DE1027607B - Hebewerk fuer Rotary-Tiefbohranlagen - Google Patents

Description

Für das Ziehen des Bohrgestänges in Rotary-Tiefbohranlagen hat man bereits hängende Druckmittelzylinder vorgeschlagen, welche das Hakengeschirr um die übliche Höhe von etwa 27 m heben. Es ergeben sich dabei aber immerhin umfangreiche und kostspielige Zylinderanordnungen und vor allem auch entsprechend große Pumpenanlagen, welche die Einrichtung gegenüber bekannten Ausführungen nicht unerheblich verteuern können.

Ferner sind Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen zum Lösen der Verrohrung eines Bohrloches oder zum Lösen eines festgeklemmten Bohrgestänges hydraulisch wirkende Zylinder in Verbindung mit einer Nachfaßeinrichtung verwendet werden.

Die Erfindung geht einen anderen Weg, auf dem sich eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung der hydraulischen Hebevorrichtung erzielen läßt. Er besteht im Grundgedanken darin, eine an sich bekannte Nachfaßeinrichtung (ähnlich Skytop) zum stufenweisen Ziehen des Gestänges mit mehreren gruppenweise mit Druckmittel beschickbaren Zylindern unterschiedlichen Querschnittes zu verbinden. Die Zylinder können dabei von einem Druckmittelerzeuger, insbesondere einer oder mehreren regelbaren Flüssigkeitspumpen, betrieben werden. Je nach dem Widerstand des Gestänges werden eine oder mehrere Gruppen der Hubzylinder benutzt, so daß man sich dem jeweiligen Widerstand des Gestänges weitgehend anpassen kann.

Vorzugsweise wird auf gleichbleibende Leistunggeregelt (P-V = COUSt). Diese Charakteristik wird durch eingebaute Leistungsregler an den Pumpen erreicht. Entsprechend stehen dann die Querschnitte der verschiedenen Zylindergruppen im gleichen Verhältnis wie die geringste zur größten Förderleistung der Pumpe. Dies trifft bei Verwendung von zwei Zylindergruppen auf beide zu, während bei drei oder mehr Gruppen dieses nur für die erste und letzte Stufe gilt.

Die neue Ausbildung kommt mit wesentlich kürzeren und auch mit weniger Zylindern aus als der frühere Vorschlag. Entsprechend den damit verbundenen geringeren Zylinderinhalten wird auch die Pumpenanlage kleiner, so daß insgesamt die Einrichtung wesentlich leichter, raumsparender und billiger ausfällt.

In den meisten Fällen kann man mit zwei Gruppen von je zwei Zylindern auskommen, deren Querschnitte . nach dem Regelbereich der Pumpen bemessen werden. Dabei erweist es sich als zweckmäßig, eine Gruppe von Zylindern bzw. deren Kolbenstangen von der Nachfaßeinrichtung abkuppelbar zu machen, so daß bei geringem. Widerstand des Gestänges, nur mit der einen, und zwar der kleineren Zylindergruppe gearbeitet Hebewerk für Rotary -Ti ef bohr anlagen

Anmelder:

Demag Aktiengesellschaft,
Duisburg, Wolfgang-Reuter-Platz

Dipl.-Ing. Georg Sander, Ehlershausen über Lehrte,
Dipl.-Ing. Waldemar Becker, Westercelle (Hann.),

Gustav Isenberg, Duisburg,

und Friedrich Klapdohr, Rheinhausen,

sind als Erfinder genannt worden

wird und auch die Pumpe nur diese Zylindergruppe mit Druckmittel beschickt. Entsprechend ist dann die Hubgeschwindigkeit sehr beträchtlich, was zur schnelleren Arbeit mit der Nachfaßvorrichtung erheblich beiträgt.

Wenn der Ziehwiderstand des Gestänges die Hubkraft der einen Zylindergruppe übersteigt, so wird auch die zweite Zylindergruppe mit der Nachfaßeinrichtung verbunden. Das weitere Ziehen erfolgt dann mit entsprechend größerer Kraft bei verminderter Geschwindigkeit. Um ein schnelles Kuppeln des zweiten Zylinderpaares mit der Nachfaßeinrichtung zu erreichen, wird Druckmittel im Senksinne auf diese Zylindergruppe gegeben. In den Zylindern sind DifFerentialkolben eingebaut, wobei der Druck auf die größere Kolbenfläche im Senksinne wirkt, so daß er das Druckmittel aus dem Raum hinter der geringeren Kolbenfläche verdrängt.

Die Kupplung des zweiten Zylinderpaares mit der Nachfaßeinrichtung wird zweckmäßigerweise selbsttätigausgebildet. Sie arbeitet mit federbelasteten Kupplungsgliedern, Sperrklinken, Fallen, Keilgesperren od. dgl., die beim Einführen des Verbindungsgliedes zwischen der Zylindergruppe und der Nachfaßeinrichtung selbsttätig einschnappen oder fassen. Das Lösen dieser Kupplungsglieder erfolgt mit Hilfe einer Fernsteuerung etwa elektromechanisch durch Druckmittelzylinder od. dgl. von der Bühne bzw. vom Bohrmeisterstand aus.

Die beschriebene Senkvorrichtung kann auch allgemein zum schnellen Niederbringen sämtlicher Zylinder beim Nachfassen benutzt werden.

Zunächst ist vorgesehen, die Zylinder hängend im Bohrturm anzuordnen. Es ist aber auch möglich, die beiden Gruppen von Hubzylindern stehend anzuordnen, die Nachfaßvorrichtung also am Oberende der

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Kolbenstangen anzubringen. In diesem Falle kann leitung von dem Steuerzylinder 16 zu den olreren das übliche Turmgerüst in großen Teilen entfallen; Enden der beiden Zylinder 10 ist mit 19 bezeichnet, es ist nur noch ein verhältnismäßig leichter Kran zum und 20 kennzeichnet eine Rückleitung. Ein- und Ausschwenken der gezogenen Rohre vorzu- Von der Druckleitung 14 führt eine Abzweigung 21 sehen. 5 unmittelbar zu jedem unteren Ende der vier Druckin der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele zylinder. Durch diese Abzweigung strömt den Zylin- , , der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt dem dauernd Druckmittel zu. Die beiden Kolben 22 Fig. 1 einen Bohrturm mit Gestänge und das Hebe- der Zylinder 12 befinden sich in ihrer oberen Endlage, werk mit den Zylindern und der Nachfaß einrichtung während die Kolben 23 sich in einer Zwischenlage be*· in Seitenansicht, . io finden und über die Kolbenstangen 9 die Nachfaßeitt-Fig. 2 in Einzelansicht die Nachfaßeinrichtung mit richtung bzw\ deren Querhaupt 7 anheben. Das auf Gestänge und aufgesetztem Spülkopf, der oberen Seite der Kolben 23 sich befindende Druck-

Fig. 3 die Nachfaßeinrichtung beim Ziehen mit mittel kann durch die Leitungen 19 dem Zylinder 16 :

einer Zylindergruppe, zuströmen und durch die Rückleitung 20 abströmen. Fig. 4 die Nachfaßeinrichtung beim Ziehen mit 15 Sind die beiden Kolben bis zu ihrer Endlage ange-

beiden Zylindergruppen, hoben, so wird der Kolben 18 in die gestrichelt ge-

Fig. 5 die Zylinder mit der Steuereinrichtung in zeichnete Lage bewegt und somit der Druckmittel-

einem größeren Maßstab und zustrom aus der Leitung 14 & durch den Zylinderraum

Fig. 6 eine Ausbildung mit stehenden Zylindern. in die Leitung 19 und von oben in die Zylinder 10

An dem Bohrturm 1 (Fig. 1) ist zum Ziehen des 20 freigegeben. Da die Kolbenfläche bei jedem Zylinder

Gestänges 4 über Hubzylinder 2 die Nachfaßeinrich- 10 auf dieser Seite größer ist, wird jeder der beiden

tung 3 aufgehängt, durch die zentrisch das Bohr- Kolben nach unten bewegt, wobei er das im unteren ^:

gestänge 4 hindurchragt. Zylinderraum sich befindende Druckmittel durch die

Bei der in Fig. 2 dargestellten Lage der Nachfaß- Leitung 21 verdrängt, was sich durch höheren Druck

einrichtung 3 ist zum Bohren der Spülkopf 5 auf das 25 im oberen Raum und schnellere Abwärtsbewegung

Gestänge 4 aufgesetzt, während das eigentliche Nach- bemerkbar macht. Die Abwärtsbewegung erfolgt so-

faßorgan 6, das aus einer Spannzange od. dgl. besteht, mit schneller als die Aufwärtsbewegung, nicht in Tätigkeit ist. Reicht die Kraft der beiden kleineren Zylinder 10

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Einrichtung beim zum Ziehen des Gestänges nicht aus, so werden die

Ziehen des Gestänges. Das Querhaupt 7 der Nachfaß- 30 beiden größeren Zylinder 12 hinzugenommen. Die

einrichtung, an dem auch das eigentliche Nachfaß- Steuerung erfolgt bei diesen beiden Zylindern genauso _;

organ 6 hängt und welches in der dargestellten Lage wie bei den Zylindern 10, und zwar durch den Kolben

die Muffe 8 des Gestänges 4 untergreift, ist mit den 17 im Steuerzylinder 15 und über die gesteuerte s

beiden Kolbenstangen 9 des Hubzylinderpaares 10 Druckleitung 24. Auch die Arbeitsweise dieser beiden

verbunden. Dieses Hubzylinderpaar 10 bzw. deren 35 größeren Zylinder ist dieselbe wie bei den beiden :■

Kolben sind hydraulisch zum Ziehen des Gestänges kleineren, nur ist die aufgebrachte Kraft dem Durch- Y

anhebbar. Nach jedem ganzen Kolbenhub wird das messerunterschied entsprechend größer. Auch hierbei,,:

Spannorgan 6, wie hier nicht näher dargestellt ist, erfolgt die Abwärtsbewegung schneller als die HuS- s|

automatisch oder von dem Bohrmeister hydraulisch, bewegung. Andererseits kann diese durch Regulierung ?

pneumatisch oder elektrisch gelöst und die Nachfaß- 40 des Druckes auch sehr langsam erfolgen. ,: einrichtung um die volle Zylinderlänge wieder ab- Die unteren Enden 25 der beiden Kolbenstangen :| gelassen und die nächste Muffe unterfaßt. Beim Ab- 13 und die beiden Halterungen 26 im Querhaupt 7 ⁵Ii lassen der Nachfaßeinrichtung muß natürlich das Ge- sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß bei der fstänge4 in dem Drehtisch 11 gegen Absinken blockiert Abwärtsbewegung der beiden Kolbenstangen 13 diese !' werden. Dies ist bei jedem Drehtisch mittels des so- 45 selbsttätig beim Einfahren in die Halterungen 26 eine J-; genannten Powerslip oder von Hand einzuführender Verbindung herstellen. Dies kann durch einfache l;^: Abfangkeile, die beim Bohren zwischen Drehtisch und und an sich bekannte federbelastete Sperrelemente erBohrgestänge eine kraftschlüssige Verbindung her- folgen, die durch eine geeignete Vorrichtung, z.B.'fr stellen, möglich. Reicht die Kraft, die dieses Zylinder- durch einen durch Druckmittel beaufschlagten Zylinpaar 10 aufbringt, zum Ziehen des Gestänges nicht 50 der, vom Bohrmeisterstand aus ferngesteuert, wieder ' aus, so wird das gegenüber dem Zylinderpaar 10 mit gelöst werden können. I einem größeren Durchmesser ausgeführte Zylinder- Die Fig. 6 zeigt in verkleinertem Maßstab eine ^: paar 12 hinzugenommen. Zu diesem Zweck werden die Anordnung mit stehenden Zylindern. Die einzelnen Kolbenstangen 13 ausgefahren und ebenfalls mit dem Zylindergruppen usw. tragen dieselben Bezugszeichen ;■ Querhaupt 7 verbunden, wie dies Fig. 4 zeigt. Die 55 wie die entsprechenden Teile der Ausführung nach '"i Verbindung mit dem Querhaupt der Nachfaßeinrich- den Fig. 1 bis 5. Auch die Steuerung der einzelnen ^ tung kann beim Abwärtsfahren der Kolbenstangen 13 Zylindergruppen erfolgt hierbei genau wie bei der durch selbsttätig einrastende, federbelastete Kupp- vorher beschriebenen Ausführung. Der Unterschied ;, lungsglieder, Sperrklinken od. dgl. erfolgen. Nach dem dieser Anordnung gegenüber der anderen besteht ^:; Einrasten arbeitet die Hubeinrichtung mit allen 60 einzig und allein darin, daß hierbei die jeweilige« Zylindern und daher mit einer weit größeren Kraft. Zylinder 10 oder 12 die Nachfaßeinrichtung 6 hoch-Die Steuerung der Zylinder und Einzelheiten zeigt drücken und nicht anheben. Zur Erreichung einer die Fig. 5. Das die Zylinder beaufschlagende Druck- besseren Führung sind bei den größeren Zylindern 12 ^;: mittel strömt von der nicht dargestellten Druckanlage die Kolben als Tauchkolben ausgebildet. Das sonst durch die Leitung 14 und die beiden Zweigleitungen 65 erforderliche Bohrgerüst 1 ist hier durch einen ein- . 14a und 14 b zwei Steuerzylindern 15 und 16 zu. In fachen Kran 27 ersetzt, der nur noch die gezogenen der dargestellten Lage der beiden Kolben 17 und 18 Rohre 4 in besondere, nicht dargestellte Ständer aV verschließen diese die beiden Zuleitungen 14a und 14b setzen muß.

bzw. deren öffnungen in den Zylindern und sperren Um bei Bodenverschiebungen eine einwandfreie

somit den Druckmittelzutritt ab. Die Verbindungs- 70 Funktion der Druckzylinder zu gewährleisten, können

die Kolbenstangen 9 der kleineren Druckzylinder 10 über nicht dargestellte Kugelgelenke od. dgl. sich selbsttätig einstellende Vorrichtungen mit dem Querhaupt 7 verbunden sein.

Bei dieser stehenden Anordnung sind selbsttätig wirkende Kupplungselemente zwischen den Kolbenstangen 13 der größeren Zylinder und dem Querhaupt 7 nicht unbedingt erforderlich. Es genügt in den meisten Fällen, wenn die Kolbenstangen 13 nur von unten gegen das Querhaupt 7 drücken. Das Gewicht der gesamten Nachfaßeinrichtung wird in den meisten Fällen ausreichen, um ein schnelles Absinken desselben nach jedem Hub zu gewährleisten.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hebewerk für Rotary-Tiefbohrgeräte mit einer von mehreren gruppenweise mit Druckmittel beschickbaren Zylindern getragenen Nachfaßeinrichtung zum stufenweisen Gestängeziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (10,12) unterschiedlichen Querschnitt aufweisen und mit einer gemeinsamen Nachfaßeinrichtung (3) versehen sind, von welcher eine Zylindergruppe (12) abkuppelbar ist, insbesondere durch eine selbsttätig wirkende Kupplung.

2. Hebewerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine oder mehrere regelbare Druckmittelpumpen in Verbindung mit Druckmittelzylindern (10 und 12), deren Querschnitt in annähernd gleichen Verhältnissen stehen wie die Mindest- und Höchstfördermenge der Pumpe oder Pumpen.

3. Hebewerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Paar Zylinder (10, 12) unterschiedlichen Querschnittes.

4. Hebewerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine selbsttätig beim Einführen des Verbindungsgliedes zwischen Zylindergruppe und Nachfaßeinrichtung wirkende Kupplung, die durch eine von der Turmbühne oder vom Bohrmeisterstand ferngesteuerte Lösevorrichtung wieder aufgehoben werden kann.

5. Hebewerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerung für den jeweils niedergehenden Kolben, bei welcher das Druckmittel im Senksinne zugeführt wird und das auf der gegenüberliegenden Seite des Differentialkolbens sich befindende Druckmittel austreibt.

6. Hebewerk nach Anspruch 5 mit zwei Zylindergruppen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelleitung (14) einerseits mit jedem unteren Ende aller Zylinder (10, 12) und andererseits mit zwei Steuerzylindern (15, 16) verbunden ist, von denen je einer über je eine Leitung (19, 24) mit den oberen Enden der jeweiligen Zylindergruppe (10 oder 12) in Verbindung steht.

7. Hebewerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfaßeinrichtung (3) von stehenden Druckmittelzylindern (10, 12) getragen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 1 536 413.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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