;
- Fig. 5
- teilweise im Schnitt die erfindungsgemässe Verrohrungsmaschine mit eingesetztem Bohrrohr und Drehmomenteinleitung über die Kelly-Stange und die Kelly-Box mit einem Zahnrad-Kraftübertragungsgetriebe
- Fig. 6
- teilweise im Schnitt die erfindungsgemässe Verrohrungsmaschine gemäss Fig. 5, jedoch mit einem Kettentrieb als Kraftübertragungsgetriebe;
- Fig. 7
- in Seitenansicht den erfindungswesentlichen Teil einer Drehbohranlage mit der erfindungsgemässen Drehbohrmaschine und Drehmomentübertragung mittels Kraftdrehkopf und Adapteranordnung sowie auch mit Hydraulikmotor auf die Spannvorrichtung
- Fig. 8
- eine Draufsicht der Drehbohranlage gemäss Fig. 7 von unterhalb der Linie B-B
- Fig. 9
- einen vertikalen Schnitt C-C durch den Grundkörper der Verrohrungsmaschiune gemäss Fig. 8 mit einem Zahnradkraftübertragungsgetriebe ;
- Fig. 10
- einen vertikalen Schnitt C-C durch den Grundkörper der Verrohrungsmaschine gemäss Fig. 8 mit einem Kettentrieb als Kraftübertragungsgetrtriebe.
Claims (10)
- Hydraulische Verrohrungsmaschine als Anbaugerät für eine mobile Drehbohranlage zum Herstellen verrohrter Bohrungen für Pfähle oder Brunnen mittels sogenannter Trocken-Drehbohrwerkzeuge mit einem hydraulisch höhenverstellbaren Grundkörper (1), mit ortsfest aufgelagerten Abstützpratzen (8), und einer mit dem Unterwagen (10) des Baggers in Verbindung stehenden flexiblen Anlenkung (9) sowie einer im Grundkörper (1) drehbar gelagerten, hydraulisch-mechanischen Spannvorrichtung (2) zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes auf die Bohrrohre (17),
gekennzeichnet durch
ein drehmomenterhöhendes, ein Antriebs- oder Kettenritzel (3, 26) enthaltendes Kraftübertragungsgetriebe (3, 5, 25, 26, 27) zwischen der im Grundkörper (1) drehbar gelagerten, hydraulisch-mechanischen Spannvorrichtung (2) und einer in einem am Grundkörper (1) befestigten Anbaugehäuse (11) gelagerten Kelly-Box (12) zur Aufnahme des von einer Kelly-Stange (19) übertragenen Drehmoments von einem an einem Bohrmast (15) heb- und senkbar geführten Kraftdrehkopf (13). - Hydraulische Verrohrungsmaschine als Anbaugerät für eine mobile Drehbohranlage zum Herstellen verrohrter Bohrungen für Pfähle oder Brunnen mittels sogenannter Trocken-Drehbohrwerkzeuge mit einem hydraulisch höhenverstellbaren Grundkörper (1) mit ortsfest aufgelagerten Abstützpratzen (8) und einer mit dem Unterwagen (10) des Baggers in Verbindung stehenden flexiblen Anlenkung (9) sowie einer im Grundkörper (1) drehbar gelagerten, hydraulisch-mechanischen Spannvorrichtung (2) zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes auf die Bohrrohre (17),
gekennzeichnet durch
ein drehmomenterhöhendes, ein Antriebs- oder Kettenritzel (3, 26) enthaltendes Kraftübertragungsgetriebe (3, 5, 25, 26, 27) zwischen der im Grundkörper (1) drehbar gelagerten, hydraulisch-mechanischen Spannvorrichtung (2) und einer in einem am Grundkörper (1) befestigten Anbaugehäuse (11) als lösbares Verbindungsmittel zum Antriebs- oder Kettenritzel (3, 26) gelagerten Kelly-Box (12), in die ein Gegenadapter (18) für einen mit einem an einem Bohrmast (15) heb- und senkbar geführten Kraftdrehkopf (13) direkt verbundenen Anschluss-Adapter (14) einsetzbar ist, so dass das Drehmoment des Kraftdrehkopfes (13) erhöht auf die das Bohrrohr (17) klemmende hydraulisch-mechanische Spannvorrichtung (2) übertragbar ist. - Verrohrungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassa) die hydraulisch-mechanische Spannvorrichtung (2) an ihrem Aussenumfang einen Zahnkranz (5) oder einen Kettenzahnkranz (25) aufweist, undb) in dem seitlich am Grundkörper (1) der Verrohrungsmaschine angeordneten Anbaugehäuse (11) ein mit dem Zahnkranz (5) oder Kettenzahnkranz (25) im Zahn- oder Ketteneingriff stehendes Antriebsritzel (3) oder Kettenritzel (26) gelagert, welches mit einer Kelly-Box (12) in Wirkverbindung steht, mit welcherc) der Drehzapfen (22) der am Bohrmast (15) der Anlage hydraulisch heb- und senkbar geführten Kelly-Stange (19) als lösbares Verbindungsmittel in Eingriff gebracht werden kann.
- Verrohrungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kelly-Box (12) mit einem das Drehmoment übertragenden Gegenadapter (18) in Verbindung steht, auf welchen das Drehmoment des mit dem am Bohrmast (15) heb- und senkbar geführten Kraftdrehkopfes (13) direkt verbundenen Anschluss-Adapters (14) als lösbares Verbindungsmittel übertragbar ist.
- Verrohrungsmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig am Grundkörper (1) je eine Anschlussmöglichkeit für das Teil des Kraftübertragungsgetriebes (3, 26) und die Kelly-Box (12) umschliessende Anbaugehäuse (11) vorgesehen ist.
- Verrohrungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) mittels hydraulisch oder mechanisch verstellbarer Teleskopstangen (23, 24), die beidseitig am Grundkörper (1) angreifen, am Unterwagen (10) der Drehbohranlage mittels Anlenkung (9) angelenkt ist.
- Hydraulische Verrohrungsmaschine als Anbaugerät für eine mobile Drehbohranlage zum Herstellen verrohrter Bohrungen für Pfähle oder Brunnen mittels sogenannter Trocken-Drehbohrwerkzeuge mit einem hydraulisch höhenverstellbaren Grundkörper (1) mit ortsfest aufgelagerten Abstützpratzen (8), und einer mit dem Unterwagen (10) des Baggers in Verbindung stehenden flexiblen Anlenkung (9) sowie einer im Grundkörper (1) drehbar gelagerten, hydraulisch-mechanischen Spannvorrichtung (2) zur Übertragung des Antriebsdrehmomentes auf die Bohrrohre (17),
gekennzeichnet durcha) ein drehmomenterhöhendes, ein Antriebs- oder Kettenritzel (3, 26) Kraftübertragungsgetriebe (3, 5, 25, 26, 27) zwischen der im Grundkörper (1) drehbar gelagerten, hydraulisch-mechanischen Spannvorrichtung (2) und einer in einem am Grundkörper (1) befestigten Anbaugehäuse (11) als lösbares Verbindungsmittel zum Antriebs- oder Kettenritzel (3, 26) gelagerten Kelly-Box (12), die gegen einen ansetz- und mit dem Antrieb- oder Kettenritzel (3, 26) verbindbaren Hydraulik-Getriebemotor (28) austauschbar ist, der mittels Hydraulik-Leitungsverbindungen an die Hyraulikantriebsanlage des Fahrmotors des Baggers angeschlossen ist sowieb) Ankupplung des an den an einem Bohrmast (15) heb- und senkbar geführten Kraftdrehkopf (13) angeschlossenen Anschlussadapters (14) an einen mit dem Bohrrohr (17) verbundenen Rohr-Adapter (29). - Verrohrungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) zweiteilig und in ein Grundkörper-Oberteil (1a) und ein Grundkörper-Unterteil (1b) teilbar ist, wobei das Oberteil (1a) mit dem Unterteil (1b) mittels Ringflanschen gegeneinander justiert und durch Verschraubung verbunden ist.
- Verrohrungsmaschine nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) von geringerer Bauhöhe (h) ist als der Freiraum unterhalb der Unterkante des Bohrmastes (15) beträgt.
- Verrohrungsmaschine nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Bauhöhe (h) des Grundkörpers (1) höchstens 1 m beträgt.
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