FR2586748A1 - An apparatus for drilling, end drive - Google Patents

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FR2586748A1
FR2586748A1 FR8514676A FR8514676A FR2586748A1 FR 2586748 A1 FR2586748 A1 FR 2586748A1 FR 8514676 A FR8514676 A FR 8514676A FR 8514676 A FR8514676 A FR 8514676A FR 2586748 A1 FR2586748 A1 FR 2586748A1
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Daniel G Shaw
Billy Mac Cline
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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
    • E21B19/20Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically

Abstract

<P>UN DERRICK DE FORAGE 15 PORTE DEUX RAILS DE GUIDAGE 17 S'ETENDANT VERS LE HAUT. <P> A 15 DERRICK DRILL TWO DOOR GUIDE RAILS 17 EXTENDING UP. UN CHASSIS SUPPORT 16 EST SUR LES RAILS DE GUIDAGE 17 ET DEPLACABLE LE LONG DE CES RAILS. A 16 CHASSIS SUPPORT IS ON TRACK GUIDE 17 and movable along THESE TRACKS. SUR LE CHASSIS SUPPORT 16 SONT MONTES UN ENTRAINEMENT EN TETE 10, UN DISPOSITIF DE SERRAGE DE CONDUITE 26, 31 ET DES MOYENS 23 DE POSITIONNEMENT DE CONDUITE. CHASSIS SUPPORT 16 TRAINING ARE MOUNTED A HEADER 10 A TIGHTENING THE STEERING MECHANISM 26, 31 AND 23 MEANS OF DRIVING POSITION. L'ENTRAINEMENT EN TETE 10 COMPREND UN MOTEUR A COMMANDE HYDRAULIQUE AYANT UN ARBRE D'ENTRAINEMENT CREUX 30 FILETE AUX DEUX EXTREMITES. TRAINING IN HEAD INCLUDES 10 HYDRAULIC ENGINE WITH A HOLLOW DRIVE SHAFT 30 SCREW THE ENDS TWO. L'EXTREMITE HAUTE DE L'ARBRE EST RELIEE A UN PIVOT 11 FIXE PAR DES MAILLONS 12 A UN BLOC MOBILE 13. L'AUTRE EXTREMITE EST RELIEE AU TRAIN DE FORAGE. THE HIGH END OF THE TREE IS CONNECTED TO A FIXED BY PIVOT 11 12 LINKS TO MOBILE BLOCK 13. OTHER END IS CONNECTED TO DRILLING TRAIN. L'ENTRAINEMENT EN TETE 10 EST MONTE SUR LE CHASSIS SUPPORT 16 DE TELLE FACON QUE, LORS DE L'UTILISATION, ON PUISSE LE FAIRE TOURNER HORIZONTALEMENT POUR L'ECARTER DE L'AXE DU TRAIN.</P> TRAINING TOP 10 IS MOUNTED ON THE CHASSIS 16 SUPPORT SO THAT, WHEN USING, ON THE CAN TURN HORIZONTAL TO DEPART FROM THE AXIS OF THE TRAIN. </ P>

Description

i i

ADppareil destiné au foraae,à entrainement en tête. ADppareil for the foraae, to drive the head.

L'invention concerne les appareils destinés au forage. The invention relates to devices for drilling. Il est de pratique courante lors d'opérations de forage de faire tourner le train de forage ou d'autres It is common practice during drilling operations to rotate the drill string or other

organes tubulaires à mettre en oeuvre à l'aide d'un en- tubular members to implement using an in-

trainement à table tournante ou d'un entraînement en tête à moteur électrique. dragging rotary table or a drive by electric motor head. Les entraînements à table tournante ont un faible rendement et sont coûteux. The drives turntable has a low yield and are expensive. Les entraînements électriques en tête présentent de nombreux problèmes. Electric drives have led to many problems. Par exemple, pour déplacer et supporter des trains de forage dont le poids va jusqu'à 500 tonnes, For example, for moving and supporting drilling trains weighing up to 500 tons,

les moteurs de traction à courant continu utilisés doi- direct current traction motors used doi-

vent être très gros et en conséquence ils exigent un système de refroidissement du moteur efficace et de grande taille. wind be very large and therefore they require a cooling system efficient engine and large. Surtout, l'utilisation d'un entraînement électrique en tête fait naître des risques potentiels considérables en ce qui concerne la sécurité. Especially, the use of an electric drive in head raises considerable potential risk regarding security. A cause de ces risques potentiels, parvenir à répondre aux codes de sécurité adoptés et obtenir la certification en vue des assurances dans le cas d'entraînement électrique en tête constitue un processus fastidieux, coûteux et prenant du Because of these potential risks, achieving meet safety codes adopted and obtain certification for insurance in the case of electric drive head is a tedious, expensive and taking the

temps. time. De nombreux inconvénients structurels et fonc- Many structural and functional drawbacks

tionnels accompagnent également l'utilisation d'entraî- tional also accompany the use of entraî-

nement électrique en tête. ment electrical leads. Ainsi, un entraînement élec- Thus, a drive elec-

trique en tête de type connu utilise un palier de butée known type head uses a stick thrust bearing

coûteux pour supporter le train de forage. expensive for supporting the drill string. Un autre en- Another in-

trainement électrique en tête de type connu emploie un electrical dragging in known type head employs a

moteur électrique décalé par rapport à l'arbre qui sup- electric motor offset relative to the shaft which SUP

porte le train de forage, ce qui se traduit par un désé- carries the drill string, which results in a désé-

quilibre dans la répartition du couple de réaction appliquée. balance in the distribution of applied torque reaction. Suivant un aspect de la présente invention il According to one aspect of the present invention it

est prévu, pour ou en vue de l'utilisation dans une ins- is provided for or for use in an in-

tallation de forage ayant au moins deux rails de guidage s'étendant vers le haut, un appareil comprenant: a) un châssis support pouvant être monté sur lesdits rails de guidage et déplaçable le long de ces rails, et b) un entraînement en tête monté sur le châssis support, caractérisé en ce que c) ledit entraînement en tête comprend un moteur à commande hydraulique ayant un arbre d'entraînement creux. tallation drill having at least two guide rails extending upwardly, an apparatus comprising: a) a support frame mountable on said guide rails and movable along these rails, and b) a drive head mounted on the support frame, characterized in that c) said drive head comprises a hydraulic drive motor having a hollow drive shaft. L'entraînement en tête est avantageusement monté The drive head is advantageously mounted

sur le châssis support de telle façon que, lors de l'u- on the support frame such that, when the u-

tilisation, on puisse le faire tourner dans un plan sing, it can rotate in a plane

sensiblement horizontal entre une position de fonction- substantially horizontal position between a functional

nement et une position d'entretien. ment and a maintenance position.

Cet appareil comporte avantageusement des moyens This device advantageously comprises means

de positionnement de conduite montés sur le châssis sup- driving positioning mounted to the frame SUP

port et pouvant être mis en oeuvre pour soulever la con- port and being operable to raise the con-

duite et l'amener en place au dessous de l'entraînement pick up and bring it below the drive

en tête. on your mind.

Les moyens de positionnement de conduite sont de préférence montés sur le châssis support de telle façon que, lors de l'utilisation, ils soient déplaçables dans Driving positioning means are preferably mounted on the support frame such that, in use, they are movable in

un plan sensiblement horizontal. a substantially horizontal plane.

L'appareil comporte avantageusement un disposi- The apparatus advantageously comprises a provi-

tif de serrage de conduite monté sur le châssis support driving clamping tif mounted on the support frame

de telle façon que, lors de l'utilisation, il soit dé- such that, in use, it is de-

plaçable dans un plan sensiblement horizontal. placeable in a substantially horizontal plane.

La présente invention propose également, pour ou en vue de l'utilisation dans une installation de forage ayant au moins deux rails de guidage s'étendant vers le haut et un châssis support pouvant être monté sur les rails de guidage et déplaçable le long de ces rails, un appareillage de positionnement de conduite comprenant: a) un bras de mise en place, b) un bol ménagé dans le bras de mise en place pour supporter une conduite, The present invention also provides for or for use in a drilling installation having at least two guide rails extending upward and a support frame mountable on the guide rails and movable along these rails, a pipe positioning apparatus comprising: a) setting up arm, b) a bowl formed in the establishment arm for supporting a pipe,

c) une ouverture latérale dans le bol pour per- c) a side opening in the bowl for per-

mettre à une conduite de pénétrer dans le bol, make a pipe penetrate into the bowl,

d) des moyens de verrouillage rétractables dis- d) retractable locking means dis-

posés en travers de l'ouverture, et e) des moyens pour relier ledit appareil audit laid across the opening, and e) means for connecting said apparatus to said

support de telle façon que l'appareil puisse être dépla- support so that the apparatus can be dépla-

cé, lors de l'utilisation, dans un plan sensiblement ho- ce, in use, in a plane substantially ho-

rizontal. zontal. L'appareil comporte avantageusement des moyens pour lever et baisser le bras de mise en place lors de l'utilisation. The apparatus advantageously includes means for raising and lowering the establishment arm during use. Pour faire mieux comprendre l'invention et pour montrer comment cette dernière peut être mise en oeuvre, on fera maintenant référence, à titre d'exemple, aux dessins ci-joints dans lesquels: To better understand the invention and to show how it can be implemented, reference is now made, for example, to the accompanying drawings in which:

- la figure 1 est une vue schématique en éléva- - Figure 1 is a schematic elevational view

tion d'une installation de forage munie d'un appareil suivant la présente invention, tion of a drilling rig provided with a device according to the present invention,

- la figure 2 est une vue de dessus de l'appa- - Figure 2 is a top view of the apparent

reil de positionnement de conduite, en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe d'un maillon d'échappement, driving positioning Reil, in section along the line II-II of Figure 1, - Figure 3 is a sectional view of an exhaust link,

- la figure 4 est une vue en coupe d'un accou- - Figure 4 is a sectional view of a accou-

plement à démontage rapide à cannelures, - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne VV de la figure 4, - la figure 6 est une vue de dessus, en coupe partielle, d'un assemblage de serrage pour séparation et jonction, plement quick disconnect grooves, - Figure 5 is a sectional view along the line VV of Figure 4, - Figure 6 is a top view, partially in section, of a clamping assembly for separation and junction,

- la figure 7 est une vue de côté de l'assembla- - Figure 7 is a side view of the assembla-

ge de la figure 6, ge of Figure 6,

- la figure 8 montre, à grande échelle, un dé- - Figure 8 shows a large scale, a de-

tail de l'assemblage montré en figure 7, - la figure 9 est une vue de dessous, en coupe partielle, de la partie basse de l'assemblage de la figure 7, - la figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne XX de la figure 9, et - la figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 9. La figure 1 montre un entraînement en tête 10 Detail of the assembly shown in Figure 7, - Figure 9 is a bottom view, partially in section, of the lower part of the assembly of Figure 7, - Figure 10 is a sectional view along line XX of Figure 9, and - Figure 11 is a XI-XI cross-sectional view taken along line of Figure 9. Figure 1 shows a drive head 10

suspendu à un pivot 11 de type disponible dans le com- suspended from a pivot 11 of the type available in the com-

merce, muni éventuellement de maillons d'échappement 12. commerce, possibly provided with exhaust links 12.

Les maillons d'échappement 12 sont, à leur tour, fixés & un bloc mobile 13 qui est suspendu par des câbles à un bloc de couronnement 14 du derrick 15. L'entraînement en tête 10 est fixé à un châssis support 16 monté sur des rails de guidage 17 montés sur le derrick 15 de façon & pouvoir glisser sur ces rails. Exhaust links 12 are in turn attached & a movable block 13 which is suspended by cables to a crown block 14 of the derrick 15. The drive head 10 is attached to a support frame 16 mounted on guide rails 17 mounted on the derrick 15 so & to slide on these rails. L'entrainement en tête 10 est fixé à l'arbre du pivot 11 par l'intermédiaire d'un arbre creux fileté d'une seule pièce ou en utilisant un The drive head 10 is attached to the pivot shaft 11 via a threaded hollow shaft in one piece or by using a

accouplement rapide & cannelures 18. Le fluide hydrauli- Quick & coupling grooves 18. The fluid hydraulically

que qui actionne l'entraînement en tête 10 est amené par des conduites 19 et des tuyaux 20 à partir d'un ensemble that which actuates the drive head 10 is supplied via pipes 19 and pipes 20 from a set

à moteur 21 placé en un endroit convenable. motor 21 placed at a suitable location. L'entraîne- The entrainment

ment en tête 10 comporte un arbre creux 30 ayant une extrémité haute filetée 30a destinée ment in head 10 comprises a hollow shaft 30 having a threaded end 30a for high

l'accouplement rapide à cannelures 18. quick coupling spline 18.

L'entraînement en tête 10 est support 16 de façon telle qu'il puisse plan horizontal autour d'un pivot 22 sur port à roue 16 en vue de l'entretien ou service. The drive head 10 is support 16 in such a way that it can horizontal plane about a pivot port 22 of wheel 16 for maintenance or service. Un bras 23 de mise en place de rage est également monté à pivot sur le 16 de façon telle qu'on puisse le faire à être reliée à fixé au châssis tourner dans un An arm 23 of establishment of rabies is also pivoted to the 16 so as it can do to be connected to fixed to the frame rotatable in a

le chassis sup- chassis SUP-

de la mise hors the decommissioning

conduite de fo- driving fo-

châssis support tourner dans un support frame rotatable in a

plan horizontal et l'amener à un point de saisie de con- horizontal plane and bring it to an input point of con-

duite de forage en utilisant des vérins 24 (figure 2). drilling reduced by using the jacks 24 (Figure 2).

Le bras de mise en place de conduite de forage 23 est déplaçable jusqu'à un point o la conduite de forage 66 est directement au dessus de l'axe du puits à forer. The drill pipe donning arm 23 is movable to a point where the drill pipe 66 is directly above the axis of the well to be drilled. Un A

vérin ou des vérins supplémentaires 25 (figure 1) soulé- cylinder or additional jacks 25 (Figure 1) soulé-

ve(nt) alors la conduite de forage 66 pour permettre d'établir une liaison filetée, soit à l'extrémité basse taraudée 30b de l'arbre creux 30, soit à l'extrémité basse taraudée d'un adaptateur à maillon de levage 27 (lorsqu'on l'utilise) soit encore à l'extrémité taraudée de l'embout de rattrapage 27 (couramment désigné par le terme anglo-saxon saver sub), lorsqu'on l'utilise. ve (s) while the drill pipe 66 to allow to establish a threaded connection, or to the threaded lower end 30b of the hollow shaft 30 is threaded to the lower end of an adapter 27 lifting link (when used) is still in the threaded end of the catch-connector 27 (commonly known by the English term saver sub), when used. Etant donné que la force motrice exercée par l'entraînement supérieur 10 est centrée par rapport à l'arbre creux 30, les forces de réaction sont sensiblement équilibrées et on applique au train de forage une force sensiblement concentrique. Since the driving force exerted by the top drive 10 is centered with respect to the hollow shaft 30, the reaction forces are substantially balanced and is applied to the drill string substantially concentric force. Un dispositif de serrage comprenant une section haute 26 et une section basse 31 pivote également sur le châssis support 16 de telle façon qu'on puisse le faire A clamping device comprising a top section 26 and bottom section 31 also pivots on the frame support 16 so that one can do

tourner de côté dans un plan horizontal afin de permet- turn sideways in a horizontal plane to permet-

tre l'accès en vue de l'entretien ou de l'enlèvement. be access for maintenance or removal.

Si l'on se reporte encore à la figure 1, on voit que le bras de mise en place 23 est muni d'un bol 33 qui If we again to FIG 1, it is seen that the up 23 up arm is provided with a bowl 33 which

présente un siège évasé de façon à correspondre au rac- has a flared seat so as to correspond to rac-

cord d'outil de la conduite de forage. cord drilling driving tool. Une ouverture la- A la opening

térale 35a est prévue, et un verrou 35 s'étend à travers elle. térale 35a is provided, and a bolt 35 extends through it. Le verrou 35 est déplaçable pour permettre à une conduite de forage d'entrer. The latch 35 is movable to permit a drill pipe to enter. Le verrou 35 est repoussé par ressort vers la position de fermeture. The latch 35 is urged by spring to the closed position. Une conduite A conduct

de forage peut être chargée en la poussant vers l'ouver- drilling can be loaded by pushing the open-

ture 35a. ture 35a. On utilise un vérin 36 pour amener le verrou an actuator 36 is used to move the bolt

en position ouverte. in the open position. Le vérin 25, lorsqu'il est ac- The actuator 25, when ac-

tionné, déplace la conduite de forage 66 et l'amène en tioned, moves the drill pipe 66 and brings it into

contact avec le taraudage correspondant de l'embout 67. contact with the internal thread of the corresponding tip 67.

Le verrou 35 peut aussi bien être actionné manuellement. The latch 35 may also be operated manually.

La figure 3 montre que chaque maillon d'échappe- Figure 3 shows that each link of échappe-

ment 12 comporte un piston 34 qui est repoussé vers le haut dans un cylindre 34a par le fluide sous pression qui pénètre à l'intérieur du cylindre 34a à partir d'un accumulateur 38. La force interne agit comme un ressort de compression. ment 12 includes a piston 34 which is urged upwardly in a cylinder 34a by the pressurized fluid which penetrates into the cylinder 34a from an accumulator 38. The internal force acts like a compression spring. Lorsque le piston 34 est repoussé vers le bas par une charge, l'énergie potentielle est stockée dans l'accumulateur hydraulique 38. Lorsque la charge se réduit ensuite, par exemple lorsqu'un tronçon du train de forage est en cours de dévissage, la distance entre les trous d'accrochage 43a et 43b diminue, le train de forage proprement dit reste fixe dans le trou et le pivot 11 se soulève au fur et à mesure de la séparation des éléments filetés du train de forage. When the piston 34 is pushed downwardly by a load, the potential energy is stored in the hydraulic accumulator 38. When the load is then reduced, for example when a drill string section is being unscrewed, the distance between the attachment holes 43a and 43b decreases, the drill string itself remains fixed in the hole and the pivot 11 rises progressively as the separation of the threaded elements of the drill string. Lorsque les tronçons sont dévissés, le tronçon haut se dégage au dessus du train de forage proprement dit sous l'action du piston 34 dans le cylindre 34a. When the sections are unscrewed the upper section emerges above the drill string itself under the action of piston 34 in the cylinder 34a. Lorsque la charge est entièrement enlevée, la distance entre les trous de fixation 43a et 43b est minimale. When the load is entirely removed, the distance between 43a and fixing holes 43b is minimal. Des joints seals

d'étanchéité 37 sont prévus autour du piston 34. seal 37 are provided around the piston 34.

Les figures 4 et 5 montrent que l'accouplement à cannelures rapide comprend (a) un organe tubulaire 40 comportant une cannelure mâle et un prolongement portant un élément d'étanchéité 42 et (b) une section 41 munie d'une cannelure femelle qui coopère avec la cannelure mâle. Figures 4 and 5 show that the fast splined coupling comprises (a) a tubular member 40 having a male spline and an extension bearing a sealing element 42 and (b) a section 41 provided with a female spline which cooperates with the male spline. Un collier fileté 39 coopère avec le filetage sur la section 41. Un épaulement interne 45 du collier 39 A threaded collar 39 cooperates with the thread on the section 41. An internal shoulder 45 of the collar 39

vient buter contre un rebord 44 de l'organe 40 et ver- abuts against a flange 44 of the member 40 and ver-

rouille en conséquence l'ensemble sous forme d'un équi- rust accordingly set as a equitable

page claveté et étanche. keyed and sealed page. Le couple est transmis par The torque is transmitted by

l'intermédiaire des cannelures. via splines.

La figure 6 montre que la section haute 26 du Figure 6 shows that the upper section 26 of

dispositif de serrage comporte un caisson 56 fixé de fa- clamping device comprises a box 56 fixed to fa-

çon permanente à des bras support 50. Un mors 52 est fixé à un porte mors interne 53 par des broches 58. Les Con A permanent support arm 50. A jaw 52 is fixed to an internal jaw holder 53 by pins 58. The

mors 51 et 52 sont prévus pour se déplacer vers l'inté- jaws 51 and 52 are provided to move the integral

rieur ou vers l'extérieur sur des guides 57. Le vérin , lorsque sa chambre 65 est mise en pression, amène le mors 51 en contact avec la pièce de travail tubulaire 62. Lorsque le mors 51 s'appuie sur la pièce de travail 52, une force de réaction écarte-le porte mors interne 53 de la pièce de travail 62 jusqu'à ce que le mors 52 fixé au porte mors interne 53 soit refoulé au contact de la pièce de travail 62. Lors du fonctionnement, la mise en pression de la chambre 65 fait naître une force d'ac- than or outwardly on guides 57. The actuator, when the chamber 65 is pressurized, causes the jaws 51 in contact with the tubular work piece 62. When the bit 51 is supported on the workpiece 52 , a reaction it deviates door inner jaw of force 53 of the workpiece 62 until the jaws 52 fixed to the door inner jaw 53 is pushed into contact with the workpiece 62. in operation, the setting pressure chamber 65 raises a force ac-

crochage qui imprime de façon ferme les mâchoires den- crochage who firmly prints jaw den-

tées 64 dans la pièce de travail 62. Lors du fonction- FOA 64 in the workpiece 62. During the functional

nement inverse, la chambre 63 du vérin 60 est mise en pression ce qui écarte le mors 51 de la pièce de travail ment Conversely, the chamber 63 of the cylinder 60 is pressurized which avoids the jaws 51 of the workpiece

62. Après une course partielle, le mors 51 vient en con- 62. After a partial stroke, the jaw 51 comes con-

tact avec des butées 54 qui forcent le cylindre du vérin tact with stops 54 which force the actuator cylinder

et le porte mors interne 53 à se déplacer vers l'in- and the inner jaw holder 53 to move toward the in-

térieur, vers la pièce de travail 62. Cette action écar- TER AL, toward the workpiece 62. This action écar-

te le mors 52 de la pièce de travail 62. you the jaws 52 of the workpiece 62.

La figure 9, qui est une vue de dessous de la Figure 9 is a bottom view of the

section basse du dispositif de serrage, montre un cais- Low section of the clamping device shows a cais-

son 56' fixé de façon permanente à une plaque de guidage its 56 'permanently attached to a guide plate

circulaire 55. Le mors 52' est fixé & un porte mors in- 55. The circular jaw 52 'is fixed a door & jaws in-

terne 53' par des broches 58'. dull 53 'by pins 58'. Les mors 51' et 52' sont The jaws 51 'and 52' are

capables de se déplacer vers l'intérieur et vers l'exté- able to move inwards and towards the exté-

rieur en restant alignés par des guides 57'. laughing remaining aligned by guides 57 '. Le vérin ', lorsque sa chambre 65' est mise en pression, amène The cylinder 'when its chamber 65' is pressurized, causes

le mors 51' en contact avec la pièce de travail 62. the bit 51 'into contact with the workpiece 62.

Lorsque le mors 51' s'appuie contre la pièce de travail 62, il nait une force de réaction qui écarte le porte mors interne 53' de la pièce de travail 62 jusqu'à ce When the jaws 51 'bears against the workpiece 62, there is born a reaction force which separates the internal jaw holder 53' of the workpiece 62 until

que le mors 52' vienne en contact avec la pièce de tra- as the jaws 52 'comes into contact with the workpiece Tra-

vail 62. Lors du fonctionnement, la pression qui règne dans la chambre 65' fait naître une force de serrage qui appuie énergiquement les machoires dentées 64' contre la vail 62. In operation, the pressure in the chamber 65 'gives rise to a clamping force which strongly supports the toothed jaws 64' against the

pièce de travail 62. workpiece 62.

Lors du fonctionnement inverse, la chambre 61' du vérin 60' est mise en pression, ce qui écarte le mors During reverse operation, the chamber 61 'of the cylinder 60 is pressurized, which avoids the jaws

51 de la pièce de travail 62. Après une course partiel- 51 of the workpiece 62. After a race partiel-

le, le mors 51' vient en contact avec des butées 54' qui forcent le cylindre du vérin 60' à se déplacer vers la pièce de travail 62. Puisque le porte mors interne 53' the, the jaws 51 'comes into contact with stops 54' which forces the ram cylinder 60 to move toward the workpiece 62. Since the inner jaw holder 53 '

est fixé au vérin 60', le porte mors interne 53' se dé- is fixed to cylinder 60 ', the inner jaw holder 53' is de-

place vers la pièce de travail 62 et écarte le mors 52' de la pièce de travail 62, la force étant transférée par les broches 58' qui fixent le mors 52' au porte mors in- terne 53'. to place the work piece 62 and removes the jaw 52 'of the workpiece 62, the force being transferred by the pin 58' which secure the jaw 52 at door dull in- jaws 53 '. Des bras de transmission de couple 68 sont torque transmitting arms 68 are

fixés de façon permanente au caisson 56'. permanently attached to the housing 56 '.

Les figures 8 et 10 montrent que la plaque de guidage circulaire 55' a une lèvre de guidage 69 qui est Figures 8 and 10 show that the circular guide plate 55 'has a guide lip 69 which is

utilisée pour fixer l'ensemble de la figure 9 à la sec- used to secure the assembly of Figure 9 to the sec-

tion haute du dispositif de serrage montré en figure 6. high tion of the clamping device shown in Figure 6.

La figure 11 montre une coupe représentative à travers soit la section haute soit la section basse de Figure 11 shows a representative section through either the top section or the bottom section of

serrage et elle montre la façon dont un porte mors in- clamp and shows how a door jaws in-

terne (53,53') est fixé à un mors (52,52') en utilisant dull (53,53 ') is fixed to a jaw (52,52') using

une broche (58,58'). a pin (58,58 ').

La figure 7 montre des vérins 70 fixés au bras de transmission de couple correspondant 68 du dispositif Figure 7 shows the jacks 70 fixed to the torque transmitting arm 68 of the corresponding device

de serrage par une chape à l'extrémité de la tige. clamping by a yoke at the end of the rod. L'ex- The ex-

trémité du cylindre est fixée à la section haute par une charnière 61 et la réaction est encaissée par la section haute. Tremite the cylinder is fixed to the top section by a hinge 61 and the reaction is taken up by the top section. Lorsque les vérins 70 sont mis en pression, la section basse fait tourner la ligne centrale des mors inférieurs autour de l'axe y. When the cylinders 70 are pressurized, the lower section rotates the center line of the lower jaw around the y axis. La lèvre de guidage 69 tourne dans une gorge annulaire 72 (figure 8). The guiding lip 69 rotates in an annular groove 72 (Figure 8). Lorsque les boulons 73 sont enlevés, le dispositif de serrage peut tourner librement dans un plan horizontal sur le When the bolts 73 are removed, the clamping device is freely rotatable in a horizontal plane on the

chassis support 16. chassis support 16.

Dans ce mode de réalisation, les fluides de fo- In this embodiment, fluid fo-

rage de puits pénètrent dans le train de forage par un well rabies entering the drill string by a

tuyau flexible classique relié au pivot 11 montré en fi- conventional flexible pipe connected to the pivot 11 shown in fi-

gure 1. Le pivot 11 a un arbre creux que les fluides Figure 1. The pivot 11 has a hollow shaft that fluids

traversent pour pénétrer dans l'arbre creux 30 de l'en- pass through to penetrate the hollow shaft 30 of the in-

trainement en tète 20, puis, par les parties creuses des embouts restants ou des dispositifs, vers l'intérieur du dragging in head 20, then through the hollow portions of the remaining end pieces or devices, inwardly of

train de forage. drill string.

Le tableau suivant compare certaines caractéris- The following table compares certain characteristics

tiques (mais pas toutes) du mode de réalisation décrit en faisant référence aux dessins avec celles des modes de réalisation décrits dans le brevet US 4 449 596 et avec le pivot de forage électrique Bowen ES-7. ticks (but not all) of the embodiment described with reference to the drawings with those of the embodiments described in US Patent 4,449,596 and with the electric drill pivot Bowen ES-7. Dans la comparaison qui suit, l'art antérieur In the following comparison, the prior art

est identifié par les lettres AA et le mode de réalisa- is identified by the letters AA and achievements mode

tion préféré par les lettres MP. tion preferred by MP letters.

Pivot de forage électrique Bowen ES-7 Pivot electrical soundings Bowen ES-7

AA: l'énergie électrique est-amenée du généra- AA: electrical energy is supplying the generation

teur à l'ensemble à moteur par des câbles électriques à tor to the motor assembly by electric cables

gaine de caoutchouc. rubber sheath. Il y a un risque permanent de dom- There is a permanent risk of dom-

mages et d'étincelles. Magi and sparks. Un accident alors qu'il y a des An accident while there are

gaz en tête de puits peut être désastreux. wellhead gas can be disastrous.

MP: commande par fluide hydraulique. PM: order by hydraulic fluid. Il n'y a There

- pas de danger d'étincelle. - no danger of spark. L'ensemble de puissance hy- The entire power hy

draulique est placé dans une zone sûre. draulic is placed in a safe area.

AA: le système de forage complet pèse à peu AA: complete drilling system weighs

près 18 000 kg. about 18 000 kg.

MP: le système complet pèse 9 000 kg ou moins. MP: The complete system weighs 9000 kg or less.

AA: en cas de panne mécanique, il faut descen- AA: in case of mechanical failure, you must descen-

dre l'appareil. dre the device. Le remplacement de l'entraînement élec- The replacement of the drive elec-

trique en tête est complexe et prend du temps. cudgel in mind is complex and takes time.

MP: le système est prévu pour permettre un rem- MP: The system is intended to allow replaced

placement rapide de l'entrainement hydraulique en tête. Quick placement of the hydraulic drive head.

Grâce à cette caractéristique, on épargne des heures de Thanks to this characteristic, saving hours

temps d'arrêt. break time.

AA: toutes les installations sont équipées d'un système d'entraînement classique (à table tournante) en attente, à cause des durées d'arrêt importantes requises AA: all facilities are equipped with a conventional drive system (turntable) on hold, because of the large stop times required

en cas de nécessité de remplacer l'entraînement électri- in case of need to replace the drive electrically

que en tête. that in mind.

MP: la fiabilité du système et la facilité de remplacement permettrait aux utilisateurs de se passer du système d'entraînement à table tournante; MP: system reliability and ease of replacement would allow users to move the drive turntable system; les seuls équipements de secours, requis sont des moteurs électriques en réserve et des composants. the only emergency equipment required are electric motors in reserve and components. Cela épargne this savings

un investissement dans l'installation de plusieurs cen- an investment in the installation of several hun-

taines de milliers de dollars. dreds of thousands of dollars.

AA: une certification en zone dangeureuse est requise pour les nombreux dispositifs de sécurité pour surveiller les systèmes prévus pour rendre l'utilisation de l'appareil sûre en zone dangeureuse. AA certification in dangerous zone is required for numerous safety devices to monitor systems intended to make use of the safe device in dangerous areas. Cela coûte du This costs

temps et de l'argent. time and money.

MP: les dispositifs électriques sont placés au dessous du plancher de forage, dans une chambre sous pression sûre qui existe de toute façon normalement. MP: the electrical devices are placed below the rig floor, in a room under safe pressure which exists in any case normally. La multitude de dispositifs de surveillance utilisée sur The multitude of monitoring devices used on

les entraînements électriques n'est plus requise. electric drives is no longer required.

AA: au cours du forage un poids excessif du trépan ou le frottement dans le trou arrête le trépan et fait caler le moteur électrique. AA: during drilling excessive bit weight or friction in the hole stops the drill bit and stalls the electric motor. L'habitude est de The habit is

réduire le poids du trépan. reduce the weight of the bit. Puisque la totalité du pot- As all pot-

entiel électrique reste appliquée, la tige de forage accélère et passe & plus de 250 tours/mn en quelques secondes. ential power remains applied, the drill pipe & accelerates and goes more than 250 revolutions / min in a few seconds. Cela provoque un serrage à bloc des filets du joint d'outil et détruit la conduite de forage. This causes a clamping block to the threads of the tool joint and destroy the drill pipe. Le train de forage peut également fouetter et endommager la paroi du trou. The drill string can also whipping and damage the wall of the hole. La réaction mécanique est transmise jusqu'au derrick par les mécanismes de support et cette vibration The mechanical reaction is transmitted to the derrick by the support mechanisms and this vibration

endommage la structure et est très bruyante. damage the structure and is very noisy.

MP: l'énergie hydraulique est beaucoup plus progressive, de par sa nature même. MP: hydropower is much more gradual, by its very nature. Le mécanisme du fluide d'entraînement est tel que l'accélération après calage est plus douce et plus uniforme. The drive mechanism of the fluid is such that the acceleration after calibration is softer and more uniform. On cause moins It causes less

de dommages au trou de forage et à l'équipement. damage to the borehole and equipment.

AA: il faut purger à l'air l'intérieur du mo- AA: must be purged with air inside the mo-

teur de forage électrique lors du premier démarrage et electric drill tor when first starting and

chaque fois qu'un dispositif de sécurité intervient. whenever a safety device intervenes.

Cela peut prendre 10 à 30 mn. This can take 10 to 30 minutes.

MP: il n'y a pas besoin de purge, puisqu'il n'y MP: There is no need to purge, since there

a pas de système de refroidissement à air. no air cooling system.

AA: sur les appareils ainsi équipés il y a un danger de fuite d'eau dans le moteur électrique à la suite d'une rupture de l'échangeur de chaleur eau-air pour refroidir l'air du moteur, provoqué par un accident ou la corrosion. AA: on equipped devices and there is a danger of water leakage in the electric motor after a break in the heat exchanger water-air to cool the air of the engine, caused by an accident or corrosion. Ces systèmes sont exigés chaque fois que les mesures de sécurité sont draconniennes comme sur les plates formes en Mer du Nord. These systems are required whenever security measures are draconian as on platforms in the North Sea. Cela peut endommager This can damage

le moteur. engine.

MP: un tel système n'est pas nécessaire. MP: such a system is not necessary.

AA: pour relier la conduite de forage, le bol de levage saisit la conduite de forage et l'extrémité basse est engagée dans la conduite précédente. AA: for connecting the drill pipe, the lifting bowl grasps the drill pipe and the lower end is engaged in the previous driving. Il faut une grande habileté pour déposer l'arbre d'entraînement dans le taraudage pour le visser. It takes great skill to remove the drive shaft into the thread for the screw. On peut endommager le It can damage the

filetage. thread.

MP: le dispositif de manutention de conduite sur cet appareil a un appareil de levage hydraulique pour venir en prise dans le filetage. MP: the pipe handling device of this unit has a hydraulic lifting device for engagement in the thread. Un ajustement adjustment

approprié garantit une pression minimale sur les filets. appropriate ensures a minimum pressure on the threads.

Cela est beaucoup plus rapide que lorsque le sondeur doit mettre en oeuvre son habileté et son jugement pour This is much faster than when the pollster has to implement his skill and judgment to

réaliser chaque jonction d'une conduite. perform each junction of a pipe.

AA: lorsqu'on prend un nouveau tronçon de con- AA: When taking a new section of con-

duite de forage dont l'extrémité déborde d'environ 1 m au dessus du plancher de forage, il faut pencher vers l'extérieur l'appareil de manutention de conduite. drilling weft whose end projects about 1 m above the rig floor, it is necessary to lean outwardly the pipe handling device. Etant donné que le bol de l'outil de préhension est monté à pivot, l'angle est incorrect pour la conduite. Given that the bowl of the gripping tool is mounted to pivot, the angle is incorrect for driving. Et les verrous sur l'outil de préhension doivent être fermés And the locks on the gripping tool must be closed

manuellement, ce qui prend du temps. manually, which takes time.

MP: on obtient un alignement et une orientation du mécanisme de manutention de conduite pratiquement parfait à l'aide de butées mécaniques et de vérins pour réaliser le mouvement nécessaire. MP is obtained alignment and orientation of the pipe handling mechanism almost perfect with mechanical stops and actuators to perform the required movement. Le verrou est repoussé The latch is pushed

par ressort de façon à se refermer automatiquement lors- by spring so as to close automatically lors-

que la conduite est chargée. that the conduct is loaded. Un vérin amène le verrou en An actuator causes the latch

position d'ouverture. open position. Cela se fait par commande & dis- This is done by command & dis-

tance, beaucoup plus sûre. tance, much safer. Ce système est toujours plus This system is still more

rapide que la méthode manuelle. faster than the manual method.

AA: investissement beaucoup plus élevé. AA: much higher investment.

MP: le système coûte beaucoup moins. MP: The system costs much less. Cela ne prend pas en compte l'équipement qu'un opérateur n'a pas This does not include the equipment that an operator has not

à acheter, tel qu'un joint supplémentaire et/ou un en- to buy, such as an additional seal and / or in-

trainement à table tournante qui amènerait l'économie & dragging turntable that would bring the economy &

plusieurs centaines de milliers de dollars. several hundred thousand dollars.

AA: installer l'appareil sur des installations & terre ou le placer en rattrapage sur des installations AA: install the device on facilities & ground or place it on remedial facilities

en mer (offshore) est très compliqué par suite des di- at sea (offshore) is very complicated due di-

mensions et des différences de système. sions and system differences.

MP: le montage en rattrapage sur toutes instal- MP: mounting catching up on all Old System

lations existantes de forage peut être effectué beaucoup plus facilement par suite des dimensions et du poids lations existing drilling can be done much more easily as a result of the size and weight

ainsi que de la simplicité de conception. and the simplicity of design.

AA: le système de refroidissement & circuit fermé d'air se charge en poussière de carbone provenant des balais, ce qui peut provoquer des court-circuits internes. AA: & cooling air closed circuit system loads carbon dust from brushes, which may cause internal short circuits.

MP: il n'y a pas d'utilisation de balais. MP: There is no use of brushes.

AA: des calages répétés du moteur électrique principal, surtout pendant plus que quelques instants, alors qu'un courant élevé passe, endommage l'enduit et AA: repeated calibrations of the main electric motor, especially for a few moments, while a high pass current, and damages the coating

une rotation ultérieure peut provoquer une panne. a higher rotation may cause a failure.

MP: aucun de problème de calage de ce genre. MP: none of this kind of calibration problem.

De même le mode de réalisation décrit ici se compare favorablement à celui décrit dans le brevet US 4 449 596 appartenant à l'art antérieur sur les points suivants: AA: il faut deux joints & circulation car l'un Similarly, the embodiment described here compares favorably to that described in US Patent No. 4,449,596 owned by the prior art to the following: AA: you have two O & traffic because one

est d'une seule pièce avec l'embout ou 'sub" de puissan- is in one piece with the endpiece or "sub" of puissan-

ce et l'autre doit être utilisé lorsqu'on arrête l'appa- this and the other must be used when you stop the apparent

reil. mera.

MP: il suffit d'un seul joint à pivot. MP: just a single pivot joint. Le prix courant pour un pivot de 500 tonnes de Continental Emsco The current price for a pivot 500 tons of Continental Emsco

est de 43 290 $. 43 is $ 290.

AA. AA. il faut un système de refroidissement par air à l'abri de l'explosion. you need a cooling air away from the explosion. La conception actuelle uti- lise une soufflante montée sur un chariot support ou le plancher de forage et l'air est amené par un flexible en caoutchouc de 20 cm de diamètre. The current design UTI read a blower mounted on a support carriage or the rig floor and the air is supplied through a rubber hose 20 cm in diameter. Ce flexible léger est souvent soufflé par le vent et endommagé du fait qu'il pend de la structure de l'installation. This lightweight hose is often windblown and damaged because it depends on the plant structure. De l'air chaud Hot air

est renvoyé à l'atmosphère et crée une situation dangeu- is returned to the atmosphere and creates a situation dangeu-

reuse. reuse. La préparation de la documentation pour le moteur The preparation of the documentation for the engine

de soufflante à courant alternatif et l'approbation re- AC blower and approval re-

quise pour le moteur d'entraînement à courant continu quise to the motor DC drive

prennent du temps et de l'argent. take time and money.

MP: le fluide hydraulique est refroidi par l'eau fournie par l'installation, qui circule dans un refroidisseur de fluide hydraulique. MP: the hydraulic fluid is cooled by the water supplied by the installation, which circulates in a hydraulic fluid cooler. Cet équipement est This equipment

placé à un emplacement sûr existant. placed in an existing safe location.

AA: la hauteur, la largeur et la profondeur to- AA: the height, width and depth to-

tales sont beaucoup plus fortes. tales are much stronger. Il faut à peu près 13,8 It takes about 13.8

m de hauteur verticale sur le derrick. m vertical height of the derrick.

MP: l'appareil n'a besoin que de moins de 10,8 mètres. MP: The device only needs less than 10.8 meters. AA: l'appareil n'a pas de mécanisme de montée et descente permettant de réduire la charge sur les AA: The device does not rise and lowering mechanism to reduce the burden on

filets de tiges de foragelors du dévissage. nets rods foragelors unscrewing.

MP: il est prévu un mécanisme de déséquilibra- MP: there is provided a mechanism déséquilibra-

ge. ge. AA: l'appareil doit être basculé en arrière AA: the device must be tilted back

pour installer le tubage de puits. to install the well casing.

MP: toute l'installation normale de forage et MP: all normal rig and

de tubage est réalisée avec l'appareil standard. casing is made with the standard device.

Claims (8)

    REVENDICATIONS
  1. 1. Appareil destiné & être utilisé dans une installation de forage ayant au moins deux rails de guidage (17), comprenant: a) un chassis support (16) pouvant être monté sur lesdits rails de guidage (17) et déplaçable le long de ces rails, et b) un entraînement en tête (10) monté sur le châssis support (16), caractérisé en ce que c) ledit entrainement en tête (10) comprend un 1. An apparatus for use in a & drilling installation having at least two guide rails (17), comprising: a) a support frame (16) being mounted on said guide rails (17) and displaceable along these rails, and b) a drive head (10) mounted on the support frame (16), characterized in that c) said drive head (10) comprises a
    moteur à commande hydraulique ayant un arbre d'entraine- hydraulically operated motor having a shaft entrainment
    ment creux (30). ment hollow (30).
  2. 2. Appareil selon la revendication 1, caractéri- 2. Apparatus according to claim 1, characterize
    sé en ce que l'entraînement en tête (10) est monté sur sé in that the drive head (10) is mounted on
    le châssis support (16) de telle façon que, lors de l'u- the support frame (16) such that when the u-
    tilisation, on puisse le faire tourner dans un plan sing, it can rotate in a plane
    sensiblement horizontal entre une position de fonction- substantially horizontal position between a functional
    nement et une position d'entretien. ment and a maintenance position.
  3. 3. Appareil selon les revendication 1 ou 2, ca- 3. Apparatus according to claim 1 or 2, ca-
    ractérisé en ce qu'il comprend des moyens (23) de posi- terized in that it comprises means (23) positions
    tionnement de conduite montés sur le chassis support tioning pipe mounted on the frame support
    (16) et pouvant être mis en oeuvre pour soulever la con- (16) and being operable to raise the con-
    duite et l'amener en place au dessous de l'entraînement pick up and bring it below the drive
    en tête (10). in head (10).
  4. 4. Appareil selon la revendication 3, caractéri- 4. Apparatus according to claim 3, characterize
    sé en ce que les moyens de positionnement de conduite (23) sont montés sur le châssis support (16) de telle façon que, lors de l'utilisation, ils soient déplaçables sé in that the driving positioning means (23) are mounted on the support frame (16) such that, in use, they are movable
    dans un plan sensiblement horizontal. in a substantially horizontal plane.
  5. 5. Appareil selon les revendications 1, 2 ou 3, 5. Apparatus according to claims 1, 2 or 3,
    caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de serra- characterized in that it comprises a device Serra-
    ge de conduite (26,31) monté sur le chassis support (16) en dessous de l'entraînement en tête (10) pour connecter driving ge (26,31) mounted on the support frame (16) below the drive head (10) for connecting
    et déconnecter des conduites. and disconnect the pipes.
  6. 6. Appareil selon la revendication 5, caractéri- 6. Apparatus according to claim 5, characterize
    sé en ce que le dispositif de serrage de conduite (26, sé in that the pipe clamp (26,
    Z586748 Z586748
    31) est monté sur le châssis support (16) de façon telle que, lors de l'utilisation, il soit déplaçable dans un 31) is mounted on the support frame (16) such that, in use, it can be moved in a
    plan sensiblement horizontal. substantially horizontal plane.
  7. 7. Appareil de positionnement de conduite desti- 7. Driving positioning apparatus Destin-
    né & être utilisé dans une installation de forage ayant au moins deux rails de guidage (17) s'étendant vers le haut et un châssis support (16) pouvant être monté sur les rails de guidage (17) et déplaçable le long de ces rails, comprenant: a) un bras de mise en place (23), b) un bol (33) ménagé dans le bras de mise en place (23) pour supporter une conduite, c) une ouverture latérale (35a) dans le bol (33) pour permettre à une conduite de pénétrer dans le bol born & use in a drilling installation having at least two guide rails (17) extending upwardly and a support frame (16) mountable on the guide rails (17) and movable along the rails comprising: a) a positioning arm (23), b) a bowl (33) provided in the introduction of arms (23) for supporting a pipe, c) a lateral opening (35a) in the bowl ( 33) for allowing a pipe to enter the bowl
    (33), (33)
    d) des moyens de verrouillage rétractables (35) disposés en travers de l'ouverture, et e) des moyens pour relier ledit appareil audit d) retractable locking means (35) disposed across the opening, and e) means for connecting said apparatus to said
    châssis support (16) de façon telle que l'appareil puis- supporting frame (16) such that the apparatus powerful
    se être déplacé, lors de son utilisation, dans un plan will be moved, in use, in a plane
    sensiblement horizontal. substantially horizontal.
  8. 8. Appareil selon la revendication 7, caractéri- 8. Apparatus according to claim 7, characterize
    sé en ce qu'il comprend également des moyens (25) pour lever et baisser le bras de mise en place (23) lors de sé in that it also comprises means (25) for raising and lowering the setting arm (23) when
    l'utilisation. use.
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