DE3048523C2

DE3048523C2 - Vorrichtung zum Bewegen von Rohrsätzen in einem Bohrturm

Info

Publication number: DE3048523C2
Application number: DE3048523A
Authority: DE
Inventors: Faustyn C. Georgetown Tex. Langowski; Roger Smith Jun.
Original assignee: BJ Hughes Inc
Current assignee: BJ Hughes Inc
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1986-01-16
Also published as: NO156699C; US4345864A; NO156699B; CA1142166A; NO803628L; DE3048523A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art

Solche Vorrichtungen werden zum Bewegen von Rohrsätzen zwischer,dem Rotary-Bohrbereich und dem Rückstell- oder Abstapelbereich ben utzi

Bei Rotary-Bohrtürmen werden Bohrgesiängeabschnitte und Schwerstangen benutzt die durch Verschrauben zusammengesetzt werden, wenn das Gestänge in das Bohrloch eingebracht wird. Umgekehrt wer-

den die Bohrgestängeabschnitte und die Schwerstangen voneinander getrennt wenn das Gestänge aus dem Bohrloch entfernt wird. Bei Off-shore-Arbeiten wird das Bohrgestänge durch Meeressteigerrohrsätze hindurchgeführt die ebenfalls auf dem Bohrturm übergeben und gehandhabt werden müssen.

Die Obergabe von Rohrsätzen zwischen dem Drehtisch und dem Rückstellbereich, wo die Rohrsätze abgestapelt werden, ist eine schwierige und gefährliche Arbeit, wenn sie manuell ausgeführt wird. Wegen des gro-

Ben Gewichtes der Rohrsätze werden den Bohrmanschaften große Anstrengungen und große körperliche Kräfte abverlangt. Es kann zu einem gefährlichen Unfall kommen, wenn die Manschaf: die Kontrolle über einen Rohrsatz verlieren sollte.

Infolgedessen werden seit Jahren mechanische Vorrichtungen zum Bewegen von Rohrsätzen zwischen dem Rotary-Bereich und dem Rückstell- oder Abstapelbereich in einem Bohrturm vorgesehen. Eine mechanische Vorrichtung ist sicherer, da eine größere Festigkeit

und eine bessere Kontrolle möglich sind. Eine Verringerung der Ermüdung der Manschaft kann erzielt werden. Eine mechanische Vorrichtung kann fernbetätigt und infolgedessen die Sicherheit erhöht werden. Darüber hinaus kann die Übergabezeit verringert werden, wodurch die Stillstandszeit verringert und die Leistung gesteigert wird.

Eine solche mechanische Vorrichtung ist in dem Katalog »1978-1979 BJ Hughes Oilfield Products and Systems«, S. 308—310, beschrieben. Die Manipulatoren

bestehen bei dieser Vorrichtung aus einer Anzahl von Karren, die quer in einer Linie innerhalb des Bohrturms angeordnet sind und von denen jeder einen Arm zum Tragen eines Rohrspannkopfcs aufweist. Die Vorrichtung ist zwar relativ einfach und zuverlässig, sie erfor-

dert jedoch spezielle Bohrturmmodifizierungen und eine andere Abstapelfolge als sie durch das Bohrturmpersonal üblicherweise angewandt wird.

Die US-PS 41 17 941 beschreibt eine weitere Vorrichtung, die aus einem Zylinder besteht, der durch einen Drehkopf gelenkig an einem Wagen befestigt ist, welcher auf einer Schiene beweglich gelagert ist, die an der unteren Seite der Geslängebühne in dem Bohrturm befestigt ist. Ein Rohrspannkopf ist an dem Ende der KoI-

benstange angebracht Obgleich diese Vorrichtung relativ einfach ist, beansprucht sie übermäßig viel Platz, weil die eingefahrene Länge des Zylinders, der Kolbenstange und des Rohrspannkopfes größer ist als der Hub der Kolbenstange.

Die US-PS 39 21 823 beschreibt eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, die an einem Bohrturm vorgesehen ist, welcher an Bord eines Schiffes zum Ausführen von Bohrarbeiten auf See vorgesehen ist Die Vorrichtung dient zusammen mit zwei über bzw. unter ihr angeordneten weiteren Vorrichtungen zum Bewegen von dreiteiligen Rohrsätzen zwischen dem Bohrbereich und eimern Abstapelbereich und ist auf einem Wagen angebracht, der auf einem mit dem Bohrturm verbundenen starren Rahmen läuft. Dieser als Konsole ausgebildete Rahmen macht eine Bohrturmmodifizierung erforderlich und begrenzt den Arbeitsbereich der Vorrichtung längs des Rahmens auf den Schwenkradius des Rohrspannkopfes. Es wäre deshalb mit dieser bekannten Vorrichtung beispielsweise nicht möglich, Standardabstapeliolgen der Rohrsätzc einzuhaken, also beispielsweise Rohrsätz«: ./on der Mitte eines Gestängerechens aus erst zur einen und dann zur anderen Seite in dem Gestängerechen abzustapeln.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art einfacher, mit geringerem Gewicht, vielseitiger betätigbar und so auszubilden, daß sie wenig Raum beansprucht und die Anwendung von Standardabstapelfolgen gestattet.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die vertikal schwenkbare Befestigung des Kraftarms am vertikal verfahrbaren Rollenbock und durch den zusätzlichen Scherenarm, der gleichfalls schwenkbar mit dem Kraftarm bzw. dem vertikalen Bein oder dem Drehkopf verbunden ist, beansprucht die Vorrichtung nach der Erfindung wenig Rsium, denn die Scherenarm/Kraftarm-Anordnung kann eng an das vertikale Bein zurückgezogen werden, und sie ist vielseitig betätigbar, denn der Rohrspannkopf kann mittels der Scherenarm/Kraftarm-Anordnung in eine von dem vertikalen Bein weit entfernte Stellung zum Erfasssen oder Abstapeln eines Rohrsatzes ausgefahren werden. Wenn sich die Vorrichtung nach der Erfindung im Mittelbereich eines Gestängerechens befindet, können Rohrsätze ohne weiteres in Standardfoige abgestapelt werden, indem erst die eine Seite des Gestängerechens und dann die andere Seite desselben mit Rohrsätzen gefüllt wird. Die Vorrichtung nach Ger Erfindung erfordert auch keine Bohrturmmodifizierungen, da sie einfach an der ohnehin vorhandenen Gestängebühne befestigt v/erden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

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

F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Bewegen von Rohrsätzen in einem Bohrturm,

F i g. 2 eine Seitenansicht des oberen Teils der Vorrichtung von F i g. 1, wobei ein Teil des Drehkopfes und der Schiene weggebrochen ist,

F i g. 3 eine Vorderansicht des oberen Teils der Vorrichtung von Fig. 1, die eine Schnittansicht des Wagens und der Schiene nach der Linie MI-III in F i g. 2 zeigt,

Fig.4 eine Rückansicht des unteren Teils der Vorrichtung von F i g. 1

F i g. 5 eine Seitenansicht des unteren Teils der Vorrichtung von F i g. 1, wobei ein Teil des Beins weggebrochen ist,

F i g. 6 eine Schnittansicht des Wagens nach der Linie Vl-VI von F ig. 4,

F i g. 7 eine Schnittansichi des Querstückes nach der Linie VII-VII in F ig. 1,

Fig.8 eine Schnittansicht des Unterteils des Rohrspannkopfes nach der Linie VIII-VIII von F i g. 1,

Fig.9 in Draufsicht des Gestängerechen, der zum Abstapeln von Rohrsätzen benutzt wird, welche durch den Rohrspannkopf der Vorrichtung positioniert werden,

F i g. 10 in Draufsicht den Rohrspannkopf, von dem ein Teil aus Darstellungsgründen weggebrochen worden ist, und

F i g. 11 ein Schaltbild der Steuereinrichtung der Vorrichtung.

Die F i g. 1 bis 11 zeigen eine Vorrichtung zum Bewegen von Rohrsätzen in einem Bohrturm 17, d.h. zum Abstapeln von Rohrsäizen, die Sohrgesiängeröhre, Schwerstangen oder Steiger umfassen, in einem Gestängerechen, der in F i g. 9 insgesamt mit 13 bezeichnet ist. Die Vorrichtung könnte auch in einem Wiederaufwältigungsturm benutzt werden, nachdem Bohrarbeiten abgescnlossen sind, und beschränkt sich deshalb nicht auf die Verwendung bei Bohrtürmen allein.

Der Gestängerechen 13 weist Gestelle 15 auf, die mit dem Bohrturm 17 verbunden sind, der eine Gestängebühne 19 zwischen den Gestellen 15 trägt, an der die Vorrichtung von F i g. 1 abgestützt ist Die Vorrichtung braucht nicht an der Gestängebühne abgestützt zu sein, sondern könnte anderswo in dem Bohrturm oder auf dem Boden des Bohrturms abgestützt sein.

Eine horizontale Schiene 21 ist in F i g. 2 als ein C-Profiltei! dargestellt, das mit der Unterfläche der Gestängebühne 19 fest verbunden ist. Gemäß den Fig.2 und 3 ist ein angetriebener Wagen 23 muteis Rollen 25, 25' in der Schiene 21 beweglich gelagert und kann auf der Schiene in ausgewählte Horizontalstellungen bewegt werden. Seitenrollen 26, 26' sind an der Seite des Wagens 23 angebracht, um eine axiale Ausrichtung sicherzustellen. Gemäß F i g. 2 ist ein Antr iebskettenrad 27 in der Nähe des inneren Endes der Schiene 21 befestigt, und ein Leitkettenrad 29 ist am äußeren Ende der Schiene befestigt. Das Antriebskettenrad 27 ist auf einer Welle 31 befestigt und wird über ein Getriebe 33 und einen Druckluftmotor 35 entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn angetrieben. Eine Antriebskette 37, die um die Kettenräder 27, 29 geschert ist, ist mit ihren Enden 39 an dem Wagen 23 befestigt. Ein Abstützkettenrad 28 ist zwischen dem Antriebsketter-ad 27 und dem Leitkettenrad 29 angebracht und dient zum Abstützen der Antriebskette 37.

Wenn somit di.z Antriebskettenrad 27 im Gegenuhrzeigersinn (in der Darstellung in Fig.2) gedreht wird, wird der Wagen 23 horizontal nach rechts in eine ausgewählte Stellung gezogen. Umgekehrt wird durch Drehung des Antrieoskettenrades 27 im Uhrzeigersinn der Wagen 23 in eine ausgewählte Stellung nach links gezogen.

Ein nockenbetätigtes Ventil 177 und ein Nockenbetätiger 185 sind auf dem Wagen 23 angeordnet. Gemäß F i g. 2 wird der Nockenbetätiger 185 berührt, wenn der Wagen 23 vollständig nach rechts gezogen wird.

Gemäß der ausführlicheren Darstellung in den F i g. 2 und 3 ist ein Drehkopf 41 an dem Wagen 23 drehbar aufgehängt und hat eine Welle 43 (vgl. Fig.3), die auf

Lagern 45, 45' abgestützt ist und an einer Druckplatte 47 aufgehängt ist, so daß sie relativ zu dem Wagen 23 drehbar ist. Das untere Ende der Welle 43 ist mit einer Nabe eines angetriebenen Kettenrades 49 durch einen Keil 53 verbunden. Das angetriebene Kettenrad 49 (vgl. F i g. 2) ist in diesem Fall ein Doppelkettenrad, welches durch eine Doppelkette 55, die durch zwei Antriebskettenräder 57 gezogen wird, im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Ein durch einen Druckluftmotor 61 angetriebenes Getriebe 59 bewegt die Kette so, daß der Drehkopf 41 auf einen beliebigen Winkel eingestellt werden kann.

Ein zweites nockenbetätigtes Ventil 157 und ein Nokkenbetätiger 163 sind an dem Drehkopf 41 befestigt. Ein linker Nocken 164 und ein rechter Nocken 166 sind auf dem angetriebenen Kettenrad 49 angeordnet und treffen auf den Nockenbetätiger 163, wenn das angetriebene Kettenrad 49 gedreht wird.

An dem unteren Ende des Drehkopfes 41 ist ein insgesamt vertikales Bein 63 aufgehängt, das eine Schiene 65 aufweist (vgl. Fig.4 und 5), weiche in diesem Fall ein C-Profilteil ist, das dem für die horizontale Schiene 21 benutzten gleicht.

Die vertikale Schiene 65 nimmt einen angetriebenen Roilenbock 67 auf. der Rollen 69, 69', 70, 70' hat, die in die Schiene 65 eingeschlossen sind, und gemäß Fig. 4 Seitenrollen 71, 7Γ zur axialen Ausrichtung des Rollenbockes innerhalb der Schiene. In der Nähe des unteren Endes der Schiene 65 befindet sich ein Druckluftmotor 73, der über ein Untersetzungsgetriebesystem und einen Adapter 75 eine Gewindespindel 77 dreht, deren oberes Ende gemäß F i g. 4 in einem Lagerträger 79 sitzt, der an der Schiene 65 befestigt ist. Gemäß F i g. 6 ist der Roilenbock 67 mit einem Drehgelenkgehäuse 81 verbunden, in welchem eine Antriebsmutter 83 abgestützt ist, die an der Gewindespindel 77 durch einen Haltestift 84 in einem Äriiriebsmuttergenäuse 56 befestigt ist. Wenn die Gewindespindel 77 gedreht wird, bewegt sich der Rollenbock 67 in der Schiene 65 nach oben oder nach unten in ausgewählte Stellungen. Das Drehgelenkgehäuse 81 gestattet ein gewisses Spiel zwischen der Mutter 83, der Gewindespindel 77, dem Rollenbock 67 und der Schiene 65, um Beanspruchungen dieser Teile zu minimieren.

Außerdem ist in dem Rollenbock 67 ein horizontaler Lagerträger 85 (vgl. F i g. 4) abgestützt, auf welchem das untere Ende eines Kraftarms 87 drehbar gelagert ist. Ein Rohrspannkopf 101 ist an dem anderen Ende des Kraftarms befestigt, wie es in Fig.! gezeigt ist. Der Rohrspannkopf 101 ist ausführlicher in Fig. 10 gezeigt Ein Querstück 89 (vgl. F i g. i und 7). das einen ersten und einen zweiten Drehpunkt hat. ist an dem ersten Drehpunkt 91 mit dem Mittelbereich des Kraftarms 87 verbunden. Ein Scherenarm 93 ist ebenfalls an dem ersten Drehpunkt des Querstückes 89 an einem Ende schwenkbar angeschlossen und am anderen Ende durch das vertikale Bein 63 oder den Drehkopf 41 schwenkbar gehaltert, in diesem Beispiel durch das vertikale Bein 63.

Ein erster Tragarm 95 ist an einem Ende schwenkbar mit dem zweiten Drehpunkt 97 des Querstückes 89 verbunden und am anderen Ende mit dem vertikalen Bein 63 an einem Punkt nahe dem und horizontal in einer Linie mit dem Punkt, in welchem der Scherenarm 93 mit dem vertikalen Bein 63 verbunden ist, wobei der erste Tragarm 95 die gleiche Länge wie der Scherenann 93 hat Ein zweiter Tragarm 99 ist ebenfalls an einem Ende mit dem zweiten Drehpunkt 97 des Querstückes 89 und am anderen Ende mit dem Rohrspannkopf 101 an einem Punkt nahe dem und horizontal in einer Linie mit dem Punkt verbunden, in welchem der Kraftarm 87 mit dem Rohrspannkopf verbunden ist (vgl. F i g. 8).

Die Abstände zwischen diesen beiden letztgenannten Punkten, zwischen den Drehpunkten 91 und 97 und zwischen den Punkten, in welchen der erste Tragarm 95 und der Scherenarm 93 mit dem vertikalen Bein 63 verbunden sind, sind sämtlich annähernd gleich. Durch Gleichhalten dieser Abstände, durch Halten des ersten Drehpunktes 91 in dem Mittelbereich des Kraftarms 87 und durch Gleichhalten der Längen des Scherenarms 93 und des ersten Tragarms 95 werden zwei Parallelogramme gebildet, Jie bewirken, daß der Rohrspannkopf 101 eine horizontale Lage beibehält, wenn er aus- und eingefahren wird. Der Drehkopf 41 ist gemäß Fig. 2 mit einer Vorspannvorrichtung versehen, die ein nockenbetätigtes Ventil 137 und einen Nockenbetätiger 141 zum Minimieren der Stoßbelastung des Drehkopfes 41 und zum Erleichtern der Bewegung des Rohrspannkopfes 101 aus der voll ausgefahrenen Stellung aufweist, was im folgenden noch näher erläutert ist.

Die Steuereinrichtung für die Vorrichtung ist schematisch in Fig. 11 gezeigt. Längs des unteren Randes des Schaltbildes befinden sich vier Steuerventile, die mit einer gemeinsamen Druckquelle 109 verbunden sind. Beginnend auf der rechten Seite des Schaltbildes liefert die Druckquelle 109 Fluid über eine Leitung 111 zu einem Rohn>pannkopfsteuerventil 113. Das Ventil 113 ist ein zwei Stellungen aufweisendes Vierwegventil mit Arretierung, das in der gezeigten Stellung Druck über eine Leitung 115 zu einem Ende eines Hydraulikzylinders 117 in dem Rohrspannkopf 101 durchläßt, um diesen zu öffnen. Wenn das Ventil 113 nach rechts umgeschaltet wird, geht Fluid über eine Leitung 119 zu dem entgegengesetzten Ende des Hydraulikzylinders 117, um den Rohrspannkopf 101 zu schließen.

Die Einrichtung zum Steuern des Kraftarms 87 ist in der oberen rechten Ecke des Schaltbildes gezeigt. Die Druckquelle 109 liefert Fluiddruck über eine Leitung 121 zu dem Kraftarmsteuerventil 123. Das Ventil 123 ist ein drei Stellungen aufweisendes Vierwegventil mit Federzentrierung. Wenn das Ventil 123 nach rechts geschaltet wird, geht der Druck über eine Leitung 129 zu einem vorgesteuerten Dreiwegventil 135 mit Federrückstellung, wo der Durchgang am Anfang blockiert ist. Der Druck geht außerdem über eine Leitung 131 zu dem nockenbetätigten, zwei Stellungen aufweisenden Vierwegventil 137 mit Federrückstellung. In der gezeigten Stellung geht der Druck über den Kanal 139 und bildet ein Vorsteuersignal für das Ventil 135. D_-^T- Ventil 135 wird nach links geschaltet, was dem Druck gestattet, in der Leitung 129 nach oben zu gehen und den Rollenbockmotor 73 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und den Kraftarm 87 zurückzuziehen. Wenn der Kraftarm 87 voll zurückgezogen ist, ist der Nockenbetätiger 141 an dem Ventil 137 betätigt und das Ventil 137 wird nach oben geschaltet. Die Aufwärtsbewegung des Ventils 137 blockiert die Druckbeaufschlagung über den Kanal 139 und gestattet das Ablassen von überschüssigem Druck über den Kanal 143. Das Ventil 135 wird durch Federkraft nach rechts zurückbewegt, um die Druckbeaufschlagung des Motors 73 zu blockieren.

Das Umschalten des Kraftarmsteuerventils 123 nach links gestattet, daß der Druck über eine Leitung 125 zu einem zweiten vorgesteuerten Ventil 127 geht, wo der Durchgang am Anfang blockiert wird. Der Druck geht durch eine Leitung 145 und bildet ein Vorsteuersignal an dem Ventil 127, durch das das Ventil 127 nach rechts

geschaltet wird. Der Druck kann dann in der Leitung 125 nach oben gehen und den Motor 73 im Uhrzeigersinn drehen und den Kraftarm 87 ausfahren. Wenn das Kraftarmsteuei ventil 123 auf die Mitte eingestellt wird, wird das Vorsteuersignal in der Leitung 145 an dem Ventil 127 abgeschaltet, die Drehung des Motors 73 wird gestoppt und somit wird die Bewegung des Kraftarm/-87 gestoppt.

Der Wagen 23 und der Drehkopf 41 sind betriebsmäßig in gegenseitiger Verbindung, so wie es in der Mitte und im linken Teil des Schaltbildes in F i g. 11 gezeigt ist. Der Druck aus der Quelle 109 geht in der Leitung 147 nach oben zu dem Wagensteuerventil 149, welches den gleichen Aufbau wie das Kraftarmsteuerventil 123 hat. Wenn das Ventil 149 nach rechts verstellt wird, kann der Druck in einer Leitung 151 nach oben zu einem Ventil 153 gehen, wo der Durchgang am Anfang blockiert wird. Das Ventil 153 ist ein vorgesteuertes Ventil, das den gleichen Aufbau wie die zuvor beschriebenen Ventile 127 und 135 hat. Der Druck geht in einer Leitung 155 nach oben zu einem zweiten nockenbetätigten Ventil 157, das den gleichen Aufbau wie das Ventil 137 hat. in der gezeigten Stellung geht der Druck durch einen Kanal 159 und bildet ein Vorsteuersignal an dem Ventil 153, durch das dieses Ventil nach links geschaltet wird. Diese Bewegung gestattet, daß der Durchgang in der Leitung 151 weiter über ein Ventil 161 zu dem Drehkopfmotor 61 geht, was zur Folge hat, daß der Drehkopf 41 gedreht wird.

Wenn der Drehkopf um 90° gedreht worden ist, ist de. Nockenbetätiger 163 an dem Ventil 157 durch den rechten Nocken 166 (vgl. Fig.2) betätigt, so daß das Ventil 157 nach oben geschaltet wird. Der Durchfluß durch den Kanal 159 ist blockiert und geht stattdessen durch einen Kanal 165 so daß dem Ventil 167 ein Vorsteuersignal geliefert wird. Das Vorsteuersignal verstellt das Ventil 167 nach links, was gestattet, daß der Druck in einer Leitung 169 nach oben zu dem Wagenmotor 35 gehen kann, damit das Antriebskettenrad 27 im Uhrzeigersinn gedreht und der Wagen 23 auf der Schiene 21 (F i g. 1) nach links bewegt wird. Durch Einstellen des Wagensteuerventils 149 auf die Mitte werden der Durchfluß zu dem Ventil 157 und damit das Steuersignal an dem Ventil 167 abgeschaltet, so daß der Druckdurchgang durch die Leitung 169 gesperrt wird. Die Druckbeaufschlagung des Motors 35 wird blockiert und der Wagen 23 hört mit der Bewegung iängs der Schiene 21 auf.

Das Umschalten des Wagensteuerventils 149 nach links gestattet dem Druck, in einer Leitung 171 nach oben zu gehen, wo der Durchgang an einem weiteren vorgesteuerten Ventil 173 am Anfang blockiert wird. Der Durchfluß geht weiter über eine Leitung 175 zu dem vorgesteuerten Ventil 177. Der Durchfluß geht über einen Kanal 179 weiter und bildet ein Vorsteuersignal an einem Ventil 181, durch welches das Ventil 181 nach links verstellt wird. Der Druck geht dann in der Leitung 183 nach oben zu dem Wagenmotor 35, um das Antriebskettenrad 27 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und den Wagen 23 auf der Schiene 21 nach rechts zu bewegen (vgl. F i g. 1). Wenn der Wagen 23 das Ende der Schiene 21 erreicht, wird der Nockenbetätiger 185 an dem Ventil 177 betätigt, wodurch dieses nach oben umgeschaltet wird (vgl. Fig.2). Durch die Aufwärtsbewegung des Ventils 177 wird das Vorsteuersignal an dem Ventil 181 abgeschaltet und die Druckbeaufschlagung des Motors 35 wird blockiert Gleichzeitig geht der Druck über einen Kanal 187 des Ventils 177 weiter und bildet ein Vorsteuersignal an dem Ventil 173 und verstellt dieses nach links. Der Druck geht dann in der Leitung 171 nach oben über das Ventil 161 zu dem Drehkopfmotor 61 und bewirkt dessen Drehung im Gegenuhrzeigersinn. Wenn das Wagensteuerventil 149 auf die Mitte eingestellt wird, wird die Druckbeaufschlagung des Ventils 173 und des Motors 61 abgeschaltet und die Drehung des Motors wird gestoppt.
Der Druck wird von der Quelle 109 einem Rechts/ Links-Wählventil 191 über eine Leitung 189 zugeführt, in der gezeigten Stellung wird der Druck an dem Ventil 191 blockiert. Durch Verschieben des Ventils 191 nach links wird ein Vorsteuersignal über eine Leitung 193 nach oben zu dem vorgesteuerten Ventil 161 geschickt.

um das Ventil 161 nach links umzuschalten. Das Umschalten des Ventils 161 nach links kehrt den Druckdurchfluß in den Leitungen 151 und 171 um, was bewirkt, daß sich der Motor 61 um 90° in der Richtung diciii, die Zu uci iuvui bebc!*uiebeiieii eiiigegengeseui ist, wenn das Wagensteuerventil 149 umgeschal ;et wird. Im Betrieb steht eine Bedienungsperson auf der Gestängebühne 19 an einem Steuerpult 105, um die Vorrichtung zu betätigen (vgl. Fig. 1 und 9). Ein Rohrsatz 11 wird von dem durch Abfangkeile in dem Drehtisch (nicht gezeigt) gehaltenen Bohrgestänge gelöst und durch ein Hebezeug 107 in einen Rcükstellbereich angehoben.

Wenn die Steuereinrichtung in den in F i g. 11 gezeigten Stellungen ist, befindet sich der Wagen 23 am zu dem Motor 35 entgegengesetzten Ende der Schiene 21 und der Kraftarm 87 ist vollkommen zurückgezogen und in einer Linie mit der Längsachse der Schiene 21. Das Rechts/Links-Wählventil 191 wird vor dem Arbeitsspiel voreingestellt, damit das Abstapeln entweder nach rechts oder nach links in den Gestängerechen 13 erfolgt. Im normalen Betrieb wird eine Seite des Gestängerechens 13 vollständig gefüllt, bevor das Abstapeln auf der entgegengesetzten Seite beginnt. In F i g. 11 ist das Ventil 191 so voreingestellt worden, daß zuerst die rechte Seite des Geslängerechens 13 gefüllt wird.

Das Kraftarmsteuerventil 123 wird nach links geschaltet, was zur Folge hat, daß der Druck über das Ventil 127 zu dem Motor 73 geht und der Kraftarm 87 ausgefahren wird. Der Rohrspannkopf 101 ist dann in der offenen Stellung, während das Rohrspannkopfsteuerventil 113 in der in Fig. 11 gezeigten Stellung ist. Wenn der Rohrspannkopf 101 den Rohrsatz 11 erfaßt, wird das Rohrspannkopfsteuerventil 113 nach rechts umgeschaltet, um den Rohrspannkopf an dem Rohrsatz zu schließen, wie es mit ausgezogenen Linien in F i g. 9 gezeigt ist

Das Kraftarmsteuerventil 123 wird dann nach rechts geschaltet, wodurch ein Vorsteuersingal zu dem Ventil 135 geschickt und bewirkt wird, daß der Druck über das Ventil 135 zu dem Motor 73 geht, um den Kraftarm 87 zurückzuziehen. Die Vorspannvorrichtung, die das nokkenbetätigte Ventil 137 aufweist, verhindert eine mechanische Verriegelung des Kraftarms 87. Ohne eine solche Vorspannvorrichtung würde der Motor 73 mit voller Geschwindigkeit arbeiten und die Gewindespindel 77 und die Mutter 83 bis zu einem solchen Grad mit einem Drehmoment beaufschlagen, daß der Motor 73 nicht in der Lage wäre, das Drehmoment zu überwinden, um den Betrieb umzukehren und den Kraftarm 87 auszufahren. Vor der Drehmomentbeaufschlagung wird das nockenbetätigte Ventil 137 betätigt wie zuvor beschrieben, um die Luftzufuhr zu dem Motor 73 abzuschalten und die Bewegung der Gewindespindel 77 zu

stoppen. Wenn der Rohrsatz 11 mit dem Ende der Gestängebühne 19 in Berührung ist, schaltet die Bedienungsperson das Wagensteuerventil 149 nach rechts um. Die Ventile 153 und 167 sind am Anfang blockiert, was zur Folge hat, daß der Druck in der Leitung 155 nach oben zu dem Ventil 157 geht. Ein Vorsteuersignal, das aus dem Kanal 159 kommt, öffnet das Ventil 153 und treibt den D!'ihkopfmotor61 an, damit der Drehkopf 41 um 90° nach rechts gedreht wird. An diesem Punkt drückt der an dem angetriebenen Kettenrad 49 angebrachte rechte Nocken 166 den Nockenbetätiger 163 nieder unrl blockiert den Durchfluß zu dem Ventil 153. Der Druck geht über den Kanal 165 und öffnet das Ventil 157, welches dem Druck gestattet, in der Leitung 169 nach oben zu gehen und den Wagenmotor 35 zu betätigen.

Durch Bewegen des Wagensteuerventils 149 in die Mittelstellung, die in F i g. 11 gezeigt ist, wird der Wagen 23 in der gewünschten Stellung längs des Gestängerechens 13 gestoppt. Die Bedienungsperson fährt dann den Kraftarm 87 aus, wie oben erläutert, um das obere Ende des Rohrsatzes 11 in das ausgewählte Gestell 15 zu bringen, wie es mit unterbrochenen Linien in F i g. 9 gezeigt ist. Das Rohrspannkopfsteuerventil 113 wird nach links umgeschaltet, um den Rohrspannkopf 101 zu öffnen und den Rohrsatz 11 freizugeben. Der Kraftarm 87 wird zurückgezogen, indem das Ventil 123 nach rechts umgeschaltet wird. Das Wagensteuerventil 149 wird dann nach links umgeschaltet, was einen Durchfluß in der Leitung 171 nach oben gestattet, um die obige Prozedur umzukehren und die Vorrichtung in die Ausgangsposition zurückzubringen.

Die Betätigung der nockenbetätigten Ventile 157 und 177, die oben beschrieben worden ist, wird dem Drehkopf 41 erst das Drehen gestatten, wenn der Wagen 23 an dem zu dem Motor 35 entgegengesetzten Ende der Schiene 21 ist Der Wagen 23 kann erst auf der Schiene 2i in der Richtung des fviotors 35 bewegt werden, wenn der Drehkopf 41 um 90° gedreht worden ist. Durch Verwendung der beschriebenen Steuereinrichtung wird daher der Kraftarm 87 immer um 90° aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung herausgedreht, wenn der Wagen 23 in einer Zwischenstellung längs der Schiene 21 ist. Dieses Merkmal der Steuereinrichtung ist vorgesehen, um eine Bedienungsperson daran zu hindern, die Gestängebühne 19 mit einem Rohrsatz 11 zu rammen.

Die oben beschriebene Vorrichtung hat einen stabilen Aufbau, der die Zuverlässigkeit verbessert und die Wartung minimiert. Die Scherenarmvorrichtur.g, die hauptsächlich aus dem Kraftarm 87 und dem Scherenarm 93 besteht, kann benutzt werden, um den Rohrspannkopf 101 mit dem Rohrsatz U in Eingriff zu bringen und von dem Rohrsatz zu trennen. Die Verwendung des ersten und des zweiten Tragarms 95 bzw. 99 und des Querstückes 89 zum Bilden von zwei Parallelogrammen hält den Rohrspannkopf 101 in einer horizontalen Stellung und ergibt zusätzliche Stabilität.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bewegen von Rohrsätzen in einem Bohrturm, mit einem angetriebenen, um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbaren Drehkopf (41), mit einer Befestigungsvorrichtung (23) zum Positionieren des Drehkopfes an einer bestimmten Stelle im Bohrturm (17), mit einem im wesentlichen vertikalen Bein (63), das durch den Drehkopf abgestützt ist und von diesem drehbar ist, mit einem angetriebenen Rollenbock (67), der längs des vertikalen Beins beweglich und in bestimmten Höhenlagen positionierbar ist, und mit einem Kraftarm (87), dessen eines Ende an dem Rollenbock (67) befestigt ist und dessen anderes Ende einen Rohrspannkopf (101) trägt dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftarm (87) mit seinem vom Rohrspannkopf (101) abgewandten Ende vertikal schwenkbar am vertikal verfahrbaren Rollenbock (67) befestigt ist und daß zusätzlich ein Scherenarm (S3) vorgesehen ist, der an einem Ende gleichfalls schwenkbar mit dem Kraftarm (87) und am anderen Ende mit dem vertikalen Bein (63) oder dem Drehkopf (41) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen horizontale Schiene (21) an einer ausgewählten Stelle bezüglich des Bohrturins (17) befestigt ist, daß die Befestigungsvorrichtung (23) ein angetriebener Wagen ist, der längs ^er Schiene wählbar bewegbar und positionierbar ist, daß der angetriebene Drehkopf (41) an dem angetriebenen Wagen befestigt ist, daß der Scherenarm (93) am efoen Ende schwenkbar mit dem vertikalen Bein (63) und am anderen Ende schwenkbar mit dem Kraftarm (87) verbunden ist und daß eine Vorspanneinrichtung (137, 141) mit dem vertikalen Bein (63) oder dem Drehkopf (41) verbunden ist, durch die der Rohrspannkopf (101) von dem vertikalen Bein beim Zurückziehen des Rohrspannkopfes wegdrückbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scherenarm (93) am einen Ende schwenkbar mit dem Mittelbereich des Kraftarms (87) und am anderen Ende mit dem vertikalen Bein (63) an einem Punkt verbunden ist, der im wesentlichen vertikal in einer Linie mit dem Punkt ist, in welchem der Kraftarm an dem Rollenbock (67) befestigt ist, und daß die Vorspannvorrichtung (137,141) mit dem vertikalen Bein (63) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querstück (89) vorgesehen ist, das einen ersten und einen zweiten Drehpunkt (91, 97) hat und in dem ersten Drehpunkt mit dem Mittelbereich des Kraftarms (87) verbunden ist, daß der Scherenarm (93) am <"inen Ende schwenkbar mit dem Kraftarm (87) in dem ersten Drehpunkt des Querstückes (89) verbunden ist und am anderen Ende durch das vertikale Bein (63) schwenkbar gehaltert ist daß ein erster Tragarm (95) an einem Ende mit dem zweiten Drehpunkt (97) des Querstückes (89) und am anderen Ende mit dem vertikalen Bein (63) an einem Punkt nahe dem und horizontal in einer Linie mit dem Punkt verbunden ist, in welchem der Scherenarm (93) mit dem vertikalen Bein (63) verbunden ist, wobei der erste Tragarm (95) die gleiche Länge wie der Scherenarm (93) hat, und daß ein zweiter Tragarm (99) ebenfalls an einem Ende mit

dem zweiten Drehpunkt (97) des Querstückes (89) verbunden und am anderen Ende mit dem Rohrspannkopf (101) in einem Punkt nahe dem und horizontal in einer Linie mit dem Punkt verbunden ist in welchem der Kraftarm (87) mit dem Rohrspannkopf (101) verbunden ist wobei die Abstände zwischen diesen beiden Punkten, zwischen den Drehpunkten des -Querstückes (89) und zwischen den Punkten, in welchen der erste Tragarm (95) und der Scherenarm (93) mit dem vertikalen Bein verbunden sind, sämtlich annähernd gleich sind.