DE2519624A1

DE2519624A1 - Geraet zum herausziehen eines bohrrohres

Info

Publication number: DE2519624A1
Application number: DE19752519624
Authority: DE
Inventors: Floyd Walter Becker
Original assignee: Drill Systems Inc
Current assignee: Drill Systems Inc
Priority date: 1974-05-08
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1975-11-13
Also published as: JPS5123401A; DE2519624C3; FI751304A; GB1505184A; AU8068275A; CA1014943A; IN144778B; AU475177B2; FI55487C; FI55487B; SE7505309L; JPS537281B2; FR2270435A1; ZA752731B; DK202775A; US3889927A; NO751645L; BR7502820A; DE2519624B2; FR2270435B3

Description

30. April 1975 Gzs/Wa.

Drill Systems, Inc.

Gerät zum Herausziehen eines Bohrrohres

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Herausziehen oder Wiedergewinnen von Bohrrohren.

Der Ausdruck "Bohrrohr" soll hier in weiten Sinne Rohre oder* Gehäuse bedeuten, die in den Boden gebohrt oder gepreßt si ή el xir.d mit dem Boden oder mit Erdformationen sich in Eingriff befinden. Bei bestimmten Arten von Doppelwandigen Bohrrohren kann dor innere Teil aus seiner Position innerhalb des äußeren Teils oder des Gehäuses herausgezogen werden. Jedoch muß dann der äußere Teil oder das Gehäuse durch das erfindungsgemäße Gerät herausgezogen werden, so daß sich der Ausdruck "Bohrrohr" in seiner Bedeutung auch auf ein derartiges äußerer» Teil oder Gehäuse bezieht.

Beim Bohren von Erdforrnationen werden zumindest Teile dieser Formationen aus nicht-verdichteten Ablagerungen bestehen, und es wird allgemein ein Ziehgerät verwendet, um das Bohrrohr wiederzugewinnen. Das Ziehgerät besitzt Füße, um das Gerät in einer angehobenen Stellung zu halten, weiterhin einen um das Rohr herum greifenden Greifmechanismus sowie hydraulische oder mechanische Hebeeinrichtungen, um den Greifmechanismus anzuheben und abzusenken. Im Betrieb wird die Hebeeinrichtung abgesenkt oder zurückgezogen, bis der Greifmechanismus sich an seinem untersten Arbeitspunkt befindet, dann wird die Hebeeinrichtung angehoben

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oder ausgestreckt, wobei der Greifmechanismus das Bohrrohr in Eingriff nimmt, um das Bohrrohr nach oben zu ziehen. Die Hebeeinrichtung wird darn wider abgesenkt, um den Arbeitszyklus zu wiederholen.

Ein bekannter Greifmechanisraus besitzt einen Kragen, der das Rohr unigibt, wobei der Kragen eine innere Oberfläche aufweist, die nach innen und unten geneigt ist. Mehrere keilförmige Teile, die als Schlupfeinrichtungen bezeichnet werden, sind innerhalb des Kragens angeordnet, wobei eine Oberfläche mit der geneigten Oberfläche des Kragens in Eingriff tritt. Die Keil- oder Gleiteinrichtungen besitzen eine derartige Form, daß die andere Oberfläche im wesentlichen parallel zum Bohrrohr liegt, Während die Hebeeinrichtung ausgestreckt wird, neigen die Gleiteinriehtimgen dazu, nach unten zu gleiten und daß Bohrrohr zu ergreifen und anzuheben. Wenn die Hebeeinrichtung zurückgezogen oder abgesenkt. wird, bewegt sich der Kragen nach unten und die Gleiteinrichtungen besitzen im allgemeinen die Neigung, an der geneigten Kragenfläche nach oben zu gleiten und sich von dem Bohrrohr zu lösen, so daß das Bohrrohr nicht mit dem Kragen abwärtsbewogt wird. Die Kraft, mit der die Gleiteinrichtungen gegen das Bohrrohr gedrückt wird, ist ziemlich groß und kann die Gleiteiuriohtuagen dazu bringen, das Bohrrohr örtlich zu deformieren, d.h., die Kraft kann die Gleiteinrichtungen veranlassen, sich leicht in dem Metall des Bohrrohrs einzudrücken. Das kann dazu führen, daß die Gleiteinrichtungen dann sich nicht von dem Bohrrohr lösen, wenn die Hebeeinrichtung zurückgleitet und der Kragen nach unten sich bewegt.

Die vorliegende Erfindung liefert einen Mechanismus oder eine Anordnung für ein Bohrziehgerät, das die Keile oder Gleitein-

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richtungen oder andere Greifvorrichtungen außer Eingriff setzt, bevor sich die Hebeeinrichtungen zurückbewegen und der Kragen sich nach unten bewegt.

Dies wird dadurch erreicht, daß gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Gerät zum Ziehen von Bohrrohren vorgesehen wird, das aus folgenden Teilen besteht: Einem Rahmen, Hebeeinrichtungen zum Anheben und Absenken des Rahmens, löffelartige Gleiteinrichtungen, die auf dem Rahmen montiert sind und eine innere Oberfläche haben, die nach innen und unten abgeschrägt ist, mehrere Gleiteinrichtungen, die keilförmig aufgebaut sind und innerhalb der Gleitlöffeleinrichtungen montiert sind, wobei die Gleiteinrichtungen eine Oberfläche aufweisen, die angeschrägt ist, um mit der inneren Oberfläche der Gleitlöffeleinrichtxing in Eingriff zu treten, und deren andere Oberfläche mit der äußeren Oberfläche eines Bohrrohres in Eingriff treten kann, mehrere Verbindungsglieder, wobei eines mit jeder Gleiteinrichtung verbunden ist, sowie Einrichtungen, die mit den Verbindungsgliedern in Eingriff treten, um die Gleiteinrichtungen längs der geneigten Oberfläche der Gleitlöffeleinrichtungen nach oben zu bewegen, um die Gleiteinrichtungen von dem Bohrrohr zu lösen.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Gerät;

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Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie 2-2 der Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Gerät "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 10, wenn äch das Gerät in Betriebsstellting befindet, während der Rahmen 13 sich am unteren Ende der Beine befindet. Jedes Bein 10 umfasst einen hydraulischen ZyI.im;:er v>;_f der eine zentrale Kolbenstange oder Stiel lh aufweist, der &:icli vom unteren Ende erstreckt. Die Stiele lh. enden jeweils in ein «in kugelförmigen Glied 15, an dem ein Fuß 16 befestigt ist. Dar» heißt, daß zwischen jedem Stiel lh und dem entsprechenden Ftiß 16 eine Kugel- und Kugelgelenkverbimlung besteht, um eine begrenzte Neigungσbewegung des Fußes zn ermöglichen. Belcannterweise i&t dor hydraulische Zylinder n^;it einem Einlaß und ei π era Auslaß versehen, βο daß hydraulische Flüssigkeit zuai entsprechenden Ende des Zylinders zugeführt werden kann, um den Kolben iuit der Kolbenstange zu veranlassen, sich nach innen oder außen zu bewegen. Zur Vereinfachung der Darstellung wird die nach innen und außen führende 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 inneren Oberfläche. 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 Fig. 1 hervorgeht, wobei die Öffnung etwas größer ist als das Bohrrohr, das herausgezogen werden soll. Der Führungsring

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und die Führungsstreifen 20 dienen dazu, das Gerät um das Bohrrohr zu zentrieren.

Der untere Rahmen 13 verbindet die vier Beine und besitzt in oeiner Mitte einen Gleitlöffel 21. Der Gleitlöffel 21 besitzt eine Abschrägung, die an ihrer inneren Oberfläche 22 bearbeitet ist, so daß die innere Oberfläche sich nach innen und unten neigt. Der untere Teil des Gleitlöffels 21 kann Führimgsplatten 23 umfassen, die sich nach innen erstrecken und derart enden, daß sie eine in wesentlichen zylindrische Oberfläche bilden, um bei einer anfänglichen Zentrierung des Gerätes behilflich zu sein.

Mehrere Gleiter 2k sind innerhalb dee Gleitlöffels angeordnet. Jeder Gleiter besitzt eine äußere Oberfläche mit einer Schrägung, die mit der inneren Oberfläche 22 des Gleitlöffels 21 übereinstimmt. Wenn die Gleiter eingerastet sind, bilden ihre inneren Oberflächen 25 einen Zylinder, d.h., die inneren Oberflächen 25 liegen im wesentlichen parallel zur äußeren Oberfläche des Bohrrohres, das sich durch die Gleiter hindurch erstreckt.

In Fig. 2 ist ein Füllring 26 dargestellt, der innerhalb des Gleitlöffels 21 eingepaßt ist. Der Füllring 26 dient dazu, den Arbeitsdurchraesser der Gleiter so zu vermindern, daß das Gerät leicht an Rohren mit kleinerem Durchmesser angepaßt werden kann. Selbstverständlich wird der in Fig. 2 dargestellte Füllring 26 nicht benötigt, wenn Rohre von der maximal möglichen Größe herausgezogen werden sollen. Vielmehr dient er nur dazu, eine Möglichkeit zur Anpassung des Geräts an verschiedene Rohrdurchmesser darzustellen.

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Mehrere Stangen 30 erstrecken sieh zwischen- dem oberen Rahmen 11 und dein unteren Rahmen 13, um als Führungen zu dienen. Ein Führung5zylinder 31 ist an jeder Stange 30 angebracht und in der Lage, sich längs der Stange 30 in begrenztem Ausmaß gleitend zv ■bewegen. Die Führunrcszyliiider 31 haben jeweils einen Arm 32, der sich nach innen erstreckt und mit einem Steuerring 33 verbunden ist. Somit ist dor riie.ii erring 33 in rl ei" Lage, eine begrenzte Längsbewegung auszuführ-en, d.h. eine begrenzte Bewegung in eine Richtung, die parallel zv:c Achse des zn zueilenden Bohrrohres (nicht gezeigt) liegt. Tier S+en err ing 5?/ besitzt einen nach Innen weisenden oberen Ivragcn Jh mit mehreren Löchern. Mehrers VsrbincUingsgli eder 35 erstrecken sich durch entsprechende Löcher. im Kragen 3^;ί ?-u entsprechenden Löchern in den Gleitern 2h. Die Verbindungsglieder 35 bilden eine Drehverbindung bei 36 zu dsm Gleiter, so daß eine Bewegung der Verbindungsglieder 35 die Orientierung des Gleiters nicht beeinflussen wird, da sie die Gleiter . anlas3ten,innerhalb des Gleitlöffels 21 nach oben zu gleiten» Eine Kugel 37 1st aa Ende eines jeden Verbindungsgliedes 35 angeordnet, entfernt von dem Gleiter und auf der anderen Seite des Kragens 3h von den Gleitern 2h, Die Kugeln 37 sind größer als die Löcher im Kragen 5h und lagern sich in diesen Löchern* wodurch eine Aufwärtsbewegung des Steuerringes 33 eine Aufwärtsberregung (d.h. ein Zurückziehen) dex* Gleiter ?A veranlaßt. Ss ist klar, daß auch andere Einrichtungen verwendet werden können, um den Steuerring 33 si it den Gleitern zu verbinden, aber die gerade beschriebene Verbindung ist besonders geeignet. Eine Schraubverbindung zwischen den Kugeln 37 und den entsprechenden Verbindungsgliedern 35 ermöglicht einen leichten Zusammenbau und ein leichtes Auseinandernehmen und ermöglicht ebenfalls eine bequeme Einstellung.

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

Die Arbeitsvjei.se des Gerätes sollte deutlich gev/orden cein. Das* Gerät wird um ein Bohrloch herum angeordnet, wobei der Führungsring 18 und der Glcitlöffel 21 so eng wie möglich zum zu ziehenden Bohrrohr ausgerichtet wird. Die Füße 16 stiramen mit der Bodenoberfläche überein. Die hydraulischen Zylinder 12 und die sekundären hydraulischen Zylinder 40 werden zurückgezogen. Die Gleiter 24 bewegen sich aufgrund der Schwerkraft nach unten, bis die inneren Oberflächen mit der äußeren Oberfläche des Bohrrohres in Kontakt kommt. Die hydraulischen Zylinder 12 oder die hydraulischen Hebeeinrichtungen werden dann ausgestreckt. Der Gleitlöffel bewegt sich nach oben und die Oberflächenreibung zwischen den Gleitern 24 und dem Bohrrohr bewegt die Gleiter 24 in eine engere Eingriffnähme mit dem Bohrrohr, das mit dem Gleitlöffel und den zugehörigen Teilen sich nach oben bewegt. Wenn die hydraulischen Zylinder oder Hebeeinrichtungen 12 voll ausgestreckt sind, aber bevor sie zurückgezogen werden, werden die sekundären Hydraulikzylinder 40 ausgestreckt, wodurch der Steuerring 33 angehoben und die Gleiter 24 zwangsweise innerhalb des Gleitlöffels 21 nach oben bewegt werden, um die Gleiter 24 zu veranlassen, sich von der Oberfläche des Bohrrohres zu lösen.

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Die hydraulischen Zylinder 12 werden dann für den nächsten Arbeitszyklus zurückgezogen und die sekundären Zylinder UO ebenfalls zurückgezogen, bevor der nächste Zyklus beginnt. Die Erstreckung der Zylinder 12 und das nachfolgende Zurückziehen (mit dem zugehörigen Betrieb der hydraulischen Zylinder hO, wie beschrieben) wird wiederholt, bis das Rohr herausgezoger» ist. Üblicherweise wird während des Herausziehens auch ein BoIu-turm oder ein Kran benutzt. Ein Kabel von dem Bohrturm vircl an? Ende des Bohrrohres befestigt, um zwar nicht direkt bei der Zugwirkung zu helfen, aber doch sicherzustellen, daß das Bohirohx" 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. Wenn ein Abschnitt des Bohrrohres entfernt werden soll, wird das Bohrrohr normalerweise nach ober/ gezogen, bis ein vollständiger Abschnitt freiliegt, und das Zuggerät bleibt· mit dem oberen Teil des nächsten Abschnittes in Eingriff, bis der obere Abschnitt abgekoppelt und weggeschwenkt wurde und das Kabel wiederum am nächsten Abschnitt des Bohrrohres befestigt wurde.

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Claims

Patentansprüche

1. Gerät zum Herausziehen von Bohrrohren, gekennzeichnet durch einen Rahmen, durch Hebeeinrichtungen zum Heben und Senken des Rahmens, durch Gleitlöffeleinrichtungen, die um den Rahmen befestigt sind und eine innere Oberfläche aufweisenj die nach innen und unten abgeschrägt ist, durch eine Vielzahl von Gleitern, die keilförmig sind und innerhalb der Gleitlöffelanordnungen montiert sind, "wobei die Gleiter eine Oberfläche aufweisen, die geneigt ist, um mit der inneren Oberfläche der Gleitlöffeleinrichtungen in Eingriff zu treten, sowie andere Oberflächen, die mit der äußeren Oberfläche eines Bohrrohres in Eingriff treten können, und durch eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern, wobei jeweils ein Verbindungsglied mit jedem Gleiter verbunden ist, und durch Einrichtungen, die mit den Verbindungsgliedern in Eingriff treten, um die Gleiter längs der geneigten Oberfläche der Gleitlöffeleinrichtung sich nach oben zu bewegen, um eine Lösung der Gleiter von dem Bohrrohr zu bewirken.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeeinrichtung mehrere hydraulische Hebeeinrichtungen umfaßt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede hydraulische Hebeeinrichtung an dem Rahmen befestigt ist, wobei ihre Längsachsen im wesentlichen parallel liegen, wobei jede Hebeeinrichtung eine Kolbenstange mit einem herausstehenden Ende und einen stützenden, mit der Oberfläche in Eingriff tretenden Fuß am Ende einer jeden Kolbenstange aufweist.

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k. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, ckiß die Gleitlöffeleinrichtung eine Achse aufweist, die parallel zur Achse der hydraulischen Hebeeim-ichtungeii liegt und in der die genannte andere Oberfläche der Gleiter irc wesentlichen parallel zur Achse der hydraulischen Hebeeinrichtung ist.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen₅ die mit den Verbindungsgliedern in Eingriff treten, ein Steuerglied umfass en, dar; für eine begrenzte axiale Bewegung in eine Richtung zu und von der Gleitlöffeleinrichtung befestigt ist, wobei die Verbindungsglieder das Steuerglied an einem Ende in Eingriff nehmen und an ihr ein andei'on Ende Kit dem Gleiter verbunden sind,

6. Gerät nach Anspruch 5_} dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied ein Steuerring ist, der mit seinein offenen Sentraltsi!¹ zur Achse der Gleitlöffeleinrichtung ausgerichtet ist, wodurch ein Bohrrohr hindurchgesteekt werden kann, wobei der Steuerring im Abstand angeordnete Löcher aufweist, ein Loch fiir jeden Gleiter, wobei jedes der genannten Verbindungsglieder sich durch ein entsprechendes Loch erstreckt, und ein Utickhalteglied an dem Ende eines jeden Verbindungsgliedes von einer Größe angeordnet ist, die größer ist als das entsprechende Loch, um den Steuerring in Eingriff zu nehmen während sich der Steuerring axial weg von der Gleitlöffeleinrichtung bewegt, um die Gleiter nach oben zu bewegen.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die mit den Verbindungsgliedern in Eingriff treten, mehrere hydraulische Zylinder umfassen, um die Gleiter nach

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oben zu bewegen, wobei die hydraulischen Zylinder zwischen dem Rahmen und dem Steuerring angeordnet sind, um den Steuerring axial zu bewegen.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlöffeleinrichtung einen Gleitlöffel und einen inneren Fühlring umfaßt, der innerhalb der Gießlöffel einrichtung vorgesehen ist, um die innere Oberfläche zu liefern, wobei der Fühlring ermöglicht, das Gerät an unterschiedliche Bohrrohrdurchmesser anzupassen.

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Gleitlöffeleinrichtung linear abgeschrägt ist.

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