EP1892371A1 - Vorrichtung zur Halterung von Bohrrohren - Google Patents

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EP1892371A1
EP1892371A1 EP07015074A EP07015074A EP1892371A1 EP 1892371 A1 EP1892371 A1 EP 1892371A1 EP 07015074 A EP07015074 A EP 07015074A EP 07015074 A EP07015074 A EP 07015074A EP 1892371 A1 EP1892371 A1 EP 1892371A1
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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
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02—Rod or cable suspensions
    • E21B19/06—Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
    • E21B19/07—Slip-type elevators

Definitions

  • the invention relates to a device device for implementable vertical support of drill pipes, consisting of a plurality of successively arranged via connecting elements coupled pipe segments, for use on drilling platforms with a releasable support on the drilling table for inserting and pulling out of drill pipes, wherein the drill pipe a holding element for releasing Connecting the connecting elements of the pipe segments and handling is connected via winches and the holding element in the form of an annular body can be placed on the drill pipe and has elements for connection to the winch in the outer region and the interior of the holding element for receiving the drill pipe by vertically adjustable segments as jaws has to change the receiving diameter with a cylindrical receiving area.
  • Such arrangements are used in the field of offshore drilling platforms to connect or disconnect the plurality of pipe segments arranged one behind the other and connected to one another via connecting elements. It is known to turn holding elements into the end of the pipe segment for handling, to attack via corresponding connections to a wind above the pipe end arranged to make or break the connection between adjacent pipe segments.
  • the drill pipe is additionally supported on the drilling table in order to prevent slippage and the resulting sinking of the drill pipe into the water.
  • the object of the invention is to provide a simple design of a retaining element, which ensures a secure fixation of the pipe segment without pipe shoulders or attachment pieces with the required security and the holding forces are automatically adjustable by the weight of the coupled pipe segments in the annular body of the holding element.
  • the adjustable segments have a conical outer contour and are guided via a corresponding conical guide in the annular body of the holding element displaceable for changing the diameter of the receiving opening, wherein the vertical adjustment of the segments relative to the annular body of the holding element means above the segments associated controllable actuating cylinder for narrowing the receiving opening a clamping holder of the recorded drill pipe is adjustable, wherein the actuating cylinder attack on formed ribs in the outer region of the segments and the ribs of the segments with corresponding ribs of the annular body of the holding element receive a guide rod for holding a tensioned compression spring between the Ribs leads.
  • actuating cylinder arranged on the annular body of the holding element acts via a sleeve in each case on a rib of the segment for adjustment.
  • a simple design is achieved in that the adjusting elements for the adjustment of the segments are formed by arranged on the annular body compressed air cylinder.
  • the arranged compressed air cylinders are coupled together as adjusting elements for the segments.
  • the receiving surface of the segments for the drill pipes by inserted clamping elements having contact surfaces in the form of a sawtooth profile.
  • the holding element is designed as a hinged and lockable ring body.
  • a holding element 1 for receiving a drill pipe not shown in the form of a pipe segment is shown as a hinged ring body.
  • This annular body 1 is formed by two hinge-like pivotable elements 2 and 3, which are closable and lockable after wrapping a pipe segment.
  • the retaining element it is possible to form the retaining element as a closed annular body 1 and to receive it on a pipe segment via a central receiving opening 4.
  • the receiving opening 4 is to be adjusted in its cross section over four segments 5, wherein the segments 5 are formed as acting on the recorded pipe segment clamping jaws and vertically adjustable.
  • the segments 5 have a conical outer contour 6 and a corresponding guide 7 in the annular body as a holding element. 1
  • the segments 5 are held via a guide rod 8 in the annular body 1, wherein the guide rod 8 are held by ribs 9, 10 on the segment 5 and the ring body 1.
  • segments 5 pneumatic actuating cylinders 11 are arranged, which are controllable via lines 12 and the segments 5 vertically down through an intermediate sleeve 13 and cause a reduction of the receiving opening 4 on the conical surfaces 6 and 7 and perform a clamping action on the recorded pipe segment ,
  • the actuating cylinder 11 with the intermediate sleeve 13 act on the ribs 9 of the segments 5 a.
  • a tensionable compression spring 14 between the ribs 9, 10 of the segment 5 and the retaining ring 1 on the guide rod 8 is arranged.
  • the actuating cylinder 11 are fixed via a housing 15 on the ring element 1.
  • the cylindrical receiving surface of the segments 5 for the drilling segments is formed in this embodiment by inserted clamping elements 16 with sawtooth.
  • a winch is arranged above the ring element 1 with the recorded drilling segment, which engage on both sides on the ring element 1 via elements 17 as a receptacle for shackles 18 or the like, as indicated in Fig. 2.

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Abstract

Zur Montage und Demontage von Rohrsegmenten eines Bohrrohres ist vorgesehen, ein umsetzbares Halteelement als Ringelement (1) zu schaffen. Zum Festsetzen der aufgenommenen Rohrsegmente ira Ringelement werden Segmente (5) zur Halterung herangezogen, die vertikal als Klemmbacken über Stellelemente (11) verstellbar sind und hierbei den Aufnahmedurchmesser verringern. Hierzu besitzen die Segmente (5) eine konische Außenkontur (6) und eine konische Führung (7) am Ringkörper, so daß bei einer Vertikalverschiebung sich der Aufnahmedurchmesser verringert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung Vorrichtung zur umsetzbaren vertikalen Halterung von Bohrrohren, bestehend aus einer Vielzahl hintereinander angeordneter über verbindungselemente gekoppelter Rohrsegmente, für einen Einsatz auf Bohrplattformen mit einer lösbaren Halterung am Bohrtisch zum Einsetzen und Herausziehen von Bohrrohren, wobei mit dem Bohrrohr ein Halteelement zum Lösen bzw. Verbinden der Verbindungselemente der Rohrsegmente und Handhabung über Winden verbunden ist und das Halteelement in Form eines Ringkörpers auf das Bohrrohr aufsetzbar ist und im Außenbereich Elemente zum Anschluß an die Winde aufweist und der Innenraum des Halteelementes zur Aufnahme des Bohrrohres durch vertikal verstellbare Segmente als Klemmbacken zur Veränderung des Aufnahmedurchmessers mit einem zylindrischen Aufnahmebereich besitzt.
  • Derartige Anordnungen werden im Bereich von Offshore-Bohrplattformen verwendet, um die Vielzahl hintereinander angeordneter und miteinander über Verbindungselemente verbundener Rohrsegmente zu verbinden bzw. zu lösen. Hierbei ist es bekannt, Halteelemente in das Ende des Rohrsegmentes zur Handhabung einzudrehen, an die über entsprechende Verbindungen zu einer oberhalb des Rohrendes angeordnete winde angreifen, um die Verbindung zwischen benachbarten Rohrsegmenten herzustellen bzw. zu lösen. Dabei wird das Bohrrohr am Bohrtisch zusätzlich gehaltert, um ein Abrutschen und ein hieraus resultierendes Versinken des Bohrrohres ins Wasser zu verhindern.
  • Anordnungen zur Handhabung und Halterung von Bohrrohren sind aus der DE-42 27 645 A1 und der DE-697 24 670 T2 bekannt. Es ist aber hierbei erforderlich, daß Rohrschultern an den Bohrrohren vorhanden sind, um eine Handhabung zu ermöglichen. Dabei ist auch erforderlich, daß ein zwischenring als sogenannter setting ring zwischengeschaltet ist, der die Keilelemente noch unterdrückt.
  • Diese Ausbildungen verursachen oftmals Beschädigungen und führen dazu, daß die verwendeten Elevator-Ringe nicht ordnungsgemäß schließen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Ausbildung eines Halteelementes zu schaffen, das eine sichere Fixierung des Rohrsegmentes auch ohne Rohrschultern bzw. Aufsatzstücke mit der erforderlichen Sicherheit gewährleistet sowie die Haltekräfte durch das Gewicht der gekoppelten Rohrsegmente im Ringkörper des Halteelementes selbsttätig einstellbar sind.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die die verstellbaren Segmente eine konische Außenkontur aufweisen und über eine korrespondierende konische Führung im Ringkörper des Halteelementes verschiebbar zur Durchmesserveränderung der Aufnahmeöffnung geführt sind, wobei durch die vertikalverstellung der Segmente gegenüber dem Ringkörper des Halteelementes mittels oberhalb der Segmente zugeordnete steuerbarer Stellzylinder zur Verengung der Aufnahmeöffnung eine Klemmhalterung des aufgenommenen Bohrrohres einstellbar ist, wobei die Stellzylinder über gebildete Rippen im Außenbereich der Segmente angreifen und die Rippen der Segmente mit korrespondierenden Rippen des Ringkörpers des Halteelementes eine Führungsstange zur Halterung aufnehmen, die eine spannbare Druckfeder zwischen den Rippen führt.
  • Durch diese Anordnung wird eine einfache Handhabung durch Aufsetzen des Ringkörpers auf das Bohrrohr als Halteelement und Einstellen einer anfänglichen Klemmwirkung über die auf die Segmente einwirkenden relativ kleinen Stellzylinder erreicht. Die eigentlichen Haltekräfte werden durch das Gewicht der Rohrsegmente selbsttätig eingestellt, wobei eine Verstellung der Segmente durchgeführt und der Haltering als Lager dient. Somit müssen die Stellzylinder nicht die Haltekräfte für die Rohrsegmente aufbringen, sondern lediglich die anfängliche Klemmwirkung zur Mitnahme der Rohrsegmente einstellen.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß die am Ringkörper des Halteelementes angeordneten Stellzylinder über eine Hülse jeweils auf eine Rippe des Segmentes zur Verstellung einwirkt.
  • Eine einfache Ausbildung erfolgt dadurch, daß die Stellelemente für die Verstellung der Segmente durch am Ringkörper angeordnete Druckluftzylinder gebildet sind.
  • Um eine gleichmäßige Kraftverteilung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die angeordneten Druckluftzylinder als Stellelemente für die Segmente miteinander gekoppelt sind.
  • Zur Verbesserung der Anpassung und Erhöhung der Fixierung wird vorgeschlagen, daß die Aufnahmefläche der Segmente für die Bohrrohre durch eingesetzte Klemmelemente mit Kontaktflächen in Form eines Sägezahnprofils aufweisen.
  • Weiterhin ist vorgesehen, daß das Halteelement als aufklappbarer und verriegelbarer Ringkörper ausgebildet ist.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines Halteelementes;
    Fig. 2
    eine Draufsicht gemäß Fig. 1;
    Fig. 3
    einen Teilschnitt gemäß Linie III-III der Fig. 2 und
    Fig. 4
    eine vergrößerte Detailansicht der Einzelheit IV der Fig. 3.
  • Bei der dargestellten Anordnung ist ein Halteelement 1 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Bohrrohres in Form eines Rohrsegmentes als aufklappbarer Ringkörper dargestellt. Dieser Ringkörper 1 ist durch zwei scharnierartige verschwenkbare Elemente 2 und 3 gebildet, die nach Umhüllung eines Rohrsegmentes verschließbar und verriegelbar sind. Selbstverständlich ist es möglich, das Halteelement als geschlossenen Ringkörper 1 auszubilden und auf ein Rohrsegment über eine zentrale Aufnahmeöffnung 4 aufzunehmen.
  • Die Aufnahmeöffnung 4 ist in ihrem Querschnitt über vier Segmente 5 einzustellen, wobei die Segmente 5 als auf das aufgenommene Rohrsegment einwirkende Klemmbacken ausgebildet und vertikal verstellbar sind. Hierzu besitzen die Segmente 5 eine konische Außenkontur 6 und eine korrespondierende Führung 7 im Ringkörper als Halteelement 1.
  • Die Segmente 5 sind dabei über eine Führungsstange 8 im Ringkörper 1 gehalten, wobei die Führungsstange 8 über Rippen 9, 10 am Segment 5 und am Ringkörper 1 gehalten sind.
  • Oberhalb der Segmente 5 sind pneumatische Stellzylinder 11 angeordnet, die über Leitungen 12 steuerbar sind und die Segmente 5 vertikal nach unten über eine zwischengeschaltete Hülse 13 verstellen sowie eine Verkleinerung der Aufnahmeöffnung 4 über die Konusflächen 6 und 7 herbeiführen und eine Klemmwirkung auf das aufgenommene Rohrsegment ausführen.
  • Die Stellzylinder 11 mit der zwischengeschalteten Hülse 13 wirken dabei auf die Rippen 9 der Segmente 5 ein.
  • Zur Erhöhung der Rückstellkräfte beim Lösen der Klemmwirkung ist eine spannbare Druckfeder 14 zwischen den Rippen 9, 10 des Segmentes 5 und des Halteringes 1 auf der Führungsstange 8 angeordnet.
  • Die Stellzylinder 11 sind dabei über ein Gehäuse 15 am Ringelement 1 festgelegt.
  • Die zylindrische Aufnahmefläche der Segmente 5 für die Bohrsegmente wird in dieser Ausführung durch eingesetzte Klemmelemente 16 mit Sägezahnprofil gebildet. Zum Einsetzen und Herausziehen der Bohrrohre ist oberhalb des Ringelementes 1 mit dem aufgenommen Bohrsegment eine Winde angeordnet, die am Ringelement 1 über Elemente 17 als Aufnahme für Schäkel 18 oder dergleichen beidseitig angreifen, wie in Fig. 2 angedeutet ist.
  • Hierdurch ist es möglich, das Ringelement 1 entsprechend auf die Rohrsegmente zur Halterung festzusetzen und umzusetzen und über die Winde eine Positionierung des Rohrsegmentes einzustellen, um eine Montage oder Demontage der Verbindungselemente zwischen den Rohrsegmenten durchzuführen.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur umsetzbaren vertikalen Halterung von Bohrrohren, bestehend aus einer Vielzahl hintereinander angeordneter über Verbindungselemente gekoppelter Rohrsegmente, für einen Einsatz auf Bohrplattformen mit einer lösbaren Halterung am Bohrtisch zum Einsetzen und Herausziehen von Bohrrohren, wobei mit dem Bohrrohr ein Halteelement (1) zum Lösen bzw. Verbinden der Verbindungselemente der Rohrsegmente und Handhabung über Winden verbunden ist und das Halteelement (1) in Form eines Ringkörpers auf das Bohrrohr aufsetzbar ist und im Außenbereich Elemente (17) zum Anschluß an die winde aufweist und der Innenraum (4) des Halteelementes (1) zur Aufnahme des Bohrrohres durch vertikal verstellbare Segmente (5) als Klemmbacken zur Veränderung des Aufnahmedurchmessers mit einem zylindrischen Aufnahmebereich besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die die verstellbaren Segmente (5) eine konische Außenkontur (6) aufweisen und über eine korrespondierende konische Führung (7) im Ringkörper des Halteelementes (1) verschiebbar zur Durchmesserveränderung der Aufnahmeöffnung (4) geführt sind, wobei durch die Vertikalverstellung der Segmente (5) gegenüber dem Ringkörper des Halteelementes (1) mittels oberhalb der Segmente (5) zugeordnete steuerbarer Stellzylinder (11) zur Verengung der Aufnahmeöffnung (4) eine Klemmhalterung des aufgenommenen Bohrrohres einstellbar ist, wobei die Stellzylinder (11) über gebildete Rippen (9) im Außenbereich der Segmente (5) angreifen und die Rippen (9) der Segmente (5) mit korrespondierenden Rippen (10) des Ringkörpers des Halteelementes (1) eine Führungsstange (8) zur Halterung aufnehmen, die eine spannbare Druckfeder (14) zwischen den Rippen (9, 10) führt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ringkörper des Halteelementes (1) angeordneten Stellzylinder (11) über eine Hülse (13) jeweils auf eine Rippe (9) des Segmentes (5) zur Verstellung einwirkt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellzylinder (11) für die Verstellung der Segmente (5) durch am Ringkörper (1) angeordnete Druckluftzylinder gebildet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angeordneten Druckluftzylinder (11) als Stellelemente für die Segmente (5) miteinander gekoppelt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmefläche der Segmente (5) für die Bohrrohre durch eingesetzte Klemmelemente (16) mit Kontaktflächen in Form eines Sägezahnprofils aufweisen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (1) als aufklappbarer und verriegelbarer Ringkörper ausbildet ist.
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