DE2357603A1

DE2357603A1 - Positionshaltesystem fuer rohrzangen

Info

Publication number: DE2357603A1
Application number: DE2357603A
Authority: DE
Inventors: Robert R Kelly
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1973-11-19
Publication date: 1974-06-20
Also published as: US3881375A; DE2357603C3; DE2357603B2; ATA1043173A; IT1000813B; JPS4989604A; CA984374A; RO70104A; US3882377A; FR2327386A1; GB1416245A; NL7316566A; FR2327386B1; AT326592B

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Nsgendank

Dipl. Ing. H. Hauck - -Diel Pnys. VV. Schmltr

Dipl. Ing. E. Graaifs - Dipt. Ing. W. Wehnert

8 Mönolian 2, frfczartstraSe 25

Telefon 5380586

BORG-WARNbR CORPORATION

200 South Michigan Avenue / " 16. November 1973

Chicago, 111. 60604, USA . Anwaltsakte Η-2886

Positionshaltesystem für Rohrzangen

Beim Bohren von Bohrlochbohrungen, etwa von Öl- und Gasbohrlöchern, in die Erde und bei anderen die Fertigstellung, Bearbeitung oder Herstellung von Bohrlöchern beinhaltenden Vorgängen wird eine Rohrlänge periodisch ein- und ausgebaut. Der Bohroder Rohrgestängestrang besteht aus Zügen, die aus Rohrlängen zusammengeschraubt sind, wobei, die Züge aufeinanderfolgend am Strang zusammengeschraubt oder auseinandergeschraubt werden, während der Strang in das Bohrloch eingefahren oder aus diesem entfernt wird. Während des Bohrens des Bohrlochs wird der Bohrrohrstrang des Bohrlochs in iiühe und Kosten beinhaltenden häuf igen Abständen für den rleißelwechsel aus- und eingebaut. Um das Zusammen- und Auseinanderschrauben der sogenannten Bohrgestängeverbinder zwischen den Rohrzügen zu erleichtern, würde eine Kraftzangenvorrichtung entwickelt mit einer kraftangetriebenen Rohrgreifzangenvorrichtung, die in Verbindung mit einer statio-

409825/0291

nären StützronrgreifZangenvorrichtung verwendet wird, die in die ßohrgestängeverbinderabschnitte eingieifen kann, die zum Zusammen- und Auseinanderschrauoen der üestängeverbinder gegeneinander dren· Dar sind.

Bin Beispiel einer derartigen kombinferten kraftangetriebenen und stützenden Zange ist ein solcnes, bei dein, die kombinierte Zangenanordnung von einer Hubvorrichtung so getragen wird, daß sie gegenüber einem Bohrlocnrohrstrang oder dergleichen an einer Stelle positioniert wird, an der die kraftoetriebene ilohrgreifvorricntung und die stützende Rohrgreifvorrichtung riciitig mit den llohrgestängeverbinderabsclinitten in hingriff gebracht werden können.

Bei der Handsteuerung von derartigen ilohrzangenpositioniervorricntungen ist es nötig, daß eine Bedienungsperson beim Anneben oder Absenken der Zangenanordnung den Rohrgestängeverbinder gegenüber der Zangenanordnung in Beziehung bringt und in der Lage ist, die Zangenanordnung genau zu positionieren .Ls kommt jedoch häfig vor, daß das Bohren und andere ßohrlociiüearbeitungs- oder Herstellungstätigkeiten wänrend der "sacht oder während anderer ; Zeiten mit geringer Sicht durchgeführt werden. JarüLer hinaus ist es für den Fall eines automatisierten Bohr sys tei.is erf order lien, daß die Zangenanordnung gegenüber dem Bohrgestängeverbinder in einem Bohrstrang automatisch und auf genaue T.'eise richtig eingestellt wird.

409825/0291

üie vorliegende Erfindung beinhaltet die Verwendung einer Meßvorriciitung, die durch die oder neben den kombinierten kraftangetfiebenen und stützenden Zangen einer senkrecht bewegbaren Zangenanorüiiung getragen wird, wobei die .-ieSVorrichtung so betrieben werden kann, daß sie ein S teuer signal erzeugt, wodurch eine senkrechte Bewegung der Zangenkömbination an einer Stelle angehalten wird, an der die kraftangetriebene lange und die Stütz zange riehttig. positioniert sind für einen·Eingriff der den Bohrgestänge ergreifenden Zangenbacken mit den Bohrgestängeverbinderteilen des RohrverDxnders.

vorliegende Lrlindung "beinhaltet insbesondere die Verwendung einer vom magnetiscnen Wirbelstrom abhängigen leßeinheit, die ein Steuersignal erzeugen kann, wodurch üie Hubvorrichtung für eine kombinierte kraftangetriebene Lange und Stützzange so gesteuert wird, daß sie die Zangen gegenüber den.Bonrgestängeverbindertei-

len ricntig positioniert.

l.ur yorypllständigung des obigen wird insbesondere eine lagnet-■nirpelstrommeJävorriciitung von, der koinbinierten kraftangetriebenen un,d stützenden Zangenanordnung getragen und enthält einen in unmittelbarer Wahe des iloiirs getragenen ^ießkopf, wodurch Dei der Beobachtung der Berdnrungsfläcne zwischen zwei Bohrlocngestängeverbinderteilen aufgrund einer Störung ein Steuersignal geliefert wird zur.i Abschalten der tiubwerksbetätigungsvorriciitung, so daß die Zangen gegenüber den Bohrgestäiig ever bindern richtig positioniert werden. .. -...--

0982S/0291

Der Gestängedetektor ist in einer Stellung gegenüber dem Rohr so j vorgespannt, daß der ließkopf gleichmäßig eng gegenüber dem Bolirgestangeverbinder über einen Bereich von Bohrgestängeverbinderdurchmessern positioniert werden kann zum Angleich an verschlissene unter der Normalgröße liegende Gestängeverbinder.

üie Bohrgestängeverbinderanzeigevorrichtung kann mit einem Satz \ von kraftangetriebenen und stützenden Zangen kombiniert werden, j

die von einer Hubvorrichtung getragen werden, die in Abhängig- .j keit von dem hierzu durch die Meßvorrichtung übertragenen Steuersignal gesteuert werden können.

Weitere "lvlerkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. JJarin zeigt:

Fig, 1 eine teilweise Seitenansicht, bei der Teile der Zangenanordnung zur Darstellung eines darin enthaltenen Bohrgestängeverbinders weggebrochen sind;

Fig. 2 eine vergrößerte teilweise Einzelansicht eines typischen Bohrrohrgestängeverbinders, bei dem Teile der Zangen strichpunktiert dargestellt sind;

Fig. 3 einen vergrößerten waagrechten Schnitt zwischen der Kraftzange und der Stützzange entlang einer Ebene der Linie 3-3 der Fig. 1, bei dem die Lage der Meßvorrichtung dargestellt ist;

-5-

0 9 8 2 5/0291

Fig. 4 einen vergrößerten teilweisen senkrechten Schnitt entlang der Linie 4-4. der Fig. 3;

Fig. 5 eine Endaiisicht der !-leitvorrichtung entlang der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. υ einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 4 in einem geringfügig vergrößerten Maßstab;

Fig. 7 einen 'teilweisen Detailschnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 4 im vergrößertem Maßstab;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der ileßvor richtung und der Hubwerkssteuervorrichtung.

In'Fig. 1 ist eine Hubvorrichtung zum senkrechten Positionieren einer Zangenanordnung !.gegenüber einem Bohrlochrohrstrang gezeigt, etwa einem Bohrlochbohrrohr P mit einem die Bohrzüge verbindenden Gestängeverbinder J. Die Hubvorrichtung enthält einen senkrechten Ständer, der bei der dargestellten Ausführungsform aus einem I-Träger mit einer unteren oder Bodenauflage 14 gebildet xvlrd, während-eine obere Strebe, oder Auf lage 12 mit dem Oberteil eines Ständers 10 verbunden ist. Obere und untere Lagerungen 16 bzw. 18 bilden eine Schwenkverbindung für den Träger, so daß er, an einer senkrechten Achse gedreht und die Zangenanordnung T in eine und aus einer mit der Bohr-

409825/0291

lochbohrung fluchtenden Stellung geschwenkt werden kann.

Ein im allgemeinen hohler und langgestreckter rechteckiger Stützbund 20 ist verschiebbar um den Ständer 10 herum angeordnet und kann am Ständer 10 aufwärts und abwärts bewegt werden. Der Bund 20 wird für eine senkrechte Bewegung am Ständer 10 von Rollenanordnungen 22 im Bund 20 gestützt. Jede Rollenanordnung 22 enthält eine Vielzahl von angeflanschten Rollen 23, die die Innenseiten der Flansche des I-Träger-Ständers 10 zum Halten des Bunds 20 gegen Verspannen auf dem Ständer berühren können.

Eine die Zangenanordnung tragende Auslegerkonstruktion 24 ist am Bund 20 angebracht, steht waagrecht davon ab und trägt die Rohrzangenanordnung T. Diese Zangenanordnung enthält in üblicher

t " - Weise eine Stützzange 26 und eine kraftangetriebene Zange 30, die miteinander verbunden und in einer Gabelanordnung 3 2 angebracht sind. Die Stützzange 26 kann in einer derartigen Anordnung einen Abschnitt eines Gestängeverbinders J im Rohr P gegen Drehung halten, während die kraftangetriebene Backe 30 den anderen Gestängeverbinderabschnitt ergreift und diesen in einer gewählten Richtung in Abhängigkeit davon dreht, ob der Gestängeverbinder zusammen- oder auseinandergeschraubt wird.

Neben und senkrecht entlang dem Ständer 10 ist eine Energiequelle 34 angeordnet, die als hydraulische Kolben- und Zylinderbetätigungseinheit dargestellt ist. Die Energiequelle 34 ist an ihrem unteren Ende am unteren Träger 14 schwenkbar angeordnet, während an ihrem oberen Ende eine Rolle oder ein Kettenzahnrad 38 ange-

-7-

40982570291

ordnet ist, über das sich eine oder mehrere Rollenketten 36 er-

strecken, die an ihren unteren Enden am unteren Träger 14 verankert sind und sich über das Kettenzahnrad 38 aufwärts erstrecken und ein mit der Auslegerkonstruktion verbundenes abwärts verlaufendes Trum haben. Die Anordnung der Hubkette und der Kolben-Zylindere-inheit ist so getroffen, daß die Bewegung der Zangen- ' anordnung T doppelt so groß ist wie die Bewegung der Energie- ; quelle> sodaß die Zange über eine große senkrechte Spanne ohne · die Notwendigkeit einer gleich langen Betätigungseinrichtung be- | wegt werden kann.

Bei der Anwendung des Zangenhubvierks wird die Zange beim Einfahren des Rohrzugs P bis zu einer Stelle abgesenkt, die für den RohrtragelevatoT ein Spiel liefert bis das Rohr in der Bohrlochbohrung von der üblichen Klemmkeilvorrichtung getragen und der Elevator freigegeben wird, Ein"nächster Rohrzug wird dann in das obere Ende des Rohrstrangs eingelassen und die Zangenanordnung T wird bis zu einer Stelle angehoben, bei der die entsprechenden Zangen die Bohrgestängeverbinder ergreifen können. Beim Einholen oder Ausbauen des RohrStrangs wird die Zangenanordnung T auch abgesenkt, um dem Elevator ein Einklinken in oder Absenken auf den in den Klemmkeilen getragenen Rohrstrang zu ermöglichen. Wenn aufeinanderfolgende Bohrgestängeverbinder angehoben werden, wird die Zangenanordnung T durch ihr Hubwerk angehoben, um den Zangen ein Ergreifen der Bohrgestängeverbinder zu ermöglichen, was im einzelnen noch beschrieben wird.

_o _

4Q98 25/Ö29

2357 SOa

Die vorliegende Erfindung ist auf das Problem des Positionierens der Zangenanordnung T gegeüber dem Rohr P gerichtet,, so daß die Rohrgreifvorrichtung ader die Backen innerhalb der entsprechenden Stützzange und Antriebszange 26 bzw. 30 (in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt und mit 26a und 30a bezeichnet) die entsprechenden Verbinderabschnitte 26b und 30b des Bohrgestängeverbinders J nicht nur ergreifen können, wenn der Rohrstrang P aus dem Bohrloch ausgebaut wird, sondern auch, wenn der Rohrstrang zurück in das Bohrloch eingefahren wird. Während des Entfernens des Rohrstrangs aus dem Bohrloch müssen die Bohrgestängeverbinder im Rohrstrang auseinandergeschraubt werden. Während des Einfahrens des Rohrstrangs müssen die Verbinder im Rohrstrang zusammengeschraubt werden. Während des Einfahrens und des Einholens des Rohrstrangs aus dem Bohrloch wird der Rohrstrang wie oben angegeben in einem Elevator hochgezogen oder abgesenkt, der von dem-, üblichen Bohranlagenhebewerk hochgezogen werden kann. Der Rohrstrang im Bohrloch wird in der üblichen Klemmkeilvorrichtung getragen, während eine Rohr länge oder ein R.ohrzug im Roar strang auseinander- oder zusammengeschraubt wird. Während der Zeit, in der der Rohrstrang nicht in den Klemmkeilen getragen sondern vom Llevator bewegt wird, wird die Zangenanordnung T normalerweise auf eine abgelegene Stelle abgesenkt. Wenn jedoch der Rohrstrang in den Klemmkeilen getragen wird, muß die Zangenanordnung T bis zu einer Stellung angehoben werden, bei der die Rohrgreifbacken 26a und 30a die Bohrgestängeverbinderabschnitte 26b und 30b ergreifen können. Ein richtiges Positionieren der Zangenanordnung T gegenüber dem Rohr P ist bestenfalls schwierig, während je-

-9 —

4 0 9 8 2 5/0291

i *

doch die Schwierigkeit zunimmt, \\renn die Sicht gering ist, etwa bei Nacht oder bei unfreundlichem: Wetter.

Demnach beinhaltet die vorliegende Erfindung die Verwendung einer j Anzeigevorrichtung ί·ί für den Bohrrohrgestängeverbinder, die zwischen der Stützzange 26 und der Kraftzange 30 angeordnet ist, um das Rohr beim Anheben der Zangenanordnung T abzutasten und einen | Gestängeverbinder anzuzeigen, so daß das Hubwerk abgeschaltet '

wird, wenn sich die Zangenanordnung T in ihrer richtigen Lage >

befindet. .

Wie in Fig. 7 zu sehen,-ist die Anzeigevorrichtung M für den Gestängeverbinder eine " Magnetwirbelstromanzeigevorrichtung, etwa das Modell EÜ-400 "MAGNATEST" der Magnaflex Corporation, auf das oben Bezug genommen wurde und das in einer Anordnung eingebaut ist, wodurch die Vorrichtung den Rohrverbinderabschnitten eng folgen kann.

. Das Instrument M enthält insbesondere ein langgestrecktes hohles Gehäuse 100, das geeignet an der Stützzangenanordnung 26 etwa durch lösbare Klemmen oder Stützen 101 angebracht ist, so daß die Gesamtanordnung des Gehäuses 100 an der Zange 26 radial ge- ;genüber der Rohröffnung 102 über die Zangenanordnung eingestellt '' werden kann. Andere Tragarten des Gehäuses 100 können verwendet werden, die bei Bedarf eine Einrichtung zum Zurückziehen des Ge- ' ¹häuses aufweisen, wenn der Sensor nicht in Betrieb ist, und zum Bewegen des Gehäuses in eine Betriebsstellung.

-10-40982 5/ 029 1

Innerhalb des äußeren Gehäuses oder Körpers 100 des Instruments ii befindet sich ein innerer langgestreckter Körper 103 mit einer zylindrischen Außenfläche 104, auf der eine Hülse 1-05 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist. Zwischen gegenüberliegenden Schultern 106 und 107 des inneren Körpers 103 bzw. der Hülse 105 ist eine Schraubendruckfeder 108 angeordnet, die die Hülse .105 normalerweise gegenüber dem Gehäuse 100 außen vorspannt, Die Hülse 105 wird.im Gehäuse 100 in einer vorgegebenen Ausrichtung aufrecht erhalten mittels eines geeigneten feststehenden Bolzens 109 und eines den Bolzen aufnehmenden Langlochs 110 in der Hülse 105, Bin Meßkopf 111 ist in geeigneter Weise am äußeren Ende der Hülse 105 befestigt und trägt drehbar zwei senkrecht und seitlich in Abstand angeordnete Rollen 112 und 113 auf Achsen 114, wodurch die Nähe des Kopfs 111 gegeüber dem Rohr P und insbesondere gegenüber den Gestängeverbinderabschnitten 26b und 30b vorgegeben ist. Die Feder 106 hält eine Vorspannung an der Hülse 105 aufrecht, was ein Vorstehen der Hülse in Längsrichtung aus dem Gehäuse 100 in einem Ausmaß bewirkt, das durch die Länge des Langlochs 110 begrenzt wird. Die Länge des Langlochs 110 kann so groß sein, daß die Auswärtserstreckung der Hülse 105 gegenüber dem Gehäuse 100 so begrenzt wird, daß die Rollen 112 und 113 den verminderten Durchmesser oder Mittelabschnitt des Rohrs P nicht berühren können. Jedoch können in jedem Fall die Kupplungsteile oder Bohrgestängeverbinder 2 6b und 30b mit vergrößertem Durchmesser von den Rollen 112 und 113 berührt werden trotz der Durchmesserveränderungen der Bohrgestängeverbinder, die durch Verschleiß verursacht werden können.

-11-

409825/029

Mix rohrßjrmiger Träger 1116 wird vom Kopf Tl T gerträgen und erstre;ckt- sich teleskopartig iaeine Bohrung 115 im inneren Körper-105.. Dieser Träg.er TT6 ist bei TT7 eins teilbar im den Kopf 111 eingeschraubt und enthält: eine; Spulenanordnung TTS, die in einem IsalterkörpeT TT9 eingekapselt ist und Spielen CI und GZ enthält, die> durch Leiter JTZ bzw* TZT mit dem; im folgenden noch zu beschreibenden Strom induzierenden und anzeigenden System verbunden sind. Hierdurch erzeuget die Äweichumg an der oberen Ends-chulter TZZa des unteren Bohrgestängeverbindergehäuses: 122, die die Abweichung an der nach unten weisenden Schulter 12.4a am; Zapfenende: 124 des- oberen Rohrabschnitts berührt, eine Veränder,ung des x*IägnetwirbeIstroms im Bohrgestängeverbinder, wodurch ein Signal zum Unterbrechen des Betriebs des Hubwerks erzeugt, wird,, wenn wie in Fig-« 4 gezeigt die Zangenanofdnung T sich in der richtigen Beziehung zum Bohrgestängeverbinder befindet. Wie in Fig. Z zu sehen stehen die Backen-Z6.a und 30a " der Stütz zange und der Kraft zange 26 bzw.. 30 in Eingriff mit den Bohrgestängeverbindern 36b und 30b.

i)i.e Spulen GT und CZ sind an die Steuereinrichtung in für das oben angegebene "iIAGNATEST"-Instrument ED-400 typischer Weise' angeschlossen. Im Bezug auf Fig., 8 ist anzugeben, daß die Spulen CT und C2 an einen Brückenkreis 130 angeschlossen sind, der die üblichen festen und veränderlichen Ausgleichwiderstände enthält und an eine Energiequelle 131 angeschlossen ist. Bas Ausgangssignal aus dem Brückenkreis 130 wird einem abgestimmten""

409825/0 291

Vorverstärker 132 zugeführt, dessen Ausgang.einem Verstärker zugeführt wird, der durch ein Empfindlichkeitssteuerpotentioiiieter 134 eingestellt werd'en kann» Der Ausgang aus dem Verstärker 133 j betreibt einen ..demodulator 135 zur Erzeugung eines Ausgangs-

signals, das einem Meßgerät 136 zugeführt wird. Zusätzlich wird das nicht-demodulierte Signal aus dem Verstärker 133 einem einen Siliziumgleichrichter enthaltenden Grenzwertschalter 137 zugeführt, der ausgelöst werden kann., wenn sich das nicht-demodulierte Signal auf einem vorgegebenen Niveau befindet, etwa bestimmt durch ein Einstellpotentiometer 138 für den Grenzwert^- schalter. Wenn der Grenzwertschalter 137 eingeschaltet wird, wird ein Relais 139 erregt, um den Betrieb der Hubwerksenergiequelle 134 zu steuern. Bei Bedarf kann sich im Kreis mit dem Re- , lais 139 eine Glimmröhre 140 befinden, die anzeigt, daß das Relais erregt wurde.

Wie auch in Fig. 8 zu sehen, kann die Hubeinrichtung 34 unter der j

Steuerung eines kombinierten von Hand und automatisch betätig- !

j

ten Ventilsystems durch zu einem Zylinder 34a unter dem Kolben 34b gelieferten Hydraulikdruck angehoben werden. Das Ventilsystem enthält ein durch eine Vorsteuerung betätigtes Hauptventil MV, das beispielsweise normalerweise in eine Stellung federvorgespannt ist, bei der der von einer Zuführungsleitung 141 ge-' lieferte Druckmitteldruck vom Betätigungszylinder 34a abgeschaltet ist und bei 142 in einen Behälter strömt. Gleichzeitig wird ^!

-13-

409825/0291

ι ■ ■

der Torsteuerdruck über gestrichelt dargestellte Leitungen 144 und" 145 durch, ein normalerweise geschlossenes Drosselventil TV bei 143 zum Behälter hin entlüftet, während der Vorsteuerdruck aus einer Vorratsleitung 146 beim Ventil TV abgeschaltet wird.

Wenn es gewünscht ist, das Druckmittel aus dem Betätigüngszylin- I der 34A zu entlüften, wird das Ventil TV wie in Fig. 8 gezeigt ι nach links verschoben, um eine Verbindung zwischen der Vorsteuer-;

druckquelle 46 und der Vorsteuerleitung 144 herzustellen, um das I Hauptvehtil PIV wie in Fig. 8 gezeigt nach links zu verschieben, wodurch der Druckmitteldruck aus der Quelle 141 über eine Leitung 147 zu einem normalerweise geschlossenen Vorsteuerventil geliefert wird, um das letz.tere zu öffnen und Strömungsmittel aus dem Betätigungszylinder 34a durch eine Leitung 149 und von da aus bei 142 durch das Hauptventil MV zum Tank hin abzulassen. Wenn es gewünscht wird, die Zangenanordnung T durch üruckbeaufschlagung des BetätigungsZylinders 34a anzuheben, wird das , Drosselventil TV nach rechts verschoben. Hierdurch beaufschlagt der Vorsteuerdruck das Hauptentil und verschiebt es hierdurch nach rechts, um eine Verbindung zwischen der Vorratsleitung 14I₁ und der Leitung 149 herzustellen. Die Leitung 149 führt zu • einem einen Rückstrom verhindernden Ventil 149a das das.Vor-" : steuerventil 148 im Nebenschluß umgeht und ein Anheben der Zan^f genanordnung T und deren Halten in der angehobenen Stellung bewirkt. '

-14-

409825/0291

Das Hauptventil"MV kann auch zwischen seinen zwei Stellungen aus seiner riittelstellung durch Solenoidbetätigungseinrichtungen unter der Steuerung eines Schaltkreises 150-verschoben werden, der eine Abwärtsschalteinrichtung 151 und eine Aufwärtsschalteinrichtung 152 enthält. JJie Abwärtsschalteinrichtung enthält ein Abwärtsrelais 153, das durch einen Ilandschalter 154- so erregt werden kann, daß es in der erregten Stellung durch einen Ilalteschalter 153h verriegelt werden kann, so daß Kontakte 155 gehalten werden, um ein Solenoid 155a zu erregen und das Häuptventil MV wie in Fig. 8 gezeigt nach links zu bewegen. Entsprechend hält die Aufwärtsschalteinrichtung 152 ein Aufwärtsrelais 156, das durch einen Handschalter 157 erregt werden kann, der Haltekontakte 158 schließt, um Kontakte 159 geschlossen zu halten und ein Solenoid 159a des Hauptventils AV zu erregen. Jede Abwärts- und Aufwärtsschalteinrichtung 151 und 152 enthält auch einen Handschalter 155b bzw. 159b, der von Hand die entsprechenden Solenoide 155a und 159a auf übersteuernde Weise erregen kann. Im Kreis mit den Abwärts- und Aufwärtsrelais 153 und 156 sind entsprechende Schalter 153a und 156a zivischengeschaltet, die geeignet in eine Öffnungsstellung betätigt werden können, um die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Zangenan-ordnung über einen feststehenden Bereich zu begrenzen, wenn das System durch die Wirbelstromdetektorvorrichtung ;·1 gesteuert wird. Es ist nun offensichtlich, daß die Erregung der Aufwärts- und Abwärtsschaltkreise 151 und 152 erfordert, daß die Kontakte 139a des Steuerrelais 139 geschlossen sind, um den Kreis zwischen einem Vor-

-15-

409825/0291

r-atsleiter. 139b upd einer,. Seite der entsprechenden Relais 153 und 156 schließen. Im Bedarfsfall kann das detektorbetätigte Relais. J 3,9 oder irgendeine andere signalabhängige "Einrichtung, die erregt wird, wenn der Gestängeyerbinder J richtig in der Zangenanordnung J positioniert ist, betätigt werden, um eine Betätigung der Zangen 26 und ,30 zu. bewirken.,. ■

09825/0 291

Claims

\ 16_ 2357803 Patentanwälte ' :;r t? Df, Ing. H. Negendank Dipl. Ing. H1HaUdC-DiClPhYS-W. Schmitt ... Dipl. Ing. E. Graeiis - Dip!. Ing. W. Wahnert 8 München 2, fciozartttraB« 23 Telefon 5380S86 BORG-WARNER CORPORATION South Michigan Avenue 15, November 1975 Chicago, 111. 60604, USA Anwaltsakte M-288 Patentansprüche

1. Rohrzangenvorrichtung, die Verbinderteile von sich in eine Bohrlochbohrung erstreckenden Bohrlochrohrzügen ergreifen kann zürn Zusammen- und Auseinanderschrauben von Verbindern im Bohrrohr und.Hubvorrichtung zum Anheben der Zangenvorrichtung von einer tieferen in eine angehobene Stellung zum Ankuppeln der Verbinderteile, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (M,130,139,MV) zum Begrenzen des Anhebens

der Zangenvorrichtung (T) bis zu der angehobenen Stellung, wobei die Steuervorrichtung eine Meßvorrichtung aufweist, insbesondere eine magnetwirbelstromabhängige Anzeigevorrichtung (M) zum Messen der gegenseitigsn Stellung der Zängenvor- ^! richtung (T) und des Rohrstrangs (P).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ι Anzeigevorrichtung (M) von der Zangenvorrichtung (T) ge-

409825/0291

tragen wird und die Stellung der Verbinderteile (26b, 3Ob) des Bohrrohrs (P) mißt, und daß die Anzeigevorrichtung (M) einen Meßkopf (111) aufweist, der mit einer Abstandsvorrichtung (112,113) zum Vorbestimmen des Abstands zwischen dem Meßkopf (111) und den Verbinderteilen (26b, 30b) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die !

Hubvorrichtung (34,36) eine Betätigungsvorrichtung (32) und ₍. ■ ' ■ - i

eine Vorrichtung (146,MV) aufweist zum Liefern von Bewegungs- I energie zur Betätigungsvorrichtung (34), und daß die Steuervorrichtung (M,130,139,MV) eine von Hand betätigbare Vorrichtung (TV) zum Steuern der Ausübung der Bewegungsenergie auf die Betätigungsvorrichtung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (M,130,139,MV) eine Vorrichtung (153a) zum ; Begrenzen des Absenkens der Zangenvorrichtung in Abhängigkeit _: von der Anzeigevorrichtung (M) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (34,36) eine druckmittelbetätigte Betätigungseinrichtung (34) zum Anheben der Zangenvorrichtüng (T) aufweist, daß die Steuervorrichtung (M,13O,139,MV) eine Ventilanordnung (MV) aufweist, die verschiebbar ist zwischen gewählten Stellungen zum Steuern der Anwendung von Druckmittel an und des Ablassens von Druckmittel auf der Betätigungseinrichtung (34), und gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (152), die abhängig ist von der Anzeigevorrichtung (M) zum

¹ -18-

409825/0291

Verschieben der Ventilanordnung (MV) in eine Stellung für die Anwendung von Druckmittel an der Betätigungseinrichtung (34) .

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (34,3 6) eine druckmittelbetätigte Betätigungseinrichtung (34) aufweist zum Anheben der Zangenvorrichtung (T), daß die Steuervorrichtung (M, 1 30,1 39 ,"IV) eine Ventilanordnung (MV) aufweist, die verschiebbar ist zwischen gewählten. Stellungen zum Steuern der Anwendung von Druckmittel an und des Ablassens von Druckmittel aus der Betätigungseinrichtung (134), und gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (152), die abhängig ist vonder Anzeigevorrichtung (M) zum Verschieben der Ventilanordnung (MV) in die Stellung für die Anwendung von Druckmittel an der Betätigungseinrichtung (34) und durch eine Vorrichtung (151), die abhängig ist von der Anzeigevorrichtung (M) zum Verschieben der Ventilanordnung (MV) in die Stellung für das Ablassen von Druckmittel aus . der Betätigungseinrichtung (34).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dfe Hubvorrichtung (34,36) eine druckmittelbetätigte Betätigungseinrichtung (34) aufweist zum Anheben der Zangenvorrichtung (T), daß die Steuervorrichtung (M,130,139,MV) eine Ventilanordnung (MV) aufweist, die verschiebbar ist zwischen gewählten Stellungen zum Steuern der Anwendung von Druckmittel an und des Ablassens von Druckmittel aus der Betätigungseinrichtung (34) und gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (153), die

-19-409 8 25/0291

abhängig ist Von der" Anzeigevorrichtung (M) zum Verschieben tier Ventilanordnung (MV) in die Stellung für die Anwendung von Druckmittel, an der Betätigungseinrichtung (34), durch eihe Vorrichtung (iSl)> die abhängig ist von der Anzeigevorrichtung (M) zum Verschieben der Ventilanordnung (MV) in die Stellung für das Ablassen von Druckmittel aus der Betätigungseinrichtung und durch eine Handvorrichtung (Ί55b, 159b,TV) zum Erzeugen einer Bewegung der Ventilanordnung (MV) in diese Stellungen, wobei die Handvorrichtung eine Vörsteuerventilanordnüng (TV) zürn Einstellen der zuerst genannten Ventilanordnung (MV) aufweist. ■

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (M) einen Meßkopf (111) mit einer Spulenan-, Ordnung (118) aufweist, und gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Tragen des Meßkopfs (111) für eine Bewegung zu ■ den Verbinderteilen (26b, 3Ob) , durch eine Vorspahnvorrichtung .(108) zum Beaufschlagen des Meßkopfs (111) zu den Verbinderteilen (26b, 30b) hin und durch eine Vorrichtung (112, 113) zum Einstellen der Spulenanordnung (118) in Abstand gegenüber den Verbinderteilen (26b,30b).

9. Sensor für eine magnetische Anzeigevorrichtung zum Messen von Abweichungen an gegeneinander bewegbaren Rohrverbindern,

der sich für die Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 eignet, gekennzeichnet durch ein an einem Ende offenes Ge-. häuse (100), eine Vorrichtung (101) zum Tragen des Gehäuses ■ (100), wobei dessen offenes Ende dem Rohr (P) benachbart ist,

40982570291

durch einen langgestreckten Körper (103) im Gehäuse (100) , durch einen in Längsrichtung verschiebbaren und vom Körper " (103) getragenen Meßkopf (111), der eine außerhalb des Körpers (103) angeordnete Spulenanordnung (118) aufweist, durch eine Vorrichtung (108) "zum Vorspannen des Meßkopfs (111) in Längsrichtung vom Körper (103) aus zum Rohr (P) hin, und durch eine Abstandsvorrichtung (112,113) auf dem Meßkopf (111), die das Rohr (P) zum Vorbestimmen des Abstands zwischen der Spulenanordnung (118) und dem Rohr (P) berühren kann. -

10. Magnetische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn ze lehnet, daß der Meßkopf (111) einen langgestreckten hohlen Träger für die Spulenanordnung (118) und eine Vorrichtung zum Einstellen der Lage der Spulenanordnung gegenüber der AbstandsVorrichtung aufweist.

409825/0291