DE2606252B2

DE2606252B2 - Vorrichtung und Verfahren zum Abfangen von Bohrrohren

Info

Publication number: DE2606252B2
Application number: DE762606252A
Authority: DE
Inventors: George Ivan Anaheim Calif. Boyadjieff (V.St.A.)
Original assignee: Varco International Inc
Current assignee: Varco International Inc
Priority date: 1975-02-18
Filing date: 1976-02-17
Publication date: 1979-03-01
Also published as: DE2606252A1; JPS5444241B2; US3961399A; FR2301683A1; JPS51106601A; US4023449A; GB1528683A; CA1045112A; FR2301683B1; DE2606252C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 14 angegebenen Art zum Abfangen von Bohrrohren.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (GB-PS 15 015, US-PS 32 70 389, US-PS 26 41 816 und US-PS 70 039) ist neben der Rohrhebe- und Rohrabsenkvorrichlung des Bohrgestells zusätzlich eine mit dem Tragarm zusammenwirkende Antriebsvorrichtung zum Heben und Absenken der Abfangkeile vorgesehen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen sind die Abfangkeile innerhalb der Abfangschale an dem Bohrrohr in Anlage, während sie in einer Ebene oberhalb der das Bohrrohr in der Abfangschale abstützenden Stellung von dem

Bohrrohr gelöst sind.

Weiter ist zwar bereits eine Bohrrohrspannvorrichlung bekannt (US-PS 33 22 456), die kraftbetätigbare Spannbacken aufweist, diese Vorrichtung dient jedoch nicht zum Abfangen von Bohrrohren, sondern lediglich zum Einspannen sowie Zusammen- und Auseinanderschrauben von Bohrrohren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfacher aufgebaute Vorrichtung und ein einfacheres Verfahren zum Abfangen von Bohrrohren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 bzw. 14 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung werden die Abfangkeile bereits oberhalb der Abfangschale fest auf is das Bohrrohr aufgesetzt und auch beim Abheben der Abfangkeile aus der Abfangschale fest auf dem Bohrrohr belassen, so daß das Bohrrohr selbst den Vertikaltransport der Abfangkeile übernimmt. Es ist deshalb keine Antriebsvorrichtung zum Heben und Absenken der Abfangkeile erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird :m folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung mit einer kraftbetätigten Abfangkeilanordnung,

F i g. 2 eine Seitenansicht auf der Linie 2-2 von Fig. I, F i g. 3 eine Draufsicht auf der Linie 3-3 von F i g. 2,

Fig.4 einen Horizontalschnitt auf der Linie 4-4 von Fig. 2,

Fig.5 bis 7 Vertikalschnitte auf den Linien 5-5 bzw. 6-6 bzw. 7-7 von F i g. 4,

Fig.8 eine ähnliche Ansicht wie Fig.4, aber mit geöffneter Abfangkeilanordnung, F i g. 9 eine Ansicht auf der Linie 9-9 von F i g. 8,

Fig. 10 einen Schnitt auf der Linie 10-10 von Fig. 9,

Fig. II eine Draufsicht hauptsächlich auf der Linie 11-11 von F i g. 2, welche aber die Abfangkeile offen und seitlich abgelenkt zum Erfassen eines versetzten Rohres zeigt, und

Fig. 12 das Hydrauliksystem der Abfangkeilanordnung.

Die Vorrichtung 10 von Fig. 1 wird auf einem Tiefbohrgestell benutzt, um Schraubverbindungen in einem vertikalen Bohrgestänge or"er Bohrrohr Il her/.jsiellen und zu lösen, welches sich durch den üblichen Drehtisch 12 in das Bohrloch erstreckt. Die Vorrichtung 10 enthält einen aufrechten Ständer 13, der auf dem Boden 14 des Bohrgestells auf einer Seite des Rohres 11 und seiner vertikalen Achse 15 montie^r: ist, sowie eine kraftbetätigte Abfangkeileinheit 16. Oberhalb der Einheit 16 trägt der Ständer 13 eine Rohrdrehvorrichtung 17, welche eine Dreheinrichtung

18 zum schnellen Drehen eines oberen Rohrabschnittes

19 beim Herstellen und Lösen einer Verbindung und unterhalb der Dreheinrichtung ein Drehmomentwerkzeug 20 enthält, das obere und untere Spannvorrichtungen 21 und 22 hat zum Einspannen von zwei aufeinanderfolgenden Rohrabschnitten und zum Drehen derselben mit großem Drehmoment während der Endphase der Verbindungsherstellung oder während der Anfangsphase des Vorgangs, bei welchem eine Schraubverbindung gelöst wird. Die Rohrdrehvorrichtung 17 ist an einem Arm 23 montiert und kann seitlich zwischen einer aktiver, Stellung an dem Rohr und einer zurückgezogenen, auf einer Seite neben dem Rohr befindlichen Stellung verschwenkt werden. Die Dreheinrichtung 18 und das Drehmomentwerkzeug 20 haben Öffnungen auf einer Seite, durch die das Bohrrohr seitlich hinJurchtreten kann.

Der Ständer 13 hat eine Grundplatte 24, die an dem Bohrgestellboden befestigt ist und zwei gleiche, mit Abstand voneinander angeordnete vertikale Führungsteile 25 und 26 trägt, welche von der Grundplatte 24 aus bis zu ihren oberen Enden 27 den H-förmigen Horizontalquerschnitt von F i g. 3 haben. Die Führungsteile 25 und 26 können durch eine vertikale Platte 28 verstärkt sein, welche an den Führungsteilen befestigt ist, und durch mit Abstand voneinander angeordnete parallele, vertikale, hintere Stützplatten 29 und 30, die an der Platte 28 befestigt sind.

Ein Wagen 31 ist zwischen den Führungsteilen 25 und 26 längs einer vertikalen Achse 32 beweglich angeordnet und kann eine vordere vertikale Platte 33 aufweisen, die an zwei parallelen, einander gegenüberliegenden Seitenplatten 34 und 35 befestigt ist, an welchen in vertikalem Abstand voneinander angeordnete Rollenpaare 36 drehbar angebracht sind, die sich um horizontale Achsen 37 und 37' drehen. Diese Rollen sitzen in vertikalen Führungsbahnen 38 und 39, welche an den Innenseiten der Führungsteile 25 und 26 gebildet sind und legen sich an den Seitenwänden dieser Führungsbahnen an und führen den Wagen 31, so daß dieser nur eine Vertikalbewegung ausführen kann.

Der Wagen 31 wird durch ein Gegengewicht 40 nachgiebig nach oben gezogen, welches rechteckig sein kann und so geführt wird, daß es eine Bewegung längs einer vertikalen Achse 41 ausführen kann, indem es zwischen der Wand 28 und zwei vertikalen Winkeleisen 42und 43(Fig.3)aufgenommen wird,die an den Teilen 29 und 30 angebracht sind, wobei das Gegengewicht seitlich durch Vorderteile der Platten 29 und 30 eingeschlossen wird. Flexible Seile 44, an denen das Gegengewicht aufgehängt ist, sind aufwärts über zwei Seilscheiben 45 geführt, welche auf einer Achse 46, die durch an der Oberkante der Platte 28 angebrachte Träger 47 abgestützt ist, drehbar gelagert sind und sich um eine horizontale Achse 48 drehen. Die Seile 44 führen dann abwärts und sind an der Stelle 49 (F i g. 2) mit dem Wagen 31 verbunden. Die Masse des Gegengewichts 40 ist ausreichend, um den Wagen 31 und die gesamte durch ihn getragene Ab^fangkeileinheit 16 normalerweise in ihren mit unterbrochenen Linien dargestellten Stellungen in Fi g. 2 zu halten, in welchen die gesamte Abfangkeileinheit oberhalb der Ebene des Bohrgestellbodens angeordnet und deshalb bis in Anlage an das Bohrrohr und von diesem weg seitlich frei verschwenkt werdet: kann.

Die Abfangkeileinheit 16 enthält einen langgestreck ten, sich horizontal erstreckenden Tragarm 50, welcher hohl stin kann und dessen obere und untere Wand sowie dessen Seitenwände aus Blech hergestellt sein können. Diese Wände sind so zugeschnitten, daß der Tragarm die dargestellte Form erhält, und sind an ihren aneinanderstoßenden Kanten miteinander verschweißt. Der Tragarm 50 ist an dem Wagen 31 derart montiert, daß er eine horizontale Schwenkbewegung zwischen der mit unterbrochenen Linien dargestellten zurückgezogenen Stellung und der mit ausgezogenen Linien dargestellten aktiven Stellung (vgl. F i g. 3) und um eine vertikale Achse 51 relativ zu dem Wagen ausführen kann. Dazu ist der 'Vagen 31 mit drei gleichartigen, vertikal versetzten horizontalen Halteplatten 52 (Fig. 2) versehen, die an der Platte 33 des Wagens befestigt sind und von dieser aus vorstehen und

Öffnungen enthalten, durch welche ein vertikaler Drehzapfen 53 hindurchgeführt ist. der außerdem durch kreisförmige öffnungen in Teilen 54 der oberen Wand 55 und der unteren Wand 56 des Tragarms 50 hindurchgcführt ist. Eine hydraulisch betätigte Kolben-Zylinder-Anordnung 57 verschwenkt den Tragarm 50 /wischen seinen beiden in F i g. 3 dargestellten Stellungen. Der Zylinder kann an den Platten 52 an der Stelle 58 und seine Kolbenstange an dem Tragarm 50 an der Stelle 59 angelenkt sein.

Das freie Ende des Tragarms 50 trägt eine Abfangkeilanordnung 60. welche vorzugsweise einen ersten mittleren Abfangkeil 61 und zwei einander gegenüberliegende seitliche Abfangkeile 62 und 63 enthält, die an den mittleren Abfangkeil 61 angelenkt η sind, so daß sie eine Relativschwenkbewegung um zwei parallele vertikale Achsen 64 und 65 zwischen den geschlossenen Rohreinspannstellungeti von F-" i g. 3 und 4 "p/l ^T! «p^ff ni»tpn ^lpjjiincrpn VQH F > ^σ 8 "D'J \ \ feder 85. die um den Drehzapfen 79 herum an einer Stelle innerhalb des hohlen Tragarms 50 angeordnet ist hat zwei nach außen gedrehte Arme 86 und 87 (F i g. 1 Γ an ihren entgegengesetzten Enden, die normalerweise an entgegengesetzten Seiten eines von dem Tragarm 5C vorstehenden Stiftes 88 anliegen, um das Teil 77' und die durch dieses Teil gehalterten Abfangkeile federnd in dei Mittellage zu halten, die in den F-" i g. 4 und 8 dargestellt ist. Der Drehzapfen 79 trägt einen Ring 89 (Fig. 9) welcher gegen Di ehung relativ zu dem Zapfen 79 durcr ritte Stellschraube oder einen Sperrstift 90 festgehaltcr ist. der sich in einen Schlitz oder eine Öffnung 91 in den Zapfen 79 erstreckt. An dem Ring 89 ist ein nach ober vorstehender Stift 92 starr befestigt, welcher siel¹ normalerweise in einer Linie mit und an dem Stift 8f befindet und bei einer Drehbewegung des Teils 77' un die Achse 78 relativ zu dem Tragarm 50 auf den einer oder den anderen der Federarmr 86 oder 87 einwirkt 'j.w. den b'.Mrcficniicp Fcdc^.Tn krcisförn?!¹¹ um cIk

ausführen können. Diese Gelenkverbindungen enthalten zwei langgestreckte, parallele, vertikale Schrauben 66 und 67 (Fig. 9 und 10). von denen sich jede durch zwei rohrförmige Scharnierzapfenlager 68 an dem mittleren Abfangkeil 61 und durch ein dazwischenliegendes rohrförmiges Scharnierzapfenlager 69 an einem 2^r> der seitlichen Abfangkeile 62 oder 63 erstreckt, wobei die Scharnierschrauben 66 und 67 an ihren unteren Enden durch Köpfe 70 und an ihren oberen Enden durch Muttern 71 gehalten sind.

Die Hauptteile der drei Abfangkeile haben die in herkömmliche, sich nach unten verjüngende Keilform. welche mit einer sich entsprechend nach unten verjüngenden konischen Innenfläche 72 einer Abfangschale 73 zusammenwirkt, die durch eine Hauptbüchse 74 innerhalb des Drehtisches 12 abgestützt ist. An ihren radial inneren Seiten tragen die drei Abfangkeile Spannbacken 75 herkömmlicher Art mit Spannkanten 76. welche in dem in F i g. 4 dargestellten geschlossenen Zustand der Abfangkeile im wesentlichen der Krümmung der äußeren zylindrischen Fläche des Bohrrohres folgen und das Rohr in einer Weise fest einspannen, die eine vertikale Relativbewegung zwischen dem Rohr und den Abfangkeilen verhindert. An ihren radial äußeren Seiten haben die Abfangkeile sich nach unten konisch verjüngen,Ie äußere Verriegelungsflächen 77, welche der Krümmung folgen und in dem geschlossenen Zustand der Abfangkeile im wesentlichen durchgehend an der Innenfläche 72 der Abfangschale 73 anliegen, um die Abfangkeile auf das Ausüben einer abwärts gerichteten Kraft hin einwärts gegen das Rohr zu verriegeln und um dadurch das Gewicht des Rohres in der üblic¹ en Weise durch den Drehtisch abzustützen.

Alle drei Abfar.gke.'e werden von einem Hälteteil 77' getragen, welches mit dem Tragarm 50 derart verbunden ist. daß es eine Relativdrehbewegung um eine vertikale Achse 78 ausführen kann, wobei diese Gelenkverbindung einen außen-zylindrischen Drehzapfen 79 (F i g. 5) mit einem Kopf 80. der mit dem Teil 77' verschweißt ist. aufweist, dessen zylindrischer Schaft aufwärts durch das Teil 77' hindurchgeführt ist und nach oben über dieses vorsteht und in kreisförmigen Öffnungen 81 und 82 in der oberen Wand 55 bzw. der unteren Wand 56 des Tragarms 50 drehbar gelagert ist. Eine Mutter 83. die auf das obere Ende des Drehzapfens 79 aufgeschraubt ist, wirkt abwäits gegen die obere Wand 55 oder den Tragarm 50 über eine Unteriagscheibe 84, um den Drehzapfen und die Abfangkeilanordnung durch den Tragarm abzustützen. Eine SchraubenAchse 78 herum relativ zu dem anderen Federarm /1 bewegen. Beispielsweise hat in F i g. 11 der Stift 92 der Federarm 86 im Gegenuhrzeigersinn relativ zu den Federarm 87 bewegt, so daß die Feder sich dei Drehbewegung des Teils 77' aus seiner Mittelstellung ir F i g. 4 in seine Stellung in F i g. 11 federnd widersetzt, ir welche letzterer die Drehbewegung des Teils 77' unc der durch dieses gehalterten Abfangkeile durch Anlage einer ScSiilter 93 eines an dem Teil 77' angebrachter Teils 94 an einer Seitenfläche 95 des Tragarms 5( begrenzt wird. In gleicher Weise wird die Schwenkbe wegung des Teils 77' in der entgegengesetzten Richtung durch Anlage einer Schulter 96 des Teils 94 an dei Seitenfläche 95 des Arms 50 begrenzt.

Der mittlere Abfangkeil 61 ist dadurch, daß die Schrauben 66 und 67 durch die Scharnierzapfenlager 6f an den einander gegenüberliegenden Seiten de? Abfangkeils 61 und außerdem durch die vertikaler öffnungen 97 (F i g. 9) in dem Halteteil 77' hindurchge führt sind, in fester Lage bezüglich des Halteteils 77 festgehalten.

Die Abfangkeile 62 und 63 werden zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Stellungen von Fig. f bzw. 4 kraftbetätigt und sie werden, um das Rohr fes einzuspannen und festzuklemmen, in eine Schließrich tung über den Zustand in Fig.4 hinaus durch eine fluidbetätigte Kolben-Zylinder-Anordnung 98 gedrängt deren Zylinder 99 an der Stelle 111 an einem Klemmarrr 100 angelenkt ist, der an dem Abfangkeil 63 befestigt ist und deren Kolbenstange 101, die von dem Kolben 1Oi aus vorsteht, an der Stelle 112 an einem Klemmarm 1Oj angelenkt ist, der an dem Abfangkeil 62 befestigt is' Dei Arm 103 kann aus einer unteren, im wesentlicher horizontalen Platte 104, zwei oberen Platten 105 unc 106 und einem Zwischenblock 107 gebildet sein, die alle fest miteinander verbunden sind, beispielsweise durcr eine Anzahl von Schrauben 114, die durch diese Teile hindurchgeführt sind, wobei die Platten 104,106 und dei Block 107 in einer Linie angeordnete öffnungen 1OJ enthalten, durch welche der Scharnierzapfen 6f hindurchgeführt ist, und vertikal zwischen dem Haltetei 77' und einer nach oben weisenden Fläche 1Oi eingespannt sind, die an einem Flansch 110 gebildet ist der seitlich von dem Abfangkeil 62 vorsteht und ar diesem angebracht ist. Die Platte 104 und der Block 1Oi haben Schultern 115, welche sich an einer Seitenfläch« 116 an dem oberen Teil des Abfangkeil 52 abstützen um die Klemmkraft von dem Arm 103 auf dieser Abfangi eil zu übertragen. Darüber hinaus kann dei

Arm lOJ in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schweißen, mil dem Abfangkeil 62 starr verbunden sein, um die Schwenkbewegung in beiden Richtungen von dem Arm auf den Abfangkeil zu übertragen.

Die (iclcnkvcrbindung 112/wischen der Kolbenstan- ^r> ge 101 und dem Klemmarm 10.3 (der eine vertikale Drehachse 120 hat) kann gebildet werden, indem das linde i?r Kolbenstange mit einem rohrförmigen, sich vertikal erstreckenden Teil 117 verschen wird, der zwischen den Platten 104 und 105 aufgenommen und eingeschlossen ist und um einen vertikalen Drehzapfen 118 angeordnet ist, welcher an seinem oberen und seinem unteren Ende in öffnungen 119 in den Platten

104 und 105 festgehalten ist.

Der andere Klcmmarm 100 ist im wesentlichen in der ·■> gleichen Weise wie der Arm 103 aufgebaut, mit der Ausnahme, daß der Arm 100 ein Spiegelbild des Arms 103 ist, damil er sich in der richtigen Weise gegen den entgegengesetzt gerichteten seitlichen Abfangkeil 63 legt und mit diesem verbunden werden kann. Die Gelenkverbindung zwischen dem Zylinder 99 und dem Arm 100 enthält obere und unlere Drehzapfen 121 ((■' i g. 6) an dem Zylinder, die in öffnungen gelagert sind, welche in der oberen Platte 105' und der unteren Platte 104' des Arms 100 gebildet sind, die der oberen Platte

105 und der unteren Platte 104 des Arms 103 entsprechen.

Das hydraulische Steuersystem von Fig. 12 enthält ein von Hand betätigtes Dreiweg-Absperrorgan 120', welches Druckmittel aus einer Haupthydraulikzufuhr- *> pump'- 121' empfängt und die Beaufschlagung eines zweiten Dreiweg-Hydraulik-Absperrorgans 122 mit Steuerdrücken steuert. Die Pumpe 12Γ führt dem Absperrorgan 122 über ein Rückschlagventil 123 Druckmittel zu, wobei die Rückleitung 124 von dem ^⁵ Absperrorgan 122 zu einem Sammeltank 125 führt, aus welchem die Pumpe absaugt.

Das Absperrorgan 122 wird durch Federn 126 in die geschlossene Stellung von Fig. 12 gedrückt, in welcher das Druckmittel aus der Pumpe 12Γ durch das Absperrorgan 122 in die Rückleitung 124 geleitet wird, ohne daß irgendwelches Druckmittel einer der beiden Leitungen 128 und 129 an der Auslaßseite des Absperrorgans 122 zugeführt wird. Wenn das Absperrorgan 120' aus seiner neutralen oder geschlossenen Stellung in eine zweite Stellung verstellt wird, betätigen die somit dem Absperrorgan 122 zugeführten Steuerdrücke dieses Absperrorgan in Abwärtsrichtung in Fig. 12. so daß der obere Abschnitt 130 des Absperrorgans, der schematisch dargestellt ist, die Leitung 127 mit der Leitung 129 sowie die Leitung 124 mit der Leitung 128 in Verbindung bringt. Ebenso verstellen in einer entgegengesetzten oder dritten Stellung des Absperrorgans 120' die Steuerdrücke den Körper des Absperrorgans 122 in Aufwärtsrichtung, so daß der untere Abschnitt 131 des Absperrorgans die Leitung 127 mit der Leitung 128 sowie die Leitung 124 mit der Leitung 129 in Verbindung bringt

Die Leitung 128 ist über eine Leitung 132 mit dem Kolbenstangenende des Klemmzyünders 99 und über ^M ein Absperrorgan 133 mit dem Kolbenstangenende der Kolben-Zylinder-Anordnung 57 verbunden, welche den den Abfangkeil tragenden Arm zwischen der aktiven und der zurückgezogenen Stellung verschwenkt. Dieses Absperrorgan 133 ist so ausgelegt, daß es auf die ^bS Bewegung der den Abfangkeil tragenden Vorrichtung in ihre oberste Stellung automatisch anspricht, in welcher die Abfangkeile hoch genug sind und sich vollständig oberhalb der Ehcnc des Drehtisches und der Abfangschalenanordnung befinden, so daß die Abfangkcilanordnung /wischen ihrer aktiven und ihrer inaktiven Stellung sicher horizontal vcrschwenkl werden kann. Beispielsweise kann das Absperrorgan 133 typischcrwcisc in der in F i g. 2 dargestellten Weise angeordnet sein, damit es durch einen Teil des Wagens 31 (beispielsweise durch eine der Platten 52) bctäligbar ist, wenn der Wagen seine oberste Stellung erreicht. Wie in Fig. 12 gezeigt, kann der bewegliche Teil des Absperrorgans 13.3 durch eine Feder nach unten in eine Stellung gedrängt werden, in welcher ein oberer Abschnitt 1.34 dieses Absperrorgans die Verbindung zwischen zwei Leitungen 135 und 136 absperrt, die mit dem Absperrorgan 122 bzw. der Kolbcn-Zylindcr-Anordnung in Verbindung stehen. Wenn das Absperrorgan durch die Ankunft der Abfangkeile in ihrer obersten Stellung in Aufwärtsrichtung verstellt wird, wird ein unlerer Abschnitt 1.17 »Ir»«; Ahinrrrr>r»?.ns !33 wirksam und stellt eine Verbindung zwischen den Leitungen 135 und 136 her.

Druckmitlei zur Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung 98 wird dieser Anordnung von der Leitung 129 über ein weiteres automatisches Absperrorgan 138 zugeführt, welches durch eine Feder aufwärts in eine Stellung gedrängt wird, in welcher sein unterer Abschnitt 139 die Verbindung /wischen zwei Leitungen 140 und 141 absperrt. Nach einer vorbestimmten Zunahme des Druckes in der Leitung 140. zugeführt über eine Leitung 142, wird das Absperrorgan nach unten in eine Stellung verstellt, in welcher sein oberer Abschnitt 143 eine Verbindung /wischen den Leitungen 140 und 141 herstellt. Ein Rückschlagventil 144 gestattet eine Strömung von der Leitung 141 zu der Leitung 140 nach der Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung 98 zum Lösen der Klemmverbindung.

Zur Beschreibung eines Zyklus der Benutzung der kraftbetätigten Abfangkeilanordnung sei angenommen, daß der Arm 50 am Anfang in seiner inaktiven, mit unterbrochenen Linien dargestellten Stellung von F i g. 3 ist. Wenn die Abfangkeile betätigt werden sollen, um ein Bohrrohr einzuspannen und abzustützen, verstellt die Bedienungsperson das Absperrorgan 120' aus einer neutralen Stellung in eine zweite Stellung, um entsprechend das vorgesteuerte Absperrorgan 122 in eine Stellung zu bewegen, in welcher sein oberer Abschnitt 13U Druckmittel der Leitung 129 und über diese Leitung dem Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung 57 zuführt, um dadurch den Zylinder zu veranlassen, die Schwenkbewegung des Tragarms 50 und der durch ihn gehalterten Abfangkeile aus ihren in F i j. 3 mit unterbrochenen Linien dargestellten Stellung nach innen in die in Fig.3 mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellungen zu beginnen. Gleichzeitig wird Druck über die Leitung 140 dem Absperrorgan 138 zugeführt. Dieser Druck reicht aber nicht aus, um das Absperrorgan entgegen der Kraft seiner eingestellten Feder weit genug nach abwärts zu verstellen, um das Druckmittel der Kolben-Zylinder-Anordnung 98 zuzuleiten. Wenn die Abfangkeile eine Stellung erreichen, in welcher der mittlere Abfangkeil 61 sich gegen das Rohr legt, verhindert diese Anlage eine weitere Bewegung des Abfangkeils 61 und des Tragarms 50 und ruft dadurch eine Druckzunahme in der Kolben-Zylinder-Anordnung 57 hervor, welche über die Leitungen 140 und 142 dem oberen Ende des Absperrorgans 138 zugeführt wird und dasselbe in eine Stellung nach unten verstellt, in welcher sein oberer Abschnitt 143 das

Druckmittel von der I .eilung 140 /u dem unteren Finde der Kolben-Zylinder-Anordnung 98 leitet. Dieser Druck veranlaßt die Kolben-Zylinder-Anordnung 98. die Kolbenstange 101 dieser Anordnung relativ zu dem Zylinder 99 nach außen und dadurch die Abfangkeile 62 und 63 aufeinander zu und gegen das Rohr in die Klemmslellung von (■'i g. 4 zu drücken, in welcher die drei Abfangkeile Jas Rohr mit einer Reibungskraft fest einspannen, durch die die Abfangkeile gegen eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung relativ zu dem Rohr verriegelt werden. Die Bedienungsperson betätigt dann die liebe- und Absenkvorrichtung des Bohrgcstells. um das Bohrrohr weit genug abzusenken, damit die drei Abfangkeile an der Innenfläche 72 der Abfangschale 73 in Anlage gebracht werden, so daß das Gewicht des Rohres anschließend in herkömmlicher Weise durch die Abfangkeile abgestützt werden kann. Wenn die Abfangkeile gelost werden sollen, wird die Bohrgestellvorrirhtiinp brtäiitri nm tivt^ Bohrrohr und die bp ihni befestigten Abfangkeile nach oben aus der Fangschale herauszuheben, und die Absperrorgane 120' und 122 werden in umgekehrte Stellungen verstellt, in welchen der Druck den Kolbenstangenenden der Kolben-Zylindcr-Anordnungen 98 und 57 zugeführt wird, um die Klemmverbindung zwischen den Abfangkeilen und dem Rohr zu lösen und um die Abfangkeile und den sie tragenden Arm seitlich in ihre zurückgezogenen .Stellungen zu verschwenken. Das Gegengewicht 40 sichert eine vollständige Zurückführung der Abfangkeile in ihre obersten Stellungen, sobald die Klemmverbindung an dem Rohr gelöst ist, und das Absperrorgan 133 verhindert, daß der Betätigungsdruck der Kolben-Zylinder-Anordnung 57 zugeführt wird, bis die Abfangkeile in ihren obersten Stellungen und hoch genug sind, um seitlich bewegt werden zu können, ohne irgendeinen Teil des Drehtisches oder die durch ihn abgestützten Teile zu berühren. Während der Betätigung der Kolbcn-Zylinder-Anordnung 98 zum Lösen der Klemmverbindung der Abfangkeile wird das Druckmittel über das Rückschlagventil 144 um das Absperrorgan 138 herumgeführt.

Wenn während der Schwenkbewegung der Abfangkeile aus ihren zurückgezogenen Stellungen in ihre aktiven Stellungen das Bohrrohr sich mit Bezug auf die Achse des Bohrloches und der Kangschalc außerhalb der Mitte befindet, wie in F i g. 11 gezeigt, legt sich eine der divergierenden Verriegeliingsflächen 145 der beiden

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2t) gesamte Abfangkeilanordnung um die Achse 78 relativ zu dcmTeil 77' und dem Arm 50 weit genug gedreht wird, damit das Rohr in die Abfangkeilanordnung zwischen den Flächen 145 der Abfangkeile eingeführt werden kann. Wegen der Art und Weise, in welcher die Kolbcn-Zylinder-Anordnung 98 mit den Abfangkeilen 62 und 63 verbunden ist, kann sie außerdem mit diesen Abfangkeilcn um die Achse 78 schwenken und ihre Klemmwirkung wirksam ausüben, obwohl das Bohrrohr gegenüber der Hauptbohrloehachsc versetzt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abfangen von Bohrrohren, mit einer Tragkonstruktion, an der eine Abfangkeilanordnung gehaltert ist, die zwischen einer aktiven Stellung, in der sie das Bohrrohr umgibt und vertikal beweglich ist, und einer anderen Stellung im Abstand vom Bohrrohr verstellbar ist und mehrere Abfangkeile aufweist, die an einem Tragarm befestigt, ausschwenkbar miteinander verbunden und mit ^|0 äußeren, sich nach unten verjüngenden Verriegelungsflächen versehen sind, die in eine entsprechend ausgebildete Abfangschale einlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (fcO) kraftbetätigbare Einrichtungen auf- weist, mit denen die Abfangkeile (61, 62, 63) bereits in einer Ebene oberhalb der das Bohrrohr (11) in der Abfangschale (73) abstützenden Stellung kraftschlüssig mit dem Bohrrohr (11) verriegelbar, zusammen mit diesem beweglich und von ihm lösbar sind, und dab eine vom Bohrrohr (11) unabhängige, am Tragarm (50) angreifenden Halte-Einrichtung vorgesehen ist, durch welche die Abfangkeile (61,62, 63) angehoben in dieser oberen Ebene haltbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte-Einrichtung die Abfangkeile (61,62,63) nachgiebig aufwärts zu der oberen Ebene zieht und sich einer Abwärtsbewegung der Abfangkeile zu der Ebene der das Bohrrohr (11) in der Abfangschale (73) abstützenden Stellung nachgiebig *> widersetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die HalU".-Einric>.tung ein Gegengewicht (40) enthält, das die Abfangkeile (61, 62, 63) aufwärts zu der oberen Ebene ziei \

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte-Einrichtung einen an einem Ständer (13) der Tragkonstruktion auf- und abwärts bewegbaren Wagen (31) enthält, an welchem die Abfangkeilanordnung (60) über den Tragarm (50) so angebracht ist, daß sie zwischen der aktiven und der anderen Stellung eine Horizontalbewegung relativ zu dem Wagen (31) ausführen kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftbetätigbaren Einrichtungen eine Kolben-Zylinder-Anordnung (57) für die Horizontalbewegung der Abfangkeilanordnung (60) enthalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (60) mehrere Gelenke zur gegenseitigen Verbindung der Abfangkeile (61,62,63) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (60) einen mittleren Abfangkeil (61) und zwei seitliche Abfangkeile (62, 63), die über die Gelenke an entgegengesetzten Seiten des mittleren Abfangkeils (61) angelenkt sind, enthält und daß die kraftbetätigbaren Einrichtungen eine weitere Kolben-Zylinder-Anordnung (98) enthalten, die die beiden seitlichen Abfangkeile (62,63) zur Festspannung am Bohrrohr (11) in entgegengesetzten Richtungen mit Druck beaufschlagt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (60) mit dem Tragarm (50) über ein Halteteil (77') so verbunden ist, daß sie eine begrenzte Drehbewegung um einen Drehzapfen (79) ausführen kann, auch wenn sie gegenüber der Achse des Bohrloches leicht versetzt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Feder (85), die das Halteteil (77') und die mit diesem verbundenen Abfangkeile (61, 62, 63) in der Mittellage ihres Drehbewegungsbereiches hält.

10. Vorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (77') die Gelenke zwischen den Abfangkeilen (61,62,63) trägt "nd daß Anschlagvorrichtungen die Drehbewegung des Halteteils (77') und des mittleren Abfangkeils (61) begrenzen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet dirch eine automatische Steuereinrichtung zur Verhinderung der Verstellung der Abfangkeilanordnung (60) zwischen der aktiven und der anderen Stellung durch die eine der Kolben-Zylinder-Anordnungen (57), wenn sich die Abfangkeilanordnung (60) nicht in der oberen Ebene befindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine weitere automatische Steuereinrichtung, die bei Ankunft der Abfangkeilanordnung (60) in der aktiven Stellung die weitere der Kolben-Zylinder-Anordnungen (98) ansteuert, wobei diese die Abfangkeile (61,62,63) am Bohrrohr (11) festspannt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere automatische Steuereinrichtung auf eine Druckzunahme in der einen der Kolben-Zylinder-Anordnungen (57) aufgrund des Anlegens der Abfangkeilanordnung (60) an dem Bohrrohr (11) anspricht und der weiteren der Kolben-Zylinder-Anordnungen (98) automatisch Druckmittel für das Festspannen der Abfangkeile (61,62,63) am Bohrrohr (11) zuführt.

14. Verfahren zum Abfangen von Bohrrohren mittels Abfangkeilen, welche zum Abstützen des Bohrrohres in eine Abfangschale eingelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeile bereits oberhalb der durch die Abfangschale vorgegebenen Abstützebene und durch eine von der Abfangschale unabhängige Kraft auf dem Bohrrohr festgespannt und anschließend an dem Bohrrohr in die Abfangschale abgesenkt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeile bei Aufwärtsbewegung des Bohrrohres zum Abheben der Keile von der Abfangschale auf dem Bohrrohr festgespannt bleiben und von diesem bis in die oberhalb der Abstützebene ge'egene Stellung transportiert werden.