DE2519624C3 - Hebevorrichtung für Bohrgestänge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung für Bohrgestänge, mit einem Rahmen, Einrichtung zum Heben und Senken des Rahmens und einer Gleitschale, die am Rahmen befestigt ist, eine nach innen und unten abgeschrägte Innenfläche aufweist, und in der eine Anzahl Gleitkeile angeordnet sind, welche mit ihrer so Innenfläche an das Bohrgestänge anlegbar sind.

Eine derartige Hebevorrichtung ist aus der US-PS 36 413 bekannt. Bei dieser Hebevorrichtung sind in der Gleitschale drei Gleitkeile angeordnet, die mit ihrer inneren, geriffelten Fläche direkt mit dem Bohrgestänge in Eingriff treten. Eine Vorrichtung, um die Gleitkeile zwangsweise bezüglich der Gleitschale zu bewegen, ist bei der bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen, so daß eine Bewegung der Gleitkeile nur aufgrund des Eigengewichts erfolgt. Wenn diese Hebevorrichtung zurückgezogen wird, besteht die Möglichkeit, daß die Gleitkeile sich nicht vom Bohrgestänge lösen, da die Kraft, mit der die Gleitkeile zuvor gegen das Bohrgestänge gedrückt wurden, ziemlich groß ist und das Bohrgestänge örtlich deformieren kann. Außerdem ^ ist die bekannte Vorrichtung hinsichtlich ihrer Verwendung bei verschiedenen Bohrgestänge-Außendurchmessern beschränkt.

Aus der DD-PS 28 315 ist auch eine hydraulische Hebevorrichtung für Bohrgestänge bekannt, bei der eine Parallelbackenvorrichtung vorgesehen ist, die aus zwei dem Bohrgestängedurchmesser entsprechenden Stahlprismen besteht Die Stahlprismen können über eine Kurbelschwinge so weit geöffnet werden, daß das gesamte Gerät nach Lösen einer Verriegelung seitlich an ein Bohrgestänge herangeführt werden kann. Die Stahlprismen legen sich dann infolge ihres Eigengewichts an das Bohrgestänge an und eine Hydraulik bewirkt über Lenker das Anpressen der Stahlprismen an das Bohrgestänge und damit die zum Heben erforderliche Haftreibung.

Bei dieser Hebevorrichtung ist zwar eine gewisse Anpassungsfähigkeit an verschiedene Bohrgestängedurchmesser vorhanden. Diese Anpassungsfähigkeit ist jedoch bei verschiedenen Durchmessern nicht ausreichend und muß zudem durch Nachteile erkauft werden, die sich insbesondere aus der relativ unstabilen Aufhängung der Stahlprismen ergeben.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die eingangs genannte Hebevorrichtung dahingehend zu verbessern, daß die Gleitkeile beim Zurückfahren zuverlässig vom Bohrgestänge freigegeben werden und daß die Vorrichtung leicht an verschiedene Bohrgestänge-Außendurchmesser anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Gleitschale und den Gleitkeilen ein mit einer nach innen und unten abgeschrägten InnenP.ächen versehener Zwischenring vorgesehen ist und daß an den Gleitkeilen Verbindungsglieder angebracht sind, die mit ihrem anderen Ende mit einem Steuerring verbunden sind, der mit seiner Axialöffnung auf die Längsachse der Gleitschale ausgerichtet und axial gegenüber der Gleitschale beweglich ist, wobei der radiale Abstand der Gleitkeile von der Längsachse der Gleitschale durch die Bewegung des Steuerrings veränderbar ist.

Da bei dieser Lösung zwischen dem Steuerring bzw. den damit über Verbindungsglieder verbundenen Gleitkeüen und der Gleitschale eine zwangsweise Relativbewegung möglich ist, ist ein sicheres Lösen der Gleitkeile gewährleistet. Durch die Anwendung eines Zwischenrings und die besondere Befestigungsweise der Gleitkeile am Steuerring ist eine Schwenkbewegung der Gleitkeile bezüglich der Achse der Vorrichtung möglich, so daß bei verschiedenen Bohrgestänge-Außendurchmessern lediglich entsprechende Zwischenringe eingesetzt zu werden brauchen, wobei sich die Gleitkeile aufgrund der möglichen Schwenkbewegung dem Zwischenring anpassen. Der größtmögliche Bohrgestängedurchmesser ist dann erreicht, wenn der Zwischenring vollständig entfernt wird.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt

F i g. 1 eine' Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung;

F i g. 2 eine Ansicht längs der Linie 2-2 der F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt vier Beine 10, die an einem Ende mit einem Rahmen 11 und am anderen Ende mit einem Rahmen 13 verbunden sind. Der Rahmen 11 befindet sich am oberen Ende der Beine tO, wenn sich die Vorrichtung in Betriebsstellung befindet, während der Rahmen 1.3 sich am unteren Ende der Beine befindet. Jedes Bein 10 umfaßt einen hydraulischen Zylinder 12, der eine zentrale Kolben-

stange 14 aufweist, die sich nach unten erstreckt Die Stangen 14 enden jeweils in einem kugelförmigen Glied 15, an dem ein Fuß 16 befestigt ist Das heißt, daß zwischen jeder Stange 14 und dem entsprechenden Fuß 16 eine Kugel- bzw. Kugelgelenkverbindui.g besteht, um eine begrenzte Neigungsbewegung des Fußes zu ermöglichen. Bekannterweise ist der hydraulische Zylinder mit einem Einlaß und einem Auslaß versehen, so daß hydraulische Flüssigkeit zum entsprechenden Ende des Zylinders zugeführt werden kann, um den Kolben mit der Kolbenstange zu veranlassen, sich zu bewegen. Zur Vereinfachung der Darstellung wird die Bewegung des Kolbens und der Kolbenstange als Zurückziehen und Ausstrecken des Zylinders bezeichnet.

Der obere Rahmen 11 verbindet die vier Beine und besitzt ein zentrales Glied 17, an dem ein Führungsring 18 befestigt ist Der Führungsring 18 besitzt Führungsstreifen 20 auf seiner Innenfläche. Die Größe des Führungsringes und der Streifen kann geändert werden, um Bohrrohre von unterschiedlicher Größe aufzunehmen. Die Führungsstreifen 20 enden in der Weise, daß sie eine im wesentlichen zylindrische öffnung bilden, wie am besten aus F i g. 1 hervorgeht, wobei die öffnung etwas größer ist als das Bohrrohr, das herausgezogen werden soll. Der Führungsring 18 und die Führungsstreifen 20 dienen dazu, die Vorrichtung um das Bohrrohr zu zentrieren.

Der untere Rahmen 13 verbindet die vier Beine und besitzt in seiner Mitte eine Gleitschale 21. Die Gleitschale 21 besitzt eine Abschrägung, die an ihrer Innenfläche 22 bearbeitet ist, so daß die Innenfläche sich nach innen und unten neigt. Der untere Teil der Gleitschale 21 kann Führungsplatten 23 umfassen, die sich nach innen erstrecken und derart enden, daß sie eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche bilden, um bei einer anfänglichen Zentrierung des Gerätes behilflich zu sein.

Mehrere Gleitkeile 24 sind innerhalb der Gleitschale angeordnet. Jeder Gleitkeil besitzt eine Außenfläche mit einer Schrägung, die mit der Innenfläche 22 der Gleitschale 21 übereinstimmt. Wenn die Gleitkeile eingerastet sind, bilden ihre Innenflächen 25 einen Zylinder, d. h., die Innenflächen 25 liegen im wesentlichen parallel zur Außenfläche des Bohrrohres, das sich durch die Gleitkeile hindurch erstreckt.

In Fig.2 ist ein Zwischenring 26 dargestellt, der innerhalb der Gleitschale 21 eingepaßt ist. Der Ring 26 dient dazu, den Arbeitsdurchmesser der Gleitkeile so zu vermindern, daß die Vorrichtung leicht an Rohren mit kleinerem Durchmesser angepaßt werden kann. (Der in F i g. 2 dargestellte Ring 26 wird nicht benötigt, wenn Rohre von der maximal möglichen Größe herausgezogen werden sollen. Vielmehr dient er nur dazu, eine Möglichkeit zur Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Rohrdurchmesser darzustellen.)

Mehrere Stangen 30 erstrecken sich zwischen dem oberen Rahmen 11 und dem unteren Rahmen 13, um als Führungen zu dienen. Ein Führungszylinder 31 ist an jeder Stange 30 angebracht und in der Lage, sich längs der Stange 30 in begrenztem Ausmaß gleitend zu bewegen. Die Führungszylinder 31 haben jeweils einen Arm 32, der sich nach innen erstreckt und mit einem Sleuerring 33 verbunden ist. Somit ist der Steuerring 33 in der Lage, eine begrenzte Längsbewegung auszufüh- b~> ren, d. h. eine begrenzte Bewegung in eine Richtung, die parallel zur Achse des zu ziehenden Bohrrohres (nicht gezeigt) liegt. Der Steuerring 33 besitzt einen nach innen weisenden oberen Kragen 34 mit mehreren öffnungen. Mehrere Verbindungsglieder 35 erstrecken sich durch entsprechende öffnungen im Kragen 34 zu entsprechenden öffnungen in den Gleitkeilen 24. Die Verbindungsglieder 35 bilden eine Drehverbindung bei 36 zu dem Gleitkeil, so daß eine Bewegung der Verbindungsglieder 35 die Orientierung des Gleitkeils nicht beeinflussen wird, da sie die Gleitkeile veranlassen, innerhalb der Gleitschale 21 nach oben zu gleiten. Eine Kugel 37 ist am Ende eines jeden Verbindungsgliedes 35 angeordnet, entfernt von dem Gleitkeil und auf der anderen Seite des Kragens 34 von den Gleitkeilen 24. Die Kugeln 37 sind größer als die öffnungen im Kragen 34 und lagern sich in diesen öffnungen, wodurch eine Aufwärtsbewegung des Steuerringes 33 eine Aufwärtsbewegung (d. h. ein Zurückziehen) der Gleitkeile 24 veranlaßt Es können auch andere Einrichtungen verwendet werden, um den Steuerring 33 mit den Gleitkeilen zu verbinden, aber die gerade beschriebene Verbindung ist besonders geeignet. Eine Schraubverbindung zwischen den Kugein 37 und den entsprechenden Verbindungsgliedern 35 ermöglicht einen leichten Zusammenbau und ein leichtes Auseinandernehmen und ermöglicht ebenfalls eine bequeme Einstellung.

Vier sekundäre hydraulische Zylinder 40 sind mittels einer Stiftverbindung 41 an ihrem einen Ende an der Gleitschale 21 befestigt, und die entsprechende Kolbenstange 42 stellt eine Stiftverbindung 43 mit einem Arm 44 auf dem Steuerring 33 her. Ein Betrieb der sekundären Zylinder 40 und der Steuerung der zugeführten hydraulischen Flüssigkeit zieht die Kolbenstangen 42 zurück, um den Steuerring 33 und die Gleitkeile 24 in Längsrichtung zu verschieben.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Die Vorrichtung wird um ein Bohrloch herum angeordnet, wobei der Führungsring 18 und die Gleitschale 21 so eng wie möglich zum zu ziehenden Bohrrohr ausgerichtet werden. Die Füße 16 stimmen mit der Bodenoberfläche überein. Die hydraulischen Zylinder 12 und die sekundären hydraulischen Zylinder 40 werden zurückgezogen. Die Gleitkeile 24 bewegen sich aufgrund der Schwerkraft nach unten, bis die Innenflächen mit der Außenfläche des Bohrrohres in Kontakt kommt. Die hydraulischen Zylinder 12 werden dann ausgezogen. Die Gleitschale bewegt sich nach oben und die Oberflächenreibung zwischen den Gleitkeilen 24 und dem Bohrrohr bewegt die Gleitkeile 24 in eine engere Eingriffnahme mit dem Bohrrohr, das mit der Gleitschale und den zugehörigen Teilen sich nach oben bewegt. Wenn die hydraulischen Zylinder oder Hebeeinrichtungen 12 voll ausgezogen sind, aber bevor sie zurückgezogen werden, werden die sekundären Hydraulikzylinder 40 ausgezogen, wodurch der Steuerring 33 angehoben und die Gleitkeile 24 zwangsweise innerhalb der Gleitschale 21 nach oben bewegt werden, um die Gleitkeile 24 zu veranlassen, sich von der Außenfläche des Bohrrohres zu lösen.

Die hydraulischen Zylinder 12 werden dann für den nächsten Arbeitszyklus zurückgezogen und die sekundären Zylinder 40 ebenfalls, bevor der nächste Zyklus beginnt. Das Ausziehen der Zylinder 12 und das nachfolgende Zurückziehen (mit dem zugehörigen Betrieb der hydraulischen Zylinder 40, wie beschrieben) wird wiederholt, bis das Rohr herausgezogen ist. Üblicherweise wird während des Herausziehens auch ein Bohrturm oder ein Kran benutzt. Ein Seil von dem Bohrturm wird am Ende des Bohrrohres befestigt, um zwar nicht direkt bei der Zugwirkung zu helfen, aber

doch sicherzustellen, daß das Bohrrohr nicht nach unten gleitet (was bei bestimmten Erdformationen möglich sein mag), wenn die Hauptzylinder zurückgezogen werden, und um den oberen Abschnitt des Bohrrohres zu halten, wenn er abgetrennt wird. W enn ein Abschnitt des Bohrrohres entfernt werden soll, wird das Bohrrohr normalerweise nach oben gezogen, bis ein vollständiger Abschnitt freiliegt, und die Zugvorrichtung bleibt mit dem oberen Teil des nächsten Abschnittes in Eingriff, bis der obere Abschnitt abgekoppelt und weggeschwenkt wurde und das Seil wiederum am nächsten Abschnitt des Bohrrohres befestigt wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hebevorrichtung für Bohrgestänge, mit einem Rahmen, Einrichtungen zum Heben und Senken des Rahmens und einer Gleitschale, die am Rahmen befestigt ist, eine nach innen und unten abgeschrägte Innenfläche aufweist und in der eine Anzahl Gleitkeile angeordnet sind, welche mit ihrer Innenfläche an das Bohrgestänge anlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gleitschale (21) und den Gleitkeiler. (24) ein mit einer nach innen und unten abgeschrägten Innenfläche versehener Zwischenring (26) vorgesehen ist und daß an den Gleitkeilen (24) Verbindungsglieder (35) angebracht sind, die mit ihrem anderen Ende mit einem Steuerring (33) verbunden sind, der mit seiner Axialöffnung auf die Längsachse der Gleitschale (21) ausgerichtet und axial gegenüber der Gleitschale (21) beweglich ist, wobei der radiale Abstand der Gleitkeile (24) von der Längsachse der Gleitschale (21) durch die Bewegung des Steuerringes (33) veränderbar ist.

2. Hebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Steuerring (33) und den Verbindungsgliedern (35) eine der Anzahl der Gleitkeile (24) entsprechende Anzahl von öffnungen umfaßt, die am Umfang des Steuerrings (33) angeordnet sind, wobei jedes Verbindungsglied (35) sich mit dem einen Ende durch eine der Öffnungen hindurch erstreckt und an diesem Ende mit einem Halteglied versehen ist, das größer als die jeweilige öffnung ausgebildet und durch welches das Verbindungsglied (35) einer Aufwärtsbewegung des Steuerrings (33) folgend haltbar ist.

3. Hebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Axialbewegung des Steuerrings (33) eine Anzahl Hydraulikzylinder (40) vorgesehen ist, welche zwischen Gleitschale (21) und Steuerring (33) angeordnet sind.