DK168770B1 - Fremgangsmåde og borerig til boring af et borehul - Google Patents

Description

DK 168770 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til boring af et borehul ved hjælp af boreudstyr, der omfatter et boredæk eller en boreplatform med et boretårn, der strækker sig op fra denne, et første hejseværk, der er forbundet med den øverste del af boretårnet, 5 og som tjener til at føre et rørformet legeme, der indbefatter flere med hinanden udløseligt forbundne rørstykker, ned gennem en boreåbning, der er afgrænset i boredækket, der også danner et oplagringsområde til oplagring af rørstykker, første transportorganer til at transportere rørstykker fra oplagringsområdet til det første hej se-10 værk, et andet hejseværk, der er forbundet med den øverste del af boretårnet, andre transportorganer til at transportere rørstykker mellem oplagringsområdet og det andet hejseværk, hvilken fremgangsmåde omfatter at rørformede længder, der hver især indbefatter mindst to med hinanden udløseligt forbundne rørstykker, transporteres fra 15 oplagringsområdet til boreåbningen i en i hovedsagen lodret stilling ved hjælp af de første transport organer, og at de rørformede længder udløseligt forbindes med den øverste ende af det rørformede legeme, der successivt sænkes ned gennem boreåbningen ved hjælp af det første hej seværk.

20 Ved rotationsboring anvendes der almindeligvis to typer af udstyr til at bringe borestrengen til at rotere, nemlig det såkaldte topdrev og det såkaldte rotationsborddrev. Før de egentlige boreoperationer påbegyndes, rammes et foringsrør ned i jorden eller undergrunden på borestedet, og derefter monteres et såkaldt bundudstyr omfattende et 25 borehoved, vægtrør og eventuelle andre rørformede elementer eller dele, medens det ved hjælp af det første hejseværk er ophængt over boreåbningen i boredækket. Bundudstyret kan nu sænkes ned i forings-røret, og boreoperationerne startes, idet bundudstyret bringes til at rotere ved hjælp af topdrevet eller rotationsbordet, der samarbejder 30 med et rotationsrør, der er forbundet med bundudstyret. Når borehovedet er trængt et sådant stykke ned i undergrunden, at kun en lille del af borestrengen strækker sig op fra boredækkets overside, må boreoperationen standses, hvorefter borestrengen fastgøres til bore-dækket ved hjælp af kileformede elementer - såkaldte "slips" - der 35 placeres i mellemrummet mellem borestrengen og den hovedbøsning, der afgrænser boreåbningen i boredækket. Topdrevet eller rotationsrøret kan så adskilles fra borestrengen, hvorefter et stykke rørformet 2 DK 168770 B1 borestreng bevæges fra et oplagrings sted eller et oplagringsstativ, der er placeret uden for boredækket, og som bærer et lager af bore-strengsdele i vandret stilling. Hvert borestrengsstykke føres fra stativet og ind på boredækket ved hjælp af et hjælpehej seværk eller 5 en talje gennem en såkaldt V-dør, der er udformet i boretårnet, og det nye borestrengsstykke anbringes så lodret i en holdebøsning - det såkaldte "musehul" - der er udformet i og strækker sig nedefter fra boredækket og er placeret i nærheden af boreåbningen. Når topdrevet eller rotationsrøret er blevet adskilt fra borestrengen, der strækker 10 sig op gennem borehullet, kan topdrevet eller rotationsrøret svinges til en sådan stilling, at det kan forbindes med den øverste ende af det i musehullet placerede borestrengsstykke. Det nye borestrengs-stykke løftes nu fra musehullet til en stilling, i hvilken dets nederste ende kan forbindes med den øverste ende af borestrengen, og 15 efter frigørelse af kilerne fra boreåbningen kan boreoperationen fortsætte. Normalt er længden af borestrengsstykkeme ca. 10 m. Dette betyder, at boreoperationen må standses, og der må påsættes et nyt borestrengsstykke som beskrevet ovenfor, hver gang borehullet er trængt yderligere 10 m ned i undergrunden.

20 Det borehul, der er blevet boret, forsynes normalt med en rørformet foring, det såkaldte foringsrør. Efterhånden som boreoperationen skrider frem, må foringsrøret også forlænges ved påsætning af foringsrørstykker, der normalt hver især har en længde på ca. 15 m, og som tilføres fra et oplagringssted beliggende uden for boredækket. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Fra tid til anden er det nødvendigt at fjerne hele borestrengen fra 2 borehullet, fx for at udskifte borehovedet eller hele bundudstyret 3 ved en såkaldt "tripping-out operation". Borestrengen trækkes så nor 4 malt trinvis op fra borehullet, og for hvert trin demonteres et 5 borerørsstykke - et såkaldt "forhåndsrør" - der normalt hver især 6 omfatter to (double) eller tre (triple) indbyrdes forbundne bore 7 strengsstykker. Disse forhåndsrør, der kan være dobbelte og have en 8 længde på ca. 20 m eller tripler med en længde på ca. 30 m, oplagres 9 så i et omlagringsområde på boredækket, hvor de placeres i en lodret 10 stilling ved hjælp af et såkaldt "fingerboard". Når hele borestrengen 11 er blevet trukket op af borehullet, må der monteres et nyt bundudstyr under anvendelse af det første hejseværk eller borehej seværk, inden 3 DK 168770 B1 dette bundudstyr ved en "tripping-in operation" føres ned i borehullet, idet forhåndsrør successivt fjernes fra oplagringsområdet og forbindes med den øverste ende af bundudstyret, der trinvis sænkes ned i borehullet, indtil borehovedet når bunden af borehullet, så at 5 rotationsboreoperationen kan fortsættes.

Det er klart, at den samlede nødvendige spildtid, hvilket vil sige de tidsrum, i hvilke der ikke finder en faktisk rotationsboring sted, er ganske væsentlig. I betragtning af, at de investeringer, der foretages i en borerig, er meget store (eksempelvis kan lejeudgiften for 10 en offshore-rig være af størrelsesordenen US$ 50.000 om dagen), vil selv en forholdsvis lille reduktion af den nødvendige spildtid være af stor økonomisk betydning.

I forbindelse med borerigge med topdrev er det blevet foreslået at montere to borestrengsstykker eller singler hver med en længde på ca.

15 10 m til et 20 m forhåndsrør eller en double derved, at disse singler anbringes i musehullet og derefter forbindes med hinanden under anvendelse af luftspindere (air tuggers) og spændetænger (spinning wrenches), efterhånden som boreoperationen skrider frem. Når længden af borestrengen skal forøges, trækkes strengen et stykke pp fra 20 borehullet svarende til længden af et borestrengsstykke, kilerne anbringes på plads, og det øverste borestrengsstykke, der er forbundet med topdrevet, demonteres fra den øvrige borestreng. Hejseværket løftes så til en sådan stilling, at det med topdrevet forbundne borestrengsstykke kan vippes til en stilling, i hvilken dets nederste 25 ende kan forbindes med den øverste ende af det forhåndsrør, der er anbragt i musehullet, hvorefter borehejseværket bevæges yderligere opefter til en stilling, i hvilken den nederste ende af forhåndsrøret kan forbindes med den øverste ende af borestrengen. Når kilerne er blevet frigjort, og hejseværket er blevet sænket et stykke svarende 30 til længden af et borestrengsstykke, kan rotationsboringen fortsættes. Denne sidstnævnte kendte procedure tillader en vis reduktion af borespildtiden.

Fra FR offentliggørelsesskrift 2.092.611 kendes en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art, hvor såkaldte tripler bestående af 35 tre borestrengsstykker opbevares i et opbevaringsområde. Disse 4 DK 168770 B1 tripler kan så løftes op fra oplagringsområdet ved hjælp af et hjælpehej seværk og overføres til et borehejseværk ved hjælp af en transportindretning, der også tjener til at forbinde triplen med den øverste ende af borestrengen. Omvendt kan tripler eller 5 borestrengsstykker demonteres fra borestrengen og overføres til oplagringsområdet. Denne kendte fremgangsmåde forudsætter, at man har et større antal tripler eller borestrengslængder, som er sammensat af et antal kortere rørstykker, til rådighed.

Ved den foreliggende opfindelse er der blevet tilvejebragt en frem-10 gangsmåde af den indledningsvis nævnte art, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at rørstykker transporteres' til en klargøringsåbning, der er afgrænset af åbningsafgrænsende organer, og som strækker sig gennem boredækket på et sted, der ligger i afstand fra boreåbningen og fra oplagringsområdet, at en rørlængde 15 dannes derved, at rørstykkeme udløseligt forbindes med hinanden, medens et af dem strækker sig gennem klargøringsåbningen, og et andet er ophængt ved hjælp af det andet hejseværk, der er anbragt oven over klargøringsåbningen, at den dannede rørlængde trækkes op af klargøringsåbningen ved hjælp af det andet hejseværk, og at den dannede 20 rørlængde transporteres til oplagringsområdet i en i hovedsagen lodret stilling ved hjælp af de andre transportorganer.

De rørstykker, der anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan omfatte borestrengssingler, foringsrørssingler, vægtrør, stabilisatorer, centreringsudstyr, "scratchers", borehoveder og andre bore-25 strengs- eller borerørskomponenter samt produktionsrørstykker. Ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan sådanne rørstyk-ker ved klargøringsåbningen samles til rørlængder, såsom forhåndsrør til borestrenge og foringsrør (sædvanligvis doubler eller tripler), bundudstyr og dele dertil, loggingudstyr, etc., samtidig med at 30 rotationsboreoperationen fortsættes ved boreåbningen, og de rørformede længder, der er klargjort ved klargøringsåbningen, kan ved hjælp af de andre transportorganer transporteres i en i hovedsagen lodret stilling til et inden for boretårnets begrænsning beliggende oplagringsområde, hvor de kan oplagres klar til brug. Når sådanne rørlæng-35 der, der hver især omfatter to eller flere indbyrdes forbundne rørstykker, skal bruges ved boreoperationen, kan de transporteres fra DK 168770 B1 5 oplagringsområdet til det første hejseværk eller borehej seværket, der er placeret oven over boreåbningen, ved hjælp af de første transportorganer. Følgelig behøver man ikke at anvende borehejseværket til montering af rørstykkeme til rørlængder, hvorfor spildtiden kan re-5 duceres, og væsentlige besparelser kan opnås.

Rørstykkeme (fx singler) kan føres til det nævnte andet hejseværk eller klargøringshejseværket fra et uden for boredækket beliggende oplagringssted eller fra oplagringsområdet på boredækket ved hjælp af de nævnte andre transportorganer. Når den rørformede længde indbefat-10 ter tre rørstykker (en triple) , kan denne rørlængde dannes ved, at et første rørstykke anbringes i klargøringsåbningen, så at en væsentlig del af rørstykket rager ned under boredækket eller -platformen, at et andet rørstykke forbindes med den øverste ende af det første rørstykke, og at et tredje rørstykke derefter forbindes med det første og 15 andet rørstykke, der allerede er indbyrdes forbundet. Når det første rørstykke er blevet anbragt i klargøringsåbningen, kan der anbringes kiler til at holde det første rørstykke på plads i forhold til boredækket, medens det andet rørstykke forbindes med det første rørstykkes øverste ende, der strækker sig op over boredækket. Monteringspro-20 ceduren ved klargøringsåbningen kan imidlertid forløbe på forskellige måder. Ved en første udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen ligner monteringsproceduren ved klargøringsåbningen den, der konventionelt anvendes ved boreåbningen. Således kan det første og det dermed forbundne andet rørstykke sænkes således, at det første 25 rørstykke og en væsentlig del af det andet rørstykke kommer til at ligge under boredækket eller -platformen, hvorefter det tredje rørstykke kan forbindes med den øverste ende af det andet rørstykke, der strækker sig op over dækket eller platformen, og den dannede rørlængde eller triplen kan så trækkes op af klargøringsåbningen ved hjælp 30 af det andet hejseværk.

I nogle tilfælde er det frie rum, der er til rådighed linder den i boredækket udformede klargøringsåbning, ikke tilstrækkeligt til at tillade den netop beskrevne procedure. I henhold til en alternativ udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen bevæges det 35 første rørstykke og det dermed forbundne andet rørstykke derfor opefter og ud af klargøringsåbningen, hvorefter det tredje rørstykke DK 168770 B1 6 anbringes i klargøringsåbningen således, at en væsentlig del af dette strækker sig ned under boredækket eller boreplatformen, hvorefter det første og det dermed forbundne andet rørstykke kan forbindes med den øverste ende af det tredje rørstykke, der rager op over dækket eller 5 platformen. Denne procedure kræver mindre frit rum under klargørings-åbningen end længden af en single. Når den sidstnævnte procedure anvendes, omfatter boreudstyret fortrinsvis et tredje hejseværk, og de organer, der afgrænser klargøringsåbningen, kan så bevæges i forhold til boretårnet fra en første til en anden stilling efter 10 fjernelse af det første og det dermed forbundne andet rørstykke fra klargøringsåbningen ved hjælp af det andet hejseværk, og før det tredje rørstykke anbringes i klargøringsåbningen ved hjælp af det tredje hejseværk, og fra den anden stilling tilbage til den første stilling efter anbringelsen af det tredje rørstykke i klargørings-15 åbningen, og før det første og det dermed forbundne andet rørstykke forbindes med den øverste ende af det tredje rørstykke. De organer, der afgrænser klargøringsåbningen, og som fx kan have form af en anden hovedbøsning, kan så forskydes mellem deres første og deres anden stilling, i hvilke stillinger de er i hovedsagen "ko-aksiale" 20 med henholdsvis det andet og det tredje hejseværk. D_e_åbningsafgrænsende organer eller den anden hovedbøsning kan i stedet vippes fra den første stilling med en i hovedsagen lodret forløbende akse til en anden stilling, i hvilken hovedbøsningens akse danner en spids vinkel med aksen i den første stilling. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan i en udførelsesform omfatte, at 2 man demonterer rørlængder fra den øverste ende af det rørformede 3 legeme ved boreåbningen, idet man successivt trækker det rørformede 4 legeme op gennem boreåbningen, og transporterer de demonterede rør 5 længder fra boreåbningen til oplagringsarealet i en i hovedsagen 6 lodret stilling ved hjælp af de første transportorganer. En sådan 7 tripping-out-operation er i sig selv konventionel. I tilfælde af, at 8 de forhåndsrør eller rørlængder, der er blevet udtaget, ikke skal 9 genanvendes på det pågældende borested, eller at de rørformede dele, 10 der indgår i rørlængderne, skal anvendes i en anden kombination, kan 11 fremgangsmåden ifølge opfindelsen i en yderligere udførelsesform omfatte, at man transporterer rørlængder fra oplagringsområdet til det andet hejseværk i en i hovedsagen lodret stilling ved hjælp af de DK 168770 B1 7 andre transport organer, sænker hver af rørlængderne ned gennem klargøringsåbningen ved hjælp af det andet hejseværk, fastholder rørlængden i klargøringsåbningen, successivt udløser de indbyrdes forbindelser mellem til hinanden grænsende rørstykker oven over boredækkets 5 overflade og transporterer demonterede rørsektioner fra klargørings-åbningen.

Klargøringsåbningen og klargøringshejseværket kan således anvendes ikke alene til montering, men også til demontering af rørlængder, og de resulterende rørstykker eller singler kan så transporteres til 10 oplagringsområdet på boredækket eller til et alternativt oplagrings-sted uden for boredækket. Demonteringen kan foretages ved alternative procedurer, der svarer til de ovenfor beskrevne alternative monteringsprocedurer .

Det er ønskeligt at fortsætte rotationsboringen i de længst mulige 15 boreperioder. Man ønsker derfor at klargøre rørlængder eller forhåndsrør, der er så lange som muligt. Forhåndsrørenes længde må imidlertid nødvendigvis gøre det muligt, at hvert af forhåndsrørene monteres på eller demonteres fra den øverste ende af.borestrengen eller foringsrøret i lodret stilling. Hver af rørlængdernes aksiale 20 dimension skal derfor fortrinsvis i hovedsagen svare til boretårnets indre frie højde.

Ved opfindelsen er der også blevet tilvejebragt en borerig med et boredæk eller en boreplatform, et boretårn, der strækker sig opefter fra boredækket, et første hejseværk, der er forbundet med den øverste 25 del af boretårnet og tjener til at føre et rørformet legeme gennem en boreåbning, der er udformet i boredækket, der også danner et oplagringsområde til qplagring af rørlængder, der hver især indbefatter mindst to med hinanden udløseligt forbundne rørstykker, og første transportorganer til at transportere rørlængder mellem oplagringsom-30 rådet og det første hejseværk, et andet hejseværk, der er forbundet med den øverste del af boretårnet, andre transpor torganer, der tjener til at transportere rørlængder fra det andet hejseværk til oplag-ringsområdet, og organer til ved boreåbningen at forbinde rørstykker med og adskille rørstykker fra hinanden, og boreriggen ifølge op-35 findelsen er ejendommelig ved, at det andet hejseværk er anbragt oven 8 DK 168770 B1 over en klargøringsåbning, der er afgrænset af åbningsafgrænsende organer og strækker sig gennem boredækket på et sted, der ligger i afstand fra boreåbningen og oplagringsområdet, og at organerne til at forbinde rørstykker med og adskille rørstykker fra hinanden også 5 tjener til at forbinde og adskille rørstykker ved klargøringsåbningen, hvorved rørstykker ved klargøringsåbningen kan samles til rørlængder, der skal forbindes med det rørformede legeme ved boreåbningen.

I tilfælde af, at det til rådighed værende frie rum neden under 10 klargøringsåbningen i boredækket er mindre end længden af to rørstykker (en double), er de åbningsafgrænsende organer, der afgrænser klargøringsåbningen, i en udførelsesform for opfindelsen fortrinsvis bevægelige mellem en første stilling, i hvilken klargøringsåbningen er beliggende i hovedsagen lodret neden vinder det andet hejseværk, og 15 en anden stilling, i hvilken klargøringsåbningens akse er forsat (forskudt og/eller vippet) fra det andet hejseværks lodrette ophængningslinje, og boreriggen kan så yderligere omfatte et tredje hejseværk, der er anbragt således, at et deri ophængt rørstykke kan bevæges ind i og ud af klargøringsåbningen i dennes anden stilling.

20 Boreriggen muliggør så en monterings- og demonteringsprocedure som den ovenfor beskrevne, vinder hvilken mindre end ét borestykke strækker sig ned under boredækket.

Afstanden mellem boreåbningen og klargøringsåbningen vælges fortrinsvis således, at de monterings- og demonteringsoperationer, der finder 25 sted ved klargøringsåbningen, ikke kan forstyrre eller være i vejen for boreoperationer, tripping-out operationer og tripping-in operationer, der finder sted ved boreåbningen. Boretårnets indre frie højde oven over klargøringsåbningen og langs en bane mellem klargøringsåbningen og boreåbningen må imidlertid være tilstrækkelig til 30 at tillade transport af rørlængder eller forhåndsrør i lodret stilling mellem disse åbninger og oplagringsområdet.

De første og de andre transportorganer kan omfatte to separat bevægelige transportmekanismer til at transportere rørlængder henholdsvis mellem oplagringsområdet og boreåbningen og mellem klargørings-35 åbningen og oplagringsområdet. Sådanne separate transportmekanismer DK 168770 B1 9 er imidlertid normalt ikke nødvendige og i brug på samme tid. Ved en foretrukken udførelsesform omfatter de første og andre transportorga-ner derfor en enkelt gribemekanisme, der er bevægelig i begge retninger langs et spor, der passerer boreåbningen, oplagringsområdet og 5 klargøringsåbningen, hvilket betyder, at én og samme transportmekanisme kan anvendes til at transportere rørlængder mellem oplagrings-området og bore- og klargøringsåbningerne.

Denne fælles transport- eller gribemekanisme kan omfatte lodret ud for hinanden beliggende gribeindretninger, der er indrettet til at 10 gribe en rørlængde på aksialt med indbyrdes afstand anbragte steder. Stelkonstruktionen kan også understøtte mindst én skrue- og tilspæn-dingsindretning til at forbinde og adskille rørstykker.

Oplagringsområdet er fordelagtigt placeret mellem boreåbningen og klargøringsåbningen, hvilket betyder, at oplagringsområdet er pla-15 ceret mellem et par parallelle linjer, der strækker sig gennem henholdsvis boreåbningen og klargøringsåbningen, og som begge står vinkelret på en linje, der forbinder disse åbninger med hinanden.

Det er klart, at boreriggen ifølge opfindelsen såvel kan være en land-rig som en offshore-rig.

20 Opfindelsen vil nu blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser boretårnet i en første udførelsesform for boreriggen ifølge opfindelsen set fra siden, fig. 2 skematisk viser boreriggens boredæk set fra oven, 25 fig. 3-8 er skematiske sidebilleder, der svarer til det i fig. 1 viste, og som illustrerer forskellige trin ved en første udførelses-form for borefremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 9-16 skematisk og i større målestok viser en anden udførelses-form for boreriggen ifølge opfindelsen, idet de illustrerer forskel-30 lige trin af en anden udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Den i fig. 1-8 viste borerig omfatter et boretårn 10, der strækker sig opefter fra et boredæk eller et platformområde 11. Et borehejse- 10 DK 168770 B1 værk 12 har en løs blok 13, og en drejelig krogenhed 14 er monteret ved den øver s te del af boretårnet 10. En topdrevenhed 15, der er monteret på en slæde 16 således, at den kan forskydes langs et lodret forløbende spor 17, er ophængt i hejseværket på i og for sig kendt 5 måde.

Borehejseværket 12 og den deri ophængte topdrevenhed 15 ligger i hovedsagen ud for en i boredækket udformet boreåbning 18, og top-drevenheden 15 kan bringes i roterende drivende indgreb med den øverste ende af en borestreng 19, der strækker sig gennem boreåb-10 ningen 18.

Et klargørings- og monteringshej seværk 20 er også monteret ved den øverste ende af boretårnet 10 umiddelbart oven over en monterings-eller klargøringsåbning 21, der er udformet i boredækket 11. Medens borehej seværket 12 skal være i stand til at kunne bære meget tunge 15 laster, fx en hel borestreng, skal klargøringshejseværket 20 normalt kun være i stand til at bære et forhåndsrør til en borestreng eller til et foringsrør eller en bundudstyrsdel med en længde i størrelsesordenen 30 m, som det vil blive beskrevet mere detaljeret i det følgende.

20 En rørhåndterings- og transportmekanisme 22 har et lodret forløbende stel 23 og derpå monterede, lodret på linje liggende gribeindret-ninger 24. En skrue- og tilspændingsindretning 25 til at forbinde og adskille med gevind forsynede endedele af rørformede borestrengssektioner eller -stykker er også monteret på stellet 23 ud for gribein-25 dretningeme 24. Stellet 23 omfatter en lodret aksel 26, der er monteret i en øverste og en nederste spordel 27 og 28, så at akselen kan bevæges langs disse spordele, medens stellet 23 kan svinges omkring akselens længdeakse. De parallelle, med indbyrdes lodret afstand anbragte spordele 27 og 28 danner en bane 29, der strækker sig 30 mellem bore- og klargøringsåbningeme 18 og 21, og langs hvilken akselen 26 kan bevæges. Da stellet 23 kan svinge omkring akselen 26's akse, kan hver af gribeindretningeme 24 og skrue- og tilspændings-indretningen 25 bevæges langs en bane 30, der er antydet med en stiplet linje i fig. 2. Det er imidlertid klart, at en hvilken som 35 helst anden passende transportmekanisme kan anvendes.

DK 168770 B1 11

Boredækket 11 har yderligere oplagringsområder 31 og 32, der er anbragt inden for boretårnets begrænsninger på hver sin side af og i umiddelbar nærhed af banen 30 til oplagring af forhåndsrør til bore-strenge eller foringsrør, eller bundudstyrsdele i en lodret stil-5 ling, fx ved hjælp af konventionelle fingerboards 46. På boredækket er der endvidere anbragt et spil 33 hørende til borehej seværket 12 og et spil 34 hørende til klargøringshejseværket 20. En kabine 35 for boremesteren og en kabine 36 for en operatør, der betjener klargøringshejseværket, er også anbragt på boredækket. For at boreriggen 10 skal kunne anvendes på konventionel måde kan der i boredækket tæt ved boreåbningen 18 være udformet et såkaldt musehul 37, så at boreåbningen 18 og musehullet 37 ligger ud for en i boretårnet udformet V-dør 38. Et såkaldt rottehul 39 kan også være udformet i boredækket til optagelse af et rotationsrør i tilfælde af, at man ønsker at 15 anvende et konventionelt rotationsbordsdrev i forbindelse med boreriggen. En anden V-dør 40, gennem hvilken koirponenter til borestrengen og foringsrøret kan leveres direkte til klargøringshejseværket 20 eller klargøringsåbningen 21, er udformet i boretårnet 10 side om side med den konventionelle V-dør 38.

20 En første fremgangsmåde til betjening af den ovenfor beskrevne bore-rig vil nu blive forklaret under henvisning til fig. 3-8. Fig. 3 og 4 illustrerer, hvordan et foringsrør 41 kan nedrammes i jorden gennem boreåbningen i boredækket 11 ved hjælp af en hammer 42, der er ophængt i borehej seværket 12. Samtidig kan en bundudstyrsdel 43, der 25 omfatter et borehoved 44, monteres på en måde, der vil blive beskrevet i det følgende.

Ifølge en første udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan et tripleforhåndsrør 47 generelt monteres på følgende måde:

En første rørsektion, der er en single, fx en borestrengssektion 48 30 (fig. 5), bringes fra et sted uden for boretårnet 10 ind gennem v-døren 40 og sænkes ned i klargøringsåbningen 21 ved hjælp af hejseværket 20. Kiler monteres, hejseværket frigøres, og en anden single eller rørsektion føres ind gennem V-døren 40. Denne anden single hænger i hejseværket 20 oven over og i nærheden af den første single 35 i klargøringsåbningen, medens de to singler fastgøres til hinanden DK 168770 B1 12 ved hjælp af skrue- og tilspændingsindretningen 25 i transportmekanismen 22. Kilerne frigøres, og rørenheden sænkes ved hjælp af hejseværket 20 ned i klargøringsåbningen 21 til en position, i hvilken rørenhedens øverste ende befinder sig i en normal arbejdshøjde oven 5 over boredækket 11. Kiler monteres, hejseværket 20 frigøres, og en tredje rørformet single føres ind. Denne tredje rørformede single hænger i hejseværket oven over og i nærheden af rørenheden i klargøringsåbningen 21, medens denne tredje single forbindes med rørenheden ved hjælp af skrue- og tilspændingsindretningen 25, fig. 6.

10 Kilerne frigøres, og det færdige tripleforhåndsrør 47 løftes ud af klargøringsåbningen 21, hvorefter forhåndsrøret gribes af gribein-dretningeme på transportmekanismen 22, der kan bevæge forhåndsrøret til et af oplagringsområdeme 31 eller 32, hvor forhåndsrøret anbringes. Det er klart, at forhåndsrør dannet af foringsrørsektioner 15 og andre rørformede sektioner som fx vægtrørsektioner også kan samles som beskrevet ovenfor, og at sådanne forhåndsrør også kan adskilles i singler ved den omvendte procedure i klargøringsåbningen 21.

Bundudstyr 43 kan samles på en lignende måde som ovenfor beskrevet, men antallet af dele i et ca. 30 m langt aggregat kan.være forskel-20 ligt fra tre. Fremgangsmåden ved samling af bundudstyr vil typisk starte med borehovedet 44, der føres ind og anbringes i en såkaldt borehovedplade (ikke vist) oven på klargøringsåbningen 21 ved hjælp af hejseværket 20. Hejseværket 20 frigøres så, og en rørformet, såkaldt BHA-del (BHA = bottom hole assembly) 45 (fig. 4) føres ind og 25 ophænges i hejseværket således, at den nederste ende er i kontakt med borehovedet. De to dele forbindes med hinanden ved hjælp af skrue- og tilspændingsindretningen 25 og løftes så ud af borehovedpladen. Derefter fjernes borehovedpladen, og de med hinanden forbundne to dele sænkes ned i klargøringsåbningen 21, og kiler monteres. Fra dette 30 tidspunkt færdiggøres forhåndsrøret på samme måde som andre forhåndsrør ved hjælp af vægtrørssektioner, borestrengssektioner, etc. De klargjorte forhåndsrør kan transporteres til et af oplagringsområdeme 31 eller 32 for senere brug.

Når nedramningen af foringsrøret 41 er blevet afsluttet, transpor-35 teres den klargjorte bundudstyrsdel 43 fra oplagringsområdet til borehej seværket 12, i hvilket bundudstyrsdelen er blevet ophængt, og DK 168770 B1 13 sænkes derefter ned i foringsrøret. Bundudstyrsdelen, hvis øverste del strækker sig op over boredækket 11, sikres nu ved hjælp af kiler, og en oplagret vægtrørslængde eller et forhåndsrør transporteres til borehej seværket 12, der frigøres fra bundudstyrsdelen 43 og forbindes 5 med vægtrørslængden, der løftes til en stilling, i hvilken den neder-ste ende af vægtrørslængden indgriber med den øverste ende af bundudstyrsdelen. Vægtrørslængden forbindes nu med bundudstyrsdelen ved hjælp af skrue- og tilspændings indretningen 25 på håndterings- og transportmekanismen 22, hvorved der er blevet dannet et færdigt bun-10 dudstyr. Kilerne frigøres nu, og bundudstyret sænkes ned i foringsrøret 41, indtil kun den øverste ende af bundudstyret strækker sig op over boredækket 11. Kilerne monteres igen, og borehejseværket frigøres fra bundudstyret og forbindes med det klargjorte borestrengsforhåndsrør 47, der er blevet ført til hejseværket 12 fra oplagrings-15 området ved hjælp af transportmekanismen 22. Borestrengsforhåndsrøret løftes nu til en stilling, i hvilken dets nederste ende indgriber med den øverste ende af bundudstyret, og de med hinanden indgribende endedele forbindes med hinanden ved hjælp af skrue- og tilspændings-indretningen 25. Kilerne kan nu fjernes, og den således dannede 20 borestreng kan sænkes, indtil borehovedet når bunden af det i foringsrøret 41 dannede borehul. Nu kan den øverste ende af borestrengen bringes i drivende indgreb med topdrevenheden 15, hvorefter selve boreoperationen kan påbegyndes.

Medens den egentlige boreoperation finder sted, kan yderligere bore-25 strengsforhåndsrør 47 (fig. 6) fremstilles ud fra rørsingler eller borerørssektioner 48, der føres ind gennem V-døren 40, scan det tidligere er blevet beskrevet. Disse således dannede borestrengsforhåndsrør 47 kan transporteres til oplagringsområderae 31 og 32.

Fig. 5 illustrerer den situation, hvor boreoperationen netop er ble-30 vet genoptaget, efter at der til den øverste ende af borestrengen er blevet føjet et borestrengsforhåndsrør, hvilket betyder, at topdrevenheden 15 er i sin øverste stilling. Samtidig bliver endnu et borestrengsforhåndsrør klargjort ved klargøringsåbningen 21, hvor en rørsektion 48 er blevet monteret med kiler, medens endnu en rørsek-35 tion netop er blevet ført ind gennem V-døren 40 og er blevet forbundet med hejseværket 20. I fig. 6 er boreoperationen skredet frem, DK 168770 B1 14 og topdrevenheden 15 er blevet bevæget et vist stykke nedefter. Klargøringen af endnu et borestrengsforhåndsrør 47 er netop blevet afsluttet ved klargøringsåbningen 21, og det dannede forhåndsrør er blevet grebet af gribe- og transportmekanismen 22, der transporterer 5 borestrengsforhåndsrøret 47 til et af oplagringsområderne 31 og 32.

Efter en vis tid er borehovedet trængt et sådant stykke ned i undergrunden, at topdrevenheden 15 som vist i fig. 7 når sin nederste stilling, og boreoperationen må standses for tilføjelse af endnu et borestrengsforhåndsrør 47. Derfor demonteres topdrevenheden 15 fra 10 den øverste ende af borestrengen, og slæden 16, der understøtter topdrevenheden 15, bevæges til en tilbagetrukket stilling, der er vist i fig. 8, hvorved topdrevenheden bevæges til venstre, så at den ikke mere ligger ud for boreåbningen 18. Medens topdrevenheden 15 bevæges opefter, gribes et borestrengsforhåndsrør 47 af transport-15 mekanismen 22 ved et af oplagringsområdeme 31 og 32 og bevæges til en stilling, i hvilken forhåndsrøret 47 er beliggende umiddelbart oven over og ud for borestrengen 19, se fig. 8. Derefter kan forhåndsrøret 47 forbindes med borestrengen 19 ved hjælp af skrue- og tilspændingsindretningen 25. Når topdrevenheden 15 har nået sin 20 øverste stilling, returneres slæden 16 til sin normale fremskudte stilling, og topdrevenheden kan igen bringes i drivende indgreb med den øverste ende af det netop monterede forhåndsrør 47, hvorefter boreoperationen kan fortsætte.

Efter forløbet af en vis boretid må bundudstyret udskiftes, hvilket 25 betyder, at borestrengen må trækkes op. Borestrengen adskilles så i borestrengsforhåndsrør 47, der oplagres i oplagringsområdeme 31 og 32. Det nye bundudstyr kan imidlertid være blevet klargjort på forhånd ved klargøringsåbningen 21 på den tidligere beskrevne måde og kan således være klar i et cif oplagringsområdeme. 1 2 3 4 5 6

Den eventuelle tilstedeværelse af borehulsoverbygninger og andre kon 2 struktioner i området omkring borehulscentret efterlader ikke altid 3 tilstrækkelig plads til, at man kan sænke rørlængder, der nogenlunde 4 svarer til længden af to rørsingler (ca. 20 m) ned gennem klargø 5 ringsåbningen 21. I dette tilfælde kan den første udførelsesfom for 6 den ovenfor beskrevne fremgangsmåde ikke anvendes.

DK 168770 B1 15

Fig. 9-16 illustrerer en let modificeret udførelsesform for boreriggen ifølge opfindelsen, hvor klargøringsåbnigen 21 afgrænses af en hovedbøsning, der kan bevæges (forskydes og/eller vippes) således, at klargøringsåbningen bevæges mellem en første stilling (fig. 9-12, 15 5 og 16) og en anden stilling (fig. 13 og 14). Ved hjælp af en sådan borerig kan man ud fra rørformede singler 48 klargøre et forhåndsrør 47, der er en triple, på følgende måde:

En rørformet single 48 føres ind gennem V-døren 40 fra et sted uden for boretårnet 10 og sænkes ned i klargøringsåbningen 21, der er i 10 sin første stilling, ved hjælp af klargøringshejseværket 20, der er anbragt lodret oven over den første stilling for klargøringsåbningen (fig. 9). Kiler monteres, hejseværket 20 frigøres (fig. 10), og den næste rørformede single 48 føres ind. Denne sidste rørformede single hænger i hejseværket 20 oven over og i nærheden af den single, der 15 befinder sig i klargøringsåbningen (fig. 11) , medens de to rørformede singler forbindes med hinanden ved hjælp af skrue- og tilspændings-retningen 25, der ikke er vist i fig. 9-16. Kilerne fjernes, og rørenheden løftes ud af klargøringsåbningen 21 ved hjælp af hejseværket 20 (fig. 12) . Den hovedbøsning, der afgrænser klargøringsåbningen 20 21, forskydes og/eller vippes nu fra sin første til sin anden stil ling således, at der bliver klar bane oven over åbningen. Et mindre hjælpeklargøringshejseværk 49 er anbragt lodret oven over klargøringsåbningen 21 i dennes anden stilling. Den næste rørformede single 48, der er blevet bragt ind gennem V-døren 40, ophænges i hjælpehej-25 seværket 49 lodret oven over klargøringsåbningen 21, der er i sin nævnte anden stilling (fig. 13). Den rørformede single sænkes ned i klargøringsåbningen, kiler monteres, og hjælpehej seværket 49 frigøres (fig. 14). Den hovedbøsning, der afgrænser klargøringsåbningen 21 og bærer den rørformede single 48, bevæges nu tilbage til sin første 30 stilling således, at den i klargøringshejseværket 20 ophængte rørenhed kommer til at ligge på linje med den rørformede single 48, der er monteret i klargøringsåbningen 21 (fig. 15). Den i klargøringshej se-værket 20 ophængte rørenhed sænkes nu og forbindes med den rørformede single 48 i klargøringsåbningen 21 ved hjælp af skrue- og tiispæn-35 dingsindretningen. Kilerne fjernes, og det færdige triple-forhåndsrør 47 løftes ud af klargøringsåbningen (fig. 16), hvorefter forhåndsrøret gribes af gribeindretningerne på transportmekanismen 22, der

Claims (22)

1. Fremgangsmåde til boring af et borehul ved hjælp af boreudstyr, der omfatter et boredask eller en boreplatform (li) med et boretårn (10), der 20 strækker sig op fra denne, et første hejseværk (12), der er forbundet med den øverste del af boretårnet, og som tjener til at føre et rørformet legeme (19), der indbefatter flere med hinanden udløseligt forbundne rørstykker (48), ned gennem en boreåbning (18), der er afgrænset i boredækket, 25 der også danner et oplagringsområde (31, 32) til oplagring af rørstykker (48) , første transportorganer (22) til at transportere rørstykker mellem oplagringsområdet (31, 32) og det første hejseværk (12) , et andet hejseværk (20), der er forbundet med den øverste del af 30 boretårnet (10), andre transportorganer (22) til at transportere rørstykker (48) mellem oplagringsområdet (31, 32) og det andet hejseværk (20) , hvilken fremgangsmåde omfatter at rørformede længder (47) , der hver DK 168770 B1 17 især indbefatter mindst to med hinanden udløseligt forbundne rørstykker (48), transporteres fra oplagringsområdet (31, 32) til boreåbningen (18) i en i hovedsagen lodret stilling ved hjælp af de første transportorganer, og at de rørformede længder (47) udløseligt 5 forbindes med den øverste ende af det rørformede legeme, der successivt sænkes ned gennem boreåbningen (18) ved hjælp af det første hejseværk (12), kendetegnet ved, at rørstykker (48) transporteres til en klargøringsåbning (21), der er afgrænset af åbningsafgrænsende orga-10 ner, og som strækker sig gennem boredækket (11) på et sted, der ligger i afstand fra boreåbningen (18) og fra oplagringsområdet (31, 32), at en rørlængde (47) dannes derved, at rørstykkerne (48) udløseligt forbindes med hinanden, medens et af dem strækker sig gennem 15 klargøringsåbningen (21), og et andet er ophængt ved hjælp af det andet hejseværk (20) , der er anbragt oven over klargøringsåbningen (21) , at den dannede rørlængde (47) trækkes op af klargøringsåbningen (21) ved hjælp af det andet hejseværk (20), og 20 at den dannede rørlængde transporteres til oplagringsområdet (31, 32) i en i hovedsagen lodret stilling ved hjælp af de andre transportorganer (22).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rørlængden (47) indbefatter tre rør-25 stykker (48), idet rørlængden (47) dannes ved, at der anbringes et første rørstykke (48) i klargøringsåbningen (21) således, at en væsentlig del af det rager ned under boredækket eller -platformen (11), at et andet rørstykke (48) forbindes med den øverste ende af det første rørstykke, og at et tredje rørstykke (48) derefter for-30 bindes med det første og andet rørstykke, der allerede er indbyrdes forbundet.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det første og det dermed forbundne andet rørstykke (48) sænkes således, at det første rørstykke og en 35 væsentlig del af det andet rørstykke anbringes under boredækket eller -platformen (11), hvorefter det tredje rørstykke forbindes med den DK 168770 B1 18 øverste ende af det andet rørstykke, der strækker sig op over bore-dækket eller boreplatformen (11).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det første og det dermed forbundne 5 andet rørstykke (48) yderligere bevæges opefter og ud af klargørings-åbningen (21), at det tredje rørstykke (48) derefter anbringes i klargøringsåbningen (21) således, at en væsentlig del af det når ned under boredækket eller boreplatformen (11), hvorefter det første og andet rørstykke (48), der er indbyrdes forbundet, forbindes med den 10 op over boredækket eller -platformen (11) ragende øverste ende af det tredje rørstykke.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at de åbningsafgrænsende organer bevæges i forhold til boretårnet (10) fra en første til en anden stilling 15 efter fjernelse af det første og andet rørstykke (48), der er indbyrdes forbundet, fra klargøringsåbningen (21) ved hjælp af det andet hejseværk (20) og før anbringelsen af det tredje rørs tykke (48) i klargøringsåbningen ved hjælp af et tredje hejseværk. .(49), og fra den anden stilling tilbage til den første stilling efter anbringelse 20 af det tredje rørstykke (48) i klargøringsåbningen (21), og før det første og andet rørstykke (48), der er indbyrdes forbundet, forbindes med den øverste ende af det tredje rørstykke (48).

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at rørlængder (41) ved boreåbningen (18) 25 demonteres fra den øverste ende af det rørformede legeme (19), medens dette successivt trækkes op gennem boreåbningen (18), og at de demon-terede rørlængder (41) transporteres fra boreåbningen (18) til oplagringsområdet (31, 32) i en i hovedsagen lodret stilling ved hjælp af de første transportorganer (22).

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved, at rørlængderne (47) yderligere transporteres fra oplagringsområdet (31, 32) til det andet hejseværk (20) i en i hovedsagen lodret stilling ved hjælp af de andre transportorganer (22), at hver rørlængde (47) sænkes ned gennem DK 168770 B1 19 klargøringsåbningen (21) ved hjælp af det andet hejseværk (20) og fastholdes i denne åbning, at forbindelserne mellem til hinanden grænsende rørstykker (48) successivt udløses oven over boredækkets (11) overflade, og at de demonterede rørstykker (48) transporteres 5 fra klargøringsåbningen (21).

8. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-7, kendetegnet ved, at det rørformede legeme (19) er en borestreng.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, 10 kendetegnet ved, at rørlængderne (41) omfatter dele (43) af bundudstyr ("bottom hole assembly").

10. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-7, kendetegnet ved, at det rørformede legeme (19) er en borehulsforing.

10 Det er klart, at forhåndsrør af foringsrør og andre komponenter, såsom loggingenheder, også kan fremstilles ved klargøringsåbningen 21 ved procedurer, der minder om de ovenfor beskrevne for bundudstyrs-dele og borestrengsforhåndsrør. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen gør det således muligt at formindske spildtiden ved drift af en borerig, 15 hvorved der kan opnås væsentlige besparelser. PATENTKRA.V

11. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-7, kendetegnet ved, at det rørformede legeme -(19) er et produktionsrør.

12. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-11, kendetegnet ved, at den aksiale dimension af hver af 20 rørlængderne (47) i hovedsagen svarer til boretårnets (10) indre frie høj de.

13. Borerig med et boredæk eller en boreplatform (11), et boretårn (10), der strækker sig opefter fra boredækket (11), et første hejseværk (12), der er forbundet med den øverste del af boretårnet (10) og 25 tjener til at føre et rørformet legeme (19) gennem en boreåbning (18), der er udformet i boredækket (11), der også danner et oplagringsområde (31, 32) til oplagring af rørlængder (47), der hver især indbefatter mindst to med hinanden udløseligt forbundne rørstykker (48), og første transportorganer til at transportere rørlængder (47) 30 mellem oplagringsområdet (31, 32) og det første hejseværk (12), et andet hejseværk (20), der er forbundet med den øverste del af boretårnet (10), andre transportorganer (22), der tjener til at trans- DK 168770 B1 20 portere rørlængder (47) fra det andet hejseværk (20) til oplagrings-området (31, 32), og organer til ved boreåbningen (18) at forbinde rørstykker (48) med og adskille rørstykker fra hinanden, kendetegnet ved, at det andet hejseværk (20) er anbragt 5 oven over en klargøringsåbning (21), der er afgrænset af åbningsafgrænsende organer og strækker sig gennem boredækket (il) på et sted, der ligger i afstand fra boreåbningen (18) og oplagringsområdet (31, 32), og at organerne til at forbinde rørstykker (48) med og adskille rørstykker fra hinanden også tjener til at forbinde og adskille 10 rørstykker (48) ved klargøringsåbningen, hvorved rørstykker (48) ved klargøringsåbningen (21) kan samles til rørlængder (47), der skal forbindes med det rørformede legeme (19) ved boreåbningen (18) .

14. Borerig ifølge krav 13, kendetegnet ved, at de åbningsafgrænsende organer, der 15 afgrænser klargøringsåbningen (21), er bevægelige mellem en første stilling, i hvilken klargøringsåbningen (21) er beliggende i hovedsagen lodret under det andet hejseværk (20), og en anden stilling, i hvilken klargøringsåbningens (21) akse ligger forskudt fra det andet hejseværks (20) lodrette ophængningslinje, og at boreriggen yderli-20 gere har et tredje hejseværk (49), der er anbragt således, at et deri ophængt rørstykke (48) kan bevæges ind i og ud af klargøringsåbningen (21) i dennes anden stilling.

15. Borerig ifølge krav 13 eller 14, kendetegnet ved, at de første og andre transportorganer 25 (22) omfatter en enkelt gribemekanisme (24), der kan bevæges i begge retninger langs et spor, der strækker sig mellem eller passerer boreåbningen (18) , oplagringsområdet (31, 32) og klargøringsåbningen (21) .

16. Borerig ifølge krav 15, 30 kendetegnet ved, at gribemekanismen omfatter lodret ud for hinanden beliggende gribeindretninger (24), der er anbragt på en stelkonstruktion og er bevægelig langs sporet. DK 168770 B1 21

17. Borerig ifølge krav 16, kendetegnet ved, at organerne til at forbinde og adskille rørsektioneme (48) er anbragt på stelkonstruktionen.

18. Borerig ifølge krav 16 eller 17, 5 kendetegnet ved, at stelkonstruktionen er drejelig om en lodret akse anbragt i nærheden af sporet.

19. Borerig ifølge et hvilket som helst af kravene 13-18, kendetegnet ved, at oplagringsområdet (31, 32) er beliggende mellem boreåbningen (18) og klargøringsåbningen (21).

20. Borerig ifølge krav 19, kendetegnet ved, at oplagringsområdet (31, 32) er opdelt af gribemekanismesporet, der strækker sig mellem boreåbningen (18) og klargøringsåbningen (21).

21. Borerig ifølge et hvilket som helst af kravene 13-20, 15 kendetegnet ved tredje transportorganer indrettet til at transportere rørstykker (48) fra en stilling uden for boredækket (11) til det andet hejseværk (20), der er anbragt oven over klargørings-åbningen (21).

22. Borerig ifølge et hvilket som helst af kravene 13-21, 20 kendetegnet ved, at der i boretårnet er udformet en første adgangsåbning (38) og en anden adgangsåbning (40), gennem hvilke åbninger rørstykker (48) direkte kan tilføres henholdsvis boreåbningen (18) og klargøringsåbningen (21) fra positioner uden for boredækket (11).