DE69704575T2

DE69704575T2 - Vorrichtung zum positionieren einer zange und bohranlage mit einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: DE69704575T2
Application number: DE69704575T
Authority: DE
Inventors: Jan Akerlund
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Current assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: NO993499L; WO1998032947A1; AU4961397A; CA2279252C; US6412553B1; EP0958447A1; GB2321634A; CA2279252A1; DE69704575D1; AU723160B2; US7225865B2; GB9701790D0; US20020056573A1; NO993499D0; EP0958447B1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionierung einer Zange und ein Bohrgestell, das mit einer solchen Vorrichtung versehen ist.
In der PCT-Publikation Nr. WO 95110686 der Autoren wurde eine Vorrichtung zur Positionierung einer Zange beschrieben, die zwei starre Elemente umfaßt, die jeweils durch die Verbindung von zwei Ketten gebildet werden, von denen jede unabhängig flexibel ist. Diese Vorrichtung arbeitet zwar außerordentlich gut, ist aber teuer in Herstellung und Fertigung.
In Fig. 4 der Patentanmeldung wurde als eine Alternative zu den Ketten der Einsatz von hydraulischen Kolben-Zylinder-Baugruppen vorgeschlagen. Das hat keine gewerbliche Anwendung gefunden, da die hydraulischen Kolben und Zylinder und die zugeordnete Zange nicht ohne Schwierigkeiten aus der Bahn bewegt werden konnten, um andere Arbeitsgänge auf der Bohrgestellebene zu ermöglichen.
Unter dem Gesichtspunkt der Minderung dieses Problems stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Positionierung einer Zange bereit, wobei diese Vorrichtung eine Kolben-Zylinder- Baugruppe und eine Befestigungsbaugruppe für diese umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben- Zylinder-Baugruppe zwischen einer Betriebsposition, in der sie ausgezogen und eingezogen werden kann, um eine Zange zu einem Strang von Rohrelementen hin und von diesem weg zu bewegen, und einer Ruheposition geschwenkt werden kann, in der die Kolben-Zylinder-Baugruppe sich längs einer nach oben verlaufenden Achse erstreckt, wobei ein Teil der Kolben-Zylinder-Baugruppe auf beiden Seiten der Befestigungsbaugruppe angeordnet ist.
Im typischen Fall wird diese Befestigungsbaugruppe bei der Anwendung auf einem Stützträger angebracht, der sich 2 bis 3 m über der Bohrgestellebene befindet.
Vorzugsweise umfaßt die Kolben-Zylinder-Baugruppe eine Kolben-Zylinder-Einheit, die innerhalb einer teleskopartig ausziehbaren Struktur angebracht ist.
Die Kolben-Zylinder-Einheit hat vorteilhaft zwei Stufen, und die teleskopartig ausziehbare Trommel umfaßt eine äußere Trommel, eine Zwischenstruktur und eine innere Trommel.
Die Befestigungsbaugruppe umfaßt vorzugsweise eine Auflagerung, die an einem Bauelement in einem Bohrturm festgeklemmt werden kann, einen Schlitten, der schwenkbar an der Auflagerung befestigt ist, und eine Klemmbaugruppe zur Befestigung der Kolben-Zylinder-Baugruppe an der Befestigungsbaugruppe.
Die Vorrichtung schließt vorteilhaft einen Motor ein, beispielsweise einen Hydraulikmotor, der betätigt werden kann, um die Position der Kolben-Zylinder-Baugruppe im Verhältnis zu der Befestigungsbaugruppe abzustimmen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch folgendes bereit: eine Bohrebene, einen Stützträger angrenzend an die Bohrebene, die Befestigungsbaugruppe einer Vorrichtung nach der Erfindung, die auf dem Stützträger angebracht ist, die Kolben-Zylinder-Baugruppe einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die auf der Befestigungsbaugruppe angebracht ist, und eine Zange, die an dem freien Ende der Kolben-Zylinder-Baugruppe befestigt ist.
Um die vorliegende Erfindung besser verstehen zu können, wird nun in Form von Beispielen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
Fig. 1 ein Seitenaufriß eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer Betriebsposition ist,
Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf der Linie III-III von Fig. 1 ist,
Fig. 4 eine perspektivische. Ansicht ist, welche die Vorrichtung zeigt, die mit einer Zange verbunden ist, wobei sich die Vorrichtung in einer ersten Ruheposition befindet, und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht ist, welche die Anordnung von Fig. 4 zeigt, wobei sich die Vorrichtung in einer zweiten Ruheposition befindet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen wird eine Vorrichtung zur Positionierung einer Zange gezeigt. Die Zange, die allgemein durch die Referenzzahl 100 bezeichnet wird, umfaßt eine Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 und eine Befestigungsbaugruppe 102.
Die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 umfaßt eine herkömmliche zweistufige Hydraulikkolben- Zylinder-Einheit 103, die innerhalb einer teleskopartigen Struktur angeordnet ist, die eine äußere Trommel 104, eine mittlere Trommel 105 und eine innere Trommel 106 umfaßt. Die innere Trommel 106 ist gleitfähig in der mittleren Trommel 105 angebracht, die wiederum gleitfähig in der äußeren Trommel 104 angebracht ist.
Die Befestigungsbaugruppe 102 umfaßt eine Auflagerung 107, die mit Hilfe von zwei Bolzen- Platten-Baugruppen 108 an einem Träger befestigt ist. Die Auflagerung 107 schließt zwei Tragösen 109 ein, die Tragzapfen 110 aufnehmen, die von beiden Seiten eines Schlittens 111 vorstehen.
Eine Klemmbaugruppe 112 wird mit der Oberseite des Schlittens 111 verschraubt und hält die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 im Verhältnis zur Befestigungsbaugruppe 102 in Position.
Bei der Anwendung wird die Befestigungsbaugruppe 102 zuerst mit Hilfe der Bolzen-Platten- Baugruppen 108 an einem geeigneten Stützträger im Bohrgestell befestigt. Falls erforderlich, kann zu diesem Zweck ein Stützträger im Bohrgestell angebracht werden.
Danach wird die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 auf dem Schlitten 111 angebracht und in Position festgeklemmt.
Danach wird eine Zange am freien Ende 113 der Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 angebracht, die so im Verhältnis zur Befestigungsbaugruppe 102 bewegt wird, daß sich bei vollem Auszug die Zange in der gewünschten Position im Verhältnis zur Mitte des Bohrlochs befindet.
Bei der normalen Anwendung kann die Zange dadurch zur Mitte des Bohrlochs hin und von dieser weg bewegt werden, daß die Hydraulikkolben-Zylinder-Einheit 103 ausgezogen und eingezogen wird. Die äußere Trommel 104, die mittlere Trommel 105 und die innere Trommel 106 werden mit der Hydraulikkolben-Zylinder-Einheit 103 auseinandergezogen und zusammengeschoben, und verleihen der Struktur Seitensteifigkeit. Bei vollem Auszug kann die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 um ein geringes Maß von einer Seite zur anderen gebogen werden. Dieser Bewegung kann die zweistufige Hydraulikkolben-Zylinder-Einheit 103 leicht Rechnung tragen, obwohl auf Wunsch deren Enden beispielsweise auch auf Kugelgelenken oder elastischen Befestigungen befestigt werden könnten.
Wie eingeschätzt werden kann, liegt, wenn die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 vollständig eingezogen worden ist, das freie Ende 113 unmittelbar am äußersten Ende 114 der äußeren Trommel 104 an. Bei vielen Zwecken wäre ein solches Einziehen unzureichend, und folglich wurde die Handhabung von Zangen durch Kolben-Zylinder-Baugruppen bisher als unausführbar betrachtet. Die vorliegende Erfindung stellt eine einfache und elegante Lösung für dieses Problem bereit. Im Einzelnen kann einfach die Klemmbaugruppe 112 gelockert werden, die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 so weit auf dem Schlitten 111 geschoben werden, bis das äußere Ende 114 an der Befestigungsbaugruppe 102 anliegt, und danach die Klemmbaugruppe 112 wieder angezogen werden. Wenn die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 vollständig zusammengeschoben worden ist, liegt das freie Ende 113 der Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 dicht an der Befestigungsbaugruppe 102 an, wobei sich die Zange unter dieser befindet. Das geht klar aus Fig. 4 hervor. Wie festgestellt werden kann, liegt die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 auf einer nach oben verlaufenden Achse, und ein größerer Abschnitt der Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 liegt auf der Rückseite der Befestigungsbaugruppe 102. Wie festgestellt werden kann, ruht die Zange in dieser Position auf der Werkstattebene, welche die Bohrebene simuliert.
Eine alternative Ruheposition wird in Fig. 5 gezeigt. In dieser Position wird die Zange an einem oben befindlichen Seil aufgehängt, während die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 wiederum längs einer nach oben verlaufenden Achse angeordnet ist.
Bei bestimmten Arbeitsgängen kann es wünschenswert sein, die Zange vollständig zu entfernen. In einem solchen Fall kann die Vorrichtung 100 einfach in der in Fig. 4 oder Fig. 5 gezeigten Ruheposition abgestellt werden. Vorzugsweise wird eine Verriegelungsvorrichtung bereitgestellt, um sicherzustellen, daß die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 in der abgestellten Position verbleibt.
Die Vorrichtung 100 wird vorzugsweise aus Aluminium hergestellt und ist daher vergleichsweise leicht und einfach zu handhaben.
Vorstellbar sind verschiedene Modifikationen der Vorrichtung 100. Beispielsweise könnte ein kleiner Hydraulikmotor bereitgestellt werden, um die Kolben-Zylinder-Baugruppe 101 im Verhältnis zur Befestigungsbaugruppe 102 zu bewegen. Auf Wunsch könnten Mittel bereitgestellt werden, um die Drehung der äußeren Trommel 104 im Verhältnis zur Befestigungsbaugruppe 102 zu ermöglichen, oder um die Befestigungsbaugruppe 102 selbst zu einer Drehbewegung zu befähigen. Das wäre in einer Situation von Nutzen, in der die Zangen gebraucht würden, um beispielsweise sowohl einen Rohrstrang in der Mitte des Bohrlochs herzustellen oder aufzubrechen als auch Verbindungen an einer danebenliegenden Stelle auf einer Seite der Mitte des Bohrlochs herzustellen oder aufzubrechen. Auf Wunsch könnte die Kolben- Zylinder-Baugruppe 103 pneumatisch betätigbar sein, wodurch diese Anordnung aber einen gewissen "Rückprall" erhalten würde, was u. U. nicht wünschenswert sein könnte.

Claims

1. Vorrichtung zur Positionierung einer Zange, wobei diese Vorrichtung eine Kolben-Zylinder- Baugruppe (101) und eine Befestigungsbaugruppe (102) für diese umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) zwischen einer Betriebsposition, in der sie ausgezogen und eingezogen werden kann, um eine Zange zu einem Strang von Rohrelementen hin und von diesem weg zu bewegen, und einer Ruheposition geschwenkt werden kann, in der die Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) sich längs einer nach oben verlaufenden Achse erstreckt, wobei ein Teil der Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) auf beiden Seiten der Befestigungsbaugruppe (102) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) eine Kolben-Zylinder- Einheit (103) aufweist, die innerhalb einer teleskopartig ausziehbaren Struktur (104, 105, 106) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Kolben-Zylinder-Einheit (103) zwei Stufen hat und die teleskopartig ausziehbare Struktur eine äußere Trommel (104), eine mittlere Trommel (105) und eine innere Trommel (106) umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Befestigungsbaugruppe (102) folgendes umfaßt: eine Auflagerung (107), die an einem Bauelement in einem Bohrturm festgeklemmt werden kann, einen Schlitten (111), der schwenkbar an der Auflagerung (107) befestigt ist, und eine Klemmbaugruppe (112) zur Befestigung der Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) an der Befestigungsbaugruppe (102).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen Motor einschließt, der betätigt werden kann, um die Position der Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) im Verhältnis zur Befestigungsbaugruppe (102) abzustimmen.

6. Bohrgestell, das folgendes hat: eine Bohrebene, einen Stützträger angrenzend an die Bohrebene, die Befestigungsbaugruppe (102) einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die auf dem Stützträger angebracht ist, die Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die auf der Befestigungsbaugruppe (102) angebracht ist, und eine Zange, die an dem freien Ende (113) der Kolben-Zylinder-Baugruppe (101) befestigt ist.