DE2552095A1

DE2552095A1 - Verfahren und vorrichtung zum einbringen von rohren in ein unter druck stehendes bohrloch sowie zum rausholen aus demselben

Info

Publication number: DE2552095A1
Application number: DE19752552095
Authority: DE
Inventors: Vernon Ray Sage; Phillip Spelman Sizer
Original assignee: Otis Engineering Corp
Current assignee: Otis Engineering Corp
Priority date: 1974-11-21
Filing date: 1975-11-20
Publication date: 1976-05-26
Also published as: DK523675A; NL7513607A; GB1491299A; NO145314C; US3999610A; NO753899L; CA1033348A; NO145314B; DE2552095C2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

HO/bn

OTIS ENGINEERING CORPORATION, Dallas _f Texas, V.St.A.

Verfahren, und Vorrichtung zum Einbringen von Rohren in ein unter Druck stehendes Bohrloch sowie zum Rausholen aus demselben

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen und Rausholen von Rohren, d.h. zum Einbringen und Rausholen (im folgenden auch als Ein- bzw. Ausbauen bezeichnet) eines Rohres oder von Rohren in ein Bohrloch bzw. aus einem Bohrloch, das unter Druck steht. Dabei muß das Rohr im leichten Zustand (rohrleichter Zustand) gegen die vom Bohrlochdruck ausgeübte Kraft, die das Rohr aus dem Bohrloch herausdrücken will, in dieses hinexngebracht werden. Im schweren Zustand (rohrschwerer Zustand) muß das Rohr beim Rausholen oder Ausbauen gegen die Schwerkraft angehoben werden.

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In vielen Fällen ist es notwendig, ein Rohr oder eine Verrohrung in ein unter Druck stehendes Bohrloch einzubringen oder es aus diesem rauszuholen, so daß Bearbeitungs- oder Last- bzw. Spülflüssigkeiten zur Bearbeitung oder Schließung des Bohrlochs durch dieses zirkulieren können. Wenn die Zustände des Bohrlochs so sind, daß das Rohr oder die Verrohrung "leicht" ist, muß das Rohr beim Einbringen in das Bohrloch hineingetrieben und beim Rausziehen aus dem Bohrloch verhindert werden,daß es herausgeschleudert wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Funktion ist in den US-PS'en 1 894 912 und 3 215 2o3 offenbart. Auf die Offenbarungen dieser Patente wird Bezug genommen? beim ersteren wird ein übliches Hebewerk verwendet, während das letztere von einem Pumpensystem Gebrauch macht. Die Erfindung stellt eine Verbesserung dieser Technik dar und besitzt gegenüber diesen beiden Patenten verschiedene Vorteile. Bei der US-PS 1 894 912, bei der ein Hebewerk verwendet wird, ist die Bedienungsperson dieses Hebewerks beispielsweise mit anormalen oder umgekehrten Operationen konfrontiert. Gewöhnlich wird beim Aufrollen des Kabels oder Seils das Rohr aus dem Bohrloch gezogen. Bei der US-PS 1 894 912 wird das Rohr beim Aufrollen des Seils jedoch in das Bohrloch hineingestoßen» Diese ungewöhnliche Arbeitsweise bewirkt insofern eine potentielle Gefahr, als sie den gewöhnlichen Arbeits- oder Betriebsweisen entegegemgesetzt ist. Bei gewöhnlichen Arbeitsweisen wird die Bremse dazu verwendet, daß sich das Rohr unter dem Einfluß der Schwerkraft in das Bohrloch absenken kann, und nicht dazu, daß es sich aus dem Bohrloch heraus noch oben bewegen kann? das Hebewerk wird dazu verwendet, das Rohr aus dem Bohrloch herauszuheben, anstatt es in dieses hinein zu drücken. Unter diesen Umständen stellt ein menschlicher Fehler eine potentielle Gefahr dar. Eine falsche Betätigung der Vorrichtung kann schnell

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zu einer Katastrophe führen. Darüberhinaus ist bei der US-PS 1 894 912 die Arbeitsweise ziemlich langsam. Nicht nur, daß der Flaschenzugblock 27 beim Einpressen des Rohrs den doppelten Weg wie dieses zurücklegen muß, sondern auch die bewegliche Klammer 26 muß in bestimmter Weise bei jedem Rückkehrhub angehoben werden. Im Fall eines Fehlers oder Versagens der Antriebsquelle, etwa einem Seilbruch, wird das Rohr unter rohrleichten Zuständen zu einem Geschoß, das infolge des Drucks im Bohrloch nach oben getrieben wird.

Im Fall der US-PS 3 215 2o3 wird eine separate Antriebsquelle benötigt, da bei der großen Mehrheit entweder der Bohrtürme oder der Überholungstürme (workover rigs) ein Hebewerk zur Verfügung steht. Wie im Fall der zuvor erörterten Patentschrift ist die Arbeitsweise infolge der für das Pumpen von Flüssigkeit erforderlichen Zeit relativ langsam. Ebenso wird das Rohr wie bei der US-PS 1 894 912 unter rohrleichten Zuständen zu einem Geschoß, wenn ein Fehler auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbringen und Rausholen von Rohren zu schaffen, welche im Fall eines Fehlers oder eines Versagens der Antriebsquelle eine Bewegung in einer Richtung ausführt, in der das Rohr in ein Bohrloch eingebracht wird.

Wenn herkömmliche Türme verwendet werden, erfolgt die Abwärtsbewegung des beweglichen Blocks bzw. des Flaschenzugblocks im Bohrturm oder Gerüst nach unten unter dem Einfluß der Schwerkraft, wodurch wegen des langsamen Absenkens des beweglichen Blocks viel Zeit verloren geht. Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung sollen daher auch für eine Beschleunigung der Abwärtsbewegung des Blocks im Bohrturm oder Gerüst sorgen.

Wenn ein herkömmlicher Turm dazu verwendet wird, ein Rohr in ein Bohrloch einzubringen oder aus diesem herauszuholen, führt

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ein Lösen der Bremse allgemein dazu, daß sich das Rohr nach oben aus dem Bohrloch herausbewegen kann. Verfahren und Vorrichtung gem. der Erfindung sollen,wenn die Bremse gelöst ist, bewirken oder zulassen, daß sich das Rohr nach unten in das Bohrloch bewegt. Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in dieser Hinsicht daher fehlersicher.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung soll außerdem ein herkömmliches Hebewerk verwendet werden können, wobei das Verhältnis zwischen der Arbeitsweise des Hebewerks und der Rohrbewegung gewöhnlich sein soll; d.h. das Rohr wird angehoben, wenn das Seil aufgerollt wird. Dadurch wird die Möglichkeitleines Bedienungsfehlers vermieden, die vorhanden ist, wenn das Verhältnis zwischen dem Hebewerk und der Rohrbewegung umgekehrt ist.

Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung sollen ein gewöhnliches Hebewerksystem, wie es beispielsweise von einem Workover Rig getragen wird, zur indirekten Leistungszufuhr zum Einbringen bzw. Rausholen, verwenden, wobei die Bewegung von Seil und Rohr in üblichen Richtungen erfolgen soll und ein Fehler des Hebewerksystems zum Einbringen des Rohrs in das Bohrloch führen soll.

Mit dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es außerdem möglich, ein Rohr mit gesteuerter Geschwindigkeit einzubringen und/oder rauszuholen, um eine Beschädigung zu verhindern, falls das System versagt oder falsch betätigt wird. Das System zum Einbringen und Rausholen kann auf dem Turm gelassen werden, während ein Rohr auf normale Weise reingebracht oder rausgezogen wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren und erfindungsgemäßen System zum Einbringen und Rausholen kann das gewöhnliche Hebewerk, wie es auf einem Workover Rig verwendet wird, dazu eingesetzt werden, einen Antrieb für die Bewegung der beweglichen Rohr-Greifeinrichtung in beiden

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Richtungen ohne erneutes Abspannen zu liefern. Beim erfindungsgemäßen Verfahren bzw. System zum Reinbringen und Rausholen kann ein herkömmliches Hebewerk, wie es auf einem Workover Rig verwendet wird, als Antrieb für die Bewegung der beweglichen Rohr-Greifeinrichtung verwendet werden, wobei die Bewegung des Seils und der beweglichen Rohr-Greifeinrichtung im Verhältnis 1 : 1 steht.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. System zum Einbringen und Rausholen von Rohren besitzt eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit, als dies früher möglich war. Bei diesem System wird das Hebewerk als Antriebskraft verwendet und das Rohr-Greifsystem unter Kraft in beiden Richtungen bewegt. Bei einer anderen Ausführungsform wird das bewegliche Rohr-Greifsystem in einer Richtung frei bewegt, während die Bewegung in der entgegengesetzten Richtung genau gesteuert wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren. In den Figuren, die eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung darstellen, sind gleiche Teile mit denselben Bezugszahlen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einbringen und Rausholen von Rohren, die auf einem Bohrloch installiert ist und in Verbindung mit einem gewöhnlichen Turm verwendet wird,

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 von einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Flüssigkeitskreissteuerung,

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Fig. 4 eine schematische Ansicht ähnlich der von Fig. 3 von einer anderen Kreissteuerung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines weiteren Flüssigkeitssteuerkreises ,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Motors oder Antriebs der Flüssigkeitsart, der das Hebewerk von Fig. 1 ersetzt.

In Fig. 1 ist die Erfindung in Verbindung mit einem Schacht oder einem Bohrloch dargestellt, das eine Verrohrung 11 mit einem darin befindlichen Rohr 12 besitzt. Der Verrohrungskopf ist allgemein mit 13 bezeichnet und enthält den gewöhnlichen Aufbau mit seinen zahlreichen Ventilen und Anschlüssen für den Zufluß und die Zirkulation einer (Spül-)Flüssigkeit. Oberhalb des Hauptventils 14 ist die Ausbruchsventilanordnung 15 angeordnet, die eine Dichtung um ein Rohr 16 herum schafft, welches gemäß der Darstellung in das Bohrloch getrieben wird.

Das System ist in Fig. 1 in Verbindung mit einem gewöhnlichen Turm bzw. einem gewöhnlichen Gespann wie einem "Workover Rig" dargestellt, der ein gewöhnliches Hebewerk bzw. eine gewöhnliche Winde 17 besitzt. Auf die Haspel 18 des Hebewerks ist das Seil 19 aufgespult. Das Hebewerk enthält außerdem die gewöhnliche Kupplungs- und Bremsenanordnung sowie eine geeignete Antriebsquelle, um das Seil 19 unter Antrieb spulen zu können und um das Hebewerk in bezug auf die Antriebsquelle kuppeln zu können, um die Antriebsquelle zu trennen, und um die Haspel zur Steuerung des Abspulens des Seils 19 bremsen zu können.

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Das Seil 19 ist über Rollen der Turmkronenbühne, die allgemein mit 21 bezeichnet ist, und des Flaschenzugblocks, der allgemein mit 22 bezeichnet ist, geführt. Das Hebewerk 17 wird in üblicher Weise betätigt, um den Flaschenzugblock 22 anzuheben und abzusenken. Die erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung ist, wie dargestellt, mit der bekannten Bohrlochkopfanordnung und der Turinanordnung gekoppelt. Vorzugsweise wird die Vorrichtung durch Befestigen an einer Plattform 2 3 getragen, welche ihrerseits am Bohrlochkopf, wie gezeigt, oder auf dem Boden befestigt sein kann. Auf jeden Fall ist die Basis der Vorrichtung gegen eine Vertikalbewegung gesichert.

Die Vorrichtung zum Einbringen und Rausziehen von Rohren enthält eine allgemein mit 24 bezeichnete bewegliche Einrichtung und eine allgemein mit 25 bezeichnete Halteeinrichtung; beide sind so eingebaut, daß eine Relativbewegung zwischen ihnen aufeinander zu und voneinander weg möglich ist. Die Halteeinrichtung 25 wird von einem Querglied 26 getragen, das seinerseits von Pfeilern 27 und 28 gestützt wird. Die Halteeinrichtung kann irgendeine beliebige Form annehmen, mit der das Rohr ergriffen und gegenüber einer Vertikalbewegung gehalten werden kann, während sich die bewegliche Einrichtung 24 in eine neue Position begibt.

Die bewegliche Einrichtung 24 kann ebenfalls jede beliebige Form annehmen,mit der das Rohr ergriffen werden kann, um es bei einer Bewegung der beweglichen Einrichtung 24 in das Bohrloch hinein oder aus ihm heraus zu bringen. Auf der Halteeinrichtung 25 ist eine Greifeinrichtung 29 und auf der beweglichen Einrichtung 24 eine andere Greifeinrichtung 31 vorgesehen. Diese Greifeinrichtungen können von bekannter Art sein und sind so ausgelegt, daß sie abwechselnd das Rohr 16 ergreifen, das in das Bohrloch eingebracht oder aus ihm herausgeholt wird.

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Das Seil 19, sein zugehöriges Hebewerk und der Hauptantrieb stellen die Antriebseinrichtung zur Bewegung der beweglichen Einrichtung 2 4 in einer Richtung dar. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung ist dies die in der Zeichnung nach oben gerichtete Bewegung. Man erkennt, daß die Bedienungsperson bei einer solchen Bewegung den Antrieb dazu verwendet, den Flaschenzugblock 22 in Aufwärtsrichtung zu bewegen; dieses ist die normale, herkömmliche Betriebsart eines Hebewerks und Flaschenzugblocks. Die Bedienungsperson benutzt daher ihre Kupplung und Bremsen in normaler Weise, anstatt in umgekehrter Weise, wie dies bei der genannten ÖS-PS 1 894 912 der Fall ist; dadurch werden Fehler in der Beurteilung und im Betrieb ausgeschlossen, die durch einen umgekehrten Betrieb dieser Teile veranlaßt werden könnten.

Aus dem Vorangegangenenwird klar, daß der Betrieb des Hebewerks 18 dazu führt, daß das Seil 19 aufgespult wird und den Flaschenzugblock 22 sowie die bewegliche Einrichtung 24 anhebt, welche mittels eines Paares von Stangen oder Seilen 32 und 33 am Flaschenzugblock befestigt ist. Am oberen Ende des Hubs wird die Antriebseinrichtung dadurch unwirksam gemacht, daß die Haspel 18 vom Hauptantrieb abgekuppelt wird; das System befindet sich dann in dem Zustand für den Abwärtshub. Dafür, das Rohr 16 nach unten zu bewegen, ist eine Druckgasquelle vorgesehen. Diese Gasquelle kann jede beliebige Form haben und ist in den Zeichnungen so dargestellt, daß sie mit einem Akkumulatorkessel 34 mit einem Paar von Flaschen 35 und 36 versehen ist, von denen jede unter hohem Druck stehendes Gas enthält und die über Ventile 38, 39 und 41 an eine Sammelleitung angeschlossen sind. Die Sammelleitung 37 ist außerdem mit dem Akkumulatorkessel 34 verbunden, und es sind ihr ein geeignetes Entlüftungsventil 42 und ein Manometer 43 zugeordnet.

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Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung vorgesehen, die die bewegliche Einrichtung 24 unter der Wirkung des unter Druck stehenden Gases im Akkumulatorkessel 34 abwärts bewegt, nachdem die Antriebseinrichtung abgetrennt wurde oder unwirksam gemacht wurde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Übertragung der Antriebskraft vom Akkumulatorkessel 34 zur beweglichen Einrichtung 24 mit einem System zugehöriger Zylinder und Kolben versehen, die an die bewegliche Einrichtung 24 angebracht sind und eine Flüssigkeits- oder Gasverbindung (Fluid-Verbindung) mit dem die Druckquelle darstellenden Akkumulatorkessel 34 besitzen.

Vorzugsweise werden wenigstens zwei Zylinder 44 und 45 von der Plattform 23 getragen. Innerhalb dieser Zylinder sind Kolben 46 und 47 in abgedichteter Weise hin- und hergehend beweglich angeordnet. Die Kolben 46 und 47 werden von Verbindungsstangen 48 bzw. 49 getragen, die ihrerseits an einer Querstange 51 der beweglichen Einrichtung 24 befestigt sind.

Eine Fluid-Verbindung besteht zwischen dem Akkumulatorkessel und der Seite der Kolben 46 und 47, die an die bewegliche Einrichtung 24 angrenzt. Diese Verbindung kann durch eine Leitung 52 gebildet werden, die mit dem Zylinder 44 verbunden ist, und durch eine Zweigleitung 52a,die mit dem Zylinder 45 verbunden ist. Nachdem die Antriebseinrichtung abgetrennt wurde, wirkt die vom Fluid bzw. der Druckflüssigkeit innerhalb des Akkumulatorkessels 34 aufgebrachte Kraft auf die Oberseite der Kolben 46 und 47, um diese nach unten in die Zylinder 44 und hineinzudrücken; die Kolben nehmen dabei die bewegliche Einrichtung 24 mit, um das Rohr 16 in das Bohrloch einzustoßen oder einzutreiben.

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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführunsform der Erfindung ist im Akkumulatorkessel 34 oberhalb des darin befindlichen Kolbens 34a eine Gasfüllung vorhanden. Der Bereich unterhalb des Kolbens 34a sowie die gesamte Leitung 52 und die Zweigleitung 52a und die Zylinder oberhalb der Kolben sind vorzugsweise mit Flüssigkeit gefüllt. Die Flüssigkeit wird während des anfänglichen Zusammenbaus des Systems eingebracht. Falls erwünscht, kann eine Vorsorge getroffen werden, um Flüssigkeit aus dem System über ein Ventil 53 in ein Aufnahmegefäß auszuleiten; gleichfalls kann Vorsorge dafür getroffen werden, das System mit Flüssigkeit wieder aufzufüllen. Dies wird im folgenden erläutert.

Die Greifeinrichtungen für das Rohr werden vorzugsweise automatisch gesteuert, so daß sie schnell in und außer Eingriff mit dem Rohr 16 treten können. Zu diesem Zweck ist ein Akkumulator 55 vorgesehen, der eine unter Druck stehende Gasladung enthält und die Bewegungsantriebskraft für die Betätigung der Greifeinrichtungen 29 und 31 liefert. Obwohl die Gasladung innerhalb des Akkumulators die Antriebskraft liefert, ist es vorzuziehen, daß das gesamte System mit Flüssigkeit gefüllt ist und daß das Gas innerhalb des Akkumulators 55 dadurch unter Druck gehalten wird, daß der Druck der Flüssigkeit innerhalb des Systems aufrecht erhalten wird.

Zu dem genannten Zweck treibt ein geeigneter Motor 56 eine Pumpe 57 an, die über eine Leitung 59 Fluid aus einem Sammelbehälter 58 aufnimmt. Die Pumpe 57 setzt die Sammelleitung dadurch unter Druck, daß die Pumpe 57 ununterbrochen arbeitet und daß eine allgemein mit 62 bezeichnete Bypass-Steuerung vorgesehen ist, die Fluid über eine Leitung 63 zum Sammelbehälter 58 zurückführt, wenn sich der Druck in der Sammel-

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leitung 61, wie er über eine Prüfleitung 64 ermittelt wird, auf einem angemessenen Wert befindet. Ein geeignetes Rückströmventil 65 verhindert einen Druckverlust in der Sammelleitung 61 stromabwärts von diesem Rückströmventil 65.

Die Steuerung der Greifeinrichtung 31 erfolgt durch das Ventil 66. Die Greifabfangkeile innerhalb der Greifeinrichtung 31 werden in eine Greif- und eine Nicht-Greif-Stellung kraftbetätigt. Wenn sich das Ventil 66 beispielsweise in der dargestellten Position befindet, kann Fluid von der Sammelleitung 61 über die Leitung 6 8 zu einer Seite eines nicht gezeigten' Kolbens geliefert werden, um die Abfangkeile innerhalb der Greifeinrichtung 31 einzustellen. Gleichzeitig wird die andere Seite des Kolbens über die andere Leitung 69, das Ventil 66 und eine Leitung 71 zu einem Sammelbehälter entlüftet. Wenn es dann erwünscht ist, das Rohr freizugeben, wird das Ventil 66 gedreht, um Druck von der Sammelleitung über die Leitung 69 anzulegen und das System über die Leitung 68 zu entlüften, so daß der Druck auf den Kolben umgekehrt wird und die Auffangkeile in die Stellung bewegt werden, in der sie außer Eingriff mit dem Rohr stehen.

Ein ähnliches System ist für die Greifeinrichtung 29 vorgesehen. Ein Ventil 73 steuert den Fluß durch die Leitungen 74, 75 und 76, um entgegengesetzte Seiten eines Kolbens in der Greifeinrichtung 29 abwechselnd mit der Hauptleitung 61 und einer Sammelbehälterleitung 76 zu verbinden, wie dies oben erläutert wurde.

Falls erwünscht, kann eine Einrichtung vorgesehen werden, um die Leitung 52 des Kraftrückkehrsystems mit Flüssigkeit von der Pumpe 57 zu beaufschlagen. Zu diesem Zweck verbindet eine

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Leitung 78 die Hauptleitung 61 mit der Kraftleitung 52, während ein geeignetes Ventil 79 in dieser Leitung das Einbringen von Flüssigkeit durch die Pumpe 5 7 in die Leitung 52 steuert.

Beim Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Systems wird ein Rohr in die Ausbruchsventilanordnung 15 über dem Hauptventil 14 eingesetzt und die Greifeinrichtung 29 aktiviert, um das Rohr in Stellung zu halten, während das Hauptventil 14 geöffnet wird, um einen Zugang zum Bohrloch zu schaffen.

Der Druck innerhalb des Akkumulatorkessels 34 verursacht, daß die beiden Kolben 46 und 47 in ihre unterste Stellung bewegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Hebewerk 17 aktiviert, um das Seil 19 aufzuspulen und die bewegliche Einrichtung 24 gegen die vom Druck innerhalb des Akkumulatorkessels· 34 ausgeübte Kraft in die oberste Stellung hochzuheben. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ventil 66 aktiviert, um die Greifeinrichtung 31 in Greifstellung zu bringen, während das Ventil 73 aktiviert wird, um die Greifeinrichtung 29 zu lösen. Die Kupplung am Hebewerk wird ausser Eingriff gebracht, um das Seil 19 zu lösen, und die Druckkraft innerhalb des Akkumulatorkessels 34, die auf die Oberseite der Kolben 46 und 47 wirkt, wird diese Kolben und mit ihnen die bewegliche Einrichtung 24 nach unten bewegen. Die Abwärtsbewegung wird von den Bremsen am Hebewerk gesteuert. Wenn die bewegliche Einrichtung 24 den Tiefpunkt ihres Hubs erreicht, wird die Greifeinrichtung 29 in Eingriff gebracht, um das Rohr 16 in Stellung zu halten, und es beginnt ein neuer Zyklus. Es ist ersichtlich, daß jedes Mal, wenn das Hebewerk das Seil 19 aufspult, um die Kolben 46 und 47 anzuheben, Arbeitsdruck im Akkumulator 34 gespeichert wird, um beim nächsten Hub zur Verfügung zu stehen, um das Rohr 16 nach unten zu stoßen.

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Sobald sich das Rohr nicht mehr im rohrleichten Zustand befindet und die Rohrmenge innerhalb des Bohrlochs infolge ihres Gewichts eine größere nach unten gerichtete Kraft ausübt als der Druck, der das Rohr aus dem Bohrloch herausblasen oder herausstoßen will, kann der oben beschriebene Vorgang unterbrochen werden und der Flaschenzugblock dazu verwendet werden, das Rohr auf bekannte Weise in das Bohrloch abzusenken. Bei diesem Vorgang können entweder gewöhnliche Trägerabfangkeile oder, falls erwünscht, die feste Greifeinrichtung 29 verwendet werden.

Nachdem die gewünschten Arbeitsabläufe im Bohrloch ausgeführt wurden, kann das Rohr 16 zurückgezogen werden. Es wird in herkömmlicher Weise zurückgezogen, bis ein rohrleichter Zustand angenähert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das erfindungsgemäße System erneut verwendet, wobei jedoch diesmal die Energie oder die Kraft des Hebewerks dazu verwendet wird, das Rohr dadurch aus dem Bohrloch auszubauen, daß die vom Druck im Akkumulator 34 ausgeübte Kraft überwunden wird. Der Akkumulator 34 wird unter einen Druck gesetzt, der die Kolben gegen den Druck innerhalb des Bohrlochs, der das Rohr 16 aus diesem herausstoßen will, in ihrer unteren Stellung hält. Natürlich kann der Druck innerhalb des Akkumulators 34 entweder während des Ein- oder des Ausbauens des Rohres in bzw. aus dem Bohrloch variiert werden, so daß die vom Fluid innerhalb des Akkumulators ausgeübte Kraft gerade größer als die zur Ausführung des Arbeitsablaufs erforderliche ist.

Wenn das Rohr leicht wird, verhindert die Druckkraft innerhalb des Akkumulators 34, daß sich das Rohr infolge des Drucks innerhalb des Bohrlochs nach oben bewegt. Wenn sich die bewegliche Einrichtung 24 in ihrer unteren Stellung befindet, wird ihre Greifeinrichtung 31 in Eingriff gebracht und das Hebewerk 17 dazu verwendet, das Rohr dadurch aus dem

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Bohrloch zu ziehen, daß die bewegliche Einrichtung 24 gegen den Akkumulator 34 angehoben wird. Dann wird die Greifeinrichtung 29 aktiviert und die Greifeinrichtung 31 gelöst. Die bewegliche Einrichtung 2 4 wird dann als Folge des Drucks innerhalb des Akkumulators 34 abgesenkt, wobei die Steuerung ihrer Abwärtsbewegung durch Verwendung der Bremsen des Hebewerks zur Steuerung des Abspulens des Seils 19 erfolgt.

Es ist erkennbar, daß der Druck innerhalb des Akkumulators sowohl während des Ein- als auch während des Ausbauens eine Kraft ausübt, die größer als die Kraft innerhalb des Bohrlochs ist, die das Rohr 16 aus diesem herausstoßen will. Wenn daher im Hebesystem irgendein Fehler auftritt, arbeitet die Vorrichtung zur sicheren Seite falsch, und zwar in einer Richtung, um das Rohr zurück ins Bohrloch zu drücken. Dadurch wird verhindert, daß das Rohr im Fall eines Fehlers im Leistungsoder Antriebssystem zu einem Projektil wird, wenn es sich in einem rohrleichten Zustand befindet. Es ist sehr unwahrscheinlich, daß ein plötzlicher und vollständiger Fehler auftritt, der beide Zylinder im Flüssigkeitssystem, die auf die Kraft bzw. den Druck im Akkumulator 34 ansprechen, betrifft. Falls irgendetwas auftreten sollte, sorgt der Widerstand des Fluids gegenüber einer schnellen Bewegung in jedem der Zylinder für eine Dämpfungswirkung und begrenzt die Geschwindigkeit des Rohres 16 in Aufwärtsrichtung.

Der Druck im Akkumulator, der auf die Oberseiten der Kolben in den Zylindern wirkt, bewegt die Kolben sehr schnell nach unten, und zwar viel schneller als dies die Schwerkraft tun könnte; dieser Druck steht unmittelbar zur Verfügung, so daß keine Verzögerung dadurch auftritt, daß auf ein Druckaufbauen gewartet werden muß, wie dies bei Anordnungen der Fall wäre, die eine hydraulische Pumpe für diese Kraft verwenden.

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Es zeigt sich daher, daß mit einer Vorrichtung wie der gerade beschriebenen viel Zeit gespart werden kann, da wenig Zeit dazu verbraucht wird, die Greifeinrichtungen in die Stellung für die Durchführung eines weiteren Hubs zu bewegen.

Das hydraulische System zur Betätigung der Zylinder sollte zu dem Zeitpunkt mit Druck beaufschlagt werden, in dem die Vorrichtung von Fig. 1 aufgebaut wird."

Bevor die Arbeitsablaufe begonnen werden, wird das Ventil zwischen den beiden Flaschen 35 und 36 geschlossen, während das Ventil 38 oben auf der Flasche 35 geöffnet ist, wie dies auch irgendwelche solche anderen Ventile auf irgendwelchen solchen anderen Flaschen zwischen dem Ventil 39 und dem Akkumulator 34 wären. Das Ventil 5 3 in der Abflußleitung ist auch geschlossen. Der Motor 56 dient dazu, die Pumpe 57 anzutreiben, damit diese hydraulisches Fluid bzw. Hydraulikflüssigkeit durch ihr Ansaugrohr 59 aus dem Tank oder Sammelbehälter 58 aufnimmt und an die Hydrauliksammelleitung 61 abgibt, wo sie die Kreise zur Betätigung beider Greifeinrichtungen 29 und 31 und den Akkumulator 55 unter Druck setzt. Das Ventil 79 in der Zweigleitung 78 ist geöffnet, damit Hydraulikflüssigkeit in die Leitung 52 fließen kann und die Zylinder 44 und 45 unter Druck setzt, so daß sich die darin befindlichen Kolben 46 und 47 in ihre unterste Stellung begeben. Diese Druckflüssigkeit tritt außerdem ins untere Ende des Akkumulators 34 ein. Die Pumpe 57 drängt fortgesetzt Flüssigkeit in die Leitung 52, bis der Flüssigkeitspegel im Akkumulator auf den gewünschten Wert ansteigt, der eine ausreichende Flüssigkeit für die auszuführenden Arbeitsablaufe sicherstellt; danach wird das Ventil 79 geschlossen, um den Zylinderkreis vom Kreis der Greifeinrichtungen zu trennen oder zu isolieren.

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Das Ventil 41 am oberen Ende des Tanks oder der Flasche 36 wird nun ebenso wie das Ventil 39 in der Leitung 37 geöffnet. Das Gas aus der Flasche 36 strömt durch das Ventil 41 in die Sammelleitung 37, den Akkumulator 34 sowie die Flasche 35. Sobald der Druck im Akkumulator 34 den gewünschten Wert erreicht, wird das Ventil 39 geschlossen und sollte geschlossen bleiben, solange sich der vom Manometer 4 3 angezeigte Druck auf einem zufriedenstellenden Wert befindet.

Es ist leicht einzusehen, daß beim Einbauen eines Rohrs in das Bohrloch weniger Kraft erforderlich ist, das Rohr in das Bohrloch zu bewegen, wenn der Rohrstrang langer und schwerer wird. Aus diesem Grund kann der Druck im Akkumulator reduziert werden, wenn mehr Rohr an den Rohrstrang angesetzt und in das Bohrloch eingefahren wird; das Reduzieren des Drucks kann dadurch erfolgen, daß etwas Gas vom Akkumulator durch das Ventil 42 abgelassen wird. In. ähnlicher Weise wird mehr Druck im Akkumulator 34 erforderlich, wenn der Rohrstrang beim Rausziehen vom Rohr aus dem Bohrloch kürzer und leichter wird. Dieser Druck kann im erforderlichen Maß dadurch erhöht werden, daß die Ventile 41 und 39 geöffnet werden, so daß Gas aus der Flasche 36 in den Akkumulator strömen kann.

Um den Druck.im Akkumulator 34 auf vielleicht wirtschaftliche Weise zu erniedrigen, können das Ventil 39 in der Leitung 37 und das Ventil 41 am oberen Ende der Flasche 36 geöffnet werden, nachdem das Ventil 79 in der Zweigleitung 78 geöffnet wurde, während die Pumpe 57 dazu verwendet wird, Flüssigkeit ins untere Ende des Akkumulators zu pumpen und dadurch Gas in die Flaschen 35 und 36 zu drücken. Wenn ausreichend Flüssigkeit in den Akkumulator gepumpt wurde, können das Ventil 41 und das Ventil 39 geschlossen werden, während ein Teil der Flüssigkeit im Akkumulator zurück in den Sammelbehälter fließt, so daß der Gasdruck im Akkumulator reduziert wird.

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Es ist einzusehen, daß das Überlastrückführventil 62 auf einen unterschiedlichen Druck eingestellt werden muß, wenn der Akkumulator in dieser Weise aufgefüllt oder geleert wird, weil der normalerweise zur Betätigung der Greifeinrichtungen erforderliche Druck größer oder kleiner als der Druck sein kann, der zum Auffüllen oder Leeren des Akkumulators nötig ist.

Es ist ersichtlich, daß eine neue Vorrichtung geschaffen wurde, um ein Rohr in ein oder aus einem unter Druck stehenden Bohr-Iich zu bringen und daß die Vorrichtung eine Akkumulatoreinrichtung enthält. Diese Akkumulatoreinrichtung ist in einer solchen Weise angeordnet, daß die in ihr gespeicherte Energie in Abwärtsrichtung auf Kolben in Zylindern wirkt, um einen Rohrstrang gegen den Bohrlochdruck nach unten in einBohrloch zu bewegen, während ein Hebewerk dazu verwendet wird, die Kolbenstangen und die hiervon getragene Greifeinrichtung für einen weiteren Hub anzuheben. Das Hebewerk oder die Förderwinde wird also in einer üblichen und nicht in einer unorthodoxen oder unüblichen Weise betrieben. Das heißt, daß, wenn das Hebewerk betätigt wird, um das Seil einzuholen, der an die Kolbenstangen angebrachte Flaschenzugblock zusammen mit dem Rohr angehoben wird. Wenn hingegen das Seil freigegeben wird, um abrollen zu können, werden der Flaschenzugblock und das Rohr abgesenkt. Bei dieser Anordnung ist die Arbeitsweise so natürlich, daß es unwahrscheinlich ist,· daß die Bedienungsperson einen Fehler macht und das Rohr aus dem Bohrloch herausstoßen läßt. Tatsächlich wird sich das Rohr nach unten und in das Bohrloch hinein bewegen, statt herausgestoßen zu werden, wenn die Bedienungsperson unbeabsichtigt die Bremse schleifen läßt.

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Es wurde weiter gezeigt, daß, wenn das Rohr nach oben und aus dem Bohrloch heraus bewegt wird, die Flaschenzugblöcke in ihrer Abwärtsbewegung beim nächsten Hub nicht allein auf die Schwerkraft angewiesen sind, sondern daß die im Akkumulator gespeicherte Energie sofort in Abv/ärtsrichtung auf die Kolben drückt,um den Flaschenzugblock nach unten zu ziehen; dadurch wird Zeit gespart. Es könnte hinzugefügt werden, daß diese Anordnung empfindlicher und reaktionsschneller ist als es der Fall wäre, v/enn die Betätigung in herkömmlicher Weise völlig mittels einer hydraulischen Einrichtung erfolgt?; dies rührt daher, daß die im Akkumulator gespeicherte Energie ständig bereit und augenblicklich zur Verfügung stehend ist.

Anhand von Fig. 2 ist erkennbar, daß die gleiche Rohrhandhabungsausrüstung wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, so abgewandelt werden kann, daß die Kolben-Zylinder-Anordnungen mit Luft- anstelle von Öldruck betrieben werden, während die Rohr-Greifeinrichtungen weiterhin von der gleichen Hydraulikeinrichtung betätigt werden, die zuvor benutzt wurde. In Fig. 2 ist der Hydraulikkreis vom Luftkreis völlig getrennt. Bei dieser Darstellung treibt ein Motor 88 einen Kompressor 85 an, der Luftkomprimiert und über eine Leitung 86 in einen Luftbehälter 82 abführt, in dem die Luft unter geeignetem Druck gespeichert wird, bis sie benötigt wird. Der Luftbehälter 82 steht über eine Luftleitung 52b mit dem oberen Ende der Zylinder 44 und 45 in Verbindung. Der Luftdruck im Luftbehälter 82 spannt die Kolben 46 und 47 in den Zylindern ständig in Abwärtsrichtung vor, um die Kolbenstangen 48 und 49, wie zuvor erläutert, nach unten zu ziehen; dadurch wird die bewegliche Greifeinrichtung 31 auf die stationäre Greifeinrichtung 29 zu bewegt, so daß der Rohrstrang 16 in gewünschter und zuvor erläuterter Weise in das Bohrloch hinein oder aus ihm heraus bewegt wird.

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Nahe dem oberenEnde des Luftbehälters 82 besitzt die Leitung 52b einen Druckmesser bzw. ein Manometer 84, mit dem ständig der Druck im Luftbehälter angezeigt wird. Ein Entlüftungsventil ist am oberen Ende des Luftbehälters in die Leitung 52b eingeschaltet, damit erforderlichenfalls Druck aus dem Luftsystem abgelassen werden kann.

Der Motor 88 ist mit einem Druckschalter 88a versehen, der über die Prüfleitung 89 mit dem Luftbehälter 82 in Verbindung steht und auf dessen Druck anspricht. Die Prüfleitung kann, wie dies auch dargestellt ist, zwischen dem Kompressor und dem Luftbehälter an die Leitung 86 angeschlossen sein. Wenn der Motor eingeschaltet ist, wird der Kompressor angetrieben, bis der Luftdruck im Luftbehälter einen für die Betätigung des Druckschalters 88a ausreichenden Wert erreicht, woraufhin der Druckschalter den Motor abschaltet und der Druck nicht weiter ansteigt. Sollte der Druck im Luftbehälter etwa wegen Verwendung der unter Druck stehenden Luft auf einen bestimmten Wert abfallen, sorgt der Druckschalter 88a dafür, daß der Motor eingeschaltet wird und den Kompressor betätigt, bis der Druck im Luftbehälter erneut den für die Betätigung des Druckschalters 88a ausreichenden Wert erreicht und der Motor abgeschaltet wird.

Das Entlüftungsventil 83 ist ein Sicherheitsventil, das sich automatisch öffnet, um Druck vom System abzulassen, falls dieser Druck gefährlich hoch wird, d.h. über einen bestimmten Wert ansteigt. Falls erwünscht, könnte ein Ablaßventil irgendwo im Luftsystem, etwa zwischen dem Luftbehälter 82 und dem Manometer 84, angeordnet werden. Dieses Ablaßventil würde es ermöglichen, Luft in erwünschtem Maß und insbesondere als Vorbereitung für die Bewegung der Vorrichtung von einer Einbau-

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stelle zu einer anderen vom System abzulassen oder Luft für andere nützliche Zwecke, etwa zum Antrieb luftbetriebener Werkzeuge, Schraubenschlüssel etc., zu benutzen.

Falls erwünscht, könnte ein Ventil 87 zwischen dem Luftbehälter und dem Punkt in die Leitung 86 gesetzt werden, an dem die Prüfleitung 89 mit der Leitung 86 verbunden ist, während in ähnlicher Weise ein Ventil 81 nahe dem" oberen Ende des Luftbehälters in der Leitung 52b vorgesehen werden könnte. Die Ventile 87 und 81 können dann geschlossen werden, um den Luftdruck im Luftbehälter 482 zu isolieren, wenn dies erwünscht ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei der Vorrichtung von Fig. oder der Vorrichtung von Fig. 2 der Motor 56 bzw» 88 jede beliebige Antriebsmaschine wie ein Elektromotor, ein Verbrennungsmotor oder ähnliches sein kann.

Da die im Akkumulator oderim Luftbehälter gespeicherte Energie bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen auf die Oberseiten der Kolben in den Zylindern einwirken kann, um diese nach unten vorzuspannen, so daß das Rohr gegen den Druck im Bohrloch eingebaut werden kann,, wird die Abwärtsbewegung des Rohrs mittels der Bremse des Hebewerks gesteuert. Der Bremsbelag unterliegt daher einer starken Abnutzung. Aus diesem Grund mag es erwünscht sein, die Abwärtsbewegung des Rohrs etwa dadurch zu steuern, daß eine Drosselung in die in die oberen Enden der Zylinder führende Fluidleitung eingeschaltet wird. Es kann weiterhin erwünscht sein, die Drosselung bei der Aufwärtsbewegung der Kolben zu beseitigen. In ähnlicher Weise kann es beim Ausbauten des Rohrs aus dem Bohrloch erwünscht sein, eine Drosselung im Kreis zu haben, wenn das Rohr nach oben bewegt wird, diese Drosselung jedoch zu beseitigen, wenn sich die Kolben nach unten bewegen.

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Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 gezeigt. In dieser Ansicht sind lediglich ein Zylinder und die erforderlichen hydraulischen Verbindungsteile in schematischer Form dargestellt. Obwohl ein hydraulischer Kreis gezeigt ist, könnte ebensogut ein pneumatischer Kreis gezeigt worden sein. Um das Rohr aus dem Bohrloch auszubauen, ist, wie dargestellt, ein Dreiwegeventil 92 so angeordnet, daß Hydraulikflüssigkeit vom Akkumulator 34 frei durch das Ventil 92, hinter das Rückschlagventil 96 der Zweigleitung 95 und in das obere Ende des Zylinders fließen kann. Dort wirkt sie auf die Oberseite des Kolbens 46 ein, um diesen schnell und unabhängig von der Schwerkraft nach unten zu bewegen und dan Flaschenzugblock und die bewegliche Einrichtung sowie die bewegliche Greifeinrichtung langsam nach unten zu bringen. Nachdem der Kolben seine untere Stellung erreicht hat, wird das Rohr durch Einschalten des Hebewerks nach oben gezogen. Wenn die Flüssigkeit oberhalb des Kolbens im Zylinder zum Akkumulator 34 zurückfließt, kann sie nicht durch das Rückschlagventil 96, sondern muß durch die justierbare Öffnung oder Drosselung 91 und das Ventil 92 zum Akkumulator laufen. Die Drosselung 91 kann so eingestellt werden, daß sich das Rohr mit einer gewünschten Geschwindigkeit bewegt.

Wenn im entgegengesetzten aber ähnlichen Fall es erwünscht ist, das Rohr in das Bohrloch einzubauen, wird das Ventil 92 in eine andere Stellung gebracht, d.h. sein Absperrorgan oder Hahn wird um 18o gedreht.Wenn sich das Ventil in dieser Stellung befindet, kann die Flüssigkeit vom Akkumulator 34 durch das Ventil 92 und durch die Drosselung 91 in den Zylinder oberhalb des Kolbens 46 fließen, wobei sich das Rohr, weil die Flüssigkeit durch die Drosselung 91 fließt, nur so schnell nach unten bewegt, wie der gedrosselte Flüssigkeits-

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strom dies zuläßt. Die Drosselung ist natürlich einstellbar, so daß die Abwärtsbewegung des Kolbens in genauem Maß gesteuert werden kann. Wenn der Kolben dann für einen weiteren Hub nach oben bewegt wird, läuft die Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 94 in der Zweigleitung 9 3 und durch das Ventil 92 zurück zum Akkumulator 34. Die Flüssigkeit kann in beiden Richtungen durch die Drosselung fließen.

In einigen Fällen mag es erwünscht sein, zwei einstellbare Drosselungen im Kreis vorzusehen, so daß die Aufwärts- und die Abwärtsbewegung des Kolbens im Zylinder unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gesteuert v/erden können. Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt. In diesem Fall sind zwei Rückschlagventile und zwei Drosselungen vorgesehen.

Wenn das Rohr aus dem Bohrloch ausgebaut wird, wird das Dreiwegeventil 1o8 so eingestellt, wie dies dargestellt ist, so daß Flüssigkeit vom Akkumulator 34 frei durch die Leitung 52, das Ventil 1o8 und hinter das Rückschlagventil 1o6 sowie durch die einstellbare Drosselung 1o7 in den Zylinder 45 oberhalb des Kolbens 46 fließen kann. Hierbei wird die Abwärtsbewegung des Kolbens nicht verzögert. Wenn dann das Rohr aus dem Bohrloch heraus nach oben bewegt wird, fließt die Flüssigkeit vom oberen Ende des Zylinders zurück zum Akkumulator und muß allein durch die Drosselung 1o7 fließen, da das Rückschlagventil 1o6 nun geschlossen ist. Die Drosselung 1o.7 wird so eingestellt, bis sich das Rohr mit der gewünschten Geschwindigkeit nach oben bewegt.

Wenn das Rohr in das Bohrloch eingebracht wird, wird das Zweiwegeventil 1o8 um 9o° gedreht, so daß die Flüssigkeit vom Akkumulator 34 durch das Zweiwegeventil 1o8 und durch die einstellbare Drosselung 1o4 zur Leitung 52 und zum oberen Ende

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des Zylinders fließen kann, um den Kolben nach unten zu bewegen. Die Drosselung 1o4 wird eingestellt, bis sich der Kolben mit der gewünschten Geschwindigkeit nach unten bewegt. Wenn sich der Kolben nach oben bewegt, öffnet sich das Rückschlagventil 1o5, so daß die Flüssigkeit sowohl durch dieses als auch durch die Drosselung 1o4 fließen kann.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung wird das Ventil 1o8 zum Einbringen des Rohrs in das Bohrloch in eine Stellung und zum Rausholen des Rohrs aus dem Bohrloch in eine andere Stellung gebracht, wobei die Geschwindigkeit des Rohrs in jeder der beiden Stellungen von der vorjustierten Öffnung oder Drosselung gesteuert wird.

Bei den Vorrichtungen der Fig. 3 und 4 kann also die Bewegungsgeschwindigkeit des Rohrs bei der Bewegung in das Bohrloch oder aus dem Bohrloch heraus dadurch gesteuert werden, daß eine justierbare Öffnung in der Hydraulikkreisanordnung eingestellt wird. Wenn es erwünscht ist, lediglich die Abwärtsbewegung des Rohrs zu steuern, dann kann dies auf anderem Wege erfolgen,

Dieser andere Weg ist in Fig. 5 dargestellt. Während in den vorangegangenen Ausführungsformen der Zylinder mit einem Durchlaß wie dem Durchlaß 45a versehen ist, der die Entlüftung für den Zylinder darstellt, wenn sich der Kolben in diesem nach oben oder nach unten bewegt, ist das untere Ende des Zylinders bei der Vorrichtung von Fig. 5 über eine Leitung 1o9 mit einem Tank oder Behälter 111 verbunden. Das untere Ende des Zylinders ist mit Flüssigkeit gefüllt, die in den Tank gedrückt wird, wenn sich der Kolben im Zylinder nach unten bG-wegt, und die aus dem Tank in das untere Ende des Zylinders fließt, wenn sich der Kolben im Zylinder nach oben bewegt. Ein Rückschlagventil 112 ist in die Leitung 1o9 eingesetzt, so daß

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Flüssigkeit während der Aufwärtsbewegung des Kolbens im Zylinder frei vom Tank in den Zylinder fließen kann. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens im Zylinder schließt sich das Rückschlagventil jedoch, und die Flüssigkeit muß durch die Zweigleitung 113 und die in dieser befindliche einstellbare Öffnung 114 fließen. Diese Öffnung 114 kann so eingestellt werden, daß die Abwärtsbewegung des Kolbens im Zylinder auf eine gewünschte Geschwindigkeit gesteuert wird. Wenn also das Rohr in das Bohrloch eingebracht wird, wobei es mittels der im Akkumulator oder im Luftbehälter gespeicherten Energie nach unten in das Bohrloch hineingedrückt wird,- wird das Bremssystem des Hebewerks geschont, indem der Ölfluß durch die öffnung 114 die Abwärtsgeschwindigkeit des Rohrs in das Bohrloch steuern kann; dabei kann sich der Kolben dennoch, wenn der Flaschenzugblock angehoben wird, frei nach oben bewegen, weil die Flüssigkeit frei vom Tank durch das offene Rückschlagventil 112 zum Zylinder fließen kann.

Jede der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Vorrichtungen kann ohne einen herkömmlichen Turm benutzt werden, wenn eine hydraulische Einrichtung vorgesehen ist, um den Kolben in den Zylindern hochzuheben, anstelle diese , wie zuvor beschrieben, mit dem Hebewerk des Turms bzw. der Abspannung anzuheben. Demgemäß ist in Fig. 5 eine Antriebseinrichtung wie ein Motor 116 mit einer Pumpe 115 verbunden/ um diese zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit aus einem Tank 122 durch ein Einlaßrohr 117 anzutreiben; die Pumpe liefert die Hydraulikflüssigkeit in die Leitung 12o, die zu einem Dreiwegeventil 118 führt, das mit dem unteren Ende des Zylinders unterhalb des Kolbens 46 verbunden ist. Das Ventil 118 ist mit einem Abflußrohr 119 versehen, das sich in den Tank 122 öffnet und vorzugsweise zur Steuerung der hier hindurchströmenden Flußrate mit einer Drosselung wie einer einstellbaren Drosselung 121 versehen ist. Wenn sich das Dreiwege-

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ventil 118 in der dargestellten Stellung befindet, nimmt demzufolge die Pumpe Flüssigkeit vom Tank 122 auf und liefert sie in das untere Ende des Zylinders unterhalb des Kolbens, so daß der Kolben im Zylinder nach oben bewegt wird. Dies geschieht natürlich gegen die Kraft der im Akkumulator von Fig. 1 oder im Luftbehälter von Fig. 2 gespeicherten Energie. Wenn es erwünscht ist, den Kolben im Zylinder nach unten zu bewegen, wird das Dreiwegeventil 118 in seine andere Betriebsstellung gedreht, in der es den Zylinder mit dem Abflußrohr verbindet, so daß Flüssigkeit vom unteren Ende des Zylinders unterhalb des Kolbens durch das Ventil 118 und das Abflußrohr in den. Tank 122 abgelassen werden kann. Wenn der Kolben dann wieder nach oben bewegt werden soll, wird das Dreiwegeventil erneut in die in Fig. 6 gezeigte Stellung gedreht, woraufhin die Pumpe in der zuvor beschriebenen Weise Flüssigkeit in das untereEnde des Zylinders unterhalb des Kolbens 46 pumpen kann.

Falls erwünscht, kann ein Rückschlagventil wie das Rückschlagventil 123 in der Leitung 12o zwischen der Pumpe 115 und dem Dreiwegeventil 118 vorgesehen werden, um einen Flüssigkeitsrückstrom zur Pumpe zu verhindern.

Es ist leicht einzusehen, daß, wenn ein Hydrauliksystem mit dem Zylinder 45 unterhalb des Kolbens 46 verbunden ist, wie dies in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, die Flüssigkeit die Zylinderwand schmiert und die Reibung zwischen dem Zylinder und dem Kolben verringert. Wenn Öl anstelle von Luft oberhalb des Kolbens wie in den Fig. 1, 3 und 4 verwendet wird, sollte die Schmierung des Zylinders kein Problem sein.

Bei einem Vergleich mit der herkömmlichen Methode, Rohr in ein Bohrloch unter Druck einzubringen, sieht man leicht, daß mit dem oben offenbarten Vorgehen ein neues System geschaffen wurde, um Rohr in ein Bohrloch hinein oder aus ihm herauszubewegen.

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In jedem der Hydraulikkreise und insbesondere in jenen Kreisen, bei denen eine Drosselung verwendet wird, kann eine erhebliche Wärme insbesondere dann erzeugt werden, wenn die Flüssigkeitsdrücke und die Differenzdrücke groß sind. In solchen Fällen kann es günstig sein, Einrichtungen zum Abführen dieser Wärme zum Kühlen des Öls vorzusehen. Alternativ könnten größere Ölmengen verwendet werden, um eine Überhitzung des Öls zu vermeiden.

Es wurde gezeigt, daß die von einer Kolben-Zylinder-Anordnung ausgeführte Arbeit/schneller bewerkstelligt v/erden kann, wenn eine solche Kolben-Zylinder-Anordnung in der hier offenbarten Weise betrieben wird. Es wurde weiter gezeigt, daß die Bewegung eines solchen Kolbens auf ein annehmbares Maß gesteuert werden kann und daß bei Verwendung einer solchen Anordnung zum Rohrein- und -ausbau in oder aus einem Bohrloch in Verbindung mit einem herkömmlichen Turm die Abnutzung des Bremssystems des Turms minimal!siert wird. Es wurde auch gezeigt, daß die Vorrichtung es ermöglicht, einen Turm beim Rohreinbau in ein Bohrloch und beim Rohrausbau aus einem Bohrloch in herkömmlicher Weise zu betreiben, wodurch die Möglichkeit eines Unfalls verglichen mit dem ungewöhnlichen Turm- oder Abspannungsbetrieb, der bei der Verwendung einiger bekannter Ein-Ausbau-Vorrichtungen erforderlich ist, minimal wird.

Die hier offenbarte Kolben-Zylinder-Anordnung, bei der der Kolben von der im Akkumulator oder im Luftbehälter gespeicherten Energie konstant in einer Richtung vorgespannt wird und in der anderen Richtung von einer herkömmlichen Fluid-Druckeinrichtung beaufschlagt wird, sollte insbesondere für die Verwendung mit einer Leitungsvervielfältigungs-Anordnung (line multiplying arrangement) wie sie in der US-PS 3 719 238 offenbar ist, geeignet sein. Die Leitungsvervielfältigungs-

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Anordnung eignet sich in Verbindung mit dem Zylinder dazu, die Rohrhandhabungs- oder Greifeinrichtung mit größerer Geschwindigkeit zu bewegen, wodurch weiter nutzlose Zeit reduziert wird und der Wirkungsgrad und die Wirksamkeit der Ein-Ausbauvorrichtung erhöht wird.

Die vorangegangene Beschreibung der Erfindung ist als Beispiel gedacht und es sind verschiedene Änderungen in der Größe, der Form und Materialien sowie in den Einzelheiten des dargestellten Aufbaus möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Zusammengefaßt werden mit der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einbauen und Ausbauen von Rohren geschaffen, bei der als Antriebskraft zum Anheben der beweglichen Greifanordnung entweder das Hebewerk eines Turms oder Seilzugs oder eine Pumpe verwendet werden können. Die bewegliche Greifeinrichtung wird mittels einer gespeicherten Energie wie etwa in einem Akkumulator gespeichertem Druck nach unten bewegt. Die Geschwindigkeit der Bewegung der beweglichen Greifeinrichtung kann durch Steuerung einer Fluidströmung zu einer und von einer mit der beweglichen Greifeinrichtung gekoppelten Kolben-Zylinder-Anordnung gesteuert werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Einbringen und Rausholen von Rohren mit einer beweglichen Einrichtung und einer Halteeinrichtung, die relativ zueinader beweglich befestigt sind, mit Greifeinrichtungen auf jeder der beweglichen und der Halteeinrichtung zum selektiven Greifen eines Rohrs und mit einer Antriebseinrichtung zum Bewegen der beweglichen Einrichtung in einer Richtung, gekennzeichnet durch eine Akkumulatoreinrichtung (34) mit einer darin befindlichen Druckfüllung, durch eine Einrichtung zur Speicherung von unter Druck stehender Flüssigkeit in der Akkumulatoreinrichtung als Antwort auf die Bewegung der beweglichen Einrichtung (24) in der einen Richtung, durch eine Einrichtung, um die Antriebseinrichtung unwirksam zu machen und durch eine Einrichtung (44, 47; 45, 46) die auf die unter Druck stehende Flüssigkeit anspricht, um die bewegliche Einrichtung in die andere Richtung zu bewegen, nachdem die Antriebseinrichtung unwirksam gemacht wurde.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (35 bis 39, 41, 42) zum selektiven Auffüllen und Entlüften der Druckfüllung in der Akkumulatoreinrichtung (34).

3. Vorrichtung zum Einbringen und Rausholen von Rohren mit einer beweglichen Einrichtung und einer Halteeinrichtung, die in bezug zueinander beweglich befestigt sind, mit Greif-

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einrichtungen auf jeder der beweglichen und der Halteeinrichtung zum selektiven Greifen eines Rohrs, mit einer Antriebseinrichtung zum Bewegen der beweglichen Einrichtung in einer Richtung und mit einer Einrichtung, um die Antriebseinrichtung unwirksam zu machen, gekennzeichnet durch eine Quelle (82) von unter Druck stehendem Gas und durch eine Einrichtung (44, 45) die. auf das unter Druck stehende Gas anspricht, um die bewegliche Einrichtung (24) in der anderen Richtung zu bewegen, nachdem die Antriebseinrichtung (17) unwirksam gemacht wurde.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle ein Druckkessel (82) ist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den Kessel selektiv aufzufüllen oder zu entlüften. -

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß Antriebseinrichtungen (55 bis 57, 66, 73) für die Betätigung der Greifeinrichtungen (29, 31) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (17) das Hebewerk eines Bohrturms ist, mit dem die Vorrichtung gekoppelt ist. ^:

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der beweglichen Einrichtung (24) in Abhängigkeit von der Druckflüssigkeit im Akkumulator (34) bzw. dem Druck im Behälter (82) von den dem Hebewerk (17) zugeordneten Bremsen gesteuert wird.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Erdölbohrloch gekoppelt ist und daß die Summe aus der von der unter Druck stehenden Flüssigkeit bzw. dem unter Druck stehenden Gas aufgebrachten Kraft und der auf das Rohr einwirkenden Schwerkraft immer größer als irgendeine Kraft im Bohrloch ist, die das Rohr in Aufwärtsrichtung drückt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (91 bis 96; 112 bis 114; 115 bis 122) zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Einrichtung (24) wenigstens in einer Richtung.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (97, 99/ 1o1 bis 1o8) zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Einrichtung (24) in beiden Richtungen.

11. Vorrichtung zum Einbringen und Rausholen von Rohren mit einer beweglichen Einrichtung und einer Halteeinrichtung, die in bezug zueinander beweglich befestigt sind, mit Greifeinrichtungen auf jeder der beweglichen und der Halteeinrichtung zum selektiven Greifen eines Rohrs, mit einer Antriebseinrichtung zum Bewegen der beweglichen Einrichtung in wenigstens einer Richtung und mit einer Einrichtung, um die Antriebseinrichtung unwirksam zu machen, gekennzeichnet durch eine der beweglichen Einrichtung (24) zugeordnete Kolben-Zylinderanordnung (44, 47; 45, 46) von der der Kolben (46, 47) an der beweglichen Einrichtung angebracht ist, und durch eine Akkumulatorexnrichtung (34) mit einer daran befindlichen unter Druck gesetzten Flüssigkeit, die in Verbindung mit dem Zylinder steht, um die bewegliche Einrichtung in die andere Richtung zu drücken.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Steuerung (91 bis 96; 112 bis 114; 115 bis 112) zur Steuerung der Strömung der flüssigkeitsbeaufschlagten Flüssigkeit wenigstens in einer Richtung.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß ein variables. Ventil (91, 114) die Strömung der druckbeaufschlagten Flüssigkeit in wenigstens einer Richtung steuert und daß eine Bypassleitung mit einem in ihr befindlichen Rückschlagventil (94, 96; 112) das variable Ventil überbrückt und einen freien Flüssigkeitsstrom in der anderen Richtung zuläßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine variable Ventileinrichtung (91; 1o4, 1o7) die Strömung der druckbeaufschlagten Flüssigkeit in beiden Richtungen steuert, daß ein Paar von Bypassleitungen (93, 95; 1o1,1o2) die Ventileinrichtung überbrücken, daß Rückschlagventile (94, 96; 1o5, 1o6) in den Bypassleitungen eine Strömung nur in entgegengesetzten Richtungen zulassen und daß eine Ventileinrichtung (92, 1o8) vorgesehen ist, um die Strömung zwischen den beiden Bypassleitungen umzuschalten.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine Flüssigkeitsquelle (115, 116, 122) ist, die in Verbindung mit dem Zylinder (25) auf der anderen Seite des Kolbens (46) steht und daß eine Steuereinrichtung mit einem variablen Ventil (121) zur Regulierung der Flüssigkeitsströmung zwischen dem Zylinder und der Flüssigkeitsquelle vorgesehen ist.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsquelle mit dem Zylinder (45) auf der anderen Seite des Kolbens (46) verbunden ist und daß eine Steuereinrichtung einschließlich eines variablen Ventils zur Regulierung der Strömung in dem Zylinder und der Flüssigkeitsquelle vorgesehen ist.

17. Verfahren zum Einbringen und Rausholen von Rohren mit einer beweglichen Einrichtung und einer Halteeinrichtung, die jede mit einer selektiven Greifeinrichtung versehen sind und in bezug zueinander beweglich befestigt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegliche Einrichtung (2 4) konstant mit einer sie in Richtung auf die Halteeinrichtung (25) drängenden Kraft beaufschlagt wird und daß abwechselnd eine Kraft, die größer als die konstant einwirkende Kraft ist und die bewegliche Einrichtung von der Halteeinrichtung wegdrängt, an die erstere angelegt und entfernt wird, um die bewegliche Einrichtung hin- und herzubewegen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrate der beweglichen Einrichtung (24) wenigstens in einer Richtung gesteuert wird.

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