DE1783022B1 - Kraftschluessige zangeneinrichtung zum verbinden und loesen von bohrrohverbindungen und schaltanordnung fuer eine solche zangeneinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine kraftschlüssige Zangen- in Normallage mit der Hohlwelle verbunden ist und einrichtung zum Verbinden und Lösen von Bohrrohr- der frei drehbar auf der inneren Welle angeordnete verbindungen, mit einem Gehäuse, einer in diesem Hebelarm für das Ventil des mit kleinem Drehgehalterten Vorrichtung zum kraftschlüssigen Er- moment schnellaufenden Motors und der fest auf fassen und Betätigen der Bohrrohrverbindung, und 5 der inneren Welle angebrachte Hebelarm für das mehreren Motoren, wobei eine Steuerung vorgesehen Ventil des oder der langsam laufenden Motoren mit ist, mittels der ein einzeln geschalteter Motor die großem Drehmoment vorgesehen sind, wobei die aus Zangeneinrichtung mit hoher Drehzahl und geringem der Hohlwelle herausgearbeiteten, engstehenden Drehmoment und sämtliche Motoren diese mit Widerlager am frei drehbaren Hebelarm anliegen, geringer Drehzahl und hohem Drehmoment an- io während die weitstehenden Widerlager den festtreiben. Weiterhin betrifft die Erfindung eine liegenden Hebelarm freigeben, und der Steuerhebel Schaltanordnung für eine kraftschlüssige Zangen- in um den Drehzapfen abgekippter Lage durch die einrichtung. aus der Mitnehmerscheibe und dem Mitnehmer be-

Bei derartigen Zangeneinrichtungen ist es erforder- stehenden Mitnehmereinrichtung mit der inneren

lieh, beim endgültigen Festziehen der Bohrrohr- 15 Welle verbunden ist.

Kupplungsverbindung, aber auch beim ersten Lösen Bei dieser Schaltanordnung sperren erfindungs-

oder »Aufbrechen« einer beispielsweise festgeroste- gemäß die Ventile in Ruhelage den Druck zu dem

ten Kupplungsverbindung, sehr hohe Drehmomente mit kleinem Drehmoment schnellaufenden Motor

aufbringen zu können, wobei die Drehgeschwindigkeit und dem Motor oder den entsprechenden Motoren-

nicht hoch zu sein braucht und oft auch nicht sein 20 gruppen, die langsam mit großem Drehmoment

soll, um den Vorgang gut beherrschen zu können. laufen, und geben ihn in zwei weiteren Stellungen mit

Beim anfänglichen Zusammenschrauben der Kupp- jeweils entgegengesetztem Drehsinn für die Motoren

lungsverbindung, aber auch beim Auseinander- frei.

schrauben nach dem ersten Lösen sind dagegen keine Nach einem weiteren Erfindungsgedanken steht der

hohen Drehmomente erforderlich. Hier aber kommt 25 Mitnehmer nur in Nullstellung des Steuerhebels dem

es aus Wirtschaftlichkeitsgründen auf hohe Dreh- Mittelschlitz gegenüber, in welchen er einrückbar ist.

geschwindigkeit an. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 1 160 806), insbesondere darin, daß mit einem einzigen Steuerderartige Zangeneinrichtungen hydraulisch anzutrei- hebel in betriebssicherer, einfacher und gleichzeitig ben. Es ist auch schon bekannt (USA.-Patentschrift 30 narrensicherer Weise die gewünschten vier Betriebs-3 282 339), mehr als einen Antriebsmotor zu ver- zustände der kraftschlüssigen Zangeneinrichtung, wenden, wobei allerdings nur daran gedacht wurde, nämlich Fahren mit grcßem Drehmoment und gerinfür jede Drehrichtung einen solchen Motor vorzu- ger Geschwindigkeit, Fahren mit großer Geschwinsehen. digkeit und geringem Drehmoment, jeweils für

Die bekannten Einrichtungen erfüllen aber nicht 35 Rechtslauf und Linkslauf, zu steuern sind. Hinzu

die Forderung, wahlweise in beiden Drehrichtungen kommt der einfache, wirtschaftlich herzustellende

entweder einen schnellen und leichten Antrieb oder Aufbau und das geringe Wartungsbedürfnis, Fakto-

einen schweren und langsamen Antrieb einschalten ren also, welche sowohl die Investitionskosten wie

zu können. auch die Betriebskosten derartiger Anlagen in ent-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den 40 scheidender Weise günstig beeinflussen. Ein weiterer hydraulischen Antrieb einer Zangeneinrichtung eine Vorteil liegt darin, daß die Umsteuerung in sehr solche Steuerung vorzusehen, daß wahlweise mit kurzer Zeit durchgeführt werden kann. Dies wirkt einem einzelnen Steuerhebel entweder ein einzelner sich ebenfalls kostenmäßig sehr stark aus, da das Motor mit geringem Drehmoment, aber hoher Dreh- Nachsetzen des Bohrgestänges ein Vorgang ist, zu geschwindigkeit oder eine Motorgruppe mit hohem 45 dessen Durchführung die eigentliche Produktion, Drehmoment, aber geringer Drehgeschwindigkeit in nämlich das Bohren selbst, unterbrochen werden jeder der beiden Drehrichtungen eingeschaltet wer- muß. Hinzu kommt als weiterer Vorteil, daß die Anden kann, lage sehr kompakt und übersichtlich aufgebaut ist,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- wodurch wiederum die Betriebssicherheit sehr gelöst, daß den Motoren oder Motorgruppen Steuer- 50 fördert wird.

ventile zugeordnet sind, welche über Stoßarme und Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den

Hebelarme mit einer Hohlwelle bzw. einer konzen- Zeichnungen dargestellt.

irisch in dieser angeordneten Welle verbunden sind, Fig. 1 ist eine kraftschlüssige Zangeneinrichtung und ein Steuerhebel für die Kupplung der Hohlwelle zum Verbinden und Lösen von Kupplungsverbindunmit dem Steuerventil oder beider Wellen mit den 55 gen von Bohrrohren in perspektivischer Seiten-Steuerventilen vorgesehen sind. ansieht;

In Weiterführung dieses Erfindungsgedankens ist Fig. 2 zeigt ein Antriebsschema wie in Fig. 1;
der eine Hebelarm frei drehbar auf der in der Hohl- F i g. 3 zeigt eine Verteilerleitung und Steuereinwelle befindlichen Welle und der andere Hebelarm richtung der Antriebsmotore in Seitenansicht im Teilfest auf dieser angebracht. 60 schnitt;

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken sind aus F i g. 4 wie F i g. 3; Rückansicht;

der Hohlwelle engstehende Widerlager und weit- Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt 5-5 der Fig. 4;

stehende Widerlager herausgearbeitet und im Bereich hin- und hergehende Steuerverbundwelle;

des Steuerhebels an den Wellendrehzapfen eine Mit- Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt 6-6 der Fig. 5;

nehmerscheibe und ein Mitnehmer vorgesehen. 65 F i g. 7 zeigt einen Teilschnitt 7-7 der F i g. 5;

Für diese Zangeneinrichtung ist im weiteren Aus- Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht im Schnitt; Verbin-

bau des Erfindungsgedankens eine Schaltanordnung dung des Antriebshebels mit den Betätigungseinrich-

vorgesehen, die darin besteht, daß der Steuerhebel tungen für die Motorsteuerventile.

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F i g. 9 ist eine Teilansicht im Schnitt 9-9 der Fig. 8.

Fig. 10 ist eine Teilansicht im Schnitt 10-10 der Fig. 9.

Das Bohrrohr 1 eines Bohrgestänges trägt eine Kupplungsverbindung 2 mit einem weiteren Bohrrohrteil. Diese Kupplungsverbindung soll mittels der kraftschlüssigen Zangeneinrichtung 3 festgezogen oder gelöst werden, zu welchem Zweck diese Zangeneinrichtung mit einem entsprechenden Kraftschluß- oder Greifmechanismus versehen ist.

Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß die Zangeneinrichtung durch einen Antrieb über eine Kraftübertragungseinrichtung 4 wahlweise in beiden Drehrichtungen, und zwar, ebenfalls wahlweise, einmal mit starkem Drehmoment bei langsamer Drehzahl und einmal mit schwachem Drehmoment, aber mit hoher Drehzahl gedreht wird.

Diese Drehung wird durch zwei über eine Steuervorrichtung S gesteuerte hydraulisch wirkende An- ao. triebsmotoren 6 und 7 bewirkt. Der Motor 6 wirkt ^fc über ein verhältnismäßig großes Antriebszahnrad 8, ^^ der Motor 7 über ein verhältnismäßig kleines Antriebszahnrad 9 auf ein Stirnrad 10. Dieses trägt ein Ritzel 11, das seinerseits in ein Stirnrad 12 eingreift. Das Stirnrad 12 überträgt seine Drehung auf den Zahnring 13, der die Zangeneinrichtung dreht.

Die Steuervorrichtung ist in ein Gehäuse 14 eingebaut. Dieses ist an einem Arm 15 angebracht, der Ohren 16 trägt. In diesen sitzen Befestigungsschrauben 17, die den Arm 15 mit der Kraftübertragungseinrichtung 4 verbinden. Befestigungen 18 tragen den Ventilblock 19. Er enthält das Steuerventil 20 für Motor 6 und das Steuerventil 21 für Motor 7. Die Ventile des Steuerblockes werden durch eine Betätigungseinrichtung 22 über einen Antrieb 23 betätigt.

Von einer Pumpe irgendeiner der bekannten Ausführungen, die nicht gezeichnet ist, führt die Zuflußleitung 24 zum Ventilblock 19. Sie ist parallel an die beiden Ventile 20 und 21 angeschlossen, desgleichen die Abflußleitung 25, die zum Sumpf führt. Vom Ventil 20 führt der Ventilkanal 26 zum Motor 6. Von

»diesem kommt die Leitung 27 zurück. Der Ventilkanal 28 verbindet sie mit dem Sumpf. Vom Ventil 21 führt der Ventilkanal 29 zum Motor 7. Von diesem kommt die Leitung 30 zurück. Der Ventilkanal 31 verbindet sie mit dem Sumpf.

Die Betätigungseinrichtung 22 besteht zunächst aus der hin- und herbeweglichen Hohlwelle 32, die in Lagerarmen 33 gelagert ist, in denen auch der Ventilblock 19 bei 18 angebracht ist. Eine zweite hin- und herbewegliche Welle 34 befindet sich innerhalb der Hohlwelle 32. Auf dieser sitzt fest verbunden der Hebelarm 35. Er greift durch eine Ausnehmung 36 der Hohlwelle 32, deren Wände die Widerlager 41 und 42 bilden, die einen kleineren Umfangswinkel einschließen als die Widerlager 37 und 38.

Von dem Hebelarm 35 führt eine Stoßstange 43 zum Ventil 21, von dem Hebelarm 39 führt eine Stoßstange 44 zum Ventil 20. Diese Stoßstangen verstellen die Ventilschieber von der gezeichneten Sperrstellung jeweils in eine der beiden möglichen anderen Stellungen. Dabei werden sie gesteuert von einem einzigen Steuerhebel 45, dessen beide Arme auf beiden Enden der Hohlwelle sitzen und durch einen Bügel verbunden sind. Quer zu der Achse der Hohlwelle 32 sind Lagerzapfen 46 in ein Antriebselement 47 eingesetzt, das mit der Hohlwelle verbunden ist.

Diese drehen die Hohlwelle mit, wenn der Hebel aus seiner Ruhestellung nach oben oder unten gedreht wird. Dabei folgt der Hebelarm 39 über die engstehenden Widerlager 41 und 42 dieser Bewegung und überträgt seine Bewegung über die Stoßstange 44 auf das Ventil 20 des Motors 6, während die in weiterem Abstand stehenden Widerlager 37 und 38 den Hebelarm 35 und damit die Stoßstange 43 zum Ventil 21 nicht berühren und daher dieses Ventil in seiner Ruhestellung stehenlassen. Über das Ventil 20 wird daher der Motor fr vorwärts oder rückwärts gesteuert, während der Motor 7 keinen Druck erhält. Er ist mit einer nicht gezeichneten Überfaollcupplung mit der Achse des Ritzels 9 verbunden. Dieses Ritzel läuft also, durch das Stirnrad 10 mitgenommen, leer mit.

Die Welle 34 ist an ihren Enden über die Enden der Hohlwelle 32 hinaus verlängert und trägt hier einen Antriebshebel 48, der einen Arm hat, welcher sich zwischen oberer Wandung 49 und unterer Wandung 50 des Steuerhebels 45 in Längsrichtung desselben erstreckt. Zwischen den Wandungen 49 und 50 des Steuerhebels 45 ist eine Mitnehmerscheibe 51 angeordnet. Diese besitzt eine obere Keilfläche 52, eine untere Keilfläche 53 und zwischen ihnen einen Mittelschlitz 54. Der Arm des Antriebshebels 48 endet in einen Mitnehmer 55, der unter dem Mittelsehlitz 54 steht und die Hin- und Herbewegung des Steuerhebels 45 in dessen Normalstellung nicht behindert. Wird aber der Steuerhebel 45 um die Zapfen 46 nach unten geschwenkt, so kommt die Mitnehmerscheibe 51 mit dem Mitnehmer 55 in Eingriff, so daß nunmehr die innere Welle 34 der Schwenkbewegung des Steuerhebels 45 gemeinsam mit der Hohlwelle 32 folgen muß.

Bei nach unten geschwenktem Steuerhebel 45 werden also beide Ventile 20 und 21 gleichzeitig betätigt, so daß beide Motoren 6 und 7 in der gewünschten Richtung Druck bekommen. Die Überholkupplung des Motors 7 kuppelt daher ein. Über sein kleines Ritzel 9 treibt der Motor 7 die Zangeneinrichtung mit kleiner Geschwindigkeit und hohem Drehmoment an, wobei er durch den mitlaufenden Motor 6 unterstützt wird.

Es wäre ungünstig, wenn die Möglichkeit bestände, während des Laufes des einen Motors allein den anderen dazuzuschalten, da dies Getriebestöße verursachen und den Motoren schaden würde. Diese Art Fehlschaltung verhindert die Gestaltung der Mitnehmereinrichtung, da der Mitnehmer 55 nur bei Ruhestellung des Steuerhebels 45 in den Mittelschlitz 54 der Mitnehmerscheibe 51 gedrückt werden kann.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kraftschlüssige Zangeneinrichtung zum Verbinden und Lösen von Bohrrohrverbindungen, mit einem Gehäuse, einer in diesem gehalterten Vorrichtung zum kraftschlüssigen Erfassen und Betätigen der Bohrrohrverbindung, und mehreren Motoren, wobei eine Steuerung vorgesehen ist, mittels der ein einzeln geschalteter Motor die Zangeneinrichtung mit hoher Drehzahl und geringem Drehmoment und sämtliche Motoren diese mit geringer Drehzahl und hohem Drehmoment antreiben, dadurchgekennzeichnet, daß den Motoren (6,7) oder Motorgruppen Steuerventile (20,21) zugeordnet sind, welche über Stoßarme (43, 44) und Hebelarme (35, 39) mit einer Hohlwelle (32) bzw. einer konzentrisch in

dieser angeordneten Welle (34) verbunden sind, und ein Steuerhebel (45) für die Kupplung der Hohlwelle (32) mit dem Steuerventil (20) oder beider Wellen (32, 34) mit den Steuerventilen (20, 21) vorgesehen sind.

2. Zangeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (39) frei drehbar auf der in der Hohlwelle (32) befindlichen Welle (34) und der Hebelarm (35) fest auf dieser angebracht sind.

3. Zangeneinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Hohlwelle (32) engstehende Widerlager (41,42) und weitstehende Widerlager (37,38) herausgearbeitet und im Bereich des Steuerhebels (45) an den Wellen (32, 34) Drehzapfen (46), eine Mitnehmerscheibe (51) und ein Mitnehmer (55) vorgesehen sind.

4. Schaltanordnung für eine Zangeneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (45) in Normallage mit der Hohlwelle (32) verbunden ist und der frei drehbar auf der inneren Welle (34) angeordnete Hebelarm (39) für das Ventil des mit kleinem Drehmoment schnellaufenden Motors (6) und der fest auf der inneren Welle (34) angebrachte Hebelarm (35) für das Ventil des oder der langsam laufenden Motoren (7) mit großem Drehmoment vorgesehen sind, wobei die aus der Hohlwelle (32) herausgearbeiteten, engstehenden Widerlager (41, 42) am frei drehbaren Hebelarm (39) anliegen, während die weitstehenden Widerlager (37, 38) den festliegenden Hebelarm (35) freigeben, und der Steuerhebel (45) in um den Drehzapfen (46) abgekippter Lage durch die aus der Mitnehmerscheibe (51) und dem Mitnehmer (55) bestehende Mitnehmereinrichtung mit der inneren Welle (34) verbunden ist.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (20,21) in Ruhelage den Druck zu dem Motor (6) und dem Motor (7) oder den entsprechenden Motorengruppen sperren und ihn in zwei weiteren Stellungen mit jeweils entgegengesetztem Drehsinn für die Motoren (6, 7) freigeben.

6. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (55) nur in Nullstellung des Steuerhebels (45) dem Mittelschlitz (54) gegenübersteht, in welchem er einrückbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen