WO2019011657A1 - Universal joint for use in a drilling device, and drilling device - Google Patents

Universal joint for use in a drilling device, and drilling device Download PDF

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WO2019011657A1
WO2019011657A1 PCT/EP2018/067376 EP2018067376W WO2019011657A1 WO 2019011657 A1 WO2019011657 A1 WO 2019011657A1 EP 2018067376 W EP2018067376 W EP 2018067376W WO 2019011657 A1 WO2019011657 A1 WO 2019011657A1
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universal joint
piston
cylinder chamber
pressure
cylinder
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PCT/EP2018/067376
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Inventor
Torsten KLEINEN
Roman Jansen
Original Assignee
Mhwirth Gmbh
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/42—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with ring-shaped intermediate member provided with bearings or inwardly-directed trunnions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/09—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods specially adapted for drilling underwater formations from a floating support using heave compensators supporting the drill string

Definitions

  • the invention relates to a universal joint for use in a drilling device, with a cross piece, with a first flange piece, which is pivotally connected to the cross piece about a first axis, and with a second flange piece which is about a second, the first axis at right angles crossing axis. se is connected to the cross piece.
  • the invention also relates to a drilling apparatus having a first and second end drill string segment, the first end connected to one of the first and second flange pieces of a first universal joint, and the second end to one of the first and second flange pieces a second universal joint is connected.
  • Universal joints of the type mentioned are known in many embodiments. Also referred to as “cardan joints", they are often used to connect two non-aligned shafts and are thus also used in drilling devices in which, for example, a drill string which is not in alignment with the feed direction of a power rotary head provided for its rotary drive is to be driven.
  • card joints are often used to connect two non-aligned shafts and are thus also used in drilling devices in which, for example, a drill string which is not in alignment with the feed direction of a power rotary head provided for its rotary drive is to be driven.
  • a classic universal joint with a cross piece and two pivotally mounted thereon pipe sections known.
  • For fluidic connection of the two pipe sections extending through the crosspiece flexible pipe is provided.
  • an offset or offset can be formed by means of a hydraulic control on one of the two pipe sections.
  • a stabilizing device also called “stabilizer beam” is provided between the lower and the upper universal joint, which is connected to the drill string segment located between the lower and the upper universal joint. ment cooperates and limited its deflection from the direction of advance.
  • the invention is therefore based on the object to provide a universal joint, by means of which a drilling device with a first and second end having Bohrstrangsegment, wherein the first end with a first universal joint and the second end is connected to a second universal joint, in terms of their functionality and To improve manufacturability.
  • the universal joint comprises at least a first piston / cylinder unit, which is articulated with a first end to the crosspiece and with the second end to the first flange piece.
  • the first piston / cylinder unit comprises a first and a second cylinder chamber.
  • the cylinder of the first piston / cylinder unit is in other words divided into a first and a second cylinder chamber, for which purpose preferably a partition wall is provided in the cylinder.
  • the partition wall is preferably arranged such that the first and the second cylinder chamber have the same cylinder volume.
  • a first piston is provided with a first piston rod protruding from an end face of the first cylinder chamber and forming the first end hinged to the crosspiece.
  • a second piston with a second piston rod, which consists of a second end face of the second cylinder chamber, the first th end face of the first cylinder chamber opposite, protrudes and the second, hinged to the first flange piece end provided.
  • Such a trained universal joint is characterized inter alia by the fact that it either - within the scope of the maximum piston stroke - freely movable or lockable in three fixed predetermined angular positions about the first axis: a) If the first and second cylinder chambers are held without pressure, that is Universal joint freely pivotable about the first axis. b) If the one cylinder chamber is pressurized so that the piston is completely displaced in the position in which the associated piston rod is in its retracted position, but at the same time the other piston in the position in which the
  • Piston rod is in its maximum extended position
  • the universal joint is locked in an intermediate position about the first axis.
  • the intermediate position can bring about a defined center position of the first flange piece to the crosspiece.
  • the universal joint can be pivoted in a direction of rotation and locked in a first angular position by the piston, whose piston rod was initially in the retracted position, is displaced in such a way that the piston rod is in a fully extended position
  • the universal joint can be locked in reverse rotation in a second angular position by shifting from the intermediate position of the pistons, the piston rod of which is in the extended position, to the piston rod then in its retracted position.
  • a second piston / cylinder unit is provided, which is articulated with a first end on the crosspiece and with a second end on the second flange piece.
  • the second piston / cylinder unit comprises a first and a second cylinder chamber, wherein the two cylinder chambers again preferably have equal volumes, which can be accomplished, for example, by means of a partition in the cylinder of the piston-cylinder unit.
  • a first piston is provided with a first piston rod protruding from an end face of the first cylinder chamber and forming the first end hinged to the crosspiece.
  • a second piston with a second piston rod which protrudes from a second end face of the second cylinder chamber, which faces the first end side of the first cylinder chamber, and the second, hinged to the second flange piece end provided.
  • the second piston / cylinder unit is identical to the first piston / cylinder unit. If the piston / cylinder units are of hydraulically actuated design, then the universal joint according to the invention can be firmly locked about the respective axis since hydraulic fluid is virtually incompressible.
  • the torque which then has to be applied to the universal joint about the respective axis in order to overcome the lock, then depends substantially on the pressure under which the hydraulic fluid is located, the piston surfaces and the lever ratios under which the piston / cylinder unit on the crosspiece and hinged to the flange piece, from.
  • the pressure connections are therefore preferably designed as hydraulic connections. It is particularly preferred if the first cylinder chamber comprises a first pressure port and the second cylinder chamber comprises a second pressure port, wherein either the first pressure port piston rod side and the second pressure port on the piston bottom side, or the first pressure port piston bottom side and the second pressure port piston rod side in the respective cylinder chamber opens.
  • the first cylinder chamber may comprise a first pneumatic connection and the second cylinder chamber a second pneumatic connection, the pneumatic connection opening into the respective cylinder chamber on the piston bottom side, if the pressure connection is on the piston rod side in this cylinder chamber flows, and vice versa.
  • the two pistons are double-acting, with one side hydraulic, acting on the other side pneumatic pressure.
  • the pistons can be subjected to a pneumatic pressure acting against the pressure connections, which reduces the torque required for overcoming the locking of the universal joint about the respective axis - hereinafter also referred to as "breakaway torque" for short the respective pistons are actively displaced by application of pneumatic pressure when the force acting on the piston by the pneumatic pressure exceeds the pressure acting on its opposite side.
  • the first and the second universal joint is formed according to the invention.
  • the essential advantage that can be achieved with a drilling device designed in this way is that by selectively loading the first and / or the second universal joint with pressure, the drill string segment can be selectively attached to the components flanged to its first and / or second end, such as a rotary drive or a coupling device Coupling further drill string segments, aligned or locked in a predetermined angular position or are releasable.
  • the drilling device may in particular be a vertical drilling device carried by a floating platform.
  • the first universal joint may form the connection of the upper end of the drill string segment with a power rotary head and the second universal joint the connection of the lower end of the drill string segment with a coupling device for coupling further drill string segments which can be driven into the ground.
  • the two universal joints can be locked or released as needed within a very short time.
  • the boring bar segment flanged to the power turret by means of the upper universal joint can be locked against oscillation if, for example, a coupling device hinged to the lower end by means of a second universal joint , vorauokbbares drill string segment to be postponed.
  • the lower universal joint can be locked in a corresponding manner.
  • a preferred development of the drilling device according to the invention therefore comprises a pressure system, preferably a hydraulic system, with which the pressure connections of the upper universal joint can be subjected to a higher pressure than the pressure connections of the lower universal joint. Since, as explained above, the breakaway torque of the universal joint is dependent on the pressure with which the piston / cylinder units are subjected, it is easily possible due to this configuration to adapt the breakaway torques of the upper and lower universal joint to the respective requirements.
  • the hydraulic system of the drilling device preferably comprises a single hydraulic source.
  • a high pressure hydraulic accumulator and parallel to the hydraulic connections of the lower universal joint, a low pressure hydraulic accumulator are provided, so that the height of the breakaway torque influencing hydraulic pressure at the upper universal joint is higher than at the lower universal joint.
  • the drilling device according to the invention has only a single compressed air source for providing compressed air to the pneumatic ports.
  • the invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawings. Show it :
  • Figure 1 is a side view of an embodiment of a drilling device according to the invention with aligned drill string.
  • Fig. 2 is a Fig. 1 corresponding representation of the same embodiment, but with the viewer's sense to the right deflected drill string;
  • Fig. 3 is a Fig. 1 corresponding representation of the same embodiment, but with the viewer's sense to the left deflected drill string;
  • FIG. 4 shows a detail of an assembly of the embodiment of the drilling device according to the invention according to FIG. 1, comprising an upper and a lower universal joint and an intermediate drill string segment;
  • FIG. 5 shows a view according to FIG. 4 from above;
  • FIG. 7 is a hydraulic diagram of the upper universal joint of FIGS. 1 to 4; FIG.
  • FIG. 8 is a hydraulic schematic diagram of the lower universal joint according to FIGS. 1 to 4; FIG.
  • FIG. 9 shows the hydraulic diagram of the embodiment shown in FIG. 7 left shown first and second piston / cylinder units enlarged
  • FIG. 10 is a schematic sectional view through an inventive universal joint in an intermediate position and 11 is a representation corresponding to FIG. 9 of the universal joint with a cross piece pivoted to the left about a first axis in the viewer's sense with respect to the upper flange piece.
  • the embodiment shown in FIG. 1 of a drilling device 100 according to the invention comprises an approximately vertical derrick 1, which is arranged on a floating platform 2. It comprises a rail arrangement 4 extending parallel to the advancing direction 3, along which a shaft movement compensation load bearing the drill string (also referred to as CGB (compensator guide beam)) 5 can be displaced in the direction of the arrow 6.
  • CGB drill guide beam
  • an assembly 7 is attached pointing downwards. It comprises a first universal joint 8, which here forms the upper universal joint, a second universal joint 9, which forms the lower universal joint, and a spacer tube 10, which connects the two universal joints 8, 9 with each other.
  • a power turret 25 and thereto a coupling device 11 are flanged for selectively attaching driveable and by means of the power rotary head 25 in rotation displaceable Bohrstrangsegmente.
  • the assembly 7 When using such a drilling device, it is regularly necessary, the assembly 7 in a predetermined orientation - for example, with the advancing direction 3 in alignment, as shown in FIG. 1 shown - to be able to lock. For example, this may be necessary if a drill string segment is to be added and coupled at the bottom to the coupling device 11 in the case of a derrick inclined or fluctuating from the vertical.
  • the first and second universal joints 8, 9 each have a crosspiece 12, a first flange piece 13 and a second flange piece 14.
  • the first flange piece 13 is pivotally connected to the crosspiece 12 about a first axis AI
  • the second flange piece 14 is pivotally connected about a second axis A2 crossing the first axis AI at right angles.
  • first piston / cylinder units 15 are provided. They are arranged symmetrically in the direction of the first axis and symmetrically perpendicular thereto. With first ends 16, the first piston / cylinder units 15 are articulated on the crosspiece 12, with second ends 17 on the first flange piece 13.
  • second piston / cylinder units 18 are also provided, which are arranged symmetrically in the direction of the second axis A2 and symmetrically perpendicular thereto. They are articulated with first ends 19 on the crosspiece 12 and with second ends 20 on the second flange piece 14 (see also Fig. 6).
  • the first piston / cylinder units 15 each have a first cylinder chamber 21 and a second cylinder chamber 22.
  • a first piston 23 with a first piston rod 24, which protrudes from an end face of the first cylinder chamber 21 and the first, hinged to the crosspiece 12 end provided in the first cylinder chamber 21, a second piston 26 with a second piston rod 27, which protrudes from a second end face of the second cylinder chamber 22, which is opposite the first end face of the first cylinder chamber 21, and forms the second end hinged to the first flange piece 13, intended.
  • the second piston / cylinder units 18 each have a first cylinder chamber 28 and a second cylinder chamber 29.
  • a second piston 32 is provided with a second piston rod 33 which protrudes from one end face of the first cylinder chamber 28 and the second, hinged to the second flange 14 end.
  • a first piston 30 is provided with a first piston rod 31, which protrudes from a second end face of the second cylinder chamber 29, which is opposite the first end face of the first cylinder chamber 28, and the first, hinged to the crosspiece 12 end forms.
  • the first and second cylinder chambers 21, 22; 28, 29 are each separated by a partition 34.
  • each first cylinder chamber 21, 28 comprises a first hydraulic connection 35, which opens into the respective cylinder chamber 21, 28 close to the dividing wall 34 on the piston bottom side.
  • the second cylinder chambers 22, 29, however, comprise a second hydraulic port 36, the piston rod side in the respective cylinder chamber 22, 29 near the end face, from which the respective piston rod emerges, opens. Since, in the embodiment shown in the drawing, all the pistons have the same strokes and the levers between the articulation points of the piston / cylinder units and the axles on both sides of each axis are the same, the two flange pieces 13, 14 in the in Fig.
  • first and second cylinder chambers 21, 22; 28, 29 pneumatic connections 38 to which a pneumatic line 39 is connected.
  • the pneumatic connections 38 open piston rod side into the first cylinder chambers 21, 28 near the end face, from which the respective piston rod outlet, and piston bottom side in the second cylinder chambers 22, 29 near the respective partition 34. Via the pneumatic line 39 can therefore be exerted in the cylinder chambers acting on the piston, pneumatic pressure, which counteracts the hydraulic pressure.
  • FIG. 7 shows the first universal joint 8 and FIG. 8 is to symbolize the second universal joint 9, parallel to the supply line 37 of the first universal joint 8 via a connection 40, a high pressure hydraulic accumulator 42, via a port 41 in the hydraulic line 37 of the second universal joint a low pressure hydraulic accumulator 43 connected in parallel. Due to this measure, the torque which is required to overcome the locking of the two universal joints 8, 9, also referred to as "breakaway torque" at the second (lower) universal joint 9 is lower than the upper universal joint 8.

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Abstract

The invention relates to a universal joint (8, 9) comprising a crosspiece (12), a first flange piece (13) which is connected to the crosspiece (12) so as to be pivotable about a first axis (A1), and a second flange piece (14) which is connected to the crosspiece (12) about a second axis (A2) crossing the first axis (A1) at a right angle, wherein first and second piston/cylinder units (15, 18) are provided, using which the universal joint (8, 9) can be locked selectively for pivoting about the first and second axes (A1, A2). The invention also relates to a drilling device (100) having such a universal joint (8, 9).

Description

Kreuzgelenk zum Einsatz in einer Bohreinrichtung sowie Bohreinrichtung  Universal joint for use in a drilling device and drilling device
Die Erfindung betrifft ein Kreuzgelenk zum Einsatz in einer Bohreinrichtung, mit einem Kreuzstück, mit einem ersten Flanschstück, das um eine erste Achse verschwenkbar mit dem Kreuzstück verbunden ist, und mit einem zweiten Flanschstück, das um eine zweite, die erste Achse rechtwinklig kreuzende Ach- se mit dem Kreuzstück verbunden ist. The invention relates to a universal joint for use in a drilling device, with a cross piece, with a first flange piece, which is pivotally connected to the cross piece about a first axis, and with a second flange piece which is about a second, the first axis at right angles crossing axis. se is connected to the cross piece.
Die Erfindung betrifft auch eine Bohreinrichtung, mit einem ein erstes und ein zweites Ende aufweisenden Bohrstrangsegment, wobei das erste Ende mit einem des ersten und des zweiten Flanschstücks eines ersten Kreuzgelenks ver- bunden ist, und das zweite Ende mit einem des ersten und des zweiten Flanschstücks eines zweiten Kreuzgelenks verbunden ist. The invention also relates to a drilling apparatus having a first and second end drill string segment, the first end connected to one of the first and second flange pieces of a first universal joint, and the second end to one of the first and second flange pieces a second universal joint is connected.
Kreuzgelenke der eingangs genannten Art sind in vielfachen Ausführungsformen bekannt. Auch als„Kardangelenke" bezeichnet dienen sie häufig der Ver- bindung von zwei nicht fluchtenden Wellen. Sie finden somit auch Verwendung in Bohreinrichtungen, bei welchen beispielsweise ein Bohrstrang, der nicht mit der Vorschubrichtung eines zu dessen Drehantrieb vorgesehenen Kraftdrehkopfes fluchtet, vorgetrieben werden soll . Aus der US 2014/0027185 ist beispielsweise ein klassisches Kreuzgelenk mit einem Kreuzstück und zwei daran verschwenkbar gelagerten Rohrstücken bekannt. Zur fluidischen Verbindung der beiden Rohrstücke ist eine sich durch das Kreuzstück erstreckende flexible Rohrleitung vorgesehen. Zur Justierung und/oder Begrenzung der Auslenkung der beiden Rohrstücke am Kreuzgelenk kann mittels einer hydraulischen Steuerung an einem der beiden Rohrstücke ein Offset oder Versatz gebildet werden. Universal joints of the type mentioned are known in many embodiments. Also referred to as "cardan joints", they are often used to connect two non-aligned shafts and are thus also used in drilling devices in which, for example, a drill string which is not in alignment with the feed direction of a power rotary head provided for its rotary drive is to be driven. From the US 2014/0027185, for example, a classic universal joint with a cross piece and two pivotally mounted thereon pipe sections known. For fluidic connection of the two pipe sections extending through the crosspiece flexible pipe is provided. For adjustment and / or limitation of the deflection of the two pipe sections on the universal joint, an offset or offset can be formed by means of a hydraulic control on one of the two pipe sections.
Darüber hinaus finden Kreuzgelenke unter anderem bei Vertikalbohreinrich- tungen Verwendung, bei denen der Vortrieb entlang eines Bohrturms erfolgt, der sich gegenüber dem Untergrund, in dem die Bohrung vorgetrieben werden soll, verlagern, insbesondere sich neigen kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Bohrturm auf schwimmenden Plattformen, wie Bohrschiffen angeordnet ist. In addition, universal joints are used inter alia in Vertikalbohreinrich- use, in which the propulsion takes place along a derrick, which can be against the ground in which the bore is to be driven, relocate, in particular can tilt. This is especially the case when the derrick is placed on floating platforms such as drillships.
In einem solchen Fall ist es bekannt, ein Bohrstrangsegment über ein oberes Kardangelenk mit einem vertikal verlagerbaren Drehantriebskopf zu verbinden und am unteren Ende dieses Bohrstrangsegments ein weiteres Kardangelenk vorzusehen, an welches das jeweils obere Segment des ins Erdreich vorzutrei- benden Teils des Bohrstrangs anbringbar ist. In such a case, it is known to connect a drill string segment via an upper universal joint with a vertically displaceable rotary drive head and to provide at the lower end of this Bohrstrangsegments another universal joint to which the respective upper segment of vorzufrei- to be submitted to the ground part of the drill string can be attached.
Es ist bei derartigen Vertikalbohreinrichtungen bekannt, das untere Kreuzgelenk verriegelbar auszubilden, um ein Pendeln des Anschlussflansches zum Anschluss der ins Erdreich vorzutreibenden Segmente des Bohrstranges wäh- rend einer Montage oder Demontage zu verhindern. Um gleichsam zu unterbinden, dass während eines Bohrvortriebs bei unverriegeltem, unteren Kreuzgelenk das sich zwischen dem unteren und dem oberen Kreuzgelenk befindliche Segment des Bohrstranges soweit relativ zur durch den Bohrturm vorgegebenen Vortriebsrichtung neigen kann, dass dieses oder weitere Segmente des Bohrstranges oder das untere Kreuzgelenk mit dem Bohrturm kollidieren, ist zwischen dem unteren und dem oberen Kreuzgelenk eine Stabilisierungseinrichtung (auch „stabilizer beam" genannt) vorgesehen, die mit dem zwischen dem unteren und dem oberen Kreuzgelenk befindlichen Bohrstrangseg- ment zusammenwirkt und dessen Auslenkung aus der Vortriebsrichtung begrenzt. It is known in such vertical drilling devices to make the lower universal joint lockable in order to prevent oscillation of the connecting flange for connection of the segments of the drill string to be pushed into the ground during assembly or disassembly. To prevent, as it were, that during a Bohrvortriebs with unlocked, lower universal joint located between the lower and upper universal joint segment of the drill string so far relative to predefined by the derrick propulsion direction that this or other segments of the drill string or the lower universal joint with collide with the derrick, a stabilizing device (also called "stabilizer beam") is provided between the lower and the upper universal joint, which is connected to the drill string segment located between the lower and the upper universal joint. ment cooperates and limited its deflection from the direction of advance.
Nachteilig ist bei dieser zum Stand der Technik gehörenden Bohreinrichtung, dass die Stabilisierungseinrichtung aufwendig herstellbar ist und das zwischen dem oberen und dem unteren Kreuzgelenk befindliche Segment des Bohrstranges mehrteilig und mit geeigneten Flanschverbindungen ausgebildet sein muss, um mit der Stabilisierungseinrichtung verbunden werden zu können. A disadvantage of this belonging to the prior art drilling device that the stabilizing device is expensive to produce and that located between the upper and lower universal joint segment of the drill string must be made in several parts and with suitable flange to be connected to the stabilizing device can.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kreuzgelenk zu schaffen, mittels welchem eine Bohreinrichtung mit einem ein erstes und zweites Ende aufweisenden Bohrstrangsegment, wobei das erste Ende mit einem ersten Kreuzgelenk und das zweite Ende mit einem zweiten Kreuzgelenk verbunden ist, hinsichtlich ihrer Funktionalität und Herstellbarkeit zu verbessern. The invention is therefore based on the object to provide a universal joint, by means of which a drilling device with a first and second end having Bohrstrangsegment, wherein the first end with a first universal joint and the second end is connected to a second universal joint, in terms of their functionality and To improve manufacturability.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Kreuzgelenk sowie durch die in Anspruch 6 wiedergegebene Bohreinrichtung gelöst. Das erfindungsgemäße Kreuzgelenk umfasst zumindest eine erste Kolben/Zylindereinheit, die mit einem ersten Ende an dem Kreuzstück und mit dem zweiten Ende an dem ersten Flanschstück angelenkt ist. Die erste Kolben/Zylindereinheit umfasst eine erste und zweite Zylinderkammer. Der Zylinder der ersten Kolben/Zylindereinheit ist mit anderen Worten in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilt, wozu vorzugsweise eine Trennwand in dem Zylinder vorgesehen ist. Die Trennwand ist vorzugsweise derart angeordnet, dass die erste und die zweite Zylinderkammer dasselbe Zylindervolumen aufweisen. In der ersten Zylinderkammer ist ein erster Kolben mit einer ersten Kolbenstange, die aus einer Stirnseite der ersten Zylinderkammer herausragt und das erste, an dem Kreuzstück angelenkte Ende bildet, vorgesehen. In der zweiten Zylinderkammer ist ein zweiter Kolben mit einer zweiten Kolbenstange, die aus einer zweiten Stirnseite der zweiten Zylinderkammer, die der ers- ten Stirnseite der ersten Zylinderkammer gegenüberliegt, herausragt und das zweite, an dem ersten Flanschstück angelenkte Ende bildet, vorgesehen. This object is achieved by the recited in claim 1 universal joint and by the reproduced in claim 6 drilling device. The universal joint according to the invention comprises at least a first piston / cylinder unit, which is articulated with a first end to the crosspiece and with the second end to the first flange piece. The first piston / cylinder unit comprises a first and a second cylinder chamber. The cylinder of the first piston / cylinder unit is in other words divided into a first and a second cylinder chamber, for which purpose preferably a partition wall is provided in the cylinder. The partition wall is preferably arranged such that the first and the second cylinder chamber have the same cylinder volume. In the first cylinder chamber, a first piston is provided with a first piston rod protruding from an end face of the first cylinder chamber and forming the first end hinged to the crosspiece. In the second cylinder chamber is a second piston with a second piston rod, which consists of a second end face of the second cylinder chamber, the first th end face of the first cylinder chamber opposite, protrudes and the second, hinged to the first flange piece end provided.
Ein derart ausgebildetes Kreuzgelenk zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass es entweder - im Umfang des maximalen Kolbenhubs - frei bewegbar oder in drei fest vorgegebenen Winkelstellungen um die erste Achse verriegelbar ist: a) Werden die ersten und zweiten Zylinderkammern drucklos gehalten, so ist das Kreuzgelenk um die erste Achse frei verschwenkbar. b) Wird die eine Zylinderkammer derart mit Druck beaufschlagt, dass der Kolben vollständig in diejenige Position verlagert wird, in der sich die zugeordnete Kolbenstange in ihrer zurückgezogenen Position befindet, gleichzeitig jedoch der andere Kolben in diejenige Position, in der sich dieSuch a trained universal joint is characterized inter alia by the fact that it either - within the scope of the maximum piston stroke - freely movable or lockable in three fixed predetermined angular positions about the first axis: a) If the first and second cylinder chambers are held without pressure, that is Universal joint freely pivotable about the first axis. b) If the one cylinder chamber is pressurized so that the piston is completely displaced in the position in which the associated piston rod is in its retracted position, but at the same time the other piston in the position in which the
Kolbenstange in ihrer maximal ausgefahrenen Position befindet, so wird das Kreuzgelenk in einer Zwischenstellung um die erste Achse verriegelt. Insbesondere wenn der erste und der zweite Kolben dieselben Maximalwerte aufweisen, kann die Zwischenstellung eine definierte Mittelstellung des ersten Flanschstücks zum Kreuzstück bewirken. c) Aus dieser Zwischenstellung kann das Kreuzgelenk in einen Drehsinn verschwenkt und in einer ersten Winkelstellung arretiert werden, indem der Kolben, dessen Kolbenstange sich zunächst in der zurückgezogenen Positi- on befand, derart verlagert wird, dass sich die Kolbenstange in einer vollständig ausgefahrenen Position befindet. d) Dementsprechend kann das Kreuzgelenk im umgekehrten Drehsinn in einer zweiten Winkelstellung arretiert werden, indem aus der Zwischenstel- lung der Kolben, dessen Kolbenstange sich in der ausgefahrenen Position befindet, so verlagert wird, dass sich die Kolbenstange anschließend in ihrer zurückgezogenen Position befindet. Besonders bevorzugt ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks, bei der eine zweite Kolben/Zylindereinheit vorgesehen ist, die mit einem ersten Ende an dem Kreuzstück und mit einem zweiten Ende an dem zweiten Flanschstück angelenkt ist. Die zweite Kolben/Zylindereinheit umfasst eine erste und eine zweite Zylinderkammer, wobei die beiden Zylinderkammern wiederum vorzugsweise gleiche Volumina aufweisen, was beispielsweise mittels einer Trennwand in dem Zylinder der Kolbenzylindereinheit bewerkstelligbar ist. In der ersten Zylinderkammer ist ein erster Kolben mit einer ersten Kolbenstange, die aus einer Stirnseite der ersten Zylinderkammer herausragt und das erste, an dem Kreuzstück angelenkte Ende bildet, vorgesehen. In der zweiten Zylinderkammer ist ein zweiter Kolben mit einer zweiten Kolbenstange, die aus einer zweiten Stirnseite der zweiten Zylinderkammer, die der ersten Stirnseite der ersten Zylinderkammer gegenüberliegt, herausragt und das zweite, an dem zweiten Flanschstück angelenkte Ende bildet, vorgesehen. Aufgrund dieser Maßnahme weist diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kreuzgelenks um die zweite, die erste Achse rechtwinklig kreuzenden Achse dieselbe Funktionalität wie um die erste Achse auf. Vorzugsweise ist die zweite Kolben/Zylindereinheit identisch zur ersten Kolben/Zylindereinheit ausgebildet. Sind die Kolben/Zylindereinheiten hydraulisch betätigbar ausgebildet, so lässt sich das erfindungsgemäße Kreuzgelenk um die jeweilige Achse fest arretieren, da Hydraulikflüssigkeit nahezu nicht kompressibel ist. Das Drehmoment, welches dann auf das Kreuzgelenk um die jeweilige Achse aufgebracht werden muss, um die Arretierung zu überwinden, hängt dann wesentlich vom Druck, unter dem die Hydraulikflüssigkeit steht, den Kolbenflächen und den Hebelverhältnissen, unter welchen die Kolben/Zylindereinheit an dem Kreuzstück und dem Flanschstück angelenkt ist, ab. Die Druckanschlüsse sind daher vorzugsweise als Hydraulikanschlüsse ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Zylinderkammer einen ersten Druckanschluss und die zweite Zylinderkammer einen zweiten Druckanschluss umfasst, wobei entweder der erste Druckanschluss kolbenstangenseitig und der zweite Druckanschluss kolbenbodenseitig, oder der erste Druckanschluss kolbenbodenseitig und der zweite Druckanschluss kolbenstangenseitig in die jeweilige Zylinderkammer mündet. Aufgrund dieser Maßnahme wird bei einer Druckbeaufschlagung beider Zylinderkammern der eine Kolben in diejenige Endstellung verlagert, in der sich die ihm zugeordnete Kolbenstange in ihrer zurückgezogenen Position befindet, wohingegen der andere Kolben in die Ext- remstellung verlagert wird, in der sich die ihm zugeordnete Kolbenstange in ihrer maximal ausgefahrenen Lage befindet. Das Kreuzgelenk wird daher um die jeweilige Achse bei einer Druckbeaufschlagung in der Zwischenstellung, die die Mittelstellung sein kann, arretiert. Dieses Kreuzgelenk ist daher für den Einsatz in einer Anordnung besonders geeignet, bei welcher zwei über das Kreuzgelenk verbundene Wellen, beispielsweise auch zwei Bohrstrangsegmente, wahlweise in einer zueinander fluchtenden Ausrichtung arretiert werden sollen. Piston rod is in its maximum extended position, the universal joint is locked in an intermediate position about the first axis. In particular, when the first and the second piston have the same maximum values, the intermediate position can bring about a defined center position of the first flange piece to the crosspiece. c) From this intermediate position, the universal joint can be pivoted in a direction of rotation and locked in a first angular position by the piston, whose piston rod was initially in the retracted position, is displaced in such a way that the piston rod is in a fully extended position , d) Accordingly, the universal joint can be locked in reverse rotation in a second angular position by shifting from the intermediate position of the pistons, the piston rod of which is in the extended position, to the piston rod then in its retracted position. Particularly preferred is a development of the universal joint according to the invention, in which a second piston / cylinder unit is provided, which is articulated with a first end on the crosspiece and with a second end on the second flange piece. The second piston / cylinder unit comprises a first and a second cylinder chamber, wherein the two cylinder chambers again preferably have equal volumes, which can be accomplished, for example, by means of a partition in the cylinder of the piston-cylinder unit. In the first cylinder chamber, a first piston is provided with a first piston rod protruding from an end face of the first cylinder chamber and forming the first end hinged to the crosspiece. In the second cylinder chamber, a second piston with a second piston rod, which protrudes from a second end face of the second cylinder chamber, which faces the first end side of the first cylinder chamber, and the second, hinged to the second flange piece end provided. Due to this measure, this development of the universal joint according to the invention around the second, the first axis at right angles crossing axis the same functionality as around the first axis. Preferably, the second piston / cylinder unit is identical to the first piston / cylinder unit. If the piston / cylinder units are of hydraulically actuated design, then the universal joint according to the invention can be firmly locked about the respective axis since hydraulic fluid is virtually incompressible. The torque, which then has to be applied to the universal joint about the respective axis in order to overcome the lock, then depends substantially on the pressure under which the hydraulic fluid is located, the piston surfaces and the lever ratios under which the piston / cylinder unit on the crosspiece and hinged to the flange piece, from. The pressure connections are therefore preferably designed as hydraulic connections. It is particularly preferred if the first cylinder chamber comprises a first pressure port and the second cylinder chamber comprises a second pressure port, wherein either the first pressure port piston rod side and the second pressure port on the piston bottom side, or the first pressure port piston bottom side and the second pressure port piston rod side in the respective cylinder chamber opens. As a result of this measure, when two cylinder chambers are pressurized, one piston is displaced into that end position in which the piston rod assigned to it is in its retracted position, whereas the other piston is displaced into the extreme position in which the piston rod assigned to it moves their maximum extended position is located. The universal joint is therefore locked about the respective axis upon pressurization in the intermediate position, which may be the middle position. This universal joint is therefore particularly suitable for use in an arrangement in which two connected via the universal joint shafts, for example, two drill string segments to be locked optionally in a mutually aligned alignment.
Zusätzlich zu den vorbeschriebenen Druckanschlüssen, die vorzugsweise als Hydraulikanschlüsse ausgebildet sind, kann die erste Zylinderkammer einen ersten Pneumatikanschluss und die zweite Zylinderkammer einen zweiten Pneumatikanschluss umfassen, wobei der Pneumatikanschluss kolbenboden- seitig in die jeweilige Zylinderkammer mündet, wenn der Druckanschluss kol- benstangenseitig in diese Zylinderkammer mündet, und umgekehrt. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung sind also die beiden Kolben doppeltwirkend ausgebildet, wobei auf die eine Seite hydraulischer, auf die andere Seite pneumatischer Druck wirkt. Aufgrund dieser Maßnahme können die Kolben mit einem gegen die Druckanschlüsse ausgeübten Druck wirkenden Pneumatikdruck beaufschlagt werden, wodurch das zum Überwinden der Arretierung des Kreuz- gelenks um die jeweilige Achse erforderliche Drehmoment - nachstehend auch kurz als„Losbrechmoment" bezeichnet, reduzierbar ist. Darüber hinaus kann der jeweilige Kolben durch Beaufschlagung mit pneumatischem Druck aktiv verlagert werden, wenn die durch den pneumatischen Druck auf den Kolben wirkende Kraft die auf dessen gegenüberliegende Seite wirkende Druckkraft übersteigt. In addition to the above-described pressure connections, which are preferably designed as hydraulic connections, the first cylinder chamber may comprise a first pneumatic connection and the second cylinder chamber a second pneumatic connection, the pneumatic connection opening into the respective cylinder chamber on the piston bottom side, if the pressure connection is on the piston rod side in this cylinder chamber flows, and vice versa. In this embodiment of the invention, therefore, the two pistons are double-acting, with one side hydraulic, acting on the other side pneumatic pressure. As a result of this measure, the pistons can be subjected to a pneumatic pressure acting against the pressure connections, which reduces the torque required for overcoming the locking of the universal joint about the respective axis - hereinafter also referred to as "breakaway torque" for short the respective pistons are actively displaced by application of pneumatic pressure when the force acting on the piston by the pneumatic pressure exceeds the pressure acting on its opposite side.
Weist das erfindungsgemäß Kreuzgelenk wie bevorzugt pro Achse jeweils vier Kolben/Zylindereinheiten, nämlich vier erste hinsichtlich der ersten Achse und vier zweite hinsichtlich der zweiten Achse auf, die vorzugsweise parallel ange- ordnet sind, so kann dies eine Erhöhung des Losbrechmoments und eine symmetrische Krafteinleitung in das Kreuzgelenk bewirken. Has the inventive universal joint as preferred per axis in each case four piston / cylinder units, namely four first with respect to the first axis and four second with respect to the second axis, which preferably parallel ange- are assigned, this can cause an increase in the breakaway torque and a symmetrical force in the universal joint.
Bei der erfindungsgemäßen Bohreinrichtung, die ein ein erstes und ein zweites Ende aufweisendes Bohrstrangsegment umfasst, wobei das erste Ende mit einem des ersten und des zweiten Flanschstücks eines ersten Kreuzgelenks verbunden ist, und das zweite Ende mit einem des ersten und des zweiten Flanschstücks eines zweiten Kreuzgelenks verbunden ist, ist daher das erste und das zweite Kreuzgelenk erfindungsgemäß ausgebildet. Der wesentliche, mit einer derart ausgebildeten Bohreinrichtung erzielbare Vorteil ist, dass durch wahlweise Beaufschlagung des ersten und/oder des zweiten Kreuzgelenks mit Druck das Bohrstrangsegment wahlweise gegenüber den an dessen erstes und/oder zweites Ende angeflanschten Bauteilen, wie beispielsweise einem Drehantrieb oder einer Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln weiterer Bohrstrangsegmente, fluchtend oder in einer vorgegebenen Winkelposition arretierbar oder freigebbar sind . In the drilling apparatus according to the invention comprising first and second end drill string segments, the first end connected to one of the first and second flange pieces of a first universal joint, and the second end connected to one of the first and second flange pieces of a second universal joint is connected, therefore, the first and the second universal joint is formed according to the invention. The essential advantage that can be achieved with a drilling device designed in this way is that by selectively loading the first and / or the second universal joint with pressure, the drill string segment can be selectively attached to the components flanged to its first and / or second end, such as a rotary drive or a coupling device Coupling further drill string segments, aligned or locked in a predetermined angular position or are releasable.
Die Bohreinrichtung kann insbesondere eine von einer schwimmenden Plattform getragene Vertikalbohreinrichtung sein. In diesem Falle kann das erste Kreuzgelenk die Verbindung des oberen Endes des Bohrstrangsegments mit einem Kraftdrehkopf und das zweite Kreuzgelenk die Verbindung des unteren Endes des Bohrstrangsegments mit einer Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln weiterer, in das Erdreich vortreibbarer Bohrstrangsegmente bilden. Abhängig vom jeweiligen Betriebszustand der Bohreinrichtung und der äußeren Bedingungen lassen sich die beiden Kreuzgelenke je nach Bedarf in kürzester Zeit arretieren oder lösen. Beispielsweise kann - wenn die Bohreinrichtung einen vertikal von der Plattform nach oben ragenden Bohrturm umfasst - das mit Hilfe des oberen Kreuzgelenks an den Kraftdrehkopf angeflanschte Bohrstangensegment gegen ein Pendeln arretiert werden, wenn beispielsweise an eine am unteren Ende mit Hilfe eines zweiten Kreuzgelenks angelenkte Kupplungseinrichtung ein weiteres, vortreibbares Bohrstrangsegment nachgesetzt werden soll . Auch lässt sich im Bedarfsfall in entsprechender Weise das untere Kreuzgelenk arretieren. Hingegen ist es im Bohrbetrieb in kürzester Zeit möglich, die Arretierung des unteren und/oder oberen Kardangelenks zu lösen, wenn dies zum Ausgleich von Neigungen des Bohrturms erforderlich ist. Bei besonderen Betriebszuständen - beispielsweise bei einer Neigung der Plattform über einen bestimmten Neigungswinkel hinaus - ist es wünschenswert, dass das untere Kreuzgelenk einen größeren Neigungswinkel aus einer zum zwischen den Kreuzgelenken befindlichen Bohrstrangsegment aufnimmt als das obere Kreuzgelenk, damit eine Kollision von Bauteilen mit dem Bohr- türm verhindert wird. Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bohreinrichtung umfasst daher ein Drucksystem, vorzugsweise Hydrauliksystem, mit welchem die Druckanschlüsse des oberen Kreuzgelenks mit einem höheren Druck als die Druckanschlüsse des unteren Kreuzgelenks beaufschlagbar sind. Da - wie oben erläutert - das Losbrechmoment der Kreuzge- lenke vom Druck, mit welchem die Kolben/Zylindereinheiten beaufschlagt werden, abhängig ist, ist es aufgrund dieser Ausgestaltung problemlos möglich, die Losbrechmomente des oberen und des unteren Kreuzgelenks an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen. Um die Druckanschlüsse des oberen Kreuzgelenks mit einem höheren Druck als die Druckanschlüsse des unteren Kreuzgelenks beaufschlagen zu können, ohne dass es hierzu dem konstruktiv aufwendigen Einsatz zweier verschiedener Hydrauliksysteme bedarf, umfasst das Hydrauliksystem der erfindungsgemäßen Bohreinrichtung vorzugsweise eine einzige Hydraulikquelle. Jedoch sind parallel zu den Hydraulikanschlüssen des oberen Kreuzgelenks ein Hochdruckhydraulikspeicher und parallel zu den Hydraulikanschlüssen des unteren Kreuzgelenks ein Niederdruckhydraulikspeicher vorgesehen, so dass der die Höhe des Losbrechmoments beeinflussende hydraulische Druck beim oberen Kreuzgelenk höher als beim unteren Kreuzgelenk ist. The drilling device may in particular be a vertical drilling device carried by a floating platform. In this case, the first universal joint may form the connection of the upper end of the drill string segment with a power rotary head and the second universal joint the connection of the lower end of the drill string segment with a coupling device for coupling further drill string segments which can be driven into the ground. Depending on the operating state of the drilling device and the external conditions, the two universal joints can be locked or released as needed within a very short time. For example, when the drilling device comprises a derrick towering vertically up from the platform, the boring bar segment flanged to the power turret by means of the upper universal joint can be locked against oscillation if, for example, a coupling device hinged to the lower end by means of a second universal joint , voraufreibbares drill string segment to be postponed. Also, if necessary, the lower universal joint can be locked in a corresponding manner. On the other hand, it is possible in the shortest possible time during drilling operation to release the locking of the lower and / or upper universal joint, if this is necessary to compensate inclinations of the derrick. In particular operating conditions, such as tilting the platform beyond a certain angle of inclination, it is desirable for the lower universal joint to receive a greater angle of inclination from a mandrel segment located between the universal joints than the upper universal joint to allow collision of components with the drill bit. is prevented. A preferred development of the drilling device according to the invention therefore comprises a pressure system, preferably a hydraulic system, with which the pressure connections of the upper universal joint can be subjected to a higher pressure than the pressure connections of the lower universal joint. Since, as explained above, the breakaway torque of the universal joint is dependent on the pressure with which the piston / cylinder units are subjected, it is easily possible due to this configuration to adapt the breakaway torques of the upper and lower universal joint to the respective requirements. In order to be able to act on the pressure connections of the upper universal joint with a higher pressure than the pressure connections of the lower universal joint, without requiring the structurally complex use of two different hydraulic systems, the hydraulic system of the drilling device according to the invention preferably comprises a single hydraulic source. However, parallel to the hydraulic connections of the upper universal joint, a high pressure hydraulic accumulator and parallel to the hydraulic connections of the lower universal joint, a low pressure hydraulic accumulator are provided, so that the height of the breakaway torque influencing hydraulic pressure at the upper universal joint is higher than at the lower universal joint.
Um den konstruktiven Aufwand so gering wie möglich zu halten, weist die erfindungsgemäße Bohreinrichtung lediglich eine einzige Druckluftquelle zur Bereitstellung von Druckluft an den Pneumatikanschlüssen auf. Die Erfindung soll nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen : In order to keep the design effort as low as possible, the drilling device according to the invention has only a single compressed air source for providing compressed air to the pneumatic ports. The invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawings. Show it :
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bohreinrichtung bei fluchtendem Bohrstrang; Figure 1 is a side view of an embodiment of a drilling device according to the invention with aligned drill string.
Fig. 2 eine Fig . 1 entsprechende Darstellung desselben Ausführungsbeispiels, jedoch mit im Betrachtersinne nach rechts ausgelenktem Bohrstrang; Fig. 2 is a Fig. 1 corresponding representation of the same embodiment, but with the viewer's sense to the right deflected drill string;
Fig. 3 eine Fig . 1 entsprechende Darstellung desselben Ausführungsbeispiels, jedoch mit im Betrachtersinne nach links ausgelenktem Bohrstrang; Fig. 3 is a Fig. 1 corresponding representation of the same embodiment, but with the viewer's sense to the left deflected drill string;
Fig. 4 - ausschnittsweise - eine Baugruppe des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bohreinrichtung gemäß Fig. 1, umfassend ein oberes und ein unteres Kreuzgelenk sowie ein zwischenliegendes Bohrstrangsegment; 4 shows a detail of an assembly of the embodiment of the drilling device according to the invention according to FIG. 1, comprising an upper and a lower universal joint and an intermediate drill string segment;
Fig. 5 eine Ansicht gemäß Fig. 4 von oben; 5 shows a view according to FIG. 4 from above; FIG.
Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Kreuzgelenk in einer perspektivischen Einzeldarstellung; 6 shows an inventive universal joint in a perspective detail view;
Fig. 7 eine Hydraulikschema-Darstellung des oberen Kreuzgelenks gemäß Fig. 1 bis 4; FIG. 7 is a hydraulic diagram of the upper universal joint of FIGS. 1 to 4; FIG.
Fig. 8 eine Hydraulikschema-Darstellung des unteren Kreuzgelenks gemäß Fig. 1 bis 4; FIG. 8 is a hydraulic schematic diagram of the lower universal joint according to FIGS. 1 to 4; FIG.
Fig. 9 die Hydraulikschema-Darstellung der in Fig . 7 links dargestellten ersten und zweiten Kolben/Zylindereinheiten vergrößert; FIG. 9 shows the hydraulic diagram of the embodiment shown in FIG. 7 left shown first and second piston / cylinder units enlarged;
10 eine schematische Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Kreuzgelenk in einer Zwischenstellung sowie Fig. 11 eine Fig. 9 entsprechende Darstellung des Kreuzgelenks mit einem im Betrachtersinne bezüglich des oberen Flanschstücks um eine erste Achse nach links geschwenktem Kreuzstück. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bohreinrichtung 100 umfasst einen etwa vertikalen Bohrturm 1, der auf einer schwimmenden Plattform 2 angeordnet ist. Er umfasst eine sich parallel zur Vortriebsrichtung 3 erstreckende Schienenanordnung 4, entlang welcher ein den Bohrstrang lasttragender Wellenbewegungsausgleich (auch CGB (Com- pensator Guide Beam) genannt) 5 im Sinne des Pfeiles 6 verlagerbar ist. 10 is a schematic sectional view through an inventive universal joint in an intermediate position and 11 is a representation corresponding to FIG. 9 of the universal joint with a cross piece pivoted to the left about a first axis in the viewer's sense with respect to the upper flange piece. The embodiment shown in FIG. 1 of a drilling device 100 according to the invention comprises an approximately vertical derrick 1, which is arranged on a floating platform 2. It comprises a rail arrangement 4 extending parallel to the advancing direction 3, along which a shaft movement compensation load bearing the drill string (also referred to as CGB (compensator guide beam)) 5 can be displaced in the direction of the arrow 6.
An einem Teil des Wellenbewegungsausgleichs 5 ist nach unten weisend eine Baugruppe 7 angebracht. Sie umfasst ein erstes Kreuzgelenk 8, welches hier das obere Kreuzgelenk bildet, ein zweites Kreuzgelenk 9, welches das untere Kreuzgelenk bildet, sowie ein Distanzrohr 10, welches die beiden Kreuzgelenke 8, 9 miteinander verbindet. At one part of the wave motion compensation 5, an assembly 7 is attached pointing downwards. It comprises a first universal joint 8, which here forms the upper universal joint, a second universal joint 9, which forms the lower universal joint, and a spacer tube 10, which connects the two universal joints 8, 9 with each other.
An das untere Kreuzgelenk 9 sind ein Kraftdrehkopf 25 und hieran eine Kupplungseinrichtung 11 zur wahlweisen Anbringung vortreibbarer und mittels des Kraftdrehkopfes 25 in Rotation versetzbarer Bohrstrangsegmente angeflanscht. At the lower universal joint 9, a power turret 25 and thereto a coupling device 11 are flanged for selectively attaching driveable and by means of the power rotary head 25 in rotation displaceable Bohrstrangsegmente.
Wie aus den Fig. 2 und 3 sinnfällig wird, in denen seitliche Auslenkungen der Baugruppe 7 relativ zur Vortriebsrichtung 3 dargestellt sind, die beispielsweise durch ein sich Neigen des Bohrturms entstehen können, können das erste und das zweite Kreuzgelenk 8, 9 die hierdurch bedingten Abweichungen zur fluchtenden Ausrichtung aufnehmen. As is apparent from Figs. 2 and 3, in which lateral deflections of the assembly 7 are shown relative to the propulsion direction 3, which may arise, for example, by a tilting of the derrick, the first and the second universal joint 8, 9, the deviations caused thereby for alignment.
Beim Einsatz einer derartigen Bohreinrichtung ist es regelmäßig erforderlich, die Baugruppe 7 in einer vorbestimmten Ausrichtung - beispielsweise mit der Vortriebsrichtung 3 fluchtend, wie in Fig . 1 dargestellt - arretieren zu können. Beispielsweise kann dies erforderlich sein, wenn bei einem aus der Senkrechten geneigten oder schwankenden Bohrturm ein Bohrstrangsegment nachgesetzt und unten an die Kupplungseinrichtung 11 angekuppelt werden soll. Hierzu weisen die ersten und zweiten Kreuzgelenke 8, 9 jeweils ein Kreuzstück 12, ein erstes Flanschstück 13 und ein zweites Flanschstück 14 auf. Das erste Flanschstück 13 ist um eine erste Achse AI, das zweite Flanschstück 14 um eine zweite, die erste Achse AI rechtwinklig kreuzende Achse A2 schwenkbar mit dem Kreuzstück 12 verbunden. When using such a drilling device, it is regularly necessary, the assembly 7 in a predetermined orientation - for example, with the advancing direction 3 in alignment, as shown in FIG. 1 shown - to be able to lock. For example, this may be necessary if a drill string segment is to be added and coupled at the bottom to the coupling device 11 in the case of a derrick inclined or fluctuating from the vertical. For this purpose, the first and second universal joints 8, 9 each have a crosspiece 12, a first flange piece 13 and a second flange piece 14. The first flange piece 13 is pivotally connected to the crosspiece 12 about a first axis AI, the second flange piece 14 is pivotally connected about a second axis A2 crossing the first axis AI at right angles.
Um das erste Flanschstück 13 gegen Verschwenkungen relativ zum Kreuzstück 12 um die erste Achse AI arretieren zu können, sind vier erste Kol- ben/Zylindereinheiten 15 vorgesehen. Sie sind symmetrisch in Richtung der ersten Achse und symmetrisch senkrecht zu dieser angeordnet. Mit ersten Enden 16 sind die ersten Kolben/Zylindereinheiten 15 an dem Kreuzstück 12, mit zweiten Enden 17 an dem ersten Flanschstück 13 angelenkt. Um das zweite Flanschstück 14 um Verschwenkungen relativ zum Kreuzstück 12 um die zwei- te Achse A2 arretieren zu können sind ferner vier zweite Kolben/Zylindereinheiten 18 vorgesehen, die symmetrisch in Richtung der zweiten Achse A2 und symmetrisch senkrecht zu dieser angeordnet sind. Sie sind mit ersten Enden 19 an dem Kreuzstück 12 und mit zweiten Enden 20 an dem zweiten Flanschstück 14 angelenkt (s. auch Fig . 6). In order to lock the first flange piece 13 against pivoting relative to the crosspiece 12 about the first axis AI, four first piston / cylinder units 15 are provided. They are arranged symmetrically in the direction of the first axis and symmetrically perpendicular thereto. With first ends 16, the first piston / cylinder units 15 are articulated on the crosspiece 12, with second ends 17 on the first flange piece 13. In order to be able to lock the second flange piece 14 about pivoting relative to the cross piece 12 about the second axis A2, four second piston / cylinder units 18 are also provided, which are arranged symmetrically in the direction of the second axis A2 and symmetrically perpendicular thereto. They are articulated with first ends 19 on the crosspiece 12 and with second ends 20 on the second flange piece 14 (see also Fig. 6).
Wie in Fig. 7, 8 und 9 erkennbar ist, welche das erste Kreuzgelenk 8 und das zweite Kreuzgelenk 9 in einer Hydraulikschema-Darstellung zeigen, weisen die ersten Kolben/Zylindereinheiten 15 jeweils eine erste Zylinderkammer 21 und eine zweite Zylinderkammer 22 auf. In der ersten Zylinderkammer 21 ist ein erster Kolben 23 mit einer ersten Kolbenstange 24, die aus einer Stirnseite der ersten Zylinderkammer 21 herausragt und das erste, an dem Kreuzstück 12 angelenkte Ende bildet, vorgesehen. In der zweiten Zylinderkammer 22 ist ein zweiter Kolben 26 mit einer zweiten Kolbenstange 27, die aus einer zweiten Stirnseite der zweiten Zylinderkammer 22, die der ersten Stirnseite der ersten Zylinderkammer 21 gegenüberliegt, herausragt und das zweite, an dem ersten Flanschstück 13 angelenkte Ende bildet, vorgesehen. As can be seen in FIGS. 7, 8 and 9, which show the first universal joint 8 and the second universal joint 9 in a hydraulic schematic representation, the first piston / cylinder units 15 each have a first cylinder chamber 21 and a second cylinder chamber 22. In the first cylinder chamber 21, a first piston 23 with a first piston rod 24, which protrudes from an end face of the first cylinder chamber 21 and the first, hinged to the crosspiece 12 end provided. In the second cylinder chamber 22, a second piston 26 with a second piston rod 27, which protrudes from a second end face of the second cylinder chamber 22, which is opposite the first end face of the first cylinder chamber 21, and forms the second end hinged to the first flange piece 13, intended.
Ebenso weisen die zweiten Kolben/Zylindereinheiten 18 jeweils eine erste Zylinderkammer 28 und eine zweite Zylinderkammer 29 auf. In der ersten Zylin- derkammer 28 ist ein zweiter Kolben 32 mit einer zweiten Kolbenstange 33 vorgesehen, die aus einer Stirnseite der ersten Zylinderkammer 28 herausragt und das zweite, an dem zweiten Flanschstück 14 angelenkte Ende bildet. In der zweiten Zylinderkammer 29 ist ein erster Kolben 30 mit einer ersten Kol- benstange 31 vorgesehen, die aus einer zweiten Stirnseite der zweiten Zylinderkammer 29, die der ersten Stirnseite der ersten Zylinderkammer 28 gegenüberliegt, herausragt und das erste, an dem Kreuzstück 12 angelenkte Ende bildet. Die ersten und zweiten Zylinderkammern 21, 22; 28, 29 sind jeweils durch eine Trennwand 34 voneinander getrennt. Likewise, the second piston / cylinder units 18 each have a first cylinder chamber 28 and a second cylinder chamber 29. In the first cylin- Chamber 28, a second piston 32 is provided with a second piston rod 33 which protrudes from one end face of the first cylinder chamber 28 and the second, hinged to the second flange 14 end. In the second cylinder chamber 29, a first piston 30 is provided with a first piston rod 31, which protrudes from a second end face of the second cylinder chamber 29, which is opposite the first end face of the first cylinder chamber 28, and the first, hinged to the crosspiece 12 end forms. The first and second cylinder chambers 21, 22; 28, 29 are each separated by a partition 34.
Wie in Fig. 7 und 8 sowie insbesondere in Fig. 9 erkennbar ist, umfasst jede erste Zylinderkammer 21, 28 einen ersten Hydraulikanschluss 35, der kolben- bodenseitig nahe der Trennwand 34 in die jeweilige Zylinderkammer 21, 28 mündet. Die zweiten Zylinderkammern 22, 29 umfassen hingegen einen zweiten Hydraulikanschluss 36, der kolbenstangenseitig in die jeweilige Zylinderkammer 22, 29 nahe der Stirnseite, aus der die jeweilige Kolbenstange austritt, mündet. Da bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sämtliche Kolben dieselben Hübe aufweisen und die Hebel, die zwischen den Anlenkpunkten der Kolben/Zylindereinheiten und den Achsen auf beiden Seiten einer jeden Achse dieselben sind, werden die beiden Flanschstücke 13, 14 in die in Fig. 10 dargestellte, fluchtende Position gebracht und in dieser arretiert, wenn über eine Hydraulikleitung 37 die ersten und zweiten Hydraulikan- Schlüsse 35, 36 druckbeaufschlagt werden. Die ersten und zweiten Kolben/Zylindereinheiten werden aufgrund dieser Ausgestaltung daher bei Druckbeaufschlagung zwangsläufig in eine Zwischenstellung gebracht und in dieser fixiert, die aufgrund des in dem Ausführungsbeispiel gewählten, symmetrischen Aufbaus einer jeden Kolben/Zylindereinrichtung die Mittelstellung ist. As can be seen in FIGS. 7 and 8 and in particular in FIG. 9, each first cylinder chamber 21, 28 comprises a first hydraulic connection 35, which opens into the respective cylinder chamber 21, 28 close to the dividing wall 34 on the piston bottom side. The second cylinder chambers 22, 29, however, comprise a second hydraulic port 36, the piston rod side in the respective cylinder chamber 22, 29 near the end face, from which the respective piston rod emerges, opens. Since, in the embodiment shown in the drawing, all the pistons have the same strokes and the levers between the articulation points of the piston / cylinder units and the axles on both sides of each axis are the same, the two flange pieces 13, 14 in the in Fig. 10 shown, aligned position and locked in this, when via a hydraulic line 37, the first and second Hydraulikan- conclusions 35, 36 are pressurized. Due to this configuration, the first and second piston / cylinder units are therefore inevitably brought into and fixed in an intermediate position when pressurized, which is the middle position due to the symmetrical construction of each piston / cylinder device selected in the exemplary embodiment.
Ferner umfassen die ersten und zweiten Zylinderkammern 21, 22; 28, 29 Pneumatikanschlüsse 38, an die eine Pneumatikleitung 39 angeschlossen ist. Die Pneumatikanschlüsse 38 münden kolbenstangenseitig in die ersten Zylinderkammern 21, 28 nahe der Stirnseite, aus der die jeweilige Kolbenstange austritt, und kolbenbodenseitig in die zweiten Zylinderkammern 22, 29 nahe der jeweiligen Trennwand 34. Über die Pneumatikleitung 39 kann daher in den Zylinderkammern ein auf die Kolben wirkender, pneumatischer Druck ausgeübt werden, welcher dem Hydraulikdruck entgegenwirkt. Further, the first and second cylinder chambers 21, 22; 28, 29 pneumatic connections 38, to which a pneumatic line 39 is connected. The pneumatic connections 38 open piston rod side into the first cylinder chambers 21, 28 near the end face, from which the respective piston rod outlet, and piston bottom side in the second cylinder chambers 22, 29 near the respective partition 34. Via the pneumatic line 39 can therefore be exerted in the cylinder chambers acting on the piston, pneumatic pressure, which counteracts the hydraulic pressure.
Wie in Fig . 7 und 8 dargestellt ist, wobei Fig . 7 das erste Kreuzgelenk 8 und Fig . 8 das zweite Kreuzgelenk 9 symbolisieren soll, ist parallel zur Zuleitung 37 des ersten Kreuzgelenks 8 über einen Anschluss 40 ein Hochdruckhydraulikspeicher 42, über einen Anschluss 41 in die Hydraulikleitung 37 des zweiten Kreuzgelenks ein Niederdruckhydraulikspeicher 43 parallelgeschaltet. Aufgrund dieser Maßnahme ist das Drehmoment, welches erforderlich ist, um die Arretierung der beiden Kreuzgelenke 8, 9 zu überwinden, auch als„Losbrechmoment" bezeichnet, beim zweiten (unteren) Kreuzgelenk 9 geringer als beim oberen Kreuzgelenk 8. Aus diesem Grunde wird ein von außen auf die Bau- gruppe 7 aufgebrachtes Drehmoment bewirken, dass zunächst das zweite Kreuzgelenk 9 um eine oder beide Achsen AI, A2 verschwenkt wird, wohingegen das erste Kreuzgelenk 8 in seiner ausgerichteten Arretierstellung verbleibt. Ein derartiger Zustand ist in den Fig . 10 und 11 symbolisiert, wobei - wie auch in den Fig. 7 und 8 - zum Zwecke der Übersicht das Distanzrohr, welches das erste mit dem zweiten Kreuzgelenk verbindet, nicht eingezeichnet ist. As shown in FIG. 7 and 8, FIG. 7 shows the first universal joint 8 and FIG. 8 is to symbolize the second universal joint 9, parallel to the supply line 37 of the first universal joint 8 via a connection 40, a high pressure hydraulic accumulator 42, via a port 41 in the hydraulic line 37 of the second universal joint a low pressure hydraulic accumulator 43 connected in parallel. Due to this measure, the torque which is required to overcome the locking of the two universal joints 8, 9, also referred to as "breakaway torque" at the second (lower) universal joint 9 is lower than the upper universal joint 8. For this reason, one of The effect of torque applied externally to the assembly 7 is that first the second universal joint 9 is pivoted about one or both axes A 1, A 2, whereas the first universal joint 8 remains in its aligned locking position Such a condition is shown in FIGS symbolizes, where - as well as in Figs. 7 and 8 - for the sake of clarity, the spacer tube which connects the first with the second universal joint, is not shown.
Bezuqszeichenliste: LIST OF REFERENCES:
100 Bohreinrichtung 100 drilling device
1 Bohrturm  1 derrick
2 schwimmende Plattform  2 floating platform
3 Vortriebseinrichtung  3 propulsion device
4 Schwimmanordnung  4 swimming arrangement
5 Wellenbewegungsausgleich 5 wave motion compensation
6 Pfeil 6 arrow
7 Baugruppe  7 module
8 erstes Kreuzgelenk  8 first universal joint
9 zweites Kreuzgelenk  9 second universal joint
10 Distanzrohr  10 spacer tube
11 Kupplungseinrichtung  11 coupling device
12 Kreuzstück  12 cross piece
13 erstes Flanschstück  13 first flange piece
14 zweites Flanschstück  14 second flange piece
15 erste Kolben/Zylindereinheiten 15 first piston / cylinder units
16 erste Enden 16 first ends
17 zweite Enden  17 second ends
18 zweite Kolben/Zylindereinheiten 18 second piston / cylinder units
19 erste Enden 19 first ends
20 zweite Enden  20 second ends
21 erste Zylinderkammer  21 first cylinder chamber
22 zweite Zylinderkammer  22 second cylinder chamber
23 erster Kolben  23 first piston
24 erste Kolbenstange  24 first piston rod
25 Kraftdrehkopf  25 power rotary head
26 zweiter Kolben  26 second piston
27 zweite Kolbenstange  27 second piston rod
28 erste Zylinderkammer  28 first cylinder chamber
29 zweite Zylinderkammer  29 second cylinder chamber
30 erster Kolben 31 erste Kolbenstange 30 first piston 31 first piston rod
32 zweiter Kolben  32 second piston
33 zweite Kolbenstange  33 second piston rod
34 Trennwand  34 partition
35 erster Hydraulikanschluss 35 first hydraulic connection
36 zweiter Hydraulikanschluss  36 second hydraulic connection
37 Hydraulikleitung  37 hydraulic line
38 Pneumatikanschlüsse  38 pneumatic connections
39 Pneumatikleitung  39 pneumatic line
40 Anschluss für Hochdruckhydraulikspeicher40 Connection for high pressure hydraulic accumulator
41 Anschluss für Niederdruckhydraulikspeicher41 Connection for low pressure hydraulic accumulator
42 Hochdruckhydraulikspeicher 42 high-pressure hydraulic accumulator
42 Niederdruckhydraulikspeicher AI erste Achse 42 Low-pressure hydraulic accumulator AI first axis
A2 zweite Achse  A2 second axis

Claims

Patentansprüche: claims:
Kreuzgelenk (8, 9) zum Einsetzen in einer Bohreinrichtung (100), mit einem Kreuzstück (12), A universal joint (8, 9) for insertion in a drilling device (100), with a cross piece (12),
mit einem ersten Flanschstück (13), das um eine erste Achse (AI) verschwenkbar mit dem Kreuzstück (12) verbunden ist, with a first flange piece (13) which is pivotably connected to the cross piece (12) about a first axis (AI),
und mit einem zweiten Flanschstück (14), welches um eine zweite, die erste Achse (AI) rechtwinklig kreuzende Achse (A2) mit dem Kreuzstück (12) verbunden ist, and a second flange piece (14) which is connected to the cross piece (12) about a second axis (A2) crossing at right angles to the first axis (AI),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass zumindest eine erste Kolben/Zylindereinheit (15) vorgesehen ist, die mit einem ersten Ende (16) an dem Kreuzstück (12) und mit einem zweiten Ende (17) an dem ersten Flanschstück (13) angelenkt ist, in that at least one first piston / cylinder unit (15) is provided, which is articulated with a first end (16) on the crosspiece (12) and with a second end (17) on the first flange piece (13),
wobei die erste Kolben/Zylindereinheit (15) eine erste und eine zweite Zylinderkammer (21, 22) umfasst, wherein the first piston / cylinder unit (15) comprises a first and a second cylinder chamber (21, 22),
wobei in der ersten Zylinderkammer (21) ein erster Kolben (23) mit einer ersten Kolbenstange (24), die aus einer Stirnseite der ersten Zylinderkammer (21) herausragt und das erste, an dem Kreuzstück (12) angelenkte Ende (16) bildet, und in der zweiten Zylinderkammer (22) ein zweiter Kolben (26) mit einer zweiten Kolbenstange (27), die aus einer zweiten Stirnseite der zweiten Zylinderkammer (22), die der ersten Stirnseite der ersten Zylinderkammer (21) gegenüberliegt, herausragt und das zweite, an dem ersten Flanschstück (13) angelenkte Ende (17) bildet, vorgesehen sind . wherein in the first cylinder chamber (21) a first piston (23) with a first piston rod (24), which protrudes from an end face of the first cylinder chamber (21) and the first, hinged to the crosspiece (12) end (16), and in the second cylinder chamber (22) a second piston (26) having a second piston rod (27) protruding from a second end face of the second cylinder chamber (22) facing the first end face of the first cylinder chamber (21) and the second one , on the first flange piece (13) hinged end (17) forms, are provided.
Kreuzgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Kolben/Zylindereinheit (18) vorgesehen ist, die mit einem ersten Ende (19) an dem Kreuzstück (12) und mit einem zweiten Ende (20) an dem zweiten Flanschstück (14) angelenkt ist, A universal joint according to claim 1, characterized in that at least one second piston / cylinder unit (18) is provided which has a first end (19) on the crosspiece (12) and a second end (20) on the second flange piece (14). is hinged,
wobei die zweite Kolben/Zylindereinheit (18) eine erste und eine zweite Zylinderkammer (28, 29) umfasst, wherein the second piston / cylinder unit (18) comprises a first and a second cylinder chamber (28, 29),
wobei in der ersten Zylinderkammer (28) ein zweiter Kolben (32) mit einer ersten Kolbenstange (33), die aus einer Stirnseite der ersten Zylinder- kammer (28) herausragt und das zweite, an dem zweiten Flanschstück (14) angelenkte Ende (20) bildet, und in der zweiten Zylinderkammer (29) ein erster Kolben (30) mit einer ersten Kolbenstange (31), die aus einer zweiten Stirnseite der zweiten Zylinderkammer (29), die der ersten Stirnseite der ersten Zylinderkammer (28) gegenüberliegt, herausragt und das erste, an dem Kreuzstück (12) angelenkte Ende (19) bildet. wherein in the first cylinder chamber (28) a second piston (32) with a first piston rod (33), which from one end face of the first cylinder protruding chamber (28) and the second, at the second flange (14) hinged end (20), and in the second cylinder chamber (29) a first piston (30) having a first piston rod (31), from a second end face the second cylinder chamber (29) facing the first end face of the first cylinder chamber (28) protrudes and forms the first end (19) hinged to the crosspiece (12).
Kreuzgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderkammer (21, 28) jeweils einen ersten Druckanschluss, vorzugsweise Hydraulikanschluss (35), und die zweite Zylinderkammer (22, 29) jeweils einen zweiten Druckanschluss, vorzugsweise Hydraulikanschluss (36) umfasst, wobei entweder der erste Druckanschluss kolben- stangenseitig und der zweite Druckanschluss kolbenbodenseitig oder der erste Druckanschluss kolbenbodenseitig und der zweite Druckanschluss kolbenstangenseitig in die jeweilige Zylinderkammer (21, 22, 28, 29) mündet. A universal joint according to claim 1 or 2, characterized in that the first cylinder chamber (21, 28) each comprise a first pressure port, preferably hydraulic port (35), and the second cylinder chamber (22, 29) each comprise a second pressure port, preferably hydraulic port (36) , wherein either the first pressure port piston rod side and the second pressure port piston bottom side or the first pressure port piston bottom side and the second pressure port piston rod side into the respective cylinder chamber (21, 22, 28, 29) opens.
Kreuzgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zylinderkammer (21, 28) einen ersten Pneumatikanschluss (38) und die zweite Zylinderkammer (22, 29) einen zweiten Pneumatikanschluss (38) umfasst, wobei der Pneumatikanschluss (38) kolbenbodenseitig mündet, wenn der Druckanschluss kolbenstangenseitig in die jeweilige Zylinderkammer (21, 22, 28, 29) mündet, und umgekehrt. A universal joint according to claim 3, characterized in that the first cylinder chamber (21, 28) comprises a first pneumatic port (38) and the second cylinder chamber (22, 29) comprises a second pneumatic port (38), wherein the pneumatic port (38) opens on the piston crown side, when the pressure port piston rod side opens into the respective cylinder chamber (21, 22, 28, 29), and vice versa.
Kreuzgelenk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vier erste und vier zweite Kolben/Zylindereinheiten (15, 18) vorgesehen sind. A universal joint according to any one of claims 2 to 4, characterized in that four first and four second piston / cylinder units (15, 18) are provided.
Bohreinrichtung (100), Drilling device (100),
mit einem ein erstes und ein zweites Ende aufweisenden Bohrstrangsegment (10), having a first and second end drill string segment (10),
wobei das erste Ende mit einem des ersten und des zweiten Flanschstücks (13, 14) eines ersten Kreuzgelenks (8) verbunden ist, und das zweite Ende mit einem des ersten und des zweiten Flanschstücks (13, 14) eines zweiten Kreuzgelenks (9) verbunden ist, wherein the first end is connected to one of the first and second flange pieces (13, 14) of a first universal joint (8) and the second end is connected to one of the first and the second flange piece (13, 14) of a second universal joint (9),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das erste und das zweite Kreuzgelenk (8, 9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind . in that the first and the second universal joint (8, 9) are designed according to one of claims 1 to 5.
Bohreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohreinrichtung (100) eine von einer schwimmenden Plattform (2) getragene Vertikalbohreinrichtung ist und das erste Kreuzgelenk (8) mit einem oberen und das zweite Kreuzgelenk (9) mit einem unteren Ende des Bohrstangensegments (10) verbunden ist. Drilling device according to claim 6, characterized in that the drilling device (100) is a vertical drilling device carried by a floating platform (2) and the first universal joint (8) is provided with an upper and the second universal joint (9) with a lower end of the boring bar segment (10 ) connected is.
Bohreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksystem, vorzugsweise Hydrauliksystem vorgesehen ist, mittels welchem die Druckanschlüsse (35, 36) des oberen Kreuzgelenks (8) mit einem höheren Druck als die Druckanschlüsse (35, 36) des unteren Kreuzgelenks (9) beaufschlagbar sind. Drilling device according to claim 7, characterized in that a pressure system, preferably hydraulic system is provided, by means of which the pressure connections (35, 36) of the upper universal joint (8) with a higher pressure than the pressure connections (35, 36) of the lower universal joint (9). can be acted upon.
Bohreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem eine einzige Hydraulikdruckquelle umfasst und parallel zu den Hydraulikanschlüssen des oberen Kreuzgelenks (8) ein Hochdruckhydraulikspeicher (42) und parallel zu den Hydraulikanschlüssen (35, 36) des unteren Kreuzgelenks (9) ein Niederdruckhydraulikspeicher (43) vorgesehen ist. Drilling device according to claim 8, characterized in that the hydraulic system comprises a single hydraulic pressure source and parallel to the hydraulic connections of the upper universal joint (8) a high pressure hydraulic accumulator (42) and parallel to the hydraulic connections (35, 36) of the lower universal joint (9) a low pressure hydraulic accumulator ( 43) is provided.
Bohreinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Druckluftquelle zur Bereitstellung von Druckluft an den Pneumatikanschlüssen (38) vorgesehen ist. Drilling device according to one of claims 6 to 9, characterized in that a single compressed air source for providing compressed air to the pneumatic ports (38) is provided.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2243365A1 (en) * 1973-09-06 1975-04-04 Dornier Gmbh Universal joint for connecting tubular beams - has spring loaded axially movable cross head with locking pin slots
US5596254A (en) * 1994-08-12 1997-01-21 Sandia Corporation Two-axis angular effector
US20140027185A1 (en) 2010-06-18 2014-01-30 Schlumberger Technology Corporation High Load Universal Joint for Downhole Rotary Steerable Drilling Tool
DE102012112411B3 (en) * 2012-12-17 2014-06-05 Perforator Gmbh Thrust boring steering device for controllably driving tubular string into ground, has conveyor worm which is led up to spray head by connecting ring of universal joint

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2243365A1 (en) * 1973-09-06 1975-04-04 Dornier Gmbh Universal joint for connecting tubular beams - has spring loaded axially movable cross head with locking pin slots
US5596254A (en) * 1994-08-12 1997-01-21 Sandia Corporation Two-axis angular effector
US20140027185A1 (en) 2010-06-18 2014-01-30 Schlumberger Technology Corporation High Load Universal Joint for Downhole Rotary Steerable Drilling Tool
DE102012112411B3 (en) * 2012-12-17 2014-06-05 Perforator Gmbh Thrust boring steering device for controllably driving tubular string into ground, has conveyor worm which is led up to spray head by connecting ring of universal joint

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