DE9408941U1 - Holding device for supporting drill pipes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Abstützen von Bohrrohren auf einer Bohrlafette, auf der ein Drehantrieb längsverschiebbar angebracht ist.The invention relates to a holding device for supporting drill pipes on a drill carriage on which a rotary drive is mounted so as to be longitudinally displaceable.
Bohrvorrichtungen zum Durchführen von Erdbohrungen haben eine langgestreckte Lafette, auf der ein Vorschubschlitten verfahrbar ist, der einen Drehantrieb trägt. Im Zuge des Bohrfortschritts ist es erforderlich, an das rückwärtige Ende des Bohrstrangs ein neues Bohrrohr anzuschließen. Um das neue Bohrrohr auf der Lafette abzustützen, werden sogenannte Lynetten benutzt, die an der Bohrlafette befestigt sind und das Rohr in Ausrichtung mit der Achse des Drehantriebs unterstützen. Der Drehantrieb kann dann mit dem rückwärtigen Ende des Bohrrohrs verbunden werden, um das Bohrrohr drehend anzutreiben, so daß das Gewinde am vorderen Ende des Bohrrohrs mit dem rückwärtigen Bohrrohr des Bohrstranges verschraubt wird. Ein Problem besteht darin, dieDrilling devices for drilling into the ground have an elongated carriage on which a feed carriage can be moved, which carries a rotary drive. As the drilling progresses, it is necessary to connect a new drill pipe to the rear end of the drill string. In order to support the new drill pipe on the carriage, so-called lynettes are used, which are attached to the drilling carriage and support the pipe in alignment with the axis of the rotary drive. The rotary drive can then be connected to the rear end of the drill pipe to drive the drill pipe in rotation, so that the thread on the front end of the drill pipe is screwed to the rear drill pipe of the drill string. One problem is to
Telefon: (02 21)131041 Telex: 888 23&Ogr;7 dopa d Telefax: (02 21)134297 (OS 21) 13 48 81 Telegramm: Dompatent KölnTelephone: (02 21)131041 Telex: 888 23&Ogr;7 dopa d Telefax: (02 21)134297 (OS 21) 13 48 81 Telegram: Dompatent Köln
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Lynette an der Bohrlafette so anzubringen, daß sie die Bewegung des Vorschubschlittens nicht behindert. Es ist bekannt, eine Lynette im Mittelbereich des Querschnitts der Bohrlafette anzuordnen. Eine derartige Lynette weist einen Schwenkarm auf, der um eine quer zur Vorschubrichtung verlaufende Achse schwenkbar ist. Diese Konstruktion erfordert aber eine Bohrlafette von erheblicher Breite und entsprechend hohe Maße.Lynette is to be attached to the drilling carriage in such a way that it does not hinder the movement of the feed carriage. It is known to arrange a lynette in the middle area of the cross-section of the drilling carriage. Such a lynette has a swivel arm that can be swiveled around an axis running transversely to the feed direction. However, this design requires a drilling carriage of considerable width and correspondingly large dimensions.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung zum Abstützen von Bohrrohren zu schaffen, die auch bei Bohrlafetten geringer Breite anwendbar ist.The invention is based on the object of creating a holding device for supporting drill pipes, which can also be used with drill rigs of small width.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention with the features of claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist der Schwenkarm der Lynette um eine parallel zur Längsrichtung der Lafette verlaufende Achse schwenkbar, die seitlich neben der Lafette angeordnet ist, so daß der Schwenkarm seitlich in den Rohrtragbereich eingeschwenkt wird. Damit das am Schwenkarm angebrachte Rohrauflager nicht mit dem Rohr kollidiert, wenn dieses an dem Drehantrieb befestigt ist, ist das Rohrauflager an dem Schwenkarm zwischen einer Arbeitsposition und einer Rückzugsposition bewegbar. Diese Bewegung des Rohrauflagers ist in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Schwenkarms gesteuert. Das Rohrauflager nimmt seine Arbeitsposition erst dann ein, wenn der Schwenkarm die Rohrtragposition mindestens annähernd erreicht hat. Auf diese Weise ist es möglich, nachdem das Rohr an dem Drehantrieb befestigt worden ist, den SchwenkarmIn the holding device according to the invention, the swivel arm of the Lynette can be swiveled about an axis that runs parallel to the longitudinal direction of the carriage and is arranged to the side of the carriage, so that the swivel arm is swiveled laterally into the pipe support area. So that the pipe support attached to the swivel arm does not collide with the pipe when it is attached to the rotary drive, the pipe support on the swivel arm can be moved between a working position and a retracted position. This movement of the pipe support is controlled depending on the swivel movement of the swivel arm. The pipe support only assumes its working position when the swivel arm has at least approximately reached the pipe support position. In this way, it is possible, after the pipe has been attached to the rotary drive, to move the swivel arm
seitlich von dem Rohr abzuschwenken, ohne daß das Rohrauflager mit dem Rohr kollidiert. Wenn das Rohr von dem Rohrstrang gelöst werden soll, wird der Schwenkarm in die Rohrtragposition geschwenkt, während sich das Rohrauflager in der Rückzugsposition befindet. Erst wenn der Schwenkarm die Rohrtragposition im wesentlichen erreicht hat, wird das Rohrauflager in die Arbeitsposition gebracht, in der es das Rohr abstützen kann.to swing sideways away from the pipe without the pipe support colliding with the pipe. If the pipe is to be released from the pipe string, the swivel arm is swiveled into the pipe support position while the pipe support is in the retracted position. Only when the swivel arm has essentially reached the pipe support position is the pipe support brought into the working position in which it can support the pipe.
Die Bewegung des Rohrauflagers am Schwenkarm kann entweder eine Schwenkbewegung oder eine Linearbewegung oder eine durch eine Nockenbahn vorgegebene Bewegung sein. Wichtig ist, daß in der Rückzugsposition des Rohrauflagers der Radius des Schwenkarms nicht wesentlich vergrößert wird. Dagegen ist dieser Radius in der Arbeitsposition des Rohrauflagers so vergrößert, daß der Schwenkarm mit dem Rohrauflager das in Ausrichtung mit dem Drehantrieb befindliche Rohr untergreifen kann.The movement of the pipe support on the swivel arm can be either a swivel movement or a linear movement or a movement specified by a cam track. It is important that the radius of the swivel arm is not significantly increased in the retracted position of the pipe support. In contrast, this radius is increased in the working position of the pipe support so that the swivel arm with the pipe support can grip under the pipe that is in alignment with the rotary drive.
Bei der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung kann das Rohrauflager, das seitlich verschwenkt wird, eine relativ große Länge in Richtung der Rohrachse aufweisen. Auf diese Weise können auch Schneckenrohre definiert abgestützt werden. Bei einer größeren Länge des Rohrauflagers ist sichergestellt, daß das Rohrauflager immer außen an den Schneckengängen angreift, und nicht in die Schneckengänge eindringt.In the holding device according to the invention, the pipe support, which is pivoted sideways, can have a relatively large length in the direction of the pipe axis. In this way, screw pipes can also be supported in a defined manner. With a greater length of the pipe support, it is ensured that the pipe support always engages the outside of the screw threads and does not penetrate the screw threads.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Länge des Schwenkarms zur Anpassung an unterschiedliche Rohrdurchmesser oder Rohrpositionen nicht verändert werden muß. Es genügt vielmehr, das Rohrauflager auswechselbar zu machen, um es unterschiedlichen Rohrdurchmessern undAnother advantage is that the length of the swivel arm does not have to be changed to adapt to different pipe diameters or pipe positions. Rather, it is sufficient to make the pipe support interchangeable in order to adapt it to different pipe diameters and
Rohrpositionen anzupassen. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung ist einfach und wartungsfreundlich ausgebildet. Sie kann an jeder beliebigen Bohrlafette außen angebracht werden.Pipe positions can be adjusted. The holding device according to the invention is simple and easy to maintain. It can be attached to the outside of any drilling carriage.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein einziger Antrieb für den Schwenkarm und das Rohrauflager vorgesehen, wobei die Steuerung der Bewegung derart erfolgt, daß beim Einfahren des Schwenkarms in die Rohrtragposition zunächst noch keine Bewegung des Rohrauflagers relativ zum Schwenkarm erfolgt. Eine solche Bewegung wird erst durchgeführt, nachdem der Schwenkarm die Arbeitsposition erreicht hat. Diese Sequenz steuerung der Bewegungen von Schwenkarm und Rohrauflager erfolgt zweckmäßigerweise unter Verwendung einer Federvorrichtung, die das Rohrauflager in Richtung auf dessen Rückzugsposition vorspannt.According to an advantageous development of the invention, a single drive is provided for the swivel arm and the pipe support, whereby the movement is controlled in such a way that when the swivel arm is moved into the pipe support position, the pipe support initially does not move relative to the swivel arm. Such a movement is only carried out after the swivel arm has reached the working position. This sequence control of the movements of the swivel arm and pipe support is expediently carried out using a spring device that preloads the pipe support in the direction of its retracted position.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.In the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bohrlafette mit Haltevorrichtungen zum Abstützen von Rohren, die mit dem Bohrstrang verbunden werden sollen bzw. die von dem Bohrstrang entfernt werden sollen,Fig. 1 is a schematic side view of a drilling carriage with holding devices for supporting pipes that are to be connected to the drill string or that are to be removed from the drill string,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 in der Rohrtragposition undFig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1 in the pipe carrying position and
Fig. 3 die Stellung des Schwenkarms und des Rohrauflagers in der Rückzugsposition.Fig. 3 the position of the swivel arm and the pipe support in the retracted position.
Gemäß Fig. 1 ist eine langgestreckte Bohrlafette 10 vorgesehen, die eine Schienenführung für einen Vorschubschlitten 11 bildet, der längs der Lafette verfahrbar ist und von einem (nicht dargestellten) Vorschubantrieb angetrieben wird. Der Schlitten 11 trägt einen Drehantrieb 12, aus dem ein drehbar angetriebenes Kupplungsende 13 nach vorne, also in Richtung auf das Bohrloch, vorsteht. Dieses Kupplungsende 13 wird in das rückwärtige Ende eines Bohrstrangs 14 aus hintereinandergesetzten Bohrrohren eingeschraubt, um den Bohrstrang 14 zu drehen und ihn gleichzeitig in das Bohrloch hinein vorzuschieben.According to Fig. 1, an elongated drilling carriage 10 is provided, which forms a rail guide for a feed carriage 11, which can be moved along the carriage and is driven by a feed drive (not shown). The carriage 11 carries a rotary drive 12, from which a rotatably driven coupling end 13 protrudes forwards, i.e. in the direction of the borehole. This coupling end 13 is screwed into the rear end of a drill string 14 made up of drill pipes placed one behind the other, in order to rotate the drill string 14 and at the same time push it forwards into the borehole.
Am vorderen Ende der Bohrlafette 10 befindet sich eine Anbohrführung 15, die den Bohrstrang 14 zentriert und abstützt. Kurz hinter der Anbohrführung 15 ist eine Lösevorrichtung 16 angebracht, die zwei hydraulisch betätigte Klemmbacken aufweist, die von entgegengesetzten Seiten her an dem Bohrstrang 14 angreifen können, um diesen gegen Verdrehung festzuklemmen.At the front end of the drilling carriage 10 there is a drilling guide 15 which centers and supports the drill string 14. Just behind the drilling guide 15 there is a release device 16 which has two hydraulically operated clamping jaws which can grip the drill string 14 from opposite sides in order to clamp it against rotation.
In Fig. 1 ist der Zustand dargestellt, in dem der Bohrstrang 14 von dem Drehantrieb 12 so weit wie möglich vorgeschoben wurde, wonach der Drehantrieb 12 in seine Rückzugsposition gefahren wurde. In dieser Situation wird ein weiteres Bohrrohr 17 hinter den Bohrstrang 14 gesetzt. Dieses Bohrrohr 17 wird auf der Lafette 10 mit Lynetten 18 gehalten, so daß seine Achse in Ausrichtung mit derjenigen des Kupplungsendes 13 und derjenigen des Bohrstranges 14 liegt. Dann wird das Kupplungsende 13Fig. 1 shows the state in which the drill string 14 has been advanced as far as possible by the rotary drive 12, after which the rotary drive 12 has been moved into its retraction position. In this situation, another drill pipe 17 is placed behind the drill string 14. This drill pipe 17 is held on the carriage 10 with lynettes 18 so that its axis is in alignment with that of the coupling end 13 and that of the drill string 14. The coupling end 13 is then
des Drehantriebs 12 in ein Gewinde am rückwärtigen Ende des Rohres 17 eingeschraubt und das Bohrrohr 17 wird unter Drehung vorgeschoben, um an das rückwärtige Ende des gegen Drehung festgehaltenen Bohrstranges 14 angeschraubt zu werden.of the rotary drive 12 is screwed into a thread at the rear end of the pipe 17 and the drill pipe 17 is advanced while rotating in order to be screwed onto the rear end of the drill string 14 which is held against rotation.
Gemäß Fig. 2 weist die Bohrlafette 10 zwei senkrechtstehende, mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander angeordnete Balken 20,21 auf, deren obere Enden nach außen abstehende Führungsschienen 22 zur Führung des Schlittens 11 bilden. Von dem einen Balken 20 steht nach außen hin der Ausleger 23 der Lynette 18 ab. An dem Ende des Auslegers 2 3 ist über einen Gelenk 24 der Schwenkarm 25 angelenkt, der langer ist als der Ausleger 23. Der Schwenkarm 25 hat eine solche Länge, daß sein freies Ende kurz vor dem Rohr 17 endet, wenn sich der Schwenkarm in der Rohrtragposition 25a befindet. Am freien Ende des Schwenkarms 25 ist über ein Gelenk 26 das Rohrauflager 27 angebracht. Das Rohrauflager ist ein zweiarmiger Hebel, dessen einer Hebelarm 271 eine Stützbacke bildet mit einer Mulde zum Aufnehmen des Bohrrohrs 17, während der von dem Gelenk 26 zur anderen Seite hin abstehende Hebelarm 272 einen Steuerarm bildet, an dem der Antrieb 28 angreift. Der Antrieb 28 besteht aus einem Linearantrieb, nämlich einer Kolben-Zylinder-Einheit, deren eines Ende über ein Gelenk 29 an dem Ausleger 23 angreift, und deren anderes Ende gelenkig mit dem Hebelarm 272 des Rohrauflagers 27 verbunden ist. Das Gelenk 2 9 hat von der Lafette 10 einen geringeren Abstand als das Gelenk 24, so daß der Antrieb 28 den Schwenkarm 25 kreuzt.According to Fig. 2, the drilling carriage 10 has two vertical beams 20, 21 arranged parallel to one another at a distance from one another, the upper ends of which form outwardly projecting guide rails 22 for guiding the carriage 11. The boom 23 of the Lynette 18 projects outward from one beam 20. The swivel arm 25, which is longer than the boom 23, is hinged to the end of the boom 23 via a joint 24. The swivel arm 25 is long enough that its free end ends just before the pipe 17 when the swivel arm is in the pipe-carrying position 25a. The pipe support 27 is attached to the free end of the swivel arm 25 via a joint 26. The pipe support is a two-armed lever, one lever arm 271 of which forms a support jaw with a recess for receiving the drill pipe 17, while the lever arm 272 protruding from the joint 26 to the other side forms a control arm on which the drive 28 engages. The drive 28 consists of a linear drive, namely a piston-cylinder unit, one end of which engages the boom 23 via a joint 29, and the other end of which is connected in an articulated manner to the lever arm 272 of the pipe support 27. The joint 29 is closer to the carriage 10 than the joint 24, so that the drive 28 crosses the swivel arm 25.
An dem Schwenkarm 25 ist eine Feder 30 befestigt, deren anderes Ende an dem ersten Hebelarm 271 des Rohrauflagers 27 angreift und das Rohrauflager in eine Position zieht, in der der Hebelarm 271 im wesentlichen rechtwinklig von dem Schwenkarm 25 abgewinkelt ist, so daß bei einer Verschwenkung des Schwenkarms 25 um das Gelenk 24 herum der Radius des größten Kreises, den das Rohrauflager 27 beschreibt, nicht größer ist als die Länge des Schwenkarms 25.A spring 30 is attached to the swivel arm 25, the other end of which engages the first lever arm 271 of the pipe support 27 and pulls the pipe support into a position in which the lever arm 271 is bent essentially at a right angle from the swivel arm 25, so that when the swivel arm 25 is swiveled around the joint 24, the radius of the largest circle that the pipe support 27 describes is not greater than the length of the swivel arm 25.
Bei ausgefahrenem Antrieb 28 befindet sich der Schwenkarm 25 in seiner Rückzugsposition 25b, wobei das Rohrauflager 2 7 sich, in bezug auf den Schwenkarm 25, ebenfalls in seiner Rückzugsposition 27b befindet. Wird der Antrieb 2 8 eingefahren, d.h. die Kolbenstange in den Zylinder eingezogen, wird der Schwenkarm 25 um das Gelenk 24 verschwenkt, bis er die Rohrtragposition 25a einnimmt, in der er gegen das Bohrrohr 17 gerichtet ist. An dem Ausleger 23 ist ein einstellbarer Anschlag 31 vorgesehen, gegen den der Schwenkarm in der Rohrtragposition 25a stößt. Das Schwenken des Schwenkarms 25 erfolgt mit einer Kraft, die kleiner ist als die Vorspannkraft der Feder 30. Daher verbleibt das Rohrauflager 27 in seiner Rückzugsposition 27b. Wenn der Schwenkarm 25 gegen den Anschlag 31 gestoßen ist, wird bei einem weiteren Zusammenziehen des Antriebs 28 das Rohrauflager 27 um das Gelenk 26 herum verschwenkt, wobei die Feder 30 gedehnt wird. Auf diese Weise erreicht das Rohrauflager 27 die Arbeitsposition 27a, in der es das Bohrrohr 17 abstützt. Diese Arbeitsposition wird durch einen Anschlag definiert, der die Endposition des Rohrauflagers in bezug auf den Schwenkarm 25 bestimmt. Wenn sich der Schwenkarm 25 in der Rohrtrag-When the drive 28 is extended, the swivel arm 25 is in its retracted position 25b, with the pipe support 27 also being in its retracted position 27b with respect to the swivel arm 25. If the drive 28 is retracted, i.e. the piston rod is drawn into the cylinder, the swivel arm 25 is swiveled about the joint 24 until it assumes the pipe-carrying position 25a, in which it is directed against the drill pipe 17. An adjustable stop 31 is provided on the boom 23, against which the swivel arm hits in the pipe-carrying position 25a. The swivel arm 25 is swiveled with a force that is less than the preload force of the spring 30. Therefore, the pipe support 27 remains in its retracted position 27b. When the swivel arm 25 has hit the stop 31, if the drive 28 is further contracted, the pipe support 27 is swiveled around the joint 26, whereby the spring 30 is stretched. In this way, the pipe support 27 reaches the working position 27a in which it supports the drill pipe 17. This working position is defined by a stop which determines the end position of the pipe support in relation to the swivel arm 25. When the swivel arm 25 is in the pipe support position,
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position 25a und das Rohrauflager in der Arbeitsposition 27a befinden, untergreift das Rohrauflager 27 das Bohrrohr 17. In diesem Zustand wird das Bohrrohr abgestützt, um es an den Bohrstrang anzuschrauben oder es von diesem abzuschrauben.position 25a and the pipe support is in the working position 27a, the pipe support 27 engages under the drill pipe 17. In this state, the drill pipe is supported in order to screw it onto or unscrew it from the drill string.
Man erkennt, daß der Schwenkarm 25 nicht bis an das Rohr 17 heranreicht, und daß das Rohrauflager 27 in der Rückzugsposition ebenfalls nicht bis an das Rohr heranreicht, wohl aber in der Arbeitsposition. Es ist daher möglich, nach der Montage des Bohrrohrs 17 das Rohrauflager 27 in die Rückzugsposition zu verschwenken und anschließend den Schwenkarm 25 zusammen mit dem Rohrauflager 27 zur Seite zu schwenken in eine Position, in der er nicht in den Vorschubweg des Schlittens 11 bzw. des Drehantriebs 12 hineinragt.It can be seen that the swivel arm 25 does not reach as far as the pipe 17 and that the pipe support 27 does not reach as far as the pipe in the retraction position either, but does in the working position. It is therefore possible after mounting the drill pipe 17 to swivel the pipe support 27 into the retraction position and then to swivel the swivel arm 25 together with the pipe support 27 to the side into a position in which it does not protrude into the feed path of the carriage 11 or the rotary drive 12.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0685631A1 (en) | 1995-12-06 |
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| EP0685631B1 (en) | 1998-10-07 |
| DE59503829D1 (en) | 1998-11-12 |
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