DE2505986A1 - Vorrichtung zum auseinanderschrauben von bohrgestaengerohren in einer bohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auseinanderschrauben von Bohrgestängerohren in einer Bohrmaschine mit einem Drehantriebs motor, der längs einer Führungssäule gleitet; einem Zug· Gestängerohre, die jeweils an ihrem einen Ende ein Außengewinde, am anderen Ende ein Innengewinde haben und übereinander so zusammengeschraubt werden, daß das erste mit seinem oberen Ende an einem von der Motor welle drehangetriebenen Gewindeansatz angeschraubt ist; einem zusätzlichen Rohr-Drehantriebselement in Form einer verschiebbar längs der Bohr- oder Antriebsachse geführten Hülse und mit einem Drehantrieb für diese Hülse, die mit inneren Mitnehmer-Seitenflächen versehen ist, die sich beim Abwärtsschieben auf entsprechende Seiten-

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am -Außenumfang des Endes des ersten Rohres aufschieben.

Bei derartigen Bohreinrichtungen steuert ein Vorschubmotor das Gleiten des Drehantriebsmotors längs der Führungssäule und infolgedessen das Absenken des Gestängerohrzuges entsprechend dem Fortschritt der Bohrung oder natürlich auch das Wieder aufziehen des Rohrgestänges. Sämtliche Gewinde haben gleichsinnigen Gang, und daraus folgt ein Blockieren der Rohre aneinander.

Wenn man den Gestängerohr zug auseinanderbauen will, beginnt man damit, daß man den ganzen Rohrzug mit Hilfe eines Schlüssels blockiert, der an einem Abschnitt mit polygonalem Querschnitt angreift, der unterhalb des Innengewindes des ersten Rohres vorgesehen ist. So ist jedes Rohr an seinen beiden Enden mit zwei Abschnitten von polygonalem Querschnitt versehen, die sich dicht an den Gewindeteilen befinden, und das Blockieren des Rohres und desjenigen Gestängerohrzugteiles gestatten, der an ihm befestigt ist.

Wenn das erste Rohr derart blockiert ist, läßt man den Drehantriebsmotor im Sinne eines Abschraubens laufen, wodurch der Gewindeansatz gelockert wird. Man hält die Drehbewegung des Motors nach dem Lockern an und hebt das gesamte Gestänge so weit an, bis das erste Rohr freigelegt ist. Um das Absc hrauben des ersten Rohres zu beenden, muß man zunächst den oberen Teil des zweiten Rohres mit Hilfe des bereits benutzten Schlüssels blockieren, dann den unteren Teil des ersten Rohres mit Hilfe eines anderen Schlüssels. Sobald das erste Rohr freigegeben ist, beendigt man das Abschrauben von Hand und nimmt sodann das Rohr weg; schließlich senkt man den Drehan-

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triebsmotor bis auf die Höhe des zweiten Rohres ab und läßt diesen Motor im Sinne eines Anschraubens laufen, um den Gewindeansatz an dem oberen Ende des zweiten Rohres zum leichten Eingriff zu bringen, das nun an die Stelle des ersten Rohres getreten ist- Man kann sodann den Gestängerohrzug wieder anheben, um das nunmehr oberste Rohr freizulegen und das Abschrauben wie oben beschrieben fort—' zusetzen. Auf diese Weise zieht man den Gestängerohrzug aus dem Bohrloch heraus, indem man die Rohre nacheinander freimacht.

Bisher erfolgt das Lösen des unteren Teils der Rohre mit HiKe eines anderen Schlüssels, und dieser Arbeitsvorgang ist gelegentlich schwierig, einmal wegen des festen Verklemmens der Rohre aneinander nach einem schweren Arbeitsvorgang und außerdem, weil die Rohre während eines langen Zeitraums im Inneren eines mit Wasser gefüllten Bohrloches fest miteinander verschraubt geblieben sind.

Bisher bestand die am meisten angewendete Lösung für das Erleichtern des Lockerns der Rohrverbindungen darin, daß man den Hebelarm des Löseschlüssels dadurch vergrößerte, daß man auf den Schlüsselgriff ein Rohr aufschob.

Die Erfindung hat den Zweck, ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Auseinanderschrauben von Bohrgestängerohren zu schaffen, die es möglich machen, die langen und umständlichen Hand-Arbeitsgänge einzusparen.

Gemäß der Erfindung löst man den unteren Teil des ersten Rohres mit Hilfe eines Spezialschlüssels, der durch den Drehantriebsmotor im

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Sinne des Abschraubens angetrieben wird und an der äußeren Fläche des oberen Gewindeteils des ersten Rohres angreift.

Die Vorrichtung zum Auseinanderschrauben von Bohrgestängerohren gemäß der Erfindung, wie sie eingangs geschildert wurde, ist nun im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse fest mit einem Kolben einer Winde verbunden ist, deren Zylinder am Ende des Drehantriebsmotors sitzt, daß der Drehantrieb für die Hülse eine Fest mit der Welle des Motors verbundene und mit äußeren, zwischen die entsprechenden inneren Seitenflächen der Hülse einführbaren Seitenflächen versehene Stange aufweist, und daß der Motor-Gewindeansatz sich am Ende dieser Stange befindet.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf ein spezielles Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1, Fig. 2 und Fig · 3 drei zeitlich aufeinanderfolgende Zustände beim Abschrauben von Rohren unter Verwendung einer erfindungs gern äßen Vorrichtung | das zusätzliche Drehantriebselement ist im Schnitt dargestellt,

Fig. 4 eine perspektivische Einzeldarstellung des Drehantriebsmotors und das Ende eines Bohrrohres bzw. einer Bohrstange ,

Fig. 5 einen axialen Schnitt durch die Abschraubvorrichtung.

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Wie man aus der perspektivischen Darstellung in Fig. 4 erkennt, setzt sich jedes Bohrrohr aus einem mittleren Eohrteil 10 zusammen, der den größten Längenteil des Rohres bildet und an seinen beiden Enden mit Gewindeabschnitten versehen ist, von denen der eine ein Außengewindeabschnitt 11 und der andere ein Innengewindeabschnitt 12 ist; Abschnitte 13 mit polygonalem Querschnitt befinden sich zwischen den Gewindeteilen und der mittleren Rohr länge 10.

Eine derartige Anordnung ist bekannt, aber eines der Merkmale der Erfindung ist, daß der Innengewindeteil 12 an seiner Außenfläche mit Seitenanflachungen oder einem Prismaprofil versehen ist, wie man dies aus der Fig. 4 sieht.

In den Fig. 1, 2 und 3 sind schematisch die drei ersten Rohre 101, 102, 103 des Gestängerohrzuges 1 in das in den Boden gebohrte Loch eingreifend dargestellt und der Drehantriebsmotor 2 gleitet längs einer Führungssäule 3. '

Die Welle 21 des Drehantriebsmotors 2 ist an ihrem Ende mit einem Außengewindeansatz 22 versehen, der "Angriffsansatz" genannt wird und sich in den Innengewindeteil 121 des ersten Rohres 101 des Gestängezuges einschrauben läßt.

Gemäß der Erfindung hat die Bohrmaschine ein zusätzliches Dreh-Antriebselement für den Gestängerohr zug, das am Ende des Motors 2 angebaut ist und eine Hülse 4 umfaßt, die den Gewindeansatz 22 umgibt und axial verschiebbar ist.

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Wie man aus den Figuren ersieht, besteht das Mittel zum Verschieben der Hülse 4 aus einer Winde, die am Ende des Motors angebaut ist und sich aus einem Zylinder 5 sowie einem im Inneren dieses Zylinders verschiebbaren Kolbens 40 zusammensetzt, der seinerseits am oberen Ende der Hülse 4 sitzt.

Der Zylinder wird durch zwei Böden 51 und 52 begrenzt, in denen Durchführöffnungen für die Welle 21 des Motors 2 einerseits und die Hülse 4 andererseits vorgesehen'sind, diese Öffnungen sind mit Dichtungen versehen. Der Innenraum des Zylinders 5 ist durch den Kolben 40 in zwei Kammern unterteilt, die getrennt voneinander mit Öl oder Druckluft gespeist werden können; die Winde ist also doppelwirkend und kann Abwärts- und Aufwärtsbewegungen der Hülse 4 steuern.

Die Welle 21 ist auf der Höhe des Bodens 51 als glatte Zylinderfläche ausgebildet, die der Winde 5 als Drehlager dient, die infolgedessen bei der Motordrehbewegung nicht mitgenommen wird. Auf diese Lagerfläche folgt eine zweite Lagerfläche 211, die im Inneren einer zylindrischen Bohrung 41 gleiten kann, die im oberen Teil der Hülse vorgesehen ist.

Der untere Teil 42 der Innenfläche der Hülse 4 ist seinerseits mit Mitnehmer-Seitenflächen versehen und gleitet auf einem Abschnitt 212 der Welle 21, der mit entsprechenden Seitenflächen versehen ist und an dessen Ende das Gewindeende 22 sitzt. Hieraus erkennt man, daß die Hülse 4 bei der Steuerung durch die Winde 5 längs der Achse der Welle 21 in der einen oder der anderen Richtung gleiten kann, wobei

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sie jedoch von dem Wellenabschnitt 212 in der Drehung mitgenommen wird; die Abdichtung ist durch die Lagerfläche 211 gesichert, an der gegebenenfalls Ringdichtungen vorgesehen sein können.

Das Verfahren des Auseinanderschraubens des Gest ängerohrzuges geht aus den Fig. 1 bis 3 hervor.

Zu Beginn des Arbeitsvorganges ist der Gestängerohrzug vollständig eingetaucht in das Bohrloch,und der Motor 2 befindet sich am unteren Teil der Säulenführung 3; der Gewindeansatz 22 ist an dem oberen Teil des ersten Rohres 101 in dem Innengewinde 121 festgeschraubt.

Man lockert oder löst zunächst den Gewindeansatz 22 in bekannter Art, wozu man den Abschnitt 113 des Rohres 101, der mit Vierkantseitenflächen versehen ist, mit Hilfe eines von Hand betätigenden Schlüssels 14 in Form einer Gabel, die sich an die Seitenflächen 113 anlegt, oder auch mit Hilfe eines pneumatischen Schlüssels, der am unteren Teil der Säulenführung 3 angeordnet ist, festspannt. Ein solcher pneumatischer Schlüssel ist bekannt und ist in der Zeichnung nicht veranschaulicht. - .

Nachdem so das Rohr 101 blockiert ist, schaltet man den Drehantriebsmotor im Sinne eines Lösens der Verschraubung ein, d. h. normalerweise auf Linkslauf, wodurch der Gewindeansatz 22 gelockert oder leicht gelöst wird. Man hält diese Drehung des Motors an, bevor der Gewindeansatz vollständig abgeschraubt ist, entfernt den unteren Schlüssel und läßt den Drehantriebsmotor mit Hilfe des Ver-

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-f.

schiebemotors längs der Führungssäule 3 nach oben steigen, bis der obere Teil 122 des zweiten Gestängerohres 102 oberhalb des Bodens erscheint. Man kann sodann den Gestängerohrzug mit Ausnahme des ersten Rohres 101 mit Hilfe des unteren Schlüssels 14 blockieren, der an dem mit vier Seitenflächen versehenen Abschnitt 132 des zweiten Rohres 102 angreift (Fig. 2).

Während aller dieser Maßnahmen, die an sich bekannt sind, blieb die Hülse 4 in ihrer oberen Stellung, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist.

Man läßt nun die Hülse 4 mit Hilfe der Winde 5 nach unten gehen und schaltet eine sanfte bzw. langsame Drehbewegung .des Drehantriebsmotors im Sinne eines Lösens der Verschraubung ein, bis eine Übereinstimmung in der Lage der Seitenflächen der Hülse 4 und der des Innengewindeteils 121 des ersten Rohres 101 besteht. In diesem Augenblick geht die Hülse bis zum Anschlag nach unten in diejenige Stellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, und der Motor führt das Lösen sowie das Abschrauben des Außengewindeteils 111 des ersten Rohres 101 vom zweiten Rohr 102 durch.

Nachdem das Abschrauben des Außengewindeteils 111 beendet ist, hält man den Motor an und hebt die Hülse 4 wieder nach oben. Man hält das gelöste Rohr von Hand fest und schaltet erneut eine Drehung in Linksrichtung ein, um das Abschrauben des Antriebsgewindeansatzes 22 zu beenden. Am Ende des Abschraubvorganges ist das Rohr 101 vollkommen frei und kann entfernt werden (Fig. 3).

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Man senkt dann den Drehantriebsmotor längs seiner Säulenführung 3 bis zur Berührung mit dem zweiten Rohr 102 ab, wobei die Hülse 4 in ihrer oberen Stellung bleibt. Indem man den Drehantriebsmotor rechtsherum laufen läßt, schraubt man den Gewindeansatz 22 in das Innengewinde 122 des Rohres 102 leicht ein. Man entfernt oder löst den unteren Blockierungsschlüssel an dem Rohrabschnitt 132 und läßt den Drehantriebsmotor längs seiner Säulenführung 3 wieder ansteigen, bis der obere Teil des dritten Rohres 103 aus dem Bohrloch heraustritt und der untere Schlüssel 14 an dem mit Seitenflächen versehenen Abschnitt 133 angreifen kann. Die Teile befinden sich dann wiederum in der Stellung gemäß Fig. 2, wobei das erste Rohr 101 einfach durch das zweite Rohr 102 ersetzt ist. Man schältet eine sanfte Linksdrehung des Drehantriebsmotors ein, bis sich ein genaues Übereinanderstehen der Seitenflächen der Hülse 4 und der Seitenflächen 122 des Rohres 102 ergibt5 in diesem Augenblick geht die Hülse 4 bis zum Anschlag nach unten, und der Motor führt das Lösen und das Herausschrauben des Außengewindes 112 des zweiten Rohres 102 aus dem Innengewinde des dritten Rohres 103 durch. Nachdem das Herausschrauben des Rohres 102 erfolgt ist, hebt man die Hülse wieder an, hält das gelöste Rohr von Hand und schaltet erneut die Linksdrehung ein, um das völlige Lösen der Verschraubung zwischen Gewindeansatz 22 und Rohr 102 zu bewirken, das dann entfernt werden kann; dieser Arbeitszyklus beginnt erneut, um das dritte Rohr und sodann die weiteren Rohre abzubauen.

Man erkennt, daß dank des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der soeben beschriebenen Vorrichtung das Lösen und das Auseinanderschrauben der Rohre immer mit Hilfe des Drehantriebsmotors erfolgt, ohne die geringste körperliche Anstrengung des Bedienuhgsmanes zu

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erfordern. Es gelingt so, eine besonders unangenehme Arbeit sowie auch die nicht zu vernachlässigenden Gefahren einer Beschädigung des Materials zu vermeiden. Außerdem dürfte es klar sein, daß der Auseinanderschraubvorgang der Rohre sich gemäß der Erfindung besonders schnell durchführen läßt.

Damit das A us einander sehr a üben erleichtert wird, sei empfohlen,

daß das Drehmoment des Drehantriebsmotors im Sinne des Lösens der

Verschraubung zumindest gleich dem Drehmoment im Sinne eines Verschraubens ist.

Es ist überdies möglich, die Bohrmaschine mit einem- Drehantriebsmotor auszurüsten, der in diesem Löse-Drehsinn ein wesentlich größeres Drehmoment hat als im anderen.

Man erkennt indessen, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung nur geringe Abwandlungen einer bekannten Maschine benötigt und infolgedessen sich leicht bei vorhandenen Maschinen anwenden und anpassen läßt. So kann die Winde °5 leicht auf bekannte Motoren aufgebaut werden, indem man einfach eine Verlängerung der Motorwelle vorsieht, die mit der Lagerfläche 211 versehen ist. Außerdem genügt es, zum Anpassen der Winde 5, die mit der Hülse 4 versehen ist, bei bekannten Maschinen eine Verbindung zwischen der Welle des Motors 2 und dem mit der zylindrischen Lagerfläche versehenen Abschnitt 21 bzw. 211 und dem mit Seitenflächen versehenen Abschnitt 212 zu schaffen.

Selbstverständlich muß man ebenfalls eine nur geringfügige Verlängerung der Führungssäule 3 vorsehen, die der Höhe der zusätzlichen Entblockungsvorrichtung entspricht.

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Schließlich muß man auch noch Seitenflächen auf der äußeren Umfangsfläche des Innengewindeabschnitts der Rohre anordnen, aber die Herstellung dieser Seitenflächen bei der Fabrikation der Rohre stellt kein Problem dar. Bei bereits vorhandenen Rohren ist es ebenfalls leicht, die Seitenflächen durch äußere Bearbeitung des Innengewinde-Rohrabschnitts herzustellen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten des Ausführungsbeispiels beschränkt, das soeben beschrieben wurden diese Ausführungsform gilt auch als Prinzip für alle Varianten und ins- besondere diejenigen, die nur durch Verwendung äquivalenter Mittel abweichen. Es wäre beispielsweise möglich, sich andere zusätzliche Vorrichtungen für das Lösen der Verblockung vorzustellen, welche die gleiche Funktion haben.

Das Verfahren wurde für den Fall einer Vertikalbohrung beschrieben; man weiß jedoch, daß bei diesen Maschinen die Führungssäulen schwenkbar um eine horizontale Achse derart angeordnet sind, daß man auch unter einem beliebigen Winkel relativ zur Vertikalen geneigte Löcher bohren kann.

Es ist klar, daß das Verfahren und die Vorrichtung zum Auseinanderschrauben gemäß der Erfindung ganz unabhängig von der Neigung der Bohrung verwendet werden können.

Andererseits wurde die Erfindung insbesondere für das Auseinanderschrauben von klassischen Bohrrohren entwickelt, aber die Anwendung hängt nicht von dem Durchmesser der Rohre ab, und die Er-

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findung kann auch bei massiven Bohrstangen benutzt werden. Weiterhin bezieht sich die Beschreibung auf einen Gestängerohrzug, der bei dem Bohrvorgang rechtsherum gedreht wird und dessen Rohre den Innengewindeteil oben haben, während der Gewindeansatz an dem Motor ein Außengewindeansatz ist. Das Verfahren und die Vorrichtung können natürlich auch mit geringen Änderungen bei einer umgekehrten Bohr-Drehrichtung und demnach einer umgekehrten Anordnung der Rohre benutzt werden. In diesem Fall müßte indessen der mit seitlichen Flächen für das Übergreifen der Hülse versehene Teil unterhalb des am oberen Rohrende angeordneten Außengewind^abschnitts angeordnet sein. Er könnte dann auch zum Lösen der Rohre von Hand benutzt werden.

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Claims (2)

Ans prüche

1. Vorrichtung zum Auseinanderschrauben von Bohrgestängerohren in einer Bohrmaschine mit einem Drehantriebsmotor, der längs einer Führungssäule gleitet; einem Zug Gestängerohre, die jeweils an ihrem einen Ende ein Außengewinde, am anderen Ende ein Innengewinde haben und übereinander so zusammengeschraubt werden, daß das erste mit seinem oberen Ende an einem von der Motorwelle drehangetriebenen Gewindeansatz angeschraubt ist| einem zusätzlichen Rohr-Drehantriebselement in Form einer verschiebbar längs der Bohr- oder Antriebsachse geführten Hülse und mit einem Drehantrieb für diese Hülse, die mit inneren Seitenflächen versehen ist, die sich beim Abwärtsschieben auf entsprechende Seitenflächen am Außenumfang des Endes des ersten Rohres aufschieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) fest mit einem Kolben (40) einer Winde verbunden ist, deren Zylinder (5) am Ende des Drehantriebsmotors (2) sitzt, daß der Drehantrieb für die Hülse eine fest mit der Welle des Motors verbundene und mit äußeren, zwischen die entsprechenden inneren Seitenflächen der Hülse einführbaren Seitenflächen versehene Stange (212) aufweist, und daß der Motor-Gewindeansatz (22) sich am Ende dieser Stange befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (5) der Winde einen unteren Boden (52) und einen oberen Boden (51) aufweist, durch die unter Abdichtung die Hülse (4) bzw. die Antriebsstange (21, 211, 212) der Hülse hindurchgeführt sind, und daß die Antriebs stange von oben nach unten einen ersten, den oberen Boden

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des Zylinders durchquerenden zylindrischen Abschnitt (21), einen
zweiten zylindrischen Abschnitt (211), längs dessen abgedichtet der obere Teil (40) der Hülse gleiten kann, der eine glatte Innenfläche hat, und schließlich einen dritten, mit Mitnehmerseitenflächen versehenen Abschnitt (212) aufweist, längs dessen Mitnehm er flächen
die entsprechenden, am unteren Teil der Hülse befindlichen Gegenflächen gleiten, und an dessen Ende der Gewindezapfen (22) sitzt.

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