EP2438263B1 - Device and method for handling rod-shaped elements - Google Patents

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EP2438263B1
EP2438263B1 EP10719936.6A EP10719936A EP2438263B1 EP 2438263 B1 EP2438263 B1 EP 2438263B1 EP 10719936 A EP10719936 A EP 10719936A EP 2438263 B1 EP2438263 B1 EP 2438263B1
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EP
European Patent Office
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rod
shaped
shaped component
component
components
Prior art date
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EP10719936.6A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP2438263B8 (en
EP2438263A2 (en
Inventor
Rupert Köckeis
Hans-Peter Murr
Tobias Stadler
Andreas Beck
Markus Heckendorf
Werner GLÜCK
Georg Streicher
Marco Winter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Max Streicher & Co KGaA GmbH
Original Assignee
Max Streicher & Co KGaA GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Max Streicher & Co KGaA GmbH filed Critical Max Streicher & Co KGaA GmbH
Publication of EP2438263A2 publication Critical patent/EP2438263A2/en
Publication of EP2438263B1 publication Critical patent/EP2438263B1/en
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Publication of EP2438263B8 publication Critical patent/EP2438263B8/en
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/15Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E21B19/15Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • E21B19/155Handling between horizontal and vertical position

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for handling rod-like components, in particular for a deep drilling apparatus, which is used either in the onshore area or in the offshore area.
  • the use of such deep drilling devices can be done for example for vertical drilling with regard to the development of deposits.
  • deposit includes in particular the occurrence of a substance in liquid, gaseous or solid form or the presence of energetically usable conditions in geological structures, in particular with respect to crude oil, natural gas or geothermal energy.
  • the term "rod-like component” is understood in particular, but not exclusively, to mean such components whose longitudinal extent is greater than their transverse extent. Such components are preferably designed tube-like and are used for example for introducing holes.
  • the rod-like components in the storage device can be placed substantially parallel to a connecting line between the center of the drill hole and the center of the drill mast. Such an arrangement in addition to a compact design of the drilling rig with storage device also a space-economic removal from the storage device is possible.
  • the above device for handling rod-like components is referred to below as the basic structure.
  • the above-mentioned device comprises a detection device for detecting with respect to the application to the storage device. It is preferred that the discharge is detected at the transport device. When detecting the discharge on the transport device, for example on a crane, it can be ensured that the rod-like component rests and thus an uncontrolled downward movement of the rod-like component is excluded when released by the transport device with higher security.
  • a detection device can be provided on the deposition device, which detects the application of one or more rod-like components to the deposition device. By such a detection can be ensured that the rod-like component is seated on the storage device and not, for example, by an uncontrolled inclination of the rod-like component on a portion in the vicinity of the storage device.
  • a rod-like component When introducing the rod-like component into the transfer device by the transport device, a rod-like component can already be introduced in such a way that a reliable individual removal of the rod-like component can be ensured by the receiving device.
  • separating devices on the storage device can be a variety of rod-like components in the storage device provide first, and make a separation depending on the position of a single rod-like component on the storage device. As a result, the accuracy requirements in the transport of rod-like components can be reduced in the storage device and yet a single recording of the rod-like components are ensured by the receiving device.
  • the depositing device has at least one conveying device, by means of which at least two rod-like components can be transported to the transfer device.
  • a rod-like component can be removed by the receiving device and either simultaneously or with a small time offset by a transport device to position a further rod-like component in the storage device.
  • the length measuring device has a control device, by means of which the movement device can be controlled, so that the rod-like component is arranged in the depositing device in order to be gripped by a receiving device at a defined location.
  • the length measuring device, movement device and control device can cooperate to bring about a defined state for the recording by the receiving device.
  • the invention further provides a device for handling rod-like components on a drilling rig, preferably in accordance with the above-mentioned basic structure, which has a receiving device, by means of which the rod-like component can be received with a plurality, preferably two, gripper arm pairs.
  • a receiving device may comprise a detection lever for the rod-like component in the receiving device, the fulcrum is fixed with respect to a gripper arm. In this way, can also be rod-like Components with different diameters safe detection of this can be implemented in the receiving device.
  • the lever is biased in the space defined between the gripper arms, thereby, by pressing the lever out of the space between the gripper arms, detecting the existing rod-like member in this space.
  • one or more gripper arms are provided with detection lever, wherein the gripper arm or the gripper arms are preferably arranged opposite to the receiving opening for the rod-like component. In this way, it can be avoided that, in the case of only a slight gripping of the rod-like component by the front gripper arm pair, the presence of the rod-like component in the receiving device is erroneously detected and thus a secure transport of the rod-like component is not possible.
  • the detection means comprises a hydraulic pressure sensor for ensuring the closed state of the lifter. This can be made on the basis of the state of the lifting device an assessment of the introduction of the rod-like component. In particular, it is preferred if this is provided in addition to the mechanical lever, because in this way the presence of the rod-like member can be determined in the lifting device due to two detection signals.
  • the invention further provides a device for handling rod-like components on a drilling rig, preferably according to the basic structure, which has a lifting device located above the borehole and a control device, can be controlled by the lifting device, so that after an upward movement of the lifting device with rod-like located in the borehole Components wedges are removable, the removal of the wedges can be confirmed and a further lowering or lifting of the rod-like component in the borehole or can be done out of it.
  • a controlled introduction be implemented by rod-like components in the borehole and removing the rod-like components from the well with high security.
  • the substructure can be a in Fig. 2 unillustrated blowout preventer and a in Fig. 2 not shown Trip tank be provided.
  • the substructure is located on the borehole to be inserted, which continues in the working platform 32 in the borehole 30 provided above the substructure. Furthermore, a control cabin 34 and a crane 36 for handling objects on the work platform 32 are arranged on the work platform.
  • a slewing crane is used to form stacks of boring bars. From this boring bar stack, the boring bars are then transported from the stack to the boring bar magazine 28 via a further rotating crane, which is an embodiment of the following designated transport device, in which the boring bars for the Recording by the boring bar handling device 26 are stored.
  • a further rotating crane which is an embodiment of the following designated transport device, in which the boring bars for the Recording by the boring bar handling device 26 are stored.
  • a detection device is provided, the output signal causes a release of the drill rod on the second crane.
  • This further detection device can be provided as an alternative or in addition to the device for detecting the discharge on the transport device.
  • a release of the drill rod from the second crane above the storage device only take place when the holding device for the drill rod on the second crane in a predetermined space area above the storage device.
  • the boring bars applied to the boring bar magazine 28 are singulated in such a manner that they can be gripped individually by a gripper 48 provided by the boring bar handling device 26 and can be arranged above the borehole 30.
  • the longitudinal extension X 'of the drill rod magazine 28 is parallel to the longitudinal direction of the arrangement of the center of the hole 30 and center of the drill mast 24. In this way, the isolated drill rod from the Bohrstangenmagazin 28 by the gripper in the immediate vicinity of the base 22, to which the Bohrstangenmagazin 28 is at a small distance, grab and promote low demands on the place in the intended position.
  • a separating device Upon detecting the boring bar on the conveyor chain 54a, 54b, 54c a predetermined position adjacent to the transfer 51 a, 51 b, 51 c, a separating device is triggered, which may for example be a cylinder, so that the movement of a single boring bar in the transfer channel 51 a, 51 b, 51 c is made possible.
  • the arrangement of the gripper 48 of the boring bar handler is preferably made in such a manner that in a portion between two of the three conveyors 50a, 50b, 50c, the gripper 48 can engage and engage the boring bar. In the embodiment of Fig. 3 these are the conveyors 50a and 50b.
  • the pressures in the hydraulic cylinders 104a, 104b are detected and movement of the gripper 48 with respect to the guide frame 80 takes place only when both the lever assembly 110, the presence of the drill rod in the gripper 48 and the pressure for Pressing the gripper arms is detected with a predetermined value. In this way it can be ensured that the boring bar is transported with a sufficient holding force.
  • the position of the boring bar handler 26 and / or gripper 48 be detected before allowing the boring bar to be received on the boring bar magazine 26 or released on the elevator 46.
  • the circuit arrangement for the hydraulic supply of the boring bar handling device can be designed in such a way that in the area outside the defined spaces for the release only a desserts of pressure in the closing direction, for example, for leakage compensation, is possible, but no opening of the gripper.
  • the grippers of the boring bar handler are closed, and with the boring bar detected in the boring bar handler, the elevator is opened and swung away.
  • the top drive is pulled up, the gripper is swung out and the bar is placed in the drill rod magazine.
  • the drill rod gripper is moved to the standby position and the top drive is driven down to the receiving position to prepare for the removal of additional linkage.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen, insbesondere für eine Tiefbohrvorrichtung, die entweder im Onshore-Bereich oder im Offshore-Bereich zum Einsatz kommt. Der Einsatz derartiger Tiefbohrvorrichtungen kann beispielsweise zum Vertikalbohren im Hinblick auf die Erschließung von Lagerstätten erfolgen. Der Begriff "Lagerstätte" beinhaltet dabei insbesondere das Vorkommen eines Stoffes in flüssiger, gasförmiger oder fester Form oder das Vorliegen von energetisch nutzbaren Verhältnissen in geologischen Strukturen, insbesondere in Bezug auf Erdöl, Erdgas oder geothermische Energie. Mit der Bezeichnung "stangenartiges Bauteil" werden nachfolgend insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, derartige Bauteile verstanden, deren Längsausdehnung größer als deren Querausdehnung ist. Derartige Bauteile sind bevorzugt rohrartig ausgestaltet und dienen beispielsweise zum Einbringen von Bohrungen.The present invention relates to an apparatus and a method for handling rod-like components, in particular for a deep drilling apparatus, which is used either in the onshore area or in the offshore area. The use of such deep drilling devices can be done for example for vertical drilling with regard to the development of deposits. The term "deposit" includes in particular the occurrence of a substance in liquid, gaseous or solid form or the presence of energetically usable conditions in geological structures, in particular with respect to crude oil, natural gas or geothermal energy. The term "rod-like component" is understood in particular, but not exclusively, to mean such components whose longitudinal extent is greater than their transverse extent. Such components are preferably designed tube-like and are used for example for introducing holes.

Das Vertikalbohren gelangt bevorzugt zur Ausbeutung von Öl- und Gasfeldern und bei der Gewinnung von geothermischer Energie zum Einsatz.Vertical drilling is preferred for the exploitation of oil and gas fields and in the extraction of geothermal energy used.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist nicht auf einen Einsatz beim Tiefbohren beschränkt, sondern kann beispielsweise auch für andere Bohrvorrichtungen, zum Beispiel für horizontale Bohrvorrichtungen oder Schrägbohrvorrichtungen, verwendet werden.The principle of the present invention is not limited to use in deep drilling, but may be used, for example, for other drilling devices, for example for horizontal drilling devices or inclined drilling devices.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik ist eine Vertikalbohrvorrichtung beispielsweise entsprechend der Patentschrift EP1387924 B1 bekannt, bei der eine Vielzahl von Rohren, die im Erdreich einen Rohrstrang bilden, vor dem Einbringen im wesentlichen vertikal auf einer Bohrplattform angeordnet werden. In dieser genannten Patentschrift werden eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, durch die sichergestellt wird, dass beim Einbringen oder Ausbringen von Rohren jeweils eines von zwei Rohren mit Sicherheit durch eine Befestigungseinrichtung gehalten wird. Ein typisches Verfahren zum vertikalen Anordnen der Rohre besteht in einem Fördersystem, das ein Greifer aufweist und das die Rohre in die gewünschte Vertikalposition bringt.From the prior art is a vertical drilling device, for example, according to the patent EP1387924 B1 known, in which a plurality of pipes forming a pipe string in the ground, are arranged prior to introduction substantially vertically on a drilling platform. In this cited patent will be a device and a method is described by which it is ensured that when inserting or discharging pipes each one of two pipes is held securely by a fastening device. A typical method for vertically placing the tubes is in a conveyor system having a gripper that places the tubes in the desired vertical position.

Eine Verbesserung in Bezug auf das in der EP1387924 B1 beschriebene Verfahren besteht im Einsatz von Bohrstangengreifsystemen, wie diese in der DE 102004004315 A1 beschrieben sind und in, Figur 1 gezeigt sind. Ein Bohrmast 1 ist auf einem aus Einzelsegmenten gefertigten Unterbau 2 angebracht an den Bohrmast 1 ist ein Schlitten 4, an dem ein Top-Drive vorgesehen ist, in Vertikalrichtung verfahrbar. Bei einer unterhalb des Top-Drives am Schlitten 4 befindlicher Bohrstange 6 kann diese in das Bohrloch eingeführt und durch das Top-Drive ein entsprechender Bohrvorgang ausgeführt werden. Benachbart zum Unterbau 2 und zu ebener Erde befindet sich ein Bohrstangenmagazin 8 in dem die einzubringenden Bohrstangen gelagert werden und auf dem aus dem Bohrloch entnommene Bohrstangen abgelegt werde. In dieser Anmeldung DE 102004004315 A1 ist zur Erleichterung des Vorsehens der Bohrstange ein Bohrstaiogengreifer 10 an einem Führungsrahmen 12 vorgesehen. Dieser Bohrstangengreifer greift eine auf dem Bohrstangenmagazin 8 senkrecht zur Verbindungslinie von Bohrmast und Bohrloch liegende Bohrstange 6a, verschwenkt diese senkrecht dazu über eine mit 6b gezeigte Position der Bohrstange, führt eine Translationsbewegung entlang des Führungsrahmens 12 in die mit Figur 6C gezeigte Position aus, verschwenkt in eine Position oberhalb des Bohrloches und ermöglicht dann das Einbringen über den am Schlitten 4 befindlichen Top-Drive der Bohrstange in das Bohrloch. Zum Entfernen einer Bohrstange aus dem Bohrloch wird eine umgekehrte Vorgehensreihenfolge gewählt.
Zwar entfällt bei einem derartigen Pipehandlingsystem, wie es in dem nächstkommenden Stand der Technik D 102004004315 A1 beschrieben ist, die Unsicherheit von an einem Kran befindlichen
schwebenden Lasten. Andererseits bedarf es jedoch der manuellen Mitwirkung einer Bedienperson, um ein sicheres Verbringen der Bohrstangen in einem ersten Schritt auf das Bohrstangenmagazin, ein sicheres Greifen durch den Bohrstangengreifer 10, ein sicheres Verschwenken in die vorgeschriebene Position unterhalb des Top-Drives und ein sicheres Einbringen in das Bohrloch von der Bohrstange sicherzustellen.
An improvement in terms of in the EP1387924 B1 described method consists in the use of Bohrstangengreifsystemen, as these in the DE 102004004315 A1 are described and in, FIG. 1 are shown. A drilling mast 1 is mounted on a substructure 2 made of individual segments to the drilling mast 1, a carriage 4, on which a top drive is provided, movable in the vertical direction. In a drill rod 6 located below the top drive on the carriage 4, it can be inserted into the borehole and a corresponding drilling operation can be carried out by the top drive. Adjacent to the substructure 2 and at the level of the earth is a boring bar magazine 8 in which the boring bars to be introduced are stored and deposited on the boring bars removed from the borehole. In this application DE 102004004315 A1 In order to facilitate the provision of the boring bar, a drill bit gripper 10 is provided on a guide frame 12. This boring bar gripper grips a boring bar 6a lying on the boring bar magazine 8 perpendicular to the connecting line of the boring mast and the borehole, pivots it perpendicularly over a position of the boring bar shown at 6b, carries out a translational movement along the guide frame 12 into it FIG. 6C shown position, pivoted to a position above the wellbore and then allows the introduction of the carriage 4 located on the top drive of the drill rod into the wellbore. To remove a boring bar from the borehole, a reverse order of action is chosen.
Although omitted in such a pipe handling system, as in the closest prior art D 102004004315 A1 described is the uncertainty of being on a crane
floating loads. On the other hand, however, it requires the manual involvement of an operator to safely move the boring bars in a first step onto the boring bar magazine, a secure gripping by the boring bar gripper 10 ensure safe pivoting to the prescribed position below the top drive and secure insertion into the wellbore from the drill rod.

Es ist zu beachten, dass bei herkömmlichen Onshore-Bohranlagen das Einbringen von Bohrstangen in das Magazin 8 häufig manuell oder vermittels Gabelstapler vorgenommen wird, was das sichere einzelne Greifen von Bohrstangen zusätzlich erschwert.It should be noted that in conventional onshore drilling rigs the introduction of boring bars in the magazine 8 is often done manually or by means of forklifts, which further complicates the safe individual gripping of boring bars.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen, insbesondere für Tiefbohrvorrichtungen, vorzusehen durch die eine automatisierte und/oder sichere Handhabung der stangenartigen Bauteile, insbesondere Bohrstangen, bis zum Einbringen in ein Bohrloch und ab dem Entfernen aus dem Bohrloch sicherstellt. Es wird ferner bevorzugt, wenn durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen eine Umsetzung sowohl bei Onshore-Bohranlagen als auch bei Offshore-Bohranlagen möglich ist.It is the object of the invention to provide an apparatus and a method for handling rod-like components, in particular for deep drilling devices, by the automated and / or secure handling of the rod-like components, in particular boring bars, until they are introduced into a borehole and removed from the borehole ensures the borehole. It is further preferred if implementation by the device and the method according to the invention for handling rod-like components is possible both in onshore drilling rigs and in offshore drilling rigs.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren und Vorrichtungen zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen entsprechend den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by methods and devices for handling rod-like components according to the independent claims. Inventive developments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen vorgesehen, die eine Ablageeinrichtung für stangeartige Bauteile, in der stangenartige Bauteile ablegbar sind, eine Hubeinrichtung, die einen Hubschlitten, eine Führungseinrichtung zum Führen des Hubschlittens und einen Antrieb zum Verfahren des Hubschlittens aufweist, und einer an dem Hubschlitten angebrachte Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines stangenartigen Bauteils von der Ablageeinrichtung aufweist, wobei die Aufnahmeeinrichtung in Bezug auf den Hubschlitten in einer zu der Verfahrrichtung des Hubschlittens senkrechten Ebene in einer solchen Weise schwenkbar ist, dass ein stangenartiges Bauteil oberhalb eines Bohrloches anordenbar ist. Auf diese Weise kann der Transport von stangenartigen Bauteilen von der Ablageeinrichtung bis oberhalb des Bohrloches durch eine Einrichtung vorgenommen werden und ein Höhenunterschied überwunden werden. Es wird bevorzugt, dass die stangenartigen Bauteile in der Ablageeinrichtung im Wesentlichen parallel zu einer Verbindungslinie zwischen Bohrlochmitte und Mitte des Bohrmastes ablegbar sind. Durch eine derartige Anordnung ist neben einer kompakten Bauweise der Bohranlage mit Ablageeinrichtung auch ein raumökonomisches Entnehmen aus der Ablageeinrichtung möglich. Die vorstehend genannte Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen wird nachfolgend als Grundstruktur bezeichnet.According to the invention a device for handling rod-like components is provided, which are a storage device for rod-like components, can be stored in the rod-like components, a lifting device having a lifting slide, a guide device for guiding the lifting carriage and a drive for moving the lifting carriage, and one the receiving device mounted for lifting a rod-like component of the storage device, wherein the receiving device is pivotable in relation to the lifting in a direction perpendicular to the direction of travel of the lifting carriage in such a manner that a rod-like component can be arranged above a borehole. In this way, the transport of rod-like components of the storage device be made up above the borehole by a facility and overcome a height difference. It is preferred that the rod-like components in the storage device can be placed substantially parallel to a connecting line between the center of the drill hole and the center of the drill mast. Such an arrangement in addition to a compact design of the drilling rig with storage device also a space-economic removal from the storage device is possible. The above device for handling rod-like components is referred to below as the basic structure.

Erfindungsgemäß kann ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage, vorzugsweise mit der vorstehenden Grundstruktur, vorgesehen werden, wobei diese Vorrichtung eine Transporteinrichtung und eine Steuereinrichtung aufweist. Die Transporteinrichtung ist für den Transport der stangenartigen Bauteile von einer Zwischenablageeinrichtung zu einer Ablageeinrichtung für stangenartige Bauteile bestimmt, wobei ein oder mehrere stangenartige Bauteile von der Ablageeinrichtung durch eine Aufnahmeeinrichtung abnehmbar sind. Die Steuereinrichtung ist zur Steuerung der Transporteinrichtung bestimmt und durch diese ist die Transporteinrichtung mit einer solchen Weise steuerbar, dass eine Freigabe eines stangenartigen Bauteils bei der Ablageeinrichtung in Abhängigkeit von einer Relativposition der Transporteinrichtung in Bezug auf die Ablageeinrichtung erfolgen kann. Durch die vorstehend genannte Gestaltung der Vorrichtung kann verhindert werden, dass während eines Transportes zur Ablageeinrichtung die Bohranlage oder in der Nähe von diesen befindliche Einrichtungen beschädigt oder zerstört werden und kann ein Ablegen der stangenartigen Bauteile mit höherer Sicherheit in der Ablageeinrichtung sichergestellt werden. Dadurch lässt sich bereits beim Einbringen der stangenartigen Bauteile in die Ablageeinrichtung eine erhöhte Sicherheit umsetzen.According to the invention, a device for handling rod-like components may further be provided on a drilling rig, preferably with the above basic structure, this apparatus having a transport device and a control device. The transport device is intended for transporting the rod-like components from a clipboard device to a rod-like component depositing device, wherein one or more rod-like components are detachable from the file device by a receiving device. The control device is intended for controlling the transport device and by means of this the transport device can be controlled in such a way that a release of a rod-like component can take place in the depositing device in dependence on a relative position of the transport device with respect to the depositing device. By means of the abovementioned design of the device, it is possible to prevent the drilling rig or devices located in the vicinity of it from being damaged or destroyed during transport to the depositing device and to ensure that the rod-like components are deposited with greater safety in the depositing device. As a result, an increased security can already be implemented when the rod-like components are introduced into the depositing device.

Es wird bevorzugt, wenn die vorstehend genannte Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen in Bezug auf das Aufbringen auf die Ablageeinrichtung aufweist. Dabei wird bevorzugt, dass die Entlastung an der Transporteinrichtung erfasst wird. Beim Erfassen der Entlastung an der Transporteinrichtung, beispielsweise an einem Kran, kann sichergestellt werden, dass das stangenartige Bauteil aufliegt und somit eine unkontrollierte Abwärtsbewegung des stangenartigen Bauteils bei der Freigabe durch die Transporteinrichtung mit höherer Sicherheit ausgeschlossen wird.It is preferred if the above-mentioned device comprises a detection device for detecting with respect to the application to the storage device. It is preferred that the discharge is detected at the transport device. When detecting the discharge on the transport device, for example on a crane, it can be ensured that the rod-like component rests and thus an uncontrolled downward movement of the rod-like component is excluded when released by the transport device with higher security.

Alternativ oder in Ergänzung dazu kann in der vorstehend genannten Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung an der Ablageeinrichtung vorgesehen sein, die das Aufbringen eines oder mehrerer stangenartiger Bauteile auf die Ablageeinrichtung erfasst. Durch eine derartige Erfassung kann sichergestellt werden, dass das stangenartige Bauteil auf die Ablageeinrichtung und nicht beispielsweise durch eine unkontrollierte Neigung des stangenartigen Bauteils auf einen Abschnitt in der Umgebung der Ablageeinrichtung aufsitzt.Alternatively or in addition to this, in the abovementioned device a detection device can be provided on the deposition device, which detects the application of one or more rod-like components to the deposition device. By such a detection can be ensured that the rod-like component is seated on the storage device and not, for example, by an uncontrolled inclination of the rod-like component on a portion in the vicinity of the storage device.

Es wird ferner bevorzugt, wenn bei der vorstehend genannten Vorrichtung die Steuereinrichtung die Freigabe des oder der stangenartigen Bauteile in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Relativposition zur Ablageeinrichtung gestattet. Diese Abhängigkeit der Freigabe von der Relativposition ermöglicht es, einen nahen Bereich oberhalb der Ablageeinrichtung festzulegen, indem nur eine Freigabe erfolgen kann. Dadurch kann auch im stärkeren Maße sichergestellt werden, dass sich das stangenartige Bauteil in einer gewünschten Position an der Ablageeinrichtung befindet.It is further preferred if, in the above-mentioned device, the control device permits the release of the rod-like component or components as a function of a predetermined relative position to the depositing device. This dependence of the release of the relative position makes it possible to define a near area above the storage device, in that only one release can take place. This can also be ensured to a greater extent that the rod-like component is in a desired position on the storage device.

Die vorstehend genannte Vorrichtung kann in einer solchen Weise weitergebildet sein, dass diese eine Erfassungseinrichtung für die Relativposition der/des stangenartigen Bauteils an der Transporteinrichtung in Bezug auf die Ablageeinrichtung aufweist. Ferner kann eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung für die Relativposition eine Bewegung des stangenartigen Bauteils bzw. der stangenartigen Bauteile an der Transporteinrichtung nur in einem bestimmten Raum gestatten. Auf diese Weise kann dreidimensional festgelegt werden, in welchem Bereich sich das stangenartige Bauteil oberhalb der Ablageeinrichtung und in einem benachbarten Bereich befinden kann. Somit können eine Fehlbedienung der Transporteinrichtung und eine Beschädigung der Bohranlage mit höherer Sicherheit ausgeschlossen werden und die Automatisierung der Bohranlage und des Pipehandlings im verstärkten Maße umgesetzt werden.The above-mentioned apparatus may be further developed in such a manner that it has detection means for the relative position of the rod-like member on the transporting means with respect to the depositing means. Furthermore, a control device may allow a movement of the rod-like component or the rod-like components on the transport device only in a certain space in dependence on an output signal of the detection device for the relative position. In this way it can be determined three-dimensionally, in which area the bar-like component can be located above the depositing device and in an adjacent area. Thus, a malfunction of the conveyor and damage to the rig can be excluded with greater certainty and the automation of the rig and the Pipehandlings be implemented to a greater extent.

Es wird bevorzugt, dass bei der vorstehend genannten Vorrichtung die Erfassungseinrichtung für die Relativposition eine oder mehrere Positionsgeber an der Transporteinrichtung aufweist. Derartige Positionsgeber sind beispielsweise Drehgeber oder Längenmesssysteme. Durch eine derartige Detektierung des Haltelementes für ein stangenartiges Bauteil an der Transporteinrichtung kann die Position des stangenartigen Bauteils im Raum effizient bestimmt werden, ohne dass eine Ermittlung der realen Lage des stangenartigen Bauteils beispielsweise durch berührungslose Abtastung notwendig ist. Alternativ dazu lässt sich natürlich auch die Position des stangenartigen Bauteils im Raum durch mechanische Elemente, beispielsweise einer Transporteinrichtung, oder berührungslos erfassen.It is preferred that in the abovementioned device the detection device for the relative position has one or more position sensors on the transport device. Such position sensors are, for example, encoders or length measuring systems. By such a detection of the holding element for a rod-like component to the transport device, the position of the rod-like component in space can be determined efficiently without a determination of the real position of the rod-like component, for example, by non-contact scanning is necessary. Alternatively, of course, the position of the rod-like component in space by mechanical elements, such as a transport device, or detect without contact.

Die Transporteinrichtung ist bevorzugt ein Kran, wodurch beengten Raumverhältnissen bei einer Offshore-Bohranlage, jedoch auch bei einer Onshore-Bohranlage Rechnung getragen werden kann und Fehlbedienungen beispielsweise bei einem Transport der stangenartigen Bauteile mittels Gabelstapler ausgeschlossen werden können.The transport device is preferably a crane, whereby tight space conditions in an offshore drilling rig, but also in an onshore drilling rig can be taken into account and incorrect operation can be excluded for example in a transport of the rod-like components by means of forklifts.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen in einer Bohranlage, vorzugsweise entsprechend der Grundstruktur vorgesehen, die eine Ablageeinrichtung für stangenartige Bauteile aufweist, die zumindest eine Übergabeeinrichtung für die einzelne Entnahme des stangenartigen Bauteils durch eine Aufnahmeeinrichtung aufweist. In eine derartige Übergabeeinrichtung, die beispielsweise eine Übergaberinne sein kann, ist ein stangenartiges Bauteil entweder durch eine Transporteinrichtung für den Transport der stangenartigen Bauteile zur Ablageeinrichtung einbringbar oder durch eine in der Ablageeinrichtung vorgesehene Vereinzeleinrichtung in Abhängigkeit von einem Erfassungssignal für die Position des stangenartigen Bauteils an der Ablageeinrichtung einbringbar. Eine derartige Vereinzeleinrichtung kann beispielsweise einen Hubzylinder aufweisen. Beim Einbringen des stangenartigen Bauteils in die Übergabeeinrichtung durch die Transporteinrichtung lässt sich ein stangenartiges Bauteil bereits in einer Weise einbringen, dass eine sichere einzelne Entnahme des stangenartigen Bauteils durch die Aufnahmeeinrichtung sichergestellt werden kann. Bei der Verwendung von Vereinzelungseinrichtungen an der Ablageeinrichtung lässt sich eine Vielzahl von stangenartigen Bauteilen in der Ablageeinrichtung zuerst vorsehen, und in Abhängigkeit von der Position eines einzelnen stangenartigen Bauteils an der Ablageeinrichtung eine Vereinzelung vornehmen. Dadurch können die Genauigkeitsanforderungen beim Transport von stangenartigen Bauteilen in die Ablageeinrichtung verringert werden und dennoch eine einzelne Aufnahme der stangenartigen Bauteile durch die Aufnahmeeinrichtung sichergestellt werden.According to the invention a device for handling rod-like components in a drilling rig, preferably according to the basic structure is provided which has a storage device for rod-like components, which has at least one transfer device for the individual removal of the rod-like component by a receiving device. In such a transfer device, which may be, for example, a transfer channel, a rod-like component either by a transport device for transporting the rod-like components to the storage device can be introduced or provided by a separator in the depositing device in response to a detection signal for the position of the rod-like component on the Deposit device can be introduced. Such a separating device may for example have a lifting cylinder. When introducing the rod-like component into the transfer device by the transport device, a rod-like component can already be introduced in such a way that a reliable individual removal of the rod-like component can be ensured by the receiving device. When using separating devices on the storage device can be a variety of rod-like components in the storage device provide first, and make a separation depending on the position of a single rod-like component on the storage device. As a result, the accuracy requirements in the transport of rod-like components can be reduced in the storage device and yet a single recording of the rod-like components are ensured by the receiving device.

Bei der vorstehend genannten Vorrichtung wird bevorzugt, wenn die Ablageeinrichtung zumindest eine Fördereinrichtung aufweist, die zumindest einen an einer Förderkette angeordneten Mitnehmer bzw. eine Vielzahl von an einer Förderkette angeordnete Mitnehmern aufweist, durch den/die jeweils ein stangenartiges Bauteil zur Position der Aufnahme durch die Aufnahmeeinrichtung transportierbar ist. Dadurch lässt sich eine parallele Anordnung der stangenartigen Bauteile auf der Ablageeinrichtung realisieren.In the case of the abovementioned device, it is preferred if the depositing device has at least one conveying device which has at least one driver arranged on a conveyor chain or a multiplicity of carriers arranged on a conveyor chain, through which a rod-like component in each case determines the position of the receiver Receiving device is transportable. This makes it possible to realize a parallel arrangement of the rod-like components on the storage device.

Es wird ferner bevorzugt, wenn die Ablageeinrichtung zumindest eine Fördereinrichtung aufweist, durch die zumindest zwei stangenartige Bauteile zu der Übergabeeinrichtung transportierbar sind. Auf diese Weise lässt sich durch die Aufnahmeeinrichtung ein stangenartiges Bauteil entnehmen und entweder gleichzeitig oder mit geringem Zeitversatz durch eine Transporteinrichtung ein weiteres stangenartiges Bauteil in der Ablageeinrichtung positionieren.It is further preferred if the depositing device has at least one conveying device, by means of which at least two rod-like components can be transported to the transfer device. In this way, a rod-like component can be removed by the receiving device and either simultaneously or with a small time offset by a transport device to position a further rod-like component in the storage device.

Ferner wird bevorzugt, wenn die Ablageeinrichtung eine Vielzahl von Fördereinrichtungen aufweist, so dass die stangenartigen Bauteile an zumindest jeweils zwei Positionen durch die Fördereinrichtung bewegbar sind. Auf diese Weise lässt sich ein Schrägstellen der stangenartigen Bauteile in der Ablageeinrichtung vermeiden.Further, it is preferred if the storage device has a plurality of conveying devices, so that the rod-like components are movable at at least two positions by the conveyor. In this way, a tilting of the rod-like components in the storage device can be avoided.

Es wird besonders bevorzugt, wenn die Ablageeinrichtung drei Fördereinrichtungen aufweist und die Ablageeinrichtung in Bezug auf die Aufnahmeeinrichtung mit einer solchen Weise angeordnet ist, dass das stangenartige Bauteil durch die Aufnahmeeinrichtung zwischen zwei Fördereinrichtungen und der Ablageeinrichtung entnehmbar ist. Die Lagerung eines stangenartigen Bauteils auf drei Fördereinrichtungen ermöglicht ein sicheres Halten des stangenartigen Bauteils bei dem insbesondere bei Tiefbohranlagen üblichen Längen von Bohrstangen. Die Entnahme des stangenartigen Bauteils zwischen zwei der drei Fördereinrichtungen ermöglicht eine Entnahme außerhalb des Massenmittelpunktes und somit einen vereinfachten Transport des stangenartigen Bauteils und eine geringe Bauhöhe einer Hubeinrichtung für die stangenartigen Bauteile an der Aufnahmeeinrichtung.It is particularly preferred if the storage device has three conveyors and the storage device is arranged with respect to the receiving device in such a manner that the rod-like component can be removed by the receiving device between two conveyors and the storage device. The storage of a rod-like component on three conveyors allows a secure holding of the rod-like component in the usual in deep drilling rig lengths of drill rods. The removal of the rod-like Component between two of the three conveyors allows removal outside the center of mass and thus a simplified transport of the rod-like component and a low overall height of a lifting device for the rod-like components on the receiving device.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage, vorzugsweise entsprechend der Grundstruktur, mit einer Ablageeinrichtung vorgesehen, die eine Einrichtung zum Messen der Länge des stangenartigen Bauteils aufweist. Die Längenmesseinrichtung weist entweder zumindest zwei mechanische Erfassungseinrichtungen auf, durch die jeweils das eingebrachte stangenartige Bauteil erfassbar ist, oder weist eine Erfassungseinrichtung zum berührungslosen Erfassen des stangenartigen Bauteils an einer vorbestimmten Position auf. Durch mechanische Erfassungseinrichtungen kann mit akzeptabler Genauigkeit die Position eines stangenartigen Bauteils in der Ablageeinrichtung bestimmt werden und somit eine genaue Entnahme durch die Aufnahmeeinrichtung erleichtert werden.According to the invention, a device for handling rod-like components is also provided on a drilling rig, preferably in accordance with the basic structure, with a depositing device which has a device for measuring the length of the rod-like component. The length measuring device either has at least two mechanical detection devices, by means of which the introduced rod-like component can be detected, or has a detection device for contact-free detection of the rod-like component at a predetermined position. By mechanical detection means can be determined with acceptable accuracy, the position of a rod-like component in the storage device and thus an accurate removal by the receiving device can be facilitated.

Beim berührungslosen Erfassen von stangenartigen Bauteilen an einer vorbestimmten Position lässt sich unter Ausschluss mechanischer Fehler bei einer mechanischen Erfassungseinrichtung ein sicheres Detektieren eines stangenartigen Bauteils an der vorbestimmten Position vornehmen.In the case of contact-free detection of rod-like components at a predetermined position, it is possible to reliably detect a rod-like component at the predetermined position, excluding mechanical errors in the case of a mechanical detection device.

Die vorliegende Vorrichtung ist vorzugsweise in einer solchen Weise weitergebildet, dass die mechanische Erfassungseinrichtung jeweils einen in einer Einbringvertiefung für ein stangenartiges Bauteil vorgespannten Hebel aufweist, durch dessen Bewegung bei angebrachten stangenartigen Bauteil ein Erfassungssignal auslösbar ist. Durch diese einfache mechanische Gestaltung lässt sich ein kostengünstiges Erfassungssystem mit geringer Ausfallrate umsetzen.The present device is preferably further developed in such a way that the mechanical detection device in each case has a biased in a Einbringvertiefung for a rod-like component lever, by the movement with attached rod-like component, a detection signal can be triggered. This simple mechanical design allows a cost-effective detection system with low failure rate implement.

Es wird ferner bevorzugt, wenn zumindest zwei Erfassungseinrichtungen zum berührungslosen Erfassen vorgesehen sind, durch die in Längsrichtung des stangenartigen Bauteils entgegengesetzt liegende Abschnitte des stangenartigen Bauteils erfassbar sind. Auf diese Weise kann mit einem Messvorgang festgestellt werden, in welcher Richtung ein stangenartiges Bauteil von der gewünschten Position des stangenartigen Bauteils auf der Ablageeinrichtung abweicht.It is further preferred if at least two detection devices are provided for non-contact detection, through which in the longitudinal direction of the rod-like component opposite portions of the rod-like component can be detected. In this way it can be determined with a measuring process in which Direction a rod-like component deviates from the desired position of the rod-like component on the storage device.

Bei der vorstehend genannten Vorrichtung wird bevorzugt, wenn die Erfassungseinrichtung zum berührungslosen Erfassen eine Lichtschranke aufweist. Dadurch lässt sich kostengünstig ein berührungsloses Erfassungssystem umsetzen.In the case of the abovementioned device, it is preferred if the detection device has a light barrier for non-contact detection. As a result, a non-contact detection system can be implemented inexpensively.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ferner bevorzugt, wenn die Längenmesseinrichtung neben der Erfassungseinrichtung zum berührungslosen Erfassen eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen des in der Ablageeinrichtung eingebrachten Bauteils in seiner Längsrichtung oder zum Bewegen der Längenmesseinrichtung in Längsrichtung des eingebrachten stangenartigen Bauteils aufweist. Auf diese Weise lässt sich entweder das stangenartige Bauteil in eine gewünschte Position verschieben, die durch die Längenmesseinrichtung feststellbar ist, oder es lässt sich die genaue Lage des stangenartigen Bauteils ermitteln, so dass eine Aufnahmeeinrichtung zum Greifen des stangenartigen Bauteils aus der Ablageeinrichtung dieses an der gewünschten Relativposition in Bezug auf seine Längsrichtung greifen kann.In the case of the device according to the invention, it is further preferred if the length measuring device has, in addition to the detection device for non-contact detection, a movement device for moving the component introduced in the depositing device in its longitudinal direction or for moving the length measuring device in the longitudinal direction of the inserted rod-like component. In this way, either the rod-like component can be moved to a desired position, which can be determined by the length measuring device, or it can determine the exact position of the rod-like component, so that a receiving device for gripping the rod-like component from the storage device this at the desired Relative position with respect to its longitudinal direction can engage.

Darüber hinaus wird bevorzugt, wenn die Längenmesseinrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, durch die die Bewegungseinrichtung ansteuerbar ist, so dass das stangenartige Bauteil in der Ablageeinrichtung angeordnet wird, um durch eine Aufnahmeeinrichtung an einer definierten Stelle gegriffen zu werden. Somit können Längenmesseinrichtung, Bewegungseinrichtung und Steuereinrichtung zusammenwirken um einen definierten Zustand für die Aufnahme durch die Aufnahmeeinrichtung herbeizuführen.In addition, it is preferred if the length measuring device has a control device, by means of which the movement device can be controlled, so that the rod-like component is arranged in the depositing device in order to be gripped by a receiving device at a defined location. Thus, the length measuring device, movement device and control device can cooperate to bring about a defined state for the recording by the receiving device.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage, vorzugsweise entsprechend der vorstehend genannten Grundstruktur, vorgesehen, die eine Aufnahmeeinrichtung aufweist, durch die das stangenartige Bauteil mit mehreren, vorzugsweise zwei, Greiferarmpaaren aufnehmbar ist. Eine derartige Aufnahmeeinrichtung kann einen Erfassungshebel für das stangenartige Bauteil in der Aufnahmeeinrichtung aufweisen, dessen Drehpunkt in Bezug auf einen Greiferarm ortsfest ist. Auf diese Weise kann auch bei stangenartigen Bauteilen mit unterschiedlichem Durchmesser ein sicheres Detektieren von diesem in der Aufnahmeeinrichtung umgesetzt werden.The invention further provides a device for handling rod-like components on a drilling rig, preferably in accordance with the above-mentioned basic structure, which has a receiving device, by means of which the rod-like component can be received with a plurality, preferably two, gripper arm pairs. Such a receiving device may comprise a detection lever for the rod-like component in the receiving device, the fulcrum is fixed with respect to a gripper arm. In this way, can also be rod-like Components with different diameters safe detection of this can be implemented in the receiving device.

Es wird bevorzugt, wenn bei der vorstehend genannten Vorrichtung der Hebel in den zwischen den Greiferarmen definierten Raum hin vorgespannt ist, dadurch kann über ein Drücken des Hebels aus dem Raum zwischen den Greiferarmen heraus ein Detektieren des vorhandenen stangenartigen Bauteils in diesem Raum vorgenommen werden.It is preferable that in the above-mentioned device, the lever is biased in the space defined between the gripper arms, thereby, by pressing the lever out of the space between the gripper arms, detecting the existing rod-like member in this space.

Ferner kann erFindungsgemäß eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die eine Bedienung der Aufnahmeeinrichtung nur bei erfasstem stangenartigen Bauteil in der Aufnahmeeinrichtung gestattet. Dadurch lassen sich die Fehlerhäufigkeit verringern und Unfälle vermeiden.Furthermore, it can be provided according to the invention a control device, which allows an operation of the receiving device only when detected rod-like component in the receiving device. This can reduce the frequency of errors and prevent accidents.

Darüber hinaus kann bei der vorstehend genannten Vorrichtung eine Druckerfassungseinrichtung für den hydraulischen Steuerdruck bzw. Schließdruck zum Schließen der Greiferarme an der Aufnahmeeinrichtung vorgesehen sein, wobei die Steuereinrichtung eine Bewegung der Aufnahmeeinrichtung nur bei erfassten stangenartigen Bauteil in der Aufnahmeeinrichtung und bei dem vorbestimmten erfassten Steuerdruck gestattet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass nicht nur bei detektiertem stangenartigen Bauteil in der Aufnahmeeinrichtung sondern erst auch bei einem gewünschten Haltedruck für das stangenartige Bauteil durch die Aufnahmeeinrichtung eine Bewegung des stangenartigen Bauteils stattfinden kann, so dass sich die Fehleranfälligkeit des Gesamtsystems verringern lässt.In addition, in the above-mentioned device, a pressure detecting means for the hydraulic control pressure or closing pressure for closing the gripper arms may be provided on the receiving device, wherein the control device allows movement of the receiving device only when detected rod-like component in the receiving device and at the predetermined detected control pressure. In this way, it can be ensured that movement of the rod-like component can take place not only when the rod-like component is detected in the receiving device but also at a desired holding pressure for the rod-like component by the receiving device, so that the error rate of the overall system can be reduced.

Es wird ferner bevorzugt, wenn ein oder mehrere Greifarme mit Erfassungshebel versehen sind, wobei der Greiferarm oder die Greiferarme entgegengesetzt zur Aufnahmeöffnung für das stangenartige Bauteil bevorzugt angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich vermeiden, dass bei einem nur lockeren Greifen des stangenartigen Bauteils durch das vordere Greiferarmpaar das Vorhandensein des stangenartigen Bauteils in der Aufnahmeeinrichtung fehlerhaft detektiert wird und somit ein sicherer Transport des stangenartigen Bauteils nicht möglich ist.It is further preferred if one or more gripper arms are provided with detection lever, wherein the gripper arm or the gripper arms are preferably arranged opposite to the receiving opening for the rod-like component. In this way, it can be avoided that, in the case of only a slight gripping of the rod-like component by the front gripper arm pair, the presence of the rod-like component in the receiving device is erroneously detected and thus a secure transport of the rod-like component is not possible.

Es wird bei der vorstehend genannten Vorrichtung ferner bevorzugt, wenn die Greiferarme von jedem Greiferarmpaar in einer solchen Weise mechanisch verbunden sind, dass diese nur um jeweils den gleichen Winkel bewegbar sind. Auf diese Weise lässt sich ein definiertes Halten des stangenartigen Bauteils durch die Aufnahmeeinrichtung mit einer vorgesehenen Kraft umsetzen und somit den Transport nochmals sicherer gestalten.It is further preferred in the above-mentioned apparatus if the gripper arms of each gripper arm pair are mechanically connected in such a way that they are movable only by the same angle at a time. In this way, a defined holding of the rod-like component by the receiving device can implement with an intended force and thus make the transport again safer.

Es wird erfindungsgemäß ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage, vorzugsweise mit der Grundstruktur, vorgesehen, wobei diese eine Erfassungseinrichtung für das stangenartige Bauteil an einer über dem Bohrloch angeordneten Hubeinrichtung aufweist. Auf diese Weise lässt sich die Automatisierung der Handhabung des stangenartigen Bauteils an einer Bohranlage stärker umsetzen und die Fehlerquote, beispielsweise aufgrund einer unkontrollierten Abwärtsbewegung eines an der Hubeinrichtung vorgesehenen stangenartigen Bauteils, verringern.It is further provided according to the invention a device for handling rod-like components on a drilling rig, preferably with the basic structure, wherein this has a detection device for the rod-like component on a lifting device arranged above the borehole. In this way, the automation of the handling of the rod-like component on a drilling rig can be implemented more vigorously and the error rate, for example due to an uncontrolled downward movement of a rod-like component provided on the lifting device, can be reduced.

Die vorstehend genannte Vorrichtung ist bevorzugt in einer solchen Weise weitergebildet, dass die Erfassungseinrichtung einen an der Hubeinrichtung angebrachten und in einer Ebene senkrecht zur Hubeinrichtung verschwenkbaren mechanischen Hebel aufweist, die eine Erfassungseinrichtung für das Vorliegen des stangenartigen Bauteils in der Hubeinrichtung auslöst. Auf diese Weise kann mit einfachen mechanischen Mitteln eine Detektion durchgeführt werden.The above-mentioned device is preferably further developed in such a way that the detection device has a mechanical lever attached to the lifting device and pivotable in a plane perpendicular to the lifting device, which actuates a detection device for the presence of the rod-like component in the lifting device. In this way, detection can be carried out by simple mechanical means.

Die vorstehend genannte Vorrichtung ist bevorzugt in einer solchen Weise weitergebildet, dass die Erfassungseinrichtung einen Sensor für den hydraulischen Druck zum Sicherstellen des geschlossenen Zustandes der Hubeinrichtung aufweist. Damit kann aufgrund des Zustands der Hubeinrichtung eine Einschätzung über das Einbringen des stangenartigen Bauteils vorgenommen werden. Insbesondere wird bevorzugt, wenn dieses in Ergänzung zu dem mechanischen Hebel vorgesehen ist, weil auf diese Weise aufgrund von zwei Erfassungssignalen das Vorhandensein des stangenartigen Bauteils in der Hubeinrichtung festgestellt werden kann.The above-mentioned apparatus is preferably further developed in such a manner that the detection means comprises a hydraulic pressure sensor for ensuring the closed state of the lifter. This can be made on the basis of the state of the lifting device an assessment of the introduction of the rod-like component. In particular, it is preferred if this is provided in addition to the mechanical lever, because in this way the presence of the rod-like member can be determined in the lifting device due to two detection signals.

Es wird ferner bevorzugt, dass bei der vorstehend genannten Vorrichtung die Erfassungseinrichtung einen Schalter zum Erfassen der geschlossenen Halteeinrichtung für das stangenartige Bauteil an der Hubeinrichtung aufweist. Dieses erhöht nochmals die Sicherheit, da alternativ oder in Ergänzung zur vorstehend genannten Erfassungseinrichtung für den hydraulischen Druck der geschlossene Zustand der Hubeinrichtung feststellbar ist.It is further preferred that in the above-mentioned device, the detection means comprise a switch for detecting the closed holding means for the rod-like member on the lifting means. This again increases safety, since alternatively or in addition to the above-mentioned detection device for the hydraulic pressure of the closed state of the lifting device is detected.

Ferner kann die vorstehend genannte Vorrichtung in einer solchen Weise weitergebildet sein, dass dies eine Aufnahmeeinrichtung für das stangenartige Bauteil aufweist, durch die das stangenartige Bauteil an die Hubeinrichtung übergebbar ist und die durch die Hubeinrichtung aufwärts bewegbar ist. Bei dieser Vorrichtung wird zusätzlich eine Steuereinrichtung vorgesehen, die eine von der Aufnahmeeinrichtung unabhängige Bewegung der Hubeinrichtung mit dem stangenartigen Bauteil erst gestattet, nachdem die Aufnahmeeinrichtung über das stangenartige Bauteil durch die Hubeinrichtung angehoben wurde. Auf diese Weise lässt sich durch eine mechanische Kopplung zwischen Hubeinrichtung über das stangenartige Bauteil zur Aufnahmeeinrichtung ermitteln, dass ein sicheres Halten des stangenartigen Bauteils durch die Hubeinrichtung oberhalb des Bohrlochs vorliegt. Im Ergebnis ist es möglich, mit hoher Sicherheit ein Freigeben der Aufnahmeeinrichtung von dem stangenartigen Bauteil vorzunehmen, ohne das die Gefahr eine Abwärtsbewegung des stangenartigen Bauteils in unkontrollierter Weise vorliegt.Further, the above-mentioned apparatus may be further developed in such a way that it has a receiving device for the rod-like component, by which the rod-like component can be transferred to the lifting device and which is movable upwards by the lifting device. In this device, a control device is additionally provided, which allows a independent of the receiving device movement of the lifting device with the rod-like component only after the receiving device has been raised above the rod-like component by the lifting device. In this way, can be determined by a mechanical coupling between the lifting device on the rod-like component to the receiving device that a secure holding of the rod-like member is present through the lifting device above the borehole. As a result, it is possible to make releasing the receptacle from the rod-like member with high certainty without the danger of downward movement of the rod-like member in an uncontrolled manner.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage, vorzugsweise mit der Grundstruktur, die vorstehend beschrieben wurde, wobei eine Erfassungseinrichtung für die Position der Aufnahmeeinrichtung und eine Steuereinrichtung vorgesehen sind, die ein Öffnen der Aufnahmeeinrichtung mit einbrachten stangenartigen Bauteilen nur oberhalb der Ablageeinrichtung, vorzugsweise unmittelbar oberhalb bzw. auf dieser und benachbart zu einer Hubeinrichtung oberhalb des Bohrlochs gestattet. Auf diese Weise lässt sich eine Freigabe des stangenartigen Bauteils auf der Aufnahmevorrichtung außerhalb des gewünschten Bereiches verhindern und somit die Sicherheit der Bohranlage erhöhen.The present invention further relates to a device for handling rod-like components on a drilling rig, preferably with the basic structure described above, wherein a recording device position detection means and a control device are provided which provide opening of the receiver with rod-like means Components only above the storage device, preferably immediately above or on this and adjacent to a lifting device above the well allowed. In this way, a release of the rod-like component on the receiving device outside the desired range can be prevented and thus increase the safety of the drilling rig.

Bei einer derartig ausgebildeten Vorrichtung wird bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung vorzugsweise in einem Bereich außerhalb der Position oberhalb der Ablageeinrichtung und vorzugsweise in einem Bereich benachbart zu einer Hubeinrichtung oberhalb des Bohrlochs ermöglicht, dass ein hydraulischer Druck zum Halten des stangenartigen Bauteils an der Aufnahmeeinrichtung erhalten wird. Auf diese Weise lassen sich Verluste ausgleichen, ohne dass eine unerwünschte Freigabe des stangenartigen Bauteiles erfolgt.In such a device, it is preferred if the control means preferably in a region outside the position above the depositing means, and preferably in an area adjacent to a lifting means above the well, allows a hydraulic pressure to be obtained for holding the bar-like member to the receiving means. In this way, losses can be compensated without an unwanted release of the rod-like component takes place.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage, vorzugsweise entsprechend der Grundstruktur mit zwei, vorzugsweise als Doppelkonus ausgebildeten, Führungselementen für das stangenartige Bauteil vorgesehen, durch die das in einer Führungs- bzw. Zentriereinrichtung oberhalb des Bohrloches befindliche stangenartige Bauteil in Bezug auf ein im Bohrloch befindliches stangenartigen Bauteils zentrierbar ist. Durch eine derartige Zentrierung lässt sich ein unkontrolliertes Aufsetzen eines stangenartigen Bauteils auf eine Arbeitsbühne bzw. auf eine im Bohrloch befindliche Stange verhindern. Ferner kann auch dadurch eine automatische Verschraubung von mehreren stangenartigen Bauteilen oberhalb des Bohrlochs vorgenommen werden.According to the invention, a device for handling rod-like components on a drilling rig, preferably in accordance with the basic structure with two, preferably designed as a double cone guide elements for the rod-like component is provided through which located in a guide or centering above the borehole rod-like component in With respect to a downhole located rod-like component is centered. Such a centering can prevent an uncontrolled placement of a rod-like component on a working platform or on a rod located in the borehole. Furthermore, an automatic screwing of a plurality of rod-like components above the borehole can also be performed thereby.

Bei einer derartigen Vorrichtung wird bevorzugt, wenn die Führungselemente wegsynchron zueinander hin bewegbar sind. Diese Ansteuerung ermöglicht eine genaue Vorausbestimmung der Position für das stangenartige Bauteil und verlangt nur einen geringen gerätetechnischen Aufwand.In such a device is preferred when the guide elements are away synchronous to each other movable. This control allows accurate predetermination of the position for the rod-like component and requires only a small equipment expense.

Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage, vorzugsweise entsprechend der Grundstruktur vorgesehen, die eine über den Bohrloch befindliche Hubeinrichtung und eine Steuereinrichtung aufweist, durch die Hubeinrichtung ansteuerbar ist, so dass nach einer Aufwärtsbewegung der Hubeinrichtung mit im Bohrloch befindlichen stangenartigen Bauteilen Sicherungskeile entfernbar sind, das Entfernen der Keile bestätigt werden kann und ein weiteres Absenken bzw. Anheben des stangenartigen Bauteils in das Bohrloch oder aus diesem heraus erfolgen kann. Auf diese Weise kann ein kontrolliertes Einbringen von stangenartigen Bauteilen in das Bohrloch bzw. Herausnehmen der stangenartigen Bauteile aus dem Bohrloch mit hoher Sicherheit umgesetzt werden.The invention further provides a device for handling rod-like components on a drilling rig, preferably according to the basic structure, which has a lifting device located above the borehole and a control device, can be controlled by the lifting device, so that after an upward movement of the lifting device with rod-like located in the borehole Components wedges are removable, the removal of the wedges can be confirmed and a further lowering or lifting of the rod-like component in the borehole or can be done out of it. In this way, a controlled introduction be implemented by rod-like components in the borehole and removing the rod-like components from the well with high security.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

  • Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer Bohranlage nach dem Stand der Technik. Fig. 1 shows a front view of a drilling rig according to the prior art.
  • Fig. 2 zeigt eine Perspektivansicht einer Bohranlage mit der erfingungsgemäßen Handhabevorrichtung, Fig. 2 shows a perspective view of a drilling rig with the handling device according to the invention,
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen Ausschnitte aus Fig. 2, d.h. die Ablageeinrichtung mit Bohrstangengreifer bzw. den Bohrstangengreifer mit Elevator,The Fig. 3 and 4 show excerpts Fig. 2 ie the storage device with boring bar gripper or the boring bar gripper with elevator,
  • Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der Ablageeinrichtung mit Lichtschranke und Bewegungseinrichtung für die Bohrstange. Fig. 5 shows a plan view of a modification of the storage device with light barrier and movement device for the drill rod.
  • Fig. 6 zeigt eine Einrichtung zum mechanischen Erfassen der Bohrstange in der Ablageeinrichtung. Fig. 6 shows a device for mechanically detecting the drill rod in the storage device.
  • Fig. 7 zeigt eine Vielzahl von Einrichtungen zum mechanischen Erfassen der Bohrstange in der Ablageeinrichtung. Fig. 7 shows a variety of means for mechanically detecting the drill rod in the storage device.
  • Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf die Bohranlage und die Ablageeinrichtung bei im Greifer befindlicher Bohrstange. Fig. 8 shows a plan view of the drilling rig and the depositing device located in the gripper boring bar.
  • Die Fig. 9A, 9B und 9C zeigen einen Greifer in der Seitenansicht, eine Hebelanordnung zum Erfassen der Bohrstange in der Vorderansicht sowie in der Draufsicht.The Figs. 9A, 9B and 9C show a gripper in the side view, a lever assembly for detecting the boring bar in the front view and in plan view.
  • Fig. 10 zeigt eine Perspektivansicht eines Elevators mit zugeordneter Erfassungseinrichtung. Fig. 10 shows a perspective view of an elevator with associated detection device.
  • Die Fig. 11A und 11B zeigen ein Zentriergestänge sowie eine Detailansicht von diesem zur Zentrierung der Bohrstange oberhalb des Bohrlochs.The Figs. 11A and 11B show a centering linkage and a detail view of this centering the boring bar above the borehole.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the Preferred Embodiments

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Bezeichnungen beschrieben.The invention will be described below with reference to the appended denominations.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Bohreinlage 20, bei der die Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen und das erfindungsgemäße Verfahren zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen umsetzbar sind. Es ist zu beachten, dass bei der Darstellung der Bohranlage in Fig. 2 eine Darstellung gewählt wurde, bei der für die Vorrichtungshandhabung von stangenartigen Bauteilen relevante Elemente der Bohranlage und ihrer Umgebung dargestellt sind. Eine Bohranlage, beispielsweise zum Tiefbohren, weist jedoch noch weitere Einheiten auf, wie z. B. einen Generator, elektrische Steuereinheiten, elektrische Energieverteilermodule, Druckspeicher und ähnliches. Fig. 2 shows a perspective view of a drill bit 20, in which the device for handling rod-like components and the inventive method for handling rod-like components can be implemented. It should be noted that in the representation of the drilling rig in Fig. 2 a representation has been selected in which for the device handling of rod-like components relevant elements of the drilling rig and its environment are shown. However, a drilling rig, for example for deep drilling, still has other units, such. As a generator, electrical control units, electrical power distribution modules, pressure accumulator and the like.

Die in Fig. 2 dargestellte Bohranlage 20 weist einen Unterbau 22 mit einem Bohrmast 24, einen Pipehandler 26, auf den sich nachfolgend auch als Bohrstangenhandhabeeinrichtung bezogen wird, und ein Bohrstangenmagazin 28 auf, auf das sich nachfolgend ebenfalls als Ablageeinrichtung bezogen wird.In the Fig. 2 shown drilling rig 20 has a base 22 with a drill mast 24, a pipehandler 26, which is also referred to below as Bohrstangenhandhabeeinrichtung, and a Bohrstangenmagazin 28, which is also referred to as a storage device below.

Die vorliegende Bohranlage 20 kann entweder eine Offshore-Bohranlage oder eine Onshore-Bohranlage sein. Im Fall der Offshore-Bohranlage wird bevorzugt, dass der Unterbau 22 auf Schienen in Bezug auf einen Untergrund sowohl in einer Längsrichtung X als auch in einer Querrichtung Y verfahrbar ist. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass unter der Längsrichtung X eine Richtung verstanden wird, in die sich auch eine Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkte des Bohrloches 30 benachbart zum Bohrmast 24 und einer Mittellinie des Bohrmastes 24 erstreckt. Die Querrichtung Y erstreckt sich rechtwinklig zur Längsrichtung X. Der Unterbau 22 weist in der in Fig. 2 gezeigten Ausführung drei Etagen auf, die vorzugsweise über Treppen miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Vorsehen des Unterbaus mit drei Etagen beschränkt, sondern es kann in Abhängigkeit von den Bohranforderungen eine beliebige Etagenzahl vorgesehen werden. Der Unterbau ist bevorzugt modular ausgebildet, so dass eine stufenweise Errichtung des Unterbaus möglich ist.The present drilling rig 20 may be either an offshore drilling rig or an onshore drilling rig. In the case of the offshore drilling rig, it is preferred that the substructure 22 is movable on rails with respect to a ground both in a longitudinal direction X and in a transverse direction Y. Hereinafter, it is assumed that the longitudinal direction X is understood to mean a direction in which a connecting line between the center of the borehole 30 adjacent to the drilling mast 24 and a center line of the drilling mast 24 extends. The transverse direction Y extends at right angles to the longitudinal direction X. The substructure 22 has in the in Fig. 2 shown embodiment three floors, which are preferably connected to each other via stairs. However, the present invention is not limited to the provision of the substructure limited to three floors, but it can be provided depending on the Bohranforderungen any floor number. The substructure is preferably modular, so that a stepwise construction of the substructure is possible.

Im Unterbau können ein in Fig. 2 nicht dargestellter Blowout-Preventer und ein in Fig. 2 nicht dargestellter Trip-Tank vorgesehen sein. Der Unterbau befindet sich auf dem einzubringenden Bohrloch, das sich in der oberhalb des Unterbaus vorgesehenen Arbeitsbühne 32 in dem Bohrloch 30 fortsetzt. Auf der Arbeitsbühne sind ferner eine Steuerkabine 34 und ein Kran 36 zum Handhaben von Gegenständen auf der Arbeitsbühne 32 angeordnet.In the substructure can be a in Fig. 2 unillustrated blowout preventer and a in Fig. 2 not shown Trip tank be provided. The substructure is located on the borehole to be inserted, which continues in the working platform 32 in the borehole 30 provided above the substructure. Furthermore, a control cabin 34 and a crane 36 for handling objects on the work platform 32 are arranged on the work platform.

In Längsrichtung X benachbart gemäß Vorbeschreibung zum Bohrloch 30 ist der bevorzugt modular aufgebaute Bohrmast 24 vorgesehen, der in der dargestellten Ausführung zwei miteinander verbundene Bohrmastsegmente aufweist. Am Bohrmast 24 sind in seiner Längsrichtung Z, die senkrecht zur Längsrichtung X und zur Querrichtung Y verläuft, Zahnstangen 38 und Laufschienen angebracht, an denen ein Vorschubschlitten 40 verfahrbar ist. Dabei wird zumindest ein Zahnrad am Vorschubschlitten 40 durch zumindest einen Vorschubmotor angetrieben. Ferner sind am Vorschubschlitten Haltebremsen ausgebildet, über die der Vorschubschlitten 40 am Bohrmast 24 ortsfest angeordnet werden kann.In the longitudinal direction X adjacent to the above-described description of the borehole 30, the preferably modular boring mast 24 is provided which, in the illustrated embodiment, has two interconnected drilling mast segments. On the mast 24 are in its longitudinal direction Z, which is perpendicular to the longitudinal direction X and the transverse direction Y, racks 38 and rails mounted on which a feed slide 40 is movable. In this case, at least one gear on the feed carriage 40 is driven by at least one feed motor. Furthermore, holding brakes are formed on the feed carriage, via which the feed carriage 40 can be arranged in a fixed position on the drilling mast 24.

Der Vorschubschlitten weist ferner einen Topdrive 42 mit einer Aufnahmevorrichtung zum Anbringen einer Bohrstange sowie einen Stabschaft 44 mit angebrachtem Elevator 46 zum Anheben vor Bohrstangen auf. Der Elevator dient zum schnellen Einund Ausbau des Bohrgestänges in Bezug auf das Bohrloch. Während des Bohrvorgangs, bei dem das Drehmoment vom Topdrive 42 auf den im Bohrloch befindlichen Bohrkopf aufgebracht wird, wird der Elevator aus einer Verbindungslinie zwischen Topdrive und Bohrloch 30 weggeschwenkt. In Fig. 2 nicht dargestellt ist eine Verschraubeinrichtung, über die Bohrstangen am Bohrloch miteinander verschraubt werden können. Während des Verschraubens wird eine bereits im Bohrloch befindliche Bohrstange durch nicht dargestellte Keile an der Arbeitsbühne gehalten. Zum Anbringen der weiteren Bohrstange wird die weitere Bohrstange über den Pipehandler 26 bzw. die Bohrstangenhandhabelvorrichtung 26 senkrecht über dem Bohrloch an der in dieses eingebrachten Bohrstange angeordnet und mittels der Verschraubeinrichtung mit der im Bohrloch befindlichen Bohrstange verschraubt.The feed carriage further comprises a top drive 42 with a receiving device for attaching a drill rod and a rod shaft 44 with attached elevator 46 for lifting in front of boring bars. The elevator is used for rapid installation and removal of the drill string with respect to the wellbore. During the drilling operation, where the torque is applied from the topdrive 42 to the downhole drill head, the elevator is swung away from a connection line between topdrive and downhole 30. In Fig. 2 not shown is a screwing, can be screwed together through the drill rods on the wellbore. During screwing, a boring bar already located in the borehole is held by wedges (not shown) on the working platform. For attaching the further boring bar, the further boring bar is moved via the pipehandler 26 or the boring bar handlift device 26 vertically above the borehole at this point arranged boring bar and screwed by means of the screwing with the borehole located in the borehole.

Das Anbringen der Bohrstangen wird über die Steuerkabine 34 überwacht. Neben dieser Überwachung in der Steuerkabine waren bisher eine Vielzahl von Überwachungs- und Korrekturvorgängen vom Einbringen der Bohrstange in das Bohrstangenmagazin 28 bis zum Verschrauben der Bohrstange mit einer weiteren im Bohrloch 30 befindlichen Bohrstange notwendig. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von Maßnahme vorgeschlagen, um diese Überwachungs- und Korrekturvorgänge auf ein Minimum zu reduzieren bzw. vollständig weglassen zu können, so dass sich das Bedienpersonal in der Steuerkabine 34 auf die Aufgaben im Zusammenhang mit dem Erstellen des Bohrlochs bzw. mit dem Entfernen von Bohrgestänge aus diesem konzentrieren kann, ohne dass ein Schwerpunkt der Tätigkeit auf der Überwachung des Bohrstangentransportes liegt.The attachment of the drill rods is monitored via the control cab 34. In addition to this monitoring in the control cabin so far a variety of monitoring and correcting operations were necessary from the introduction of the drill rod in the drill rod magazine 28 to screw the drill rod with another borehole 30 located in the borehole. With the present invention, a large number of measures are proposed in order to be able to minimize or completely omit these monitoring and correction processes, so that the operating personnel in the control cabin 34 are able to access the tasks associated with creating the borehole or can concentrate with the removal of drill pipe from this, without a focus of activity is on the monitoring of the Bohrstangenentransportes.

In der nachfolgenden Beschreibung werden unterschiedliche Teilabschnitte der Automatisierung beim Bohrstangentransport beschrieben. Diese Teilabschnitte können in einer beliebigen Kombination ausgeführt werden.In the following description, different sections of the automation in the drill rod transport will be described. These sections can be executed in any combination.

In der folgenden Beschreibung wird sich ebenfalls auf die Figuren 3 und 4 bezogen, wobei Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht aus Fig. 2 ist, in der die Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 und das Bohrstangenmagazin 28 dargestellt sind. In Fig. 4 ist die Bohrstangehandhabevorrichtung zusammen mit dem Elevator 46 am Bohrmast 24 vergrößert dargestellt.In the following description will also refer to the Figures 3 and 4 based, wherein Fig. 3 an enlarged view Fig. 2 in which the boring bar handler 26 and the boring bar magazine 28 are shown. In Fig. 4 the drill rod handling device is shown enlarged together with the elevator 46 on the drill mast 24.

Erster Teilabschnitt des BohrstangentransportesFirst section of the Bohrstangenentransportes

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nun das Einbringen der Bohrstangen in das Bohrstangenmagazin 28 näher erläutert. Vorzugsweise bei Offshore-Anlagen wird zur Bildung von Stapeln von Bohrstangen ein Drehkran verwendet. Von diesem Bohrstangenstapel aus werden die Bohrstangen dann über einen weiteren Drehkran, der ein Ausführungsbeispiel für die nachfolgende bezeichnete Transporteinrichtung ist, von dem Stapel zum Bohrstangenmagazin 28 transportiert, in dem die Bohrstangen für die Aufnahme durch die Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 abgelegt werden. Bei dem Transport mit dem weiteren Kran sind unterschiedliche Sicherheitsaspekte zu berücksichtigen. Erst einmal ist sicherzustellen, dass eine Freigabe der Bohrstangen von dem weiteren Kran nur oberhalb des Bohrstangenmagazins 28 bei abgelegter Bohrstange erfolgen darf. Ferner ist zu beachten, dass bei dem Transport der Bohrstange mit dem weiteren Kran eine Beschädigung der Bohranlage oder Umgebung von diesem mit der in Bewegung befindlichen Bohrstange vermieden wird. Diese Möglichkeiten der Erhöhung der Sicherheit werden erfindungsgemäß dadurch umgesetzt, dass eine Freigabe der Bohrstangen von der Relativposition der Bohrstangen im Raum, insbesondere im Bezug auf die Ablageeinrichtung, erfolgt. Eine Möglichkeit besteht darin, dass bei einer erfassten Entlastung des zweiten Krans davon ausgegangen wird, dass sich die Bohrstange auf dem Bohrstangenmagazin 28 befindet. Anschließend kann dann der weitere Kran geöffnet werden, so dass die Bohrstange auf dem Bohrstangenmagazin zu liegen kommt.With reference to Fig. 3 Now, the introduction of the drill rods in the drill rod magazine 28 is explained in more detail. Preferably in offshore installations, a slewing crane is used to form stacks of boring bars. From this boring bar stack, the boring bars are then transported from the stack to the boring bar magazine 28 via a further rotating crane, which is an embodiment of the following designated transport device, in which the boring bars for the Recording by the boring bar handling device 26 are stored. When transporting with the other crane, different safety aspects must be taken into account. First of all, it must be ensured that a release of the boring bars from the other crane may only take place above the boring bar magazine 28 when the boring bar is laid down. It should also be noted that when transporting the boring bar with the other crane, damage to the rig or its surroundings with the boring bar in motion is avoided. These possibilities for increasing safety are inventively implemented by releasing the boring bars from the relative position of the boring bars in the space, in particular with respect to the depositing device. One possibility is that it is assumed that with a detected relief of the second crane that the drill rod is on the drill rod magazine 28. Then then the other crane can be opened so that the drill rod comes to rest on the drill rod magazine.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass an dem Bohrstangenmagazin 28 eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, deren Ausgangssignal eine Freigabe der Bohrstange am zweiten Kran bewirkt. Diese weitere Erfassungseinrichtung kann alternativ oder in Ergänzung zur Vorrichtung zum Erfassen der Entlastung an der Transporteinrichtung vorgesehen werden. In Ergänzung dazu oder alternativ dazu kann eine Freigabe der Bohrstange aus dem zweiten Kran oberhalb der Ablageeinrichtung nur dann erfolgen, wenn sich die Halteeinrichtung für die Bohrstange am zweiten Kran in einem vorbestimmten Raumbereich oberhalb der Ablageeinrichtung befindet.Another possibility is that on the drill rod magazine 28 a detection device is provided, the output signal causes a release of the drill rod on the second crane. This further detection device can be provided as an alternative or in addition to the device for detecting the discharge on the transport device. In addition to or alternatively, a release of the drill rod from the second crane above the storage device only take place when the holding device for the drill rod on the second crane in a predetermined space area above the storage device.

Alternativ oder in Ergänzung dazu kann für die Bewegung der Bohrstange durch den zweiten Kran nur ein vorbestimmter Raumbereich oberhalb der Ablageeinrichtung und hin zu dem Stapel, dem die Bohrstangen durch den zweiten Kran entnommen werden, vorgesehen sein. Eine Bewegung der Bohrstange aus diesem Bereich heraus ist durch eine Bewegungsblockierung der entsprechenden translatorischen oder rotatorischen Bewegung des zweiten Krans verhindert. Durch die letztgenannte Maßnahme lässt sich die Geschwindigkeit des Bohrstangentransportes vom Stapel zum Bohrstangenmagazin erhöhen und gleichzeitig eine hohe Sicherheit garantieren.Alternatively or in addition, for the movement of the boring bar by the second crane, only a predetermined space area above the depositing means and towards the stack, from which the boring bars are removed by the second crane, may be provided. A movement of the drill rod out of this area is prevented by a movement blocking the corresponding translational or rotational movement of the second crane. The latter measure can increase the speed of the bar transport from the stack to the boring bar magazine and at the same time guarantee a high degree of safety.

Somit kann mit dem ersten Teilabschnitt des im Vergleich zum Bohrstangentransport mittels Gabelstapler Bohrstangentransportes eine erhöhte Sicherheit erreicht werden. Im Vergleich zum Bohrstangentransport ausschließlich durch eine manuelle Bedienung des zweiten Kranes lässt sich entsprechend der vorliegenden Erfindung die Fehlerquote stark verringern.Thus, increased safety can be achieved with the first section of the compared to the Bohrstangentransport means of forklift drill rod transport. In comparison to the drill rod transport exclusively by a manual operation of the second crane can be greatly reduced according to the present invention, the error rate.

Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass durch den zweiten Kran lediglich eine Bohrstange gleichzeitig zur Ablageeinrichtung gebracht wird, sondern es können nach Bedarf zwei oder mehr Stangen durch den zweiten Kran transportiert werden.The present invention is not limited to the fact that only one boring bar is brought to the depositing device simultaneously by the second crane, but two or more bars may be transported by the second crane as required.

Zweiter Teilabschnitt des BohrstangentransportesSecond section of the drill rod transport

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nun der zweite Teilabschnitt des Bohrstangentransportes beschrieben. In diesem zweiten Teilabschnitt werden die auf das Bohrstangenmagazin 28 aufgebrachten Bohrstangen in einer solchen Weise vereinzelt, dass diese durch einen der Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 vorgesehenen Greifer 48 einzeln greifbar sind und oberhalb des Bohrloches 30 angeordnet werden können. Zu diesem Zweck wird es bevorzugt, dass die Längserstreckung X' der Bohrstangenmagazins 28 parallel zur Längsrichtung der Anordnung von Bohrlochmitte 30 und Mitte des Bohrmastes 24 verläuft. Auf diese Weise lässt sich die vereinzelte Bohrstange aus dem Bohrstangenmagazin 28 durch den Greifer in unmittelbarer Nachbarschaft zum Unterbau 22, zu dem das Bohrstangenmagazin 28 in geringem Abstand ist, greifen und mit geringen Anforderungen an den Platz in die beabsichtigte Position fördern.With reference to Fig. 3 Now the second subsection of the drill rod transport will be described. In this second subsection, the boring bars applied to the boring bar magazine 28 are singulated in such a manner that they can be gripped individually by a gripper 48 provided by the boring bar handling device 26 and can be arranged above the borehole 30. For this purpose, it is preferred that the longitudinal extension X 'of the drill rod magazine 28 is parallel to the longitudinal direction of the arrangement of the center of the hole 30 and center of the drill mast 24. In this way, the isolated drill rod from the Bohrstangenmagazin 28 by the gripper in the immediate vicinity of the base 22, to which the Bohrstangenmagazin 28 is at a small distance, grab and promote low demands on the place in the intended position.

Das Bohrstangenmagazin 28 weist entsprechend der Ausführung aus Fig. 3 drei Fördereinrichtungen 50a, 50b und 50c auf, die sich jeweils in Querrichtung Y erstrecken und die jeweils eine Übergabeeinrichtung, die in Fig. 3 als Übergaberinne 51a, 51b, 51c ausgebildet ist und eine jeweilige Förderkette 54a, 54b, 54c aufweisen. Die Fördereinrichtungen 50a, 50b, 50c verlaufen parallel zueinander und ihre Übergaberinnen 51 a, 51 b und 51c fluchten miteinander. Im Ergebnis können auf die Förderketten 54a, 54b, 54c aufgebrachte Bohrstangen durch die Förderketten in Querrichtung Y gefördert werden. Beim Erfassen der Bohrstange auf der Förderkette 54a, 54b, 54c an einer vorbestimmten Position benachbart zur Übergabe 51 a, 51 b, 51 c wird eine Vereinzelungseinrichtung ausgelöst, die beispielsweise ein Zylinder sein kann, so dass die Bewegung einer einzelnen Bohrstange in die Übergaberinne 51a, 51b, 51c ermöglicht wird. Die Anordnung des Greifers 48 der Bohrstangenhandhabevorrichtung ist bevorzugt in einer solchen Weise vorgenommen, dass in einen Abschnitt zwischen zwei der drei Fördereinrichtungen 50a, 50b, 50c der Greifer 48 eingreifen kann und die Bohrstange greifen kann. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 sind dieses die Fördereinrichtungen 50a und 50b. Der Greifer 48 mit der Bohrstange dreht sich dann in einer solchen Weise, dass die Bohrstange in eine senkrechte Position gelangt, in der das kürzere Ende der Bohrstange nach unten zeigt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein minimaler Hub für den Greifer 48 ausreichend ist, um die Bohrstange oberhalb des Bohrlochs 30 zu positionieren und damit keine weiteren Anlagenteile der Bohranlage berührt werden. An der Förderkette sind bevorzugt Mitnehmer angeordnet, die eine oder eine bestimmte Anzahl an Bohrstangen auf der Förderkette zur Übergaberinne 51a, 51b, 51c transportieren können.The drill rod magazine 28 has according to the execution Fig. 3 three conveyors 50 a, 50 b and 50 c, each extending in the transverse direction Y and each having a transfer device, the in Fig. 3 is formed as a transfer channel 51a, 51b, 51c and have a respective conveyor chain 54a, 54b, 54c. The conveyors 50a, 50b, 50c are parallel to each other and their transfer fingers 51a, 51b and 51c are aligned with each other. As a result, boring bars applied to the conveyor chains 54a, 54b, 54c can be conveyed by the conveyor chains in the transverse direction Y. Upon detecting the boring bar on the conveyor chain 54a, 54b, 54c a predetermined position adjacent to the transfer 51 a, 51 b, 51 c, a separating device is triggered, which may for example be a cylinder, so that the movement of a single boring bar in the transfer channel 51 a, 51 b, 51 c is made possible. The arrangement of the gripper 48 of the boring bar handler is preferably made in such a manner that in a portion between two of the three conveyors 50a, 50b, 50c, the gripper 48 can engage and engage the boring bar. In the embodiment of Fig. 3 these are the conveyors 50a and 50b. The gripper 48 with the boring bar then rotates in such a manner that the boring bar reaches a vertical position in which the shorter end of the boring bar points downwards. In this way, it is ensured that a minimum stroke for the gripper 48 is sufficient to position the boring bar above the borehole 30 and so that no further parts of the rig are touched. On the conveyor chain are preferably arranged drivers, which can transport one or a certain number of boring bars on the conveyor chain to the transfer channel 51a, 51b, 51c.

Als Alternative zur Verwendung einer Vereinzelungseinrichtung an den Fördereinrichtungen ist es möglich, dass eine Bohrstange direkt durch den zweiten Kran in die Übergaberinne eingebracht wird oder dass auf der Förderkette vorbestimmte Abteilungen, beispielsweise vorbestimmte Kammern, vorgesehen sind, in denen jeweils nur eine Bohrstange abgelegt werden kann. Auf diese Weise kann beim Weitertransport um die Abmessung einer Kammer ein sicheres Einbringen der Bohrstange in die Übergaberinne 51a, 51b, 51c umgesetzt werden.As an alternative to using a separating device on the conveyors, it is possible that a drill rod is introduced directly through the second crane in the transfer channel or on the conveyor chain predetermined departments, for example, predetermined chambers are provided, in each of which only a boring bar can be stored , In this way, upon further transport around the dimension of a chamber, a safe introduction of the drill rod into the transfer channel 51a, 51b, 51c can be implemented.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Übergaberinne 51a, 51b, 51c beschränkt, sondern kann auch bei der Verwendung einer beliebigen Übergabeeinrichtung eingesetzt werden. Fig. 5 offenbart die Draufsicht auf eine Fördereinrichtung 50d, die statt der Fördereinrichtung 50a in Fig. 3 verwendet werden kann. Die Fördereinrichtungen 50b und 50c werden dann in entsprechend vergleichbarer Weise ausgebildet. Neben der Förderkette 54d weist die Fördereinrichtung eine Übergabeeinrichtung 51d auf, die rollenförmig ausgebildet ist. Die Rolle wird vorzugsweise durch einen Doppelkonus gebildet, dessen Abschnitte mit geringerem Durchmesser miteinander verbunden sind. Eine derartige Übergabeeinrichtung 51 d in Rollenform ermöglicht es, dass eine Bohrstange auf dieser zur Aufnahme durch den Greifer 48 aufgebracht wird. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, dass bei einem Antrieb der Rolle 51 d durch einen benachbart zu dieser vorgesehenen Motor 56 ein Transport der Bohrstange in der Längsrichtung X' erfolgen kann und somit eine Ausrichtung der Bohrstange vorgenommen werden kann, damit ein Greifen durch den Greifer 48 in einer definierten Position erleichtert wird.The present invention is not limited to a transfer chute 51a, 51b, 51c, but may also be employed in the use of any transfer device. Fig. 5 discloses the top view of a conveyor 50d, which instead of the conveyor 50a in Fig. 3 can be used. The conveyors 50b and 50c are then formed in a correspondingly comparable manner. In addition to the conveyor chain 54d, the conveyor has a transfer device 51d, which is designed roller-shaped. The roller is preferably formed by a double cone whose smaller diameter sections are interconnected. Such a transfer device 51 d in roll form allows a boring bar is applied on this for receiving by the gripper 48. At the same time there is the possibility that when the roller 51 d is driven by a motor 56 provided adjacent thereto, the boring bar can be transported in the longitudinal direction X 'and thus alignment of the boring bar can be carried out, so that grasping by the gripper 48 in FIG a defined position is facilitated.

Die Vereinzelung der Bohrstangen kann als Alternative beispielsweise zum Hubzylinder ebenfalls durch eine entsprechende Vorbewegung der Förderkette ausgelöst werden. Es wird auch hier bevorzugt, dass eine Erfassung der Position der Bohrstange zuvor erfolgt.The separation of the drill rods can be triggered as an alternative, for example, to the lifting cylinder also by a corresponding forward movement of the conveyor chain. It is also preferred here that a detection of the position of the drill rod takes place beforehand.

Dritter Teilabschnitt des BohrstangentransportesThird section of the drill rod transport

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3, 6 und 7 in Bezug auf eine erste Variante beim dritten Teilabschnitt und unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 8 in Bezug auf eine zweite Variante des dritten Teilabschnitts beschrieben.The following is with reference to the Figures 3 . 6 and 7 with respect to a first variant of the third section and with reference to the Figures 5 and 8th described with respect to a second variant of the third subsection.

Es ist günstig das Vorhandensein der Bohrstange in der Übergaberinne 51a, 51 b und 51 c in Figur 3 durch eine in Figur 6 in der Perspektivansicht dargestellte Erfassungseinrichtung 58 zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung 58 weist einen Winkelhebel 60 auf, der vom Einbringen einer Bohrstange in eine Vertiefung 62 in der Halterung für den Winkelhebel 60 in Figur 6 nach unten gedrückt wird. An diesem Winkelhebel 60 ist eine Schaltfahne 66 befestigt und mit diesem bewegbar. Wenn diese Schaltfahne 66 in die Nähe eines an der Halterung 66 angebrachten Sensors 68 gelangt, wird dieser Sensor 68 ausgelöst und gibt ein Signal zur Anzeige des Vorhandenenseins der Bohrstange in der Vertiefung 62 aus.It is convenient the presence of the drill rod in the transfer channel 51a, 51b and 51c in FIG. 3 through an in FIG. 6 detect device 58 shown in perspective view. The detection device 58 has an angle lever 60, the introduction of a boring bar in a recess 62 in the holder for the angle lever 60 in FIG. 6 is pressed down. At this angle lever 60, a switching flag 66 is fixed and movable with this. When this tag 66 comes close to a sensor 68 attached to the bracket 66, this sensor 68 is triggered and outputs a signal indicative of the presence of the drill rod in the recess 62.

Der Winkelhebel 60 ist durch eine Feder 70 in einer solchen Weise vorgespannt, dass dieser in die Vertiefung 62 hineinragt. Die genannte Erfassungseinrichtung 58 ist jedoch nicht darauf begrenzt, dass Vorhandensein einer Bohrstange in der Übergaberinne anzuzeigen. In der Draufsicht von Figur 7 ist eine Variante der Ausgestaltung des Bohrstangenmagazins 28 von Figur 3 angezeigt, in der eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen 58a-g sowohl zwischen den Fördereinrichtungen 50a, 50b, 50c als auch außerhalb von diesen angeordnet sind. Der Abstand der Erfassungseinrichtungen 58a-g wird von einem Anschlag 72 bestimmt, der in Figur 7 an der rechten Seite vorgesehen ist. Die beiden Erfassungseinrichtungen 58g und 58f, die außerhalb des Bereiches zwischen den Fördereinrichtungen 50a, 50b und 50c vorgesehen sind, sind für den Fall vorgesehen, dass beispielsweise die Bohrstange eine zu starke Fehllage hat. In Abhängigkeit von der Länge der eingebrachten Bohrstange lösen die entsprechenden Erfassungseinrichtungen 58a-g je nach Bohrstangenlänge aus. Aufgrund der Anordnung der Bohrstange in der Übergaberinne 51a, 51b, 51c können entweder der Bohrgreifer 48 in einer Position die Bohrstange greifen oder kann der Hub des Greifers 48 entsprechend eingestellt werden, damit eine geeignete Übergabe zum Elevator am Bohrmast stattfinden kann.The angle lever 60 is biased by a spring 70 in such a manner that it projects into the recess 62. However, said detector 58 is not limited to indicating the presence of a boring bar in the transfer trough. In the top view of FIG. 7 is a variant of the embodiment of the drill rod magazine 28 of FIG. 3 in which a plurality of detectors 58a-g are disposed both between the conveyors 50a, 50b, 50c are also arranged outside of these. The distance of the detection devices 58a-g is determined by a stop 72, which in FIG. 7 is provided on the right side. The two detectors 58g and 58f, which are provided outside the area between the conveyors 50a, 50b and 50c, are provided for the case that, for example, the boring bar has too much misalignment. Depending on the length of the bored bar introduced, the corresponding detectors 58a-g will deploy depending on the length of the boring bar. Owing to the arrangement of the drill rod in the transfer channel 51a, 51b, 51c, either the drill gripper 48 can grip the drill rod in one position or the stroke of the gripper 48 can be adjusted accordingly so that a suitable transfer to the elevator on the drill mast can take place.

Entsprechend einer Abwandlung ist es möglich, die aufgrund der Signale an den Erfassungseinrichtungen 58a-g ermittelten Werte für die Länge der Bohrstange mit einem Sollwert für die Bohrstange zu vergleichen. Bei einer vorbestimmten Abweichung der Werte kann eine Fehlermeldung erzeugt werden. Eine Fehlermeldung kann auch erzeugt werden, wenn Signale von Näherungsschaltern bzw. Erfassungseinrichtungen erfasst werden, die bei gemeinsamer Auslösung beim Einbringen einer durchgehenden Bohrstange nicht möglich ist.According to a modification, it is possible to compare the values for the length of the boring bar, determined on the basis of the signals at the detectors 58a-g, with a nominal value for the boring bar. With a predetermined deviation of the values, an error message can be generated. An error message can also be generated if signals from proximity switches or detection devices are detected, which is not possible if they are jointly triggered when a continuous boring bar is introduced.

Aufgrund einer derartigen Gestaltung lässt sich die Fehleranfäliigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen verringern.Due to such a design, the Fehleranfäliigkeit the inventive device for handling rod-like components can be reduced.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Einsatz von Erfassungseinrichtungen 58 entsprechend Figur 6 beschränkt. Es können beliebige andere mechanische Auslöseeinrichtungen verwendet werden oder es kann berührungslos gearbeitet werden. Somit können statt eines oder mehrere Erfassungseinrichtungen 58 z. B. Lichtschranken verwendet werden. In Figur 5 ist eine Lichtschranke 74 dargestellt, die bei auf die Übergabeeinrichtung 51d aufgebrachter Bohrstange ein Erfassungssignal auslöst. Der Einsatz einer Lichtschranke 74 ist insbesondere im Zusammenhang mit der translatorischen Bewegung einer Bohrstange in der Übergabeeinrichtung von Vorteil. Bei einem Verfahren der Bohrstange in die Längsrichtung X' von dieser über eine Betätigung beispielsweise des Motors 56 in Figur 5 kann die Bohrstange in genau die Position eingestellt werden, in der beispielsweise nach dem Detektieren der Bohrstange durch die Lichtschranke diese sich gerade nicht mehr in der Lichtschranke befindet. Auf diese Weise kann eine vordefinierte Position der Bohrstange im Bohrstangenmagazin 28 vorgesehen werden und somit die Aufnahme durch den Greifer 48 in einer definierten Position ermöglicht werden.However, the present invention is not consistent with the use of detectors 58 FIG. 6 limited. It can be used any other mechanical release devices or it can be operated without contact. Thus, instead of one or more detection means 58 z. B. photocells are used. In FIG. 5 a light barrier 74 is shown, which triggers a detection signal applied to the transfer device 51d boring bar. The use of a light barrier 74 is particularly advantageous in connection with the translatory movement of a boring bar in the transfer device. In a method of boring bar in the longitudinal direction X 'thereof by an operation of, for example, the motor 56 in FIG. 5 Can the boring bar in exactly the position can be adjusted, for example, after the detection of the boring bar by the light barrier, this is just no longer in the light barrier. In this way, a predefined position of the drill rod in the drill rod magazine 28 can be provided and thus the recording by the gripper 48 can be made possible in a defined position.

Als Alternative zur ortsfesten Anordnung einer oder mehrerer Lichtschranken 74 ist es auch möglich statt einer Bewegung der Bohrstange über beispielsweise einen Motor 56 in Figur 5 eine Bewegung der Lichtschranke vorzunehmen. Auf diese Weise verbleibt die Bohrstange in der gleichen Relativanordnung im Bohrstangenmagazin, kann jedoch ihre Position im Bohrstangenmagazin 28 mit Genauigkeit vorhergesagt werden, sodass eine geeignete Betätigung der Aufnahmeeinrichtung und ein genaues Anordnen der Bohrstange oberhalb des Bohrlochs 30 ermöglicht wird.As an alternative to the stationary arrangement of one or more light barriers 74, it is also possible instead of a movement of the drill rod via, for example, a motor 56 in FIG. 5 to make a movement of the light barrier. In this way, the boring bar remains in the same relative arrangement in the boring bar magazine, but its position in the boring bar magazine 28 can be predicted with accuracy so as to allow suitable actuation of the locating device and accurate placement of the boring bar above the borehole 30.

In Figur 8 ist eine Draufsicht auf eine Bohranlage mit dem Bohrstangenmagazin 28 gezeigt, in der eine Bohrstange 76 durch den Greifer 48 in Längsrichtung X oberhalb des Bohrstangenmagazins 28 gehalten wird und in der die Lichtschranke 74 dargestellt ist. Aus dieser Draufsicht lässt sich erkennen, dass aufgrund der parallelen Anordnung der Längsrichtung X der Bohranlage und der Längsrichtung X' des Bohrstangenmagazins eine platzsparende Anordnung des Bohrstangenmagazins 28 neben dem Unterbau möglich ist und der Greifer 48 und die Bohrstange 76 ohne eine Bewegung in Querrichtung Y greifen kann und auf einen geringen Raumbedarf zum Bohrloch hin 30 verschwenken kann.In FIG. 8 is a plan view of a drilling rig with the drill rod magazine 28 shown in which a boring bar 76 is held by the gripper 48 in the longitudinal direction X above the drill rod magazine 28 and in which the light barrier 74 is shown. From this top view it can be seen that due to the parallel arrangement of the longitudinal direction X of the drilling rig and the longitudinal direction X 'of the drill rod magazine, a space-saving arrangement of the drill rod magazine 28 next to the substructure is possible and the gripper 48 and the drill rod 76 engage without movement in the transverse direction Y. can and can turn 30 to a small amount of space to the borehole.

Vierter Teilabschnitt des BohrstangentransportesFourth section of the boring bar transport

Unter Bezugnahme auf Figur 3 wird nun die Struktur der Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 mit dem Greifer 48 detaillierter beschrieben. Die Bohrstangenhandhabevorrichtung 26, die nachfolgend auch als Aufnahmeeinrichtung bezeichnet wird, weist einen Führungsrahmen 80, einen Hubschlitten 82 einen Schwenkarm 84, eine Greiferdrehvorrichtung 86 und den Greifer 48 auf. Der Führungsrahmen 80 ist in einer seitlichen Ausnehmung 88 des Unterbaus 22 angebracht und vorzugsweise modular aufgebaut, so dass sich der Führungsrahmen 80 aus mehreren Teilen zusammensetzen lässt.With reference to FIG. 3 Now, the structure of the boring bar handler 26 with the gripper 48 will be described in more detail. The boring bar handling device 26, which is also referred to below as a receiving device, has a guide frame 80, a lifting carriage 82, a pivoting arm 84, a gripper rotating device 86 and the gripper 48. The guide frame 80 is mounted in a lateral recess 88 of the substructure 22 and preferably has a modular construction, so that the guide frame 80 can be composed of several parts.

In seinem unteren Abschnitt, in dem sich der Führungsrahmen in Unterbau befindet, kann dieser am Unterbau direkt befestigt sein. In dem Bereich oberhalb der Arbeitsbühne 32 ist der Führungsrahmen 80 an einem Gittermast 90 befestigt. Entlang des Führungsrahmens sind sowohl Führungsflächen als auch beispielsweise Zahnstangen zur Bewegung des Hubschlittens am Führungsrahmen in der Richtung Z vorgesehen. Die Führungsflächen und die Zahnstangen können ebenfalls modular angeordnet sein. An den Hubschlitten 82 ist der Schwenkarm 84, vorzugsweise um 180° oder kleiner, verschwenkbar. Der Greifer 48 ist über die Greifdrehvorrichtung 86 verdrehbar. Auf diese Weise lässt sich bei einem Verschwenken des Schwenkarms 84 in die in Figur 3 gezeigte linke Richtung, d.h. zum Bohrstangenmagazin 28 hin in einer Position anordnen, in der die Längsachse des Greifers in Richtung der Längsachse X' des Bohrstangenmagazins verläuft. Andererseits ermöglicht eine Bewegung des Schwenkarms 84 vom Bohrstangenmagazin 28 weg zum Bohrmast 24 hin die Anordnung eines Bohrstangengreifers achsparallel zum Bohrloch 30 und in einer solchen Weise, dass die Längsachse des Greifers zur Mittelachse des Topdrives fluchtend verläuft. Auf diese Weise ist es möglich, eine Bohrstange aus dem Bohrstangenmagazin 28 lediglich durch eine Schwenkbewegung und eine Drehbewegung des Greifers oberhalb des Bohrlochs 30 anzuordnen.In its lower portion, in which the guide frame is located in the substructure, this can be directly attached to the substructure. In the area above the working platform 32, the guide frame 80 is attached to a lattice mast 90. Along the guide frame both guide surfaces and, for example, racks are provided for moving the lifting carriage on the guide frame in the direction Z. The guide surfaces and the racks can also be arranged modular. On the lifting carriage 82, the pivot arm 84, preferably by 180 ° or smaller, pivotable. The gripper 48 is rotatable via the gripping rotary device 86. In this way can be in a pivoting of the pivot arm 84 in the in FIG. 3 shown left direction, ie the Bohrstangenmagazin 28 out in a position in which the longitudinal axis of the gripper in the direction of the longitudinal axis X 'of the drill rod magazine runs. On the other hand, movement of the pivot arm 84 away from the drill rod magazine 28 towards the drill mast 24 allows the arrangement of a drill rod gripper axially parallel to the bore 30 and in such a manner that the longitudinal axis of the gripper is aligned with the central axis of the top drive. In this way, it is possible to arrange a boring bar from the boring bar magazine 28 only by means of a pivoting movement and a rotary movement of the grabber above the borehole 30.

Es wird bevorzugt, dass das Bohrstangenmagazin 28 in einer solchen Weise zum Unterbau benachbart ist, dass eine Längenänderung des Schwenkarms 84 nicht notwendig ist, um die beschriebene Bewegung auszuführen.It is preferred that the drill rod magazine 28 be adjacent to the substructure in such a manner that a change in length of the swivel arm 84 is not necessary to carry out the described movement.

Bei Betrieb des vorstehend beschriebenen Greifers wird mit der vorliegenden Erfindung die Sicherheit und/oder der Automatisierungsgrad erhöht.In operation of the gripper described above, the present invention increases the safety and / or the degree of automation.

Zu diesem Zweck wird mit höherer Sicherheit das Vorliegen der Bohrstange im Greifer vor einer Transportbewegung von diesem ermittelt. Figur 9a zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bohrgreifers 48 in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Greifers. Figur 9b zeigt einen Hebelmechanismus zum Erfassen der vorhandenen Bohrstange im Greifer in der Vorderansicht und Figur 9c zeigt die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Hebelanordnung für den Greifer.For this purpose, the presence of the drill rod in the gripper before a transport movement of this is determined with greater certainty. FIG. 9a shows a side view of the drill gripper 48 according to the invention in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the gripper. FIG. 9b shows a lever mechanism for detecting the existing Boring bar in the claw in front view and FIG. 9c shows the top view of the lever assembly according to the invention for the gripper.

Der Greifer 48 weist im Wesentlichen einen Greiferkörper 100 und eine Vielzahl, in Figur 3 vier, von an diesem angebrachten Greifarmanordnungen 102 auf. Diese Greifarmanordnungen 102 werden entsprechend Figur 9A über Hydraulikzylinder 102a, 104b betätigt. Jede Greifarmanordnung hat zwei Greifarmpaare, die gesteuert über die Hydraulikzylinder 104, 104b um den gleichen Winkelbetrag bewegbar sind. In Figur 9A sind ein Greifarmpaar 106a, 106b und ein Greifarmpaar 108a, 108b dargestellt. In dieser in Figur 9A gezeigten geöffneten Position des Greifers 48 ist der zum Greiferarm 108a gehörige Greifarm 108b nicht sichtbar. Bei einer Betätigung der Greifarmpaare 106, 106b und 108a, 108b bewegen sich diese auf einen Bohrstangenmittelpunkt zu, der unabhängig vom Durchmesser der Bohrstange ist.The gripper 48 essentially has a gripper body 100 and a plurality, in FIG. 3 four, attached to this Greifarmanordnungen 102 on. These Greifarmanordnungen 102 are accordingly Figure 9A actuated by hydraulic cylinders 102a, 104b. Each gripper arm assembly has two pairs of gripper arms which are controllably moved by the same angular amount via the hydraulic cylinders 104, 104b. In Figure 9A a gripper arm pair 106a, 106b and a gripper arm pair 108a, 108b are shown. In this in Figure 9A shown open position of the gripper 48 of the gripper arm 108a associated gripping arm 108b is not visible. Upon actuation of the gripper arm pairs 106, 106b and 108a, 108b, they move toward a boring center which is independent of the diameter of the boring bar.

Um nun zu erfassen, dass sich die Bohrstange im Greifer 48 befindet, ist am Greifarm 108a die Hebelanordnung 110 vorgesehen, die ein am Greifarm 108a starr befestigbares Element 112 und einen drehbar an diesem befestigten Hebel 114 aufweist. Der Hebel 114 ist an seinem Drehpunkt über ein Gummifederelement 116 zu dem Raum 118 zwischen den Greifarmen zum Einbringen der Bohrstange hin vorgespannt. Bei einer Bewegung des Hebels 114 in Bezug auf das Element 112 entgegen der Federvorspannkraft des Gummifederelementes 116 wird ein Signal in einem am Hebel 114 und Element 112 vorgesehenen Sensor 120 ausgelöst, der das Vorhandensein der Bohrstange im Greifer 48 anzeigt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Gummifederelement 116 beschränkt, sondern es kann eine beliebige Vorspanneinrichtung für den Hebel in den Raum 118 zwischen den Greiferarmen vorgesehen sein. Der Sensor 120 ist bevorzugt ein induktiver Näherungsschalter.In order to detect that the boring bar is located in the gripper 48, the lever arrangement 110 is provided on the gripping arm 108a, which has an element 112 which can be rigidly fastened to the gripping arm 108a and a lever 114 which is rotatably mounted on the latter. The lever 114 is biased at its fulcrum via a rubber spring member 116 to the space 118 between the gripping arms for insertion of the boring bar. Upon movement of the lever 114 relative to the member 112 against the spring biasing force of the rubber spring member 116, a signal is triggered in a sensor 120 provided on the lever 114 and member 112 which indicates the presence of the drill rod in the gripper 48. The present invention is not limited to a rubber spring member 116, but any biasing means for the lever may be provided in the space 118 between the gripper arms. The sensor 120 is preferably an inductive proximity switch.

Es wird bevorzugt, dass der Hebel an einem benachbart zum Ausleger 100 angeordneten Greiferarmpaar 108a, 108b vorgesehen ist, um eine Fehldetektierung zu vermeiden, die bei einem Vorsehen an dem äußeren Greifarmpaar 106a, 106b auftreten würde.It is preferred that the lever be provided on a gripper arm pair 108a, 108b located adjacent to the boom 100 to avoid misdetection that would occur if provided on the outer gripper arm pair 106a, 106b.

Es wird ferner bevorzugt, wenn die Drücke in den Hydraulikzylindern 104a, 104b erfasst werden und eine Bewegung des Greifers 48 in Bezug auf den Führungsrahmen 80 nur dann stattfindet, wenn sowohl durch die Hebelanordnung 110 das Vorhandensein der Bohrstange im Greifer 48 als auch der Druck zum Anpressen der Greiferarme mit einem vorbestimmten Wert detektiert wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Bohrstange mit einer ausreichenden Haltekraft transportiert wird.It is further preferred that the pressures in the hydraulic cylinders 104a, 104b are detected and movement of the gripper 48 with respect to the guide frame 80 takes place only when both the lever assembly 110, the presence of the drill rod in the gripper 48 and the pressure for Pressing the gripper arms is detected with a predetermined value. In this way it can be ensured that the boring bar is transported with a sufficient holding force.

Fünfter Teilabschnitt des BohrstangentransportesFifth section of the drill rod transport

Bei dem fünften Teil des Bohrstangentransportes ist der Gegenstand eine sichere Übergabe zwischen der in Figur 4 dargestellten Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 und dem Elevator 46, der eine Hubeinrichtung für Bohrstangen oberhalb des Bohrloches darstellt. Figur 10 zeigt den Elevator 46 mit eingebrachter Bohrstange 76 detaillierter. Der Elevator 46 weist zwei Halbschalen 130a, 130b auf, die zum Ergreifen der Bohrstange 76 hydraulisch geschlossen werden. In Figur 10 oberhalb der Halbschalen 130a, 130b ist ein Hebel 132 vorgesehen, der zu der Bohrstange 76 hin vorgespannt ist. Die Vorspannung kann zum Beispiel durch einen Vierkant, der durch Gummielemente in eine Richtung vorgespannt ist, erzeugt werden.In the fifth part of the drill rod transport the object is a safe transfer between the in FIG. 4 shown boring bar handling device 26 and the elevator 46, which represents a lifting device for boring bars above the borehole. FIG. 10 shows the elevator 46 with the drill rod 76 in more detail. The elevator 46 has two half-shells 130a, 130b, which are hydraulically closed to engage the drill rod 76. In FIG. 10 Above the half-shells 130a, 130b, a lever 132 is provided which is biased towards the boring bar 76. The bias voltage can be generated, for example, by a square, which is biased by rubber elements in one direction.

Da die Bohrstange 76 durch den Greifer 48 zwischen die Halbschalen 130a, 130b hereingeschwenkt wird, ist der Hebel in einer solchen Weise anzuordnen, dass dieser bei einem Hereinschwenkvorgang zurückgedrückt wird. Bei geschlossenen Halbschalen 130a, 130b baut sich ein vorbestimmter Druck in den Schließzylindern für die Halbschalen auf. Dieser Druck kann gemessen werden und zusätzlich zu einem Betätigungssignal, das durch den Hebel 132 beispielsweise über Näherungssensoren erzeugt wird, zur Ermittlung der im Elevator befindlichen Bohrstange 76 verwendet werden. Darüber hinaus ist es möglich, am Elevator 46, eine Schließklinke für die Halbschalen vorzusehen, durch die im geschlossenen Zustand ebenfalls ein Schließsignal für den Elevator erzeugbar ist.Since the boring bar 76 is pivoted in by the gripper 48 between the half-shells 130a, 130b, the lever is to be arranged in such a manner that it is pushed back in a pivoting-in operation. With closed half-shells 130a, 130b, a predetermined pressure builds up in the closing cylinders for the half-shells. This pressure may be measured and used to detect the boring bar 76 located in the elevator in addition to an actuation signal generated by the lever 132, for example via proximity sensors. In addition, it is possible to provide on the elevator 46, a closing pawl for the half shells, by the closed state also a closing signal for the elevator can be generated.

In Ergänzung oder alternativ zu dem vorstehend genannten Verfahren zum Erfassen der Bohrstange im Elevator ist es möglich, den Hubschlitten 82 im Führungsrahmen 80 mit einem in Figur 4 nach oben, das heißt in Z-Richtung des Bohrmastes freilaufenden Freilauf zu versehen. Bei einer derartigen Gestaltung kann die durch den Greifer 48 gegriffene Bohrstange durch den Elevator 46 ebenfalls gegriffen werden und kann die Bohrstange 76 durch den Elevator einen vorbestimmten Abstand angehoben werden. In dem Fall, in dem über einen Bewegungssensor zum Erfassen der Bewegung des Hubschlittens 82 in Bezug auf den Führungsarm 80 eine Aufwärtsbewegung des Hubschlittens erfasst wird, wird die Annahme getroffen, dass die Bohrstange 76 durch den Elevator gegriffen ist.In addition or as an alternative to the above-mentioned method for detecting the boring bar in the elevator, it is possible for the lifting carriage 82 in the guide frame 80 to be provided with an in FIG. 4 upwards, that is in the Z direction of the drilling mast to provide freewheeling freewheel. With such a configuration, the drill rod gripped by the gripper 48 can also be gripped by the elevator 46, and the drill rod 76 can be raised by the elevator a predetermined distance. In the case where an upward movement of the lift carriage is detected by a movement sensor for detecting the movement of the lift carriage 82 with respect to the guide arm 80, it is assumed that the drill rod 76 is gripped by the elevator.

Durch die vorstehend genannte mechanische Kopplung zwischen Elevator und Greifer kann mit höherer Sicherheit ein festes Greifen der Bohrstange durch den Elevator sichergestellt werden. Auf diese Weise kann die Gefahr einer Abwärtsbewegung der Bohrstange, die nicht fest durch den Elevator gegriffen wurde, verhindert werden.By the above-mentioned mechanical coupling between the elevator and gripper can be ensured with a high degree of security a firm gripping of the drill rod by the elevator. In this way, the risk of downward movement of the drill rod, which was not firmly gripped by the elevator can be prevented.

Aus Gründen der erhöhten Sicherheit wird es jedoch bevorzugt, dass am Bohrmast vorgesehene Sicherheitsbügeln 134, 136 bei im Elevator befindlicher Bohrstange ebenfalls in die verriegelte Position gebracht werden, so dass unabhängig von der Fehlerart ein Herabfallen der Bohrstange vom Bohrmast verhindert werden kann.For reasons of increased safety, however, it is preferred that safety brackets 134, 136 provided on the drilling mast are also brought into the locked position when the drill rod is in the elevator, so that regardless of the type of fault, the drill rod can be prevented from falling off the drill mast.

Alternativ zum Freilauf des Hubschlittens am Führungsrahmen ist es möglich, die Aufwärtsbewegung des Greifers auf eine beliebige andere Art, beispielsweise durch Federelastizität bei der Bewegung zu gestatten.As an alternative to the freewheel of the lifting carriage on the guide frame, it is possible to allow the upward movement of the gripper in any other way, for example by spring elasticity during movement.

Für eine Sicherstellung des unfallfreien Betriebes der Bohranlage wird ferner bevorzugt, dass die Position der Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 und/oder des Greifers 48 erfasst wird, bevor eine Aufnahme der Bohrstange auf den Bohrstangen-magazin 26 bzw. eine Freigabe am Elevator 46 gestattet wird. Dieser Umstand erhöht die Sicherheit zusätzlich. Die Schaltungsanordnung zur hydraulischen Versorgung der Bohrstangenhandhabevorrichtung kann dafür in einer solchen Weise ausgelegt werden, dass in dem Bereich außerhalb der definierten Räume für die Freigabe nur ein Nachspeisen von Druck in Schließrichtung, beispielsweise zum Leckageausgleich, möglich ist, jedoch kein Öffnen des Greifers.To ensure accident-free operation of the drilling rig, it is further preferred that the position of the boring bar handler 26 and / or gripper 48 be detected before allowing the boring bar to be received on the boring bar magazine 26 or released on the elevator 46. This circumstance increases the security additionally. The circuit arrangement for the hydraulic supply of the boring bar handling device can be designed in such a way that in the area outside the defined spaces for the release only a desserts of pressure in the closing direction, for example, for leakage compensation, is possible, but no opening of the gripper.

Sechster Teilabschnitt des BohrstangentransportesSixth section of the Bohrstangenentransportes

In diesem Teilabschnitt erfolgt ein zentriertes Aufbringen der Bohrstange in Bezug auf eine Verschraubeinrichtung oberhalb des Bohrlochs 30. Ferner soll ein gesichertes Entfernen der Keile ermöglicht werden.In this section, a centered application of the boring bar with respect to a screwing above the borehole 30. Further, a secured removal of the wedges is made possible.

Zu diesem Zweck ist oberhalb des Bohrloches 30 und einer nicht gezeigten Verschraubeinrichtung eine in der Draufsicht schematisch dargestellte Gestängezentriereinrichtung Figur 11 a vorgesehen, deren Einzelelement in Figur 11b dargestellt ist.For this purpose, above the borehole 30 and a screwing device, not shown, a linkage centering device, shown schematically in plan view FIG. 11 a provided, the single element in FIG. 11b is shown.

Eine derartige Gestängezentriereinrichtung soll eine außermittig vom Bohrloch 30 angeordnete Bohrstange mittig über dem Bohrloch anordnen. Die Gestängezentrierung 140 weist zwei Zentrierelemente 142a, 142b auf, von denen das Zentrierelement 142a in der Perspektivansicht in Figur 11b wiedergegeben ist. Das Zentrierelement 142a weist ein Führungselement 144a auf, dass drehbar in einer Gabel 146a gelagert ist und vorzugsweise als Doppelkonus mit einer Nut zwischen den kleinen Durchmessern des Konus ausgebildet ist. Die Gabel 146a wird durch einen Hydraulikzylinder 148a betätigt und durch zwei Führungsstangen 150 a in der Ausrichtung konstant gehalten. Zwei dieser Zentrierelemente 142a, 142b sind gegenüberliegend angeordnet und werden wegsynchron zueinander hin mit hydraulischem Druck beaufschlagt. Auf diese Weise findet eine Zwangsführung der Bohrstange über das Bohrloch 30 statt. Der Einsatz der Gestängezentrierung 140 erfolgt, nachdem die Bohrstange im Elevator 46 detektiert wurde und vor einem Verschrauben mit einer im Bohrloch 30 befindlichen weiteren Bohrstange.Such a linkage centering device is intended to arrange a boring bar arranged eccentrically from the borehole 30 centrally above the borehole. The linkage centering 140 has two centering elements 142a, 142b, of which the centering element 142a in the perspective view in FIG FIG. 11b is reproduced. The centering element 142a has a guide element 144a, which is rotatably mounted in a fork 146a and is preferably designed as a double cone with a groove between the small diameters of the cone. The fork 146a is actuated by a hydraulic cylinder 148a and held constant in alignment by two guide rods 150a. Two of these centering elements 142a, 142b are arranged opposite one another and are subjected to hydraulic pressure away from one another. In this way, a positive guidance of the drill rod via the borehole 30 takes place. The use of the linkage centering 140 takes place after the drill rod has been detected in the elevator 46 and before being screwed to a further drill rod located in the borehole 30.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Gestängezentrierung entfällt die bisher übliche manuelle Zentrierung der Bohrstange über dem Bohrloch.With the embodiment of the linkage centering according to the invention, the previously customary manual centering of the boring bar above the borehole is eliminated.

Nach dem Zentrieren der Bohrstange über der im Bohrloch 30 befindlichen Bohrstange ist ein sicheres Absenken der durch die Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 als letztes eingebrachten Bohrstange notwendig.After centering the boring bar over the boring bar located in the borehole 30, a safe lowering of the last introduced by the boring bar handler 26 boring bar is necessary.

Anschließend findet das Verschrauben der eingebrachten Bohrstange mit der im Bohrloch 30 befindlichen Bohrstange statt. Danach wird eine Aufwärtsbewegung des Topdrives mit der Bohrstange bewirkt. Anschließend werden die Keile, mit denen der im Bohrloch 30 befindliche Bohrstrang verkeilt ist, entfernt und durch eine Detektionseinrichtung erfasst, dass die Keile entfernt sind. Erst nach diesem Erfassungssignal erfolgt ein Absenken der durch die Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 als letztes eingebrachten Bohrstange in das Bohrloch. Bei diesem Absenken kann eine Kraftdetektion vorgenommen werden, um Keile, die sich noch im Bohrloch befinden, zu erfassen. Im Falle des Erfassens eines derartigen Hindernisses kann eine Notabschaltung des Top-Drives vorgenommen werden.Subsequently, the screwing of the introduced boring bar with the borehole 30 located in the borehole takes place. Thereafter, an upward movement of the Topdrives with the boring bar causes. Subsequently, the wedges with which the drill string located in the borehole 30 is wedged are removed and detected by a detection device that the wedges are removed. Only after this detection signal is a lowering of the last introduced by the Bohrstangenhandhabevorrichtung 26 boring bar in the borehole. In this lowering, a force detection can be made to detect wedges that are still in the borehole. In the case of detecting such an obstacle, an emergency shutdown of the top drive can be made.

Die vorliegende Erfindung mit den genannten Teilabschnitten ist nicht auf das Einbringen einer Bohrstange in ein Bohrloch beschränkt, sondern kann auch entgegengesetzt ausgeführt werden, wobei sich das Erfassungsprozedere umkehrt. Um den Einbauvorgang und den Ausbauvorgang besser vergleichen zu können, wird nachfolgend das Einbau bzw. Ausbauverfahren beschrieben.The present invention with said sections is not limited to the insertion of a boring bar into a borehole, but may be carried out in the opposite direction, with the detection procedure reversing. In order to better compare the installation process and the removal process, the installation or removal process will be described below.

Als erstes wird der Einbau beschrieben. Nach dem Erfassen der Länge der Bohrstange im Bohrstangenmagazin erfolgt eine Aufnahme der Bohrstange durch die Bohrstangenhandhabevorrichtung. Wenn die vorhandene Bohrstange in der Bohrstangenhandhabevorrichtung erfasst wird und optional der dazugehörige Hydraulikdruck anliegt, verfährt die Bohrstangenhandhabevorrichtung in die Warteposition. Bei einem entsprechenden Einbausignal verschwenkt dann die Bohrstangenhandhabevorrichtung in die Übergabeposition, während das Top-Drive in die Übernahmeposition gelangt. Der Elevator wird eingeschwenkt und geschlossen. Das Signal "Elevator geschlossen" wird in Abhängigkeit von den genannten Sensorsignalen erzeugt und es wird die Bohrstange im Elevator detektiert. Bei detektierter Bohrstange im Elevator verfährt das Top-Drive nach oben. Bei einem Mitbewegung der Bohrstangenhandhabevorrichtung wird diese detektiert und es erfolgt ein Abbremsen des Top-Drives, woran sich ein Öffnen des Greifers der Bohrstangenhandhabevorrichtung anschließt. Anschließend verschwenkt der Greifer der Bohrstangenhandhabevorrichtung zum Bohrstangenmagazin zur Aufnahme einer neuen Stange.First, the installation will be described. After detecting the length of the boring bar in the boring bar magazine, the boring bar is received by the boring bar handling device. When the existing boring bar in the boring bar handler is detected and optionally the associated hydraulic pressure is applied, the boring bar handler moves to the waiting position. With a corresponding installation signal then pivots the boring bar handling device in the transfer position, while the top drive reaches the transfer position. The elevator is swung in and closed. The signal "elevator closed" is generated as a function of the said sensor signals and the boring bar is detected in the elevator. If the drill rod in the elevator is detected, the top drive moves upwards. In a Mitbewegung the Bohrstangenhandhabevorrichtung this is detected and there is a deceleration of the top drive, which is followed by opening the gripper of the boring bar handling device. Subsequently, the gripper of the boring bar handler pivots to the boring bar magazine for receiving a new bar.

Zum Einbringen der Bohrstange wird zuerst das Top-Drive nach oben gezogen und es werden die Keile oberhalb des Bohrlochs geöffnet. Beim Öffnungssignal für die Keile wird das Top-Drive nach unten bewegt und das Gestänge in die Keile wieder abgehängt. Anschließend erfolgt ein Öffnen des Elevators und ein Feststellen des geöffneten Zustandes des Elevators, woran sich ein Ausschwenken des Elevators und bei ausgeschwenktem Elevator eine Bewegung des Top-Drives in die Warteposition nach oben anschließt. Im Anschluss ist der weitere Einbau des Gestänges möglich.To insert the drill rod, first pull the top drive up and open the wedges above the hole. At the opening signal for the Wedges will move the top drive down and the linkage will be suspended in the wedges again. Subsequently, an opening of the elevator and a determination of the open state of the elevator, which is followed by a pivoting of the elevator and swung-elevator a movement of the top drive in the waiting position upwards. Following the further installation of the linkage is possible.

Bei im Elevator befindlicher Bohrstange fährt der Elevator zum Entlasten der Keile nach oben, die Keile werden geöffnet, das Topdrive fährt um eine Gestängelänge nach oben. Der Bohrstrang wird in die Keile abgehängt. Dann wird der Bohrstrang entschraubt. Dann schwenkt der Greifer ein.With the drill rod in the elevator, the elevator moves up to relieve the wedges, the wedges are opened, the Topdrive moves up one rod length. The drill string is suspended in the wedges. Then the drill string is unthreaded. Then the gripper pivots.

Die Greifer der Bohrstangenhandhabevorrichtung werden geschlossen und bei in der Bohrstangenhandhabevorrichtung detektierter Bohrstange wird der Elevator geöffnet und weggeschwenkt. Bei ausgeschwenktem Elevator wird das Top-Drive nach oben gezogen, der Greifer ausgeschwenkt und die Stange in das Bohrstangenmagazin abgelegt. Wenn ein Signal erzeugt wird, dass keine Bohrstange im Greifer vorliegt und die Stange im Bohrstangenmagazin vorhanden ist, wird der Bohrstangengreifer in die Warteposition geführt und das Top-Drive nach unten in die Aufnahmeposition gefahren, um den Ausbau weiteren Gestänges vorzubereiten.The grippers of the boring bar handler are closed, and with the boring bar detected in the boring bar handler, the elevator is opened and swung away. When the elevator is swung out, the top drive is pulled up, the gripper is swung out and the bar is placed in the drill rod magazine. When a signal is generated that there is no drill rod in the gripper and the rod is present in the drill rod magazine, the drill rod gripper is moved to the standby position and the top drive is driven down to the receiving position to prepare for the removal of additional linkage.

Erfindungsgemäß kann eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen vorgesehen werden. Diese Vorrichtung und dieses Verfahren beziehen sich auf den Ausbau der Bohrstangen bzw. auf das Versehen der Bohrstangen mit Kappen.According to the invention, a further device and a further method for handling rod-like components can be provided. This device and method relate to the removal of the boring bars or the provision of the boring bars with caps.

Zur Vermeidung des Auslaufens von Bohrspülung aus der Bohrstange kann die Bohrstangenhandhabevorrichtung, beispielsweise benachbart zum Greifer mit einer Bohrspülungsaufnahmeeinrichtung, beispielsweise als wannenartig ausgebildetes Element, vorgesehen sein. Dieses wannenartige Element gestattet beim Ausbauen der Bohrstange den Austritt von Rohrspülung aus der Bohrstange und verhindert ein Verschmutzen der Arbeitsbühne 32 und Umgebung mit der Bohrspülung.To avoid the leakage of drilling fluid from the boring bar, the boring bar handling device, for example, adjacent to the gripper with a Bohrspülungsaufnahmeeinrichtung, for example, as a trough-like design element may be provided. This trough-like element allows the removal of the boring bar the escape of pipe flushing from the boring bar and prevents contamination of the working platform 32 and surrounding area with the drilling fluid.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist am Bohrstangenmagazin eine Einrichtung vorgesehen, die entweder eine Seite oder beide Seiten der Bohrstangen, die in das Bohrstangenmagazin eingebracht wurden, mit Schutzkappen versieht. Auf diese Weise ist es möglich, manuelle Arbeit vom Bedienpersonal zu vermeiden.According to one embodiment of the invention, a device is provided on the drill rod magazine, which provides either one side or both sides of the drill rods, which were introduced into the drill rod magazine, with protective caps. In this way it is possible to avoid manual work by the operating personnel.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Handhabung von stangenartigen Bauteilen an einer Bohranlage. Durch vorrichtungstechnische und verfahrenstechnische Abwandlungen wird der Automatisierungsgrad und die Sicherheit u.a. dadurch erhöht, dass die Ablage von stangenartigen Bauteilen auf einer Ablageeinrichtung in definierten Positionen und unter definierten Voraussetzungen erfolgt, eine Vereinzelung der stangenartigen Bauteile auf der Ablageeinrichtung überwacht wird, das sichere Halten an einem Greifer überprüft wird und die abgeschlossene Übergabe an einen Elevator bestätigt wird.The present invention thus relates to an apparatus and a method for handling rod-like components on a drilling rig. By device engineering and procedural modifications, the degree of automation and safety is increased, inter alia, that the storage of rod-like components on a storage device in defined positions and under defined conditions, a separation of the rod-like components is monitored on the storage device, the secure holding a gripper is checked and the completed transfer to an elevator is confirmed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bohrmastdrilling mast
22
Unterbausubstructure
44
Schlittencarriage
6, 6a, 6b6, 6a, 6b
Bohrstangedrill rod
88th
Bohrstangenmagazindrill rod
1010
BohrstangengreiferBohrstangengreifer
1212
Führungsrahmenguide frame
2020
Bohranlagedrilling rig
2222
Unterbausubstructure
2424
Bohrmastdrilling mast
2626
Bohrstangen-HandhabevorrichtungDrill rod handler
2828
Bohrstangenmagazindrill rod
3030
Bohrlochwell
3232
Arbeitsbühneplatform
3434
Steuerkabinecontrol cabin
3636
Krancrane
3838
Zahnstangerack
4040
Vorschubschlittenfeed slide
4242
Top-DriveTop Drive
4444
Stabschaftrod shaft
4646
ElevatorElevator
4848
Greifergrab
50a,b,c,d50a, b, c, d
FördereinrichtungConveyor
51a,b,c,d51a, b, c, d
ÜbergaberinneTransfer trough
54a,b,c,d54a, b, c, d
Förderketteconveyor chain
5656
Motorengine
5858
Näherungsschalterproximity switch
6060
Winkelhebelbell crank
6262
Vertiefungdeepening
6464
Halterungbracket
6666
SchaltfahneSchaltfahne
6868
Sensorsensor
7070
Federfeather
7272
Anschlagattack
7474
Lichtschrankephotocell
7676
Bohrstangedrill rod
8080
Führungsrahmenguide frame
8282
Hubschlittenlifting
8484
Schwenkarmswivel arm
8686
GreiferdrehvorrichtungGripper rotary device
8888
seitliche Ausnehmunglateral recess
9090
Gittermastlattice boom
100100
Greiferkörpergripper body
102102
Greifarmanordnunggripper arm assembly
104a,b104a, b
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
106a,b106a, b
Greifarmclaw arm
108a,b108a, b
Greifarmclaw arm
110110
Hebelanordnunglever assembly
112112
Elementelement
114114
Hebellever
116116
GummifederelementRubber spring element
118118
Raumroom
120120
Sensorsensor
130a, b130a, b
Halbschalehalf shell
132132
Hebellever
134134
Klappstütze bzw. SicherheitsbügelFolding support or safety bar
136136
Klappstütze bzw. SicherheitsbügelFolding support or safety bar
140140
GestängezentrierungGestängezentrierung
142a,b142a, b
Zentrierelementcentering
144a144a
Rollerole
146a146a
Gabelfork
148a148a
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
150a150a
Führungsstangeguide rod
XX
Längsrichtung BohranlageLongitudinal drilling rig
YY
Querrichtung BohranlageTransverse direction drilling rig
ZZ
Längsrichtung BohrmastLongitudinal drilling mast
X'X '
Längsrichtung BohrstangenmagazinLongitudinal boring bar magazine

Claims (15)

  1. An apparatus for handling rod-shaped components at a rig (20), comprising:
    a depositing means (28) for rod-shaped components in which rod-shaped components (76) can be deposited,
    a lifting means including a lift carriage (82), a guide means (80) for guiding the lift carriage (82) and a drive for displacing the lift carriage (82),
    a pick-up means (48) attached to the lift carriage (82) for picking up a rod-shaped component (76) from the depositing means (28), characterized in that the pick-up means (48) is pivoting with respect to the lift carriage (82) at a plane perpendicular to the displacing direction (Z) of the lift carriage (82) such that a rod-shaped component (76) can be arranged above a drill hole (30).
  2. The apparatus for handling rod-shaped components at a rig (20) according to claim 1, comprising a depositing means (28) for rod-shaped components including at least a transfer means (51 a, 51 b, 51 c; 51 d) for a separate removal of the rod-shaped component (76) by a pick-up means (48) into which a rod-shaped component
    a) either can be introduced by a transport means for the transport of the rod-shaped components (76) to the depositing means (28),
    b) or can be introduced by a separating means provided at the depositing means (28) in response to a detecting signal for the position of the rod-shaped component (76) at the depositing means (28).
  3. The apparatus for handling rod-shaped components at a rig according to claim 1 and/or 2, comprising a depositing means (28) having a means (58) for measuring the length of the rod-shaped component (76), wherein the length measuring means (58)
    a) either includes at least two mechanical detecting means (58a, 58b) by which the respectively introduced rod-shaped component (76) and the position thereof relative to the depositing means (28) are detectable,
    b) or includes a detecting means (74) for contact-free detection of the rod-shaped component (76) at a predetermined position.
  4. The apparatus for handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 1, 2, and 3, comprising a pick-up means (48) by which the rod-shaped component can be picked up by plural pairs of gripper arms (106a, 106b; 108a) and which includes a detecting lever (114) for the rod-shaped component in the pick-up means whose pivot is stationary with respect to a gripper arm (108a).
  5. The apparatus for handling rod-shaped components at a rig (20) according to one or more of the claims 1 to 4, comprising a detecting means (132) for the rod-shaped component at a lifting means (46) arranged above the drill hole (30).
  6. The apparatus for handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 1 to 5, comprising
    a detecting means for the position of the pick-up means (48) and
    a control means that permits opening of the pick-up means (48) when a rod-shaped component (76) is introduced only above the depositing means (28) and adjacent to a lifting means (46) above the drill hole.
  7. The apparatus for handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 1 to 6 comprising
    a lifting means provided above the drill hole, and
    a control means by which the lifting means is controllable so that after an upward movement of the lifting means with rod-shaped components provided in the drill hole securing wedges are removable, the removal of the wedges is confirmed and the rod-shaped components are further lowered into the drill hole or the rod-shaped components are further lifted out of the drill hole.
  8. A method of handling rod-shaped components at a rig, comprising the steps of
    depositing at least one rod-shaped component in a depositing means, and
    picking up a rod-shaped component from the depositing means by a pick-up means mounted at a lift carriage, wherein the lift carriage forms a lifting means with a guide means for guiding the lift carriage and a drive for displacing the lift carriage,
    characterized by the step of pivoting the pick-up means with respect to the lift carriage in a plane perpendicular to the displacing direction of the lift carriage such that a rod-shaped component can be arranged above a drill hole.
  9. The method of handling rod-shaped components at a rig according to claim 8, comprising the step of
    a) introducing a rod-shaped component into a transfer means for the individual removal of the rod-shaped component by a pick-up means by a transport means for the transport of the rod-shaped components to a depositing means for rod-shaped components, or
    b) introducing a rod-shaped component into a transfer means for the individual removal of the rod-shaped component by a pick-up means by a separating means provided at the depositing means in response to a detecting signal for the position of the rod-shaped component at the depositing means.
  10. The method of handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 8 and 9, comprising the step of length measurement at the rod-shaped component in a depositing means in which
    a) either the respectively introduced rod-shaped component is detected by at least two mechanical detecting means,
    b) or the rod-shaped component is detected contact-free at a predetermined position by a detecting means.
  11. The method of handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 8 to 10, comprising the step of
    picking up the rod-shaped component by plural pairs of gripper arms of a pick-up means,
    and detecting the rod-shaped component in the pick-up means via a detecting lever the pivot of which is stationary with respect to a gripper arm.
  12. The method of handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 8 to 11, comprising the step of detecting the rod-shaped component by a detecting means at a lifting means arranged above the drill hole.
  13. The method of handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 8 to 12 comprising the steps of
    detecting the position of the pick-up means by a detecting means and
    allowing to open the pick-up means with an introduced rod-shaped component only above the depositing means and adjacent to a lifting means above the drill hole by a control means.
  14. The method of handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 8 to 13, comprising the step of centering the rod-shaped component provided at a lifting means above the drill hole with respect to a rod-shaped component provided in the drill hole via two guide rollers for the rod-shaped component.
  15. The method of handling rod-shaped components at a rig according to one or more of the claims 8 to 14, comprising the step of controlling a lifting means provided above the drill hole via a control means so that after an upward movement of the lifting means with rod-shaped components provided in the drill hole securing wedges can be removed, the removal of the wedges is confirmed and the rod-shaped components are further lowered into the drill hole.
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