EA013622B1

EA013622B1 - Интегрированные верхний привод и устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы

Info

Publication number: EA013622B1
Application number: EA200801347A
Authority: EA
Inventors: Томас Дайер Вуд
Original assignee: Экстрим Койл Дриллинг Корпорэйшн
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2010-06-30
Also published as: EP1957746A1; EA200801347A1; CA2629561A1; CA2629561C; NO20082383L; WO2007061747A1; US7681632B2; AU2006316335A1; US20080314580A1; AU2006316335B2

Abstract

Устройство для проведения работ в стволах буровых скважин в земле, содержащее основание; вышку, установленную на основание; интегрированный блок верхнего привода/устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, который установлен на упомянутой вышке с возможностью продольного перемещения по ней.

Description

Область техники изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству для выполнения работ в стволах буровых скважин в земле и конкретно - к устройству, которое может использовать и гибкую насосно-компрессорную трубу, и составную (с резьбовыми замками) скважинную трубную колонну.

Предшествующий уровень техники

В бурении нефтяных и газовых скважин и сервисных работах на них использование технологии гибкой насосно-компрессорной трубы становится в последние годы все более обычным. В технологии гибкой насосно-компрессорной трубы непрерывная труба, намотанная на барабан, выпрямляется и спускается в скважину с использованием устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы. Технология гибкой насосно-компрессорной трубы может использоваться и для бурения, и для сервисных работ, например для капитального ремонта скважин.

Преимущества, предоставляемые использованием гибкой насосно-компрессорной трубы, включающие в себя экономию времени и затрат, хорошо известны. По сравнению с технологией, использующей составную скважинную трубную колонну, в которой, обычно по одной, соединяются на резьбе 3045-футовые прямые секции труб во время бурения ствола скважины, технология гибкой насоснокомпрессорной трубы предоставляет возможность непрерывного развертывания трубы при бурении скважины, существенно сокращая частоту, с которой бурение должно прекращаться для присоединения дополнительных секций трубы. Результатом этого является меньшее время, затрачиваемое на наращивание, и эффективность по времени и затратам.

Однако внедрение технологии гибкой насосно-компрессорной трубы не распространилось так широко, как первоначально ожидалось, в результате некоторых проблем, присущих практическому применению гибкой насосно-компрессорной трубы в бурении. Например, поскольку гибкая насоснокомпрессорная труба оказывается менее прочной, чем составная скважинная трубная колонна, при забуривании с поверхности, часто бывает необходимо бурить ствол под направление с использованием составной скважинной трубной колонны, цементировать обсадную колонну в стволе направления и затем переключаться на бурение гибкой насосно-компрессорной трубой. Дополнительно, когда на забое встречаются твердые пласты породы, такие как булыжник, может оказаться необходимым переключиться с бурения гибкой насосно-компрессорной трубой на бурение составной бурильной колонной, пока пласт породы не будет завершен проходкой, и затем вновь переключиться на бурение гибкой насоснокомпрессорной трубой для продолжения бурения скважины. Аналогично, когда необходимо испытать скважину на приток пластоиспытателем, чтобы оценить условия на забое, может опять оказаться необходимым переключиться с бурения гибкой насосно-компрессорной трубой на бурение составной бурильной колонной и затем опять обратно. В конце концов переключение на работу с использованием составной скважинной трубной колонны необходимо для спуска обсадной колонны в пробуренную скважину. Короче говоря, при работе с гибкой насосно-компрессорной трубой для заказчика и бригады бурения в общем необходимо переключаться с буровой установки гибкой насосно-компрессорной трубы на обычную буровую установку составной бурильной колонны и обратно, в результате чего получается значительное непроизводительное время, когда одна буровая установка убирается, а другая буровая установка устанавливается на место бурения.

Другим недостатком бурения гибкой насосно-компрессорной трубой является затратный по времени процесс сборки (компоновки низа бурильной колонны (КНБК) - составляющих частей на конце гибкой насосно-компрессорной трубы для бурения, испытаний, ремонта скважины и т.п.) и присоединения КНБК к концу гибкой насосно-компрессорной трубы. В настоящее время этот этап выполняется вручную с использованием бурового ротора и оборудования скрепления/раскрепления. В некоторых случаях используются верхние приводы, но устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы и верхний привод должны убираться при использовании одного или другого, они не могут оба располагаться вместе на одной линии со стволом скважины. Результатом этого процесса является не только затратное непроизводительное время, но он также представляет угрозу безопасности рабочих, поскольку они вынуждены вручную осуществлять манипуляции с тяжелыми составляющими частями.

Для разрешения упомянутых выше проблем, связанных с использованием технологии гибкой насосно-компрессорной трубы, и создания избирательного и быстрого переключения с использованием устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы к работе верхним приводом были разработаны некоторые так называемые универсальные или гибридные буровые установки. Типичные примеры универсальных буровых установок, т.е. буровых установок, использующих одну вышку для выполнения работ с верхним приводом и с гибкой насосно-компрессорной трубой, в которых и верхний привод, и устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы остаются, по существу, все время функционально соединенными с вышкой, показаны в патентной публикации США 2004/0206551 и патентах США № 6003598 и 6609565. Так, в патентной публикации США 2004/0206551 описывается буровая установка, выполненная с возможностью выполнения работ в стволе скважин в земле с использованием и гибкой насосно-компрессорной трубы, и составной скважинной трубной колонны, и устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, и верхнего привода, установленных на одной и той же вышке, причем имеется возможность избирательного перемещения

- 1 013622 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы между первым положением, в котором устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы находится на одной линии с осью вышки буровой установки и, следовательно, со стволом скважины в земле, и вторым положением, в котором устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы находится вне линии оси вышки буровой установки и, следовательно, ствола скважины в земле.

Во всех системах, описанных в упомянутых выше патентах, верхний привод и устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы являются двумя отдельными блоками. Соответственно, как описывается во всех упомянутых выше патентах, раскрываются различные технологии для избирательного позиционирования устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы или верхнего привода над центром ствола скважины в зависимости от того, проводятся ли работы с гибкой насосно-компрессорной трубой или составной скважинной трубной колонной.

Сущность изобретения

В одном варианте осуществления настоящего изобретения создано устройство для проведения работ в стволах буровых скважин в земле, содержащее транспортер, основание или опорную часть, вышку, установленную на транспортере, и интегрированные верхний привод/устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы (интегрированный блок), установленный на вышке с возможностью продольного перемещения вдоль нее. В одном аспекте интегрированный блок содержит две компоновки, нижний участок, или модуль, который содержит верхний привод, и верхний участок, или модуль, который содержит устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы. Нижний модуль, содержащий верхний привод, имеет сквозное отверстие или продольное отверстие, через которое может проходить гибкая насосно-компрессорная труба из верхнего модуля, содержащего устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы, когда необходимо проводить работы с использованием гибкой насосно-компрессорной трубы.

В другом аспекте настоящего изобретения создается интегрированный блок, дополнительно содержащий гусак или направляющее устройство, который соединяется с возможностью отсоединения с модулем устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы интегрированного блока и который может устанавливаться на вышке с возможностью перемещения между первым положением, в котором гибкая насосно-компрессорная труба, проходящая через гусак, может заводиться в модуль устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы так, чтобы гибкая насоснокомпрессорная труба, выходящая из него, по существу, находилась на одной линии с осью ствола скважины, и вторым положением, в которое гусак может перемещаться перпендикулярно или поворачиваться относительно интегрированного блока и, следовательно, вышки так, чтобы гибкая насоснокомпрессорная труба, которую держит гусак, находилась в стороне от оси ствола скважины.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид сбоку, частично в разрезе одного варианта осуществления устройства настоящего изобретения.

На фиг. 2 показан вид поперечного разреза по линии 2-2, показанной на фиг. 1.

На фиг. 3 показан вид сбоку устройства, показанного на фиг. 1, с гусаком или направляющим устройством, отсоединенным от устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы.

На фиг. 4 показан вид в разрезе по линии 4-4, показанной на фиг. 3.

На фиг. 5 показан вид сбоку, показывающий другой вариант осуществления устройства, показанного на фиг. 1, с гусаком или направляющим устройством, присоединенным к устьевому подающему устройству гибкой насосно-компрессорной трубы;

На фиг. 6 показан вид в разрезе по линии 6-6, показанной на фиг. 3.

На фиг. 7 показан вид, одинаковый с видом, показанным на фиг. 5, но показывающий гусак или направляющее устройство отсоединенными от устьевого подающего устройства гибкой насоснокомпрессорной трубы.

На фиг. 8 показан вид в разрезе по линии 8-8, показанной на фиг. 7.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Показанный на фиг. 1 вариант колесного транспортера, обозначенный в целом цифрой 10, включающий в себя аутригеры 11, обеспечивающие устойчивость, включает в себя подвышечное основание 12, на котором установлена вышка, обозначенная в целом цифрой 14, мачта 14, показанная на фиг. 1, являющаяся, по существу, вертикальной. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, вышка содержит две разнесенные ноги с надлежащими связями жесткости, например распорками (не показаны) между ногами 14а и 14Ь, обеспечивающими конструктивную прочность. Каждая из ног 14а и 14Ь имеет рельс или направляющую 15 и 17 соответственно, которая проходит продольно вдоль ног 14а и 14Ь соответственно и предназначение которой описывается ниже в этом документе. Валка кронблока перекрывает и соединяет ноги 14а и 14Ь. Балка кронблока несет компоновку 18 кронблока, содержащую шкивы или т. п., хорошо известные специалистам в области техники.

- 2 013622

Транспортер 10 включает в себя рабочую платформу 20 и нижнюю платформу 22, на которой установлена пара опор 24 подшипников, только одна из которых показана, и барабан 26 гибкой насоснокомпрессорной трубы, установленный на оси на опоры 24 подшипников. Гибкая насосно-компрессорная труба, стравливаемая с барабана 26, проходит вверх к гусаку/направляющему устройству 30 и захватывается им с целью, которая подробно описывается ниже в этом документе. Как хорошо известно, транспортер 10 может быть колесного типа, имеющего дышло 11 для соединения с трактором и т.п., посредством которого транспортер 10 может перемещаться с площадки на площадку. В этом отношении должно быть ясно, что вышка 14 может шарнирно отклоняться от вертикального положения, показанного на фиг. 1, в положение, по существу горизонтальное, для транспортирования, и в этом случае используются цилиндры 32, только один из которых показан и которые прикрепляются к подвышечному основанию 12 и используются для поворота вышки 14 из вертикального положения, показанного на фиг. 1, в горизонтальное положение. Интегрированный блок 40 верхнего привода/устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы установлен на вышке 14 с возможностью перемещения, другими словами скольжения, по направляющим 15, 17. Интегрированный блок содержит нижний модуль 42 верхнего привода и верхний модуль 44 гибкой насосно-компрессорной трубы. Как видно на фиг. 1 и 2, интегрированный блок 40 включает в себя направляющие выступы 15а, 15Ь и 17а, 17Ь, при этом между выступами 15а, 15Ь размещается направляющая 15, а между выступами 17а, 17Ь размещается направляющая 17. Таким образом, интегрированный блок 40 может перемещаться продольно вдоль ног 14а и 14Ь. Вдобавок, направляющие выступы 15а, 15Ь, 17а, и 17Ь во взаимодействии с направляющими рельсами 15 и 17 служат для уравновешивания реактивного вращающего момента на интегрированном блоке 40, вызванного вращением трубных деталей модулем 42 верхнего привода. Конструкция и работа верхних приводов и устьевых подающих устройств гибкой насосно-компрессорной трубы являются хорошо известными специалистам в области техники и не нуждаются в подробном описании в этом документе. Достаточно сказать, что модуль 42 верхнего привода оснащается шпинделем 46 с возможностью вращения со сквозным отверстием для соединения с резьбовой муфтой трубной детали, такой как бурильная труба, обсадная труба и т.п., посредством которого трубная деталь может перемещаться вертикально, а также вращаться. Модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы оснащается захватами/роликами 47, которые могут использоваться либо для осуществления спуска гибкой насосно-компрессорной трубы вниз или извлечения вверх.

Интегрированный блок 40 является интегрированным в том смысле, что модуль 42 верхнего привода и модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы не являются отдельными блоками, но механически соединенными один с другим и перемещаются продольно вдоль вышки 14 в унисон. Для выполнения такого перемещения один или несколько канатов 48, прикрепленных к интегрированному блоку 40, прогоняются через шкивы 18 кронблока на буровую лебедку 50, установленную на платформе 22. Таким способом при работе буровой лебедки 50 интегрированный блок 40 может перемещаться продольно вдоль вышки 14. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, можно видеть, что гибкая насосно-компрессорная труба 28 заводится в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы и проходит через участок 42 верхнего привода вниз через устьевую арматуру 54 в ствол скважины (не показан). На фиг. 1 показана ситуация, при которой модуль 42 верхнего привода не работает и используется модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы.

На фиг. 1 и 2 показано, что направляющее устройство 30 крепится к каркасу, содержащему балку 60 прямоугольного сечения, связи 62 и 64 жесткости, прикрепленные к корпусу направляющей 30 и балки 60. Балка 60, в свою очередь, крепится к паре разнесенных роликовых опор 66 и 68. Ролики 70 установлены с возможностью вращения на осях роликовых опор, первая пара роликов - на роликовую опору 66 и вторая пара - роликов на роликовую опору 68. Первый швеллер 72 крепится к ноге 14а, а второй швеллер 74 - к ноге 14Ь. Швеллера 72 и 74 выступают в поперечном направлении, т.е. перпендикулярно вышке 14, и формируют пару разнесенных направляющих. Поперечная деталь 76 соединяет концы швеллеров 72 и 74. К поперечной детали 76 прикреплена первая система 78 поршня и цилиндра, а вторая система 80 поршня и цилиндра прикреплена к противоположному концу поперечной детали 76. Как можно увидеть, сравнивая изображения на фиг. 1-3, участки цилиндров систем 78 и 80 поршень/цилиндр крепятся к концам 76а и 76Ь поперечной детали 76 соответственно, в то время как штоки поршней соединяются с роликовыми опорами 68 и 66 соответственно. Таким образом, шток поршня системы 80 поршня и цилиндра соединяется с роликовой опорой 66, в то время как шток поршня системы 78 поршня и цилиндра соединяется с роликовой опорой 68. Хотя это и не показано, системы 78, 80 поршней и цилиндров соединяются с подходящим источником гидравлической мощности, с помощью которого штоки соответствующих систем 78, 80 поршней/цилиндров могут выдвигаться и втягиваться. В положении, показанном на фиг. 1 и 2, штоки систем 78, 80 поршней и цилиндров выдвинуты и в этом положении направляющее устройство 30 установлено в такое положение относительно интегрированного блока 40, чтобы гибкая насосно-компрессорная труба 28 могла заводиться в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, при этом находясь на одной линии с осью ствола скважины, продолженной от устьевой арматуры 54. Как отмечалось выше, в этом положении модуль 44 устьевого по

- 3 013622 дающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы находится в рабочем положении для спуска гибкой насосно-компрессорной трубы в ствол скважины или извлечения ее из ствола скважины, на котором установлена устьевая арматура 54.

На фиг. 3 и 4 показана работа устройства настоящего изобретения, в котором модуль 42 верхнего привода используется в работе с составной скважинной трубной колонной. Как отмечалось выше, швеллера 72 и 74 формируют швеллерные направляющие, по существу, перпендикулярные вышке 14. Ролики 70, установленные на роликовых опорах 66 и 68, сцепляются с швеллерами 72 и 74 так, что посредством выдвигания и втягивания штоков системы 78, 80 поршней и цилиндров каркас, несущий направляющее устройство 30, может перемещаться в поперечном направлении относительно вышки 14. Таким образом, как ясно показано на фиг. 3 и 4, когда поршни системы 78, 80 поршней и цилиндров втянуты, балка 70 и связанные с ней детали конструкции, формирующие каркас направляющего устройства 30, перемещаются в положение, показанное на фиг. 3 и 4, и, как это лучше всего видно на фиг. 3, в этом положении гибкая насосно-компрессорная труба 28 является перемещенной в положение, в котором она более не находится на одной линии с осью ствола скважины, на котором установлена устьевая арматура 54. Должно быть понятно, что для завершения этого перемещения направляющего устройства 30, тогда когда устройство находится в положении, показанном на фиг. 1, интегрированный блок 40 должен перемещаться вниз для высвобождения гибкой насосно-компрессорной трубы из модуля 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, тем самым оставляя свободный конец 90, как показано на фиг. 3. Должно быть понятно, что направляющее устройство 30 должно оснащаться застопоривающим или захватывающим механизмом с возможностью работать избирательно, который может захватывать и/или удерживать гибкую насосно-компрессорную трубу в положении, показанном на фиг. 3, т.е. со свободным концом 90, выступающим из направляющей 30. Такой захватывающий механизм выполняет по меньшей мере две задачи:

(а) поддерживает свободный конец 90 гибкой насосно-компрессорной трубы 28, который может легко заводиться в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы; и (б) предотвращает уход назад к барабану 26 и/или разматывание с него гибкой насоснокомпрессорной трубы 28, что может быть чрезвычайно опасно для персонала на буровой установке и около нее и может также вызвать повреждение оборудования.

После того как гибкая насосно-компрессорная труба убрана от модуля 44, как показано на фиг. 3 и 4, модуль 42 верхнего привода получает возможность проведения работ с составной скважинной трубной колонной. В этом отношении можно видеть на фиг. 3, что шпиндель 46 ввинчен резьбой в муфту 92 трубы 94, которая может являться бурильной трубой, обсадной трубой или любой другой трубой нефтепромыслового сортамента, или, что важно, в инструмент с резьбовым замком, который, в свою очередь, соединен с другим скважинным трубным инструментом и связанным с ним инструментом, если необходимо. Таким образом, должно быть понятно, что в положении, показанном на фиг. 3, интегрированный блок 40 находится в положении для спуска труб, например трубы 94 нефтепромыслового сортамента, в ствол и их подъема из ствола скважины через устьевую арматуру 54. Хотя это не показано, должно быть понятно, что трубы 94 нефтепромыслового сортамента могут затаскиваться через желоб козырька приемного моста или т.п. устройства посредством элеватора (не показано), хорошо известного в уровне техники, и что подвышечное основание 12 может включать в себя буровой ротор, так что трубы 94 нефтепромыслового сортамента, подвешенные на элеваторе, могут закрепляться неподвижно для вращения, в то время как шпиндель 46 с резьбовым замком сцепляется с резьбовой замковой муфтой 92. Также, как хорошо известно в уровне техники, при использовании составной скважинной трубной колонны, такой как колонна из труб 94 нефтепромыслового сортамента, звенья последовательно соединяются для получения необходимой прочности колонны.

На фиг. 5 и 6 показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором направляющее устройство 30 вместо того, чтобы иметь возможность поперечного перемещения относительно вышки, как показано на фиг. 1-4, присоединяется к вышке таким образом, что может отклоняться или поворачиваться из положения, в котором гибкая насосно-компрессорная труба, выдвигающаяся из направляющего устройства 30, находится на одной линии с модулем 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, чтобы она могла заводиться в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы во второе положение, в котором гибкая насоснокомпрессорная труба 28 находится вне совмещения с модулем 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы и, по существу, перпендикулярна вышке 14. Как видно на фиг. 5 и 6, имеется пара кронштейнов 101, прикрепленных к ногам 14а и 14Ь и выступающих от них в поперечном направлении. К удаленным от ног 14а и 14Ь концам кронштейнов 101 крепится поперечная распорка 102 в форме швеллера, при этом кронштейны 101 и поперечная распорка 102 образуют раму. К поперечной распорке 102 крепится система 105/106 поршней и цилиндров, которая может быть гидравлической, что хорошо понятно специалистам в области техники. Шток 106 поршня соединен вилкой с рычагом или шатуном 104 с возможностью поворота относительно вилки и неподвижно скрепленным на противоположной стороне с валом 100. Вал 100, в свою очередь, неподвижно скреплен с коробчатой трубой 107, которая, в свою очередь, неподвижно скреплена с низом направляющего устройства 30.

- 4 013622

На фиг. 5 и 6 показано, что направляющее устройство 30 соединяется с модулем 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы так, что гибкая насосно-компрессорная труба 28 совмещается с модулем 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы до такой степени, чтобы гибкая насосно-компрессорная труба 28 могла подаваться в устьевое подающее устройство 40 и затем в устьевую арматуру 54 над стволом скважины. В этом отношении, как показано на фиг. 5 и 6, гибкая насосно-компрессорная труба 28, выходящая из модуля 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, находится, по существу, на одной линии с осью ствола скважины под устьевой арматурой 54. Как и в случае, рассматривавшемся выше для вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг. 1-4, направляющее устройство 30 соединяется с модулем 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы с возможностью избирательного отсоединения, и при нахождении в соединенном состоянии модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы может выполнять обычные действия с помощью гибкой насоснокомпрессорной трубы, т.е. бурение, капитальный ремонт и т.п. Когда необходимо использование модуля 42 верхнего привода для действий с составной скважинной трубной колонной и т.п., обычно необходимо отсоединить направляющую 30 от модуля 44 устьевого подающего устройства гибкой насоснокомпрессорной трубы. Это может легко выполняться с помощью варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 5-8.

На фиг. 7 и 8 направляющее устройство 30 показано убранным от модуля 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, а модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы и модуль 42 верхнего привода трубы поднятыми вверх относительно положения, показанного на фиг. 5 и 6. Для отсоединения направляющего устройства 30 от модуля 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы шток 106 поршня втягивается в цилиндр 105, что перемещает рычаг или шатун 104 вниз. Поскольку конец шатуна 104, удаленный от конца, соединенного с поршнем 106, неподвижно закреплен на валу 100 и поскольку вал 100 неподвижно закреплен на коробчатой раме 107, когда рычаг 104 поворачивается вокруг вилочного соединения, соединяющего рычаг 104 и шток 106 поршня, коробчатая труба 107 и, следовательно, направляющее устройство 30 также поворачиваются вокруг оси, заданной валом 100. Таким образом, при полном повороте в положение, показанное на фиг. 7, свободный конец гибкой насосно-компрессорной трубы 28 становится, по существу, перпендикулярным вышке 14. Вдобавок, как можно видеть на фиг. 7, при показанном повороте направляющего устройства 30, интегрированный блок 40 модуля 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы и модуля 42 верхнего привода может свободно перемещаться в продольном направлении вдоль вышки 14.

Как описано выше в отношении вариантов осуществления изобретения, показанных на фиг. 1-4, должно быть понятно, что направляющее устройство 30 должно оснащаться подходящим застопоривающим или захватывающим механизмом, который поддерживает свободный конец гибкой насоснокомпрессорной трубы в направляющем устройстве 30, так чтобы он мог легко заводиться в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, когда необходимо, и также предотвращает уход назад к барабану 26 и/или разматывание с него гибкой насосно-компрессорной трубы 28. Также, как показано на фиг. 1-4, когда направляющее устройство 30 повернуто в положение, показанное на фиг. 7 и 8, модуль 42 верхнего привода свободен для проведения работ с составной скважинной трубной колонной или для любого другого надлежащего использования.

Должно быть ясно, что транспортер 10 может быть самоходным. В дополнение к этому, транспортер может содержать стационарную конструкцию, например блок на полозьях, которая может подниматься и ставиться на прицеп или другое транспортное средство для перемещения на другую площадку, если необходимо. Также должно быть ясно, что устройство настоящего изобретения может устанавливаться на полозьях на морской платформе или другом подвышечном основании, на котором устанавливаются вышка и другие составляющие части. Как отмечалось выше, модуль 42 верхнего привода предусматривается с продольным сквозным отверстием 43 для прохода через него гибкой насоснокомпрессорной трубы 28. Очевидно интегрированный блок может разрабатываться таким, чтобы модуль 42 верхнего привода был с вырезом, чтобы вместо создаваемого продольного отверстия в модуле 42 верхнего привода, гибкая насосно-компрессорная труба 28 могла проходить через вырез в модуле 42 верхнего привода.

Хотя это не показано, должно быть понятно, что интегрированный блок 40 может переноситься на подходящей подвесной платформе или т.п., прикрепленной к тросам 48 для перемещения интегрированного блока 40 продольно вдоль вышки 14.

Хотя можно допустить, что интегрированный блок 40 мог бы иметь монолитный корпус для целей обслуживания соответствующих модулей, обычно модуль 42 верхнего привода и модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы должны быть с раздельными, соединенными корпусами, которые предоставляют возможность избирательного доступа к одному из модулей, если необходимо. Должно быть также понятно, что подходящие детали конструкции могут соединять модуль 42 верхнего привода с модулем 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы таким способом, чтобы они перемещались как единый блок. Термин интегрированный, как он ис

- 5 013622 пользуется для интегрированного устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы/верхнего привода настоящего изобретения, направлен на то, чтобы вместить структуру монолитных раздельных скрепленных модулей и им подобного, которые, независимо от формы, могут перемещаться продольно вдоль вышки как единый блок, в отличие от устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы и верхнего привода с возможностью независимого перемещения друг относительно друга вдоль вышки. Дополнительно, хотя интегрированный блок согласно настоящему изобретению описан в отношении модуля или участка гибкой насосно-компрессорной трубы, находящегося над модулем или участком верхнего привода, в объеме настоящего изобретения находится то, что относительные положения устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы и верхнего привода могут поменяться, т.е. верхний привод будет над устьевым подающим устройством гибкой насосно-компрессорной трубы. Хотя такая конфигурация представляет большие трудности с инженерной точки зрения, тем не менее сконструировать такой интегрированный блок возможно. Одним из преимуществ интегрированного блока согласно настоящему изобретению является тот факт, что устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы и верхний привод могут использовать общие составляющие части, например гидравлическую систему, системы планетарных редукторов и другие пневматические, гидравлические или механические системы, которые используются или могут использоваться либо в устьевом подающем устройстве гибкой насосно-компрессорной трубы, либо в верхнем приводе.

Можно увидеть, что настоящее изобретение создает уникальную универсальную буровую установку, которая может избирательно манипулировать и спускать/поднимать различные типы труб, гибкую насосно-компрессорную трубу и другое скважинное оборудование, тем самым устраняя потребность в двух буровых установках - одной буровой установки для использования верхнего привода обычным способом и отдельной установки устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы для выполнения работ с гибкой насосно-компрессорной трубой.

Как описано выше, направляющее устройство 30 может устанавливаться либо на тележку или на шасси, которая перемещается вдоль направляющих, перпендикулярных ногам 14а и 14Ь вышки 14 и прикрепленных к ним, либо на раме, прикрепленной к вышке 14, которая предоставляет возможность направляющему устройству 30 отклоняться или поворачиваться, как описано. Таким способом направляющее устройство 30 может избирательно перемещаться поперек вышки или поворачиваться относительно вышки, например, из первого положения, в котором направляющее устройство 30 может прикрепляться к устьевому подающему устройству гибкой насосно-компрессорной трубы, и свободный конец 90 гибкой насосно-компрессорной трубы 28 может заводиться в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы при выполнении работ с гибкой насосно-компрессорной трубой, и второго положения, при котором, когда гибкая насосно-компрессорная труба убрана из модуля 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, гибкая насосно-компрессорная труба должна быть в стороне от совмещения с модулем 44 устьевого подающего устройства гибкой насоснокомпрессорной трубы, чтобы предоставить возможность выполнения работ с составной скважинной трубной колонной модулю 42 верхнего привода.

Также должно быть понятно, что направляющее устройство 30 не обязательно устанавливать на поворотную систему или систему с тележкой и направляющими, прикрепленную к вышке. Например, отдельный кран, например кран с поворотной стрелой, может использоваться, чтобы держать направляющее устройство 30 в положении, показанном на фиг. 3, в котором свободный конец 90 гибкой насоснокомпрессорной трубы не заводится в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насоснокомпрессорной трубы, или альтернативно в положении, показанном на фиг. 1, когда гибкая насоснокомпрессорная труба 28 заводится в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насоснокомпрессорной трубы. В этом отношении, когда используется отдельный кран или другое подъемное устройство для позиционирования направляющего устройства так, чтобы гибкая насосно-компрессорная труба могла заводиться в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы, транспортер 10 не должен быть единым транспортным средством, платформой или т.п. Вместо этого барабан 26 гибкой насосно-компрессорной трубы с направляющим устройством 30 могут находиться на отдельном прицепе, транспортере и т.п., в то время как вышка, несущая интегрированный блок 40, может находиться на другом прицепе, транспортере и т.п. Вдобавок, кран может иметь форму мачтового крана или телескопического манипулятора, который может устанавливаться на отдельном прицепе, который транспортировал барабан с гибкой насосно-компрессорной трубой и направляющее устройство 30 и который может использоваться для подъема направляющего устройства 30 и позиционирования его так, чтобы гибкая насосно-компрессорная труба 28 могла заводиться в модуль 44 устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы.

Вышеизложенное описание и примеры показывают выбранные варианты осуществления изобретения. В этой связи специалистам в области техники должны предлагаться вариации и видоизменения конфигураций, которые все выдержаны в духе и соответствуют идеям этого изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для проведения работ в стволе буровой скважины в земле, содержащее основание;

вышку, установленную на основание;

интегрированный блок верхнего привода/устьевого подающего устройства гибкой насоснокомпрессорной трубы, установленный на упомянутой вышке с возможностью продольного перемещения по ней.
2. Устройство по п.1, в котором упомянутый интегрированный блок содержит верхний участок и нижний участок, причем упомянутый верхний участок содержит упомянутое устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы и упомянутый нижний участок содержит упомянутый верхний привод, при этом упомянутый нижний участок содержит сквозное отверстие для обеспечения прохождения гибкой насосно-компрессорной трубы от упомянутого устьевого подающего устройства гибкой насосно-компрессорной трубы.
3. Устройство по п.2, дополнительно содержащее направляющее устройство гибкой насоснокомпрессорной трубы, причем направляющее устройство соединено с возможностью отсоединения с упомянутым устьевым подающим устройством гибкой насосно-компрессорной трубы.
4. Устройство по п.3, в котором упомянутое направляющее устройство устанавливается на упомянутой вышке для поперечного перемещения относительно упомянутой вышки между первым положением, в котором гибкая насосно-компрессорная труба от упомянутого направляющего устройства может заводиться в упомянутое устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы, и вторым положением, в котором гибкая насосно-компрессорная труба от упомянутого направляющего устройства находится вне совмещения с упомянутым устьевым подающим устройством гибкой насоснокомпрессорной трубы.
5. Устройство по п.3, в котором упомянутое направляющее устройство устанавливается на упомянутой вышке для поворотного перемещения между первым положением, в котором гибкая насоснокомпрессорная труба от упомянутого направляющего устройства может направляться в упомянутое устьевое подающее устройство гибкой насосно-компрессорной трубы, и вторым положением, в котором упомянутая гибкая насосно-компрессорная труба от упомянутого направляющего устройства, по существу, становится поперек упомянутой вышки.