IT201700018859A1

IT201700018859A1 - DEVICE AND METHOD FOR JOINING METAL TUBULARS OF PITCHING WELLS

Info

Publication number: IT201700018859A1
Application number: IT102017000018859A
Authority: IT
Inventors: Giordano Pinarello; Alessandro Bailini
Original assignee: Innovative Welding Solutions Bv
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2018-08-20

Description

“Dispositivo e metodo per unire tubolari metallici di pozzi di perforazione”, "Device and method for joining metal tubulars of drilling wells",

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell’invenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce alle tecniche per l’ottenimento di pozzi di perforazione, quali ad esempio pozzi per l’estrazione di petrolio, ed è stata sviluppata con particolare riferimento al tema del reciproco collegamento di corpi tubolari metallici impiegati nella realizzazione dei pozzi suddetti. The present invention refers to the techniques for obtaining drilling wells, such as wells for oil extraction, and has been developed with particular reference to the theme of the mutual connection of metal tubular bodies used in the construction of the aforementioned wells.

Tecnica anteriore Prior art

I pozzi di estrazione, particolarmente per estrazione del petrolio, sono realizzati a partire da un processo di trivellazione del suolo, volto alla definizione di un canale di pozzo (wellbore) generalmente verticale. Man mano che la trivellazione procede in profondità è necessario proteggere la parte superiore del canale scavato, sia per prevenire il collasso della sua parete periferica, sia per prevenire possibili infiltrazioni di acqua e/o di petrolio, nonché prevenire la suzione del fango di perforazione. Questa fase, che prende il nome di completamento del pozzo, è effettuata calando all’interno del canale trivellato un certo numero di corpi tubolari metallici, detti casing, di sezione circolare ed usualmente formati in acciaio. Il numero dei corpi tubolari dipende dalla profondità del pozzo e dagli obiettivi minerari, oltre che dalle difficoltà di perforazione delle rocce attraversate. Extraction wells, particularly for oil extraction, are made starting from a soil drilling process, aimed at defining a generally vertical wellbore. As drilling proceeds deeper it is necessary to protect the upper part of the dug channel, both to prevent the collapse of its peripheral wall, and to prevent possible infiltration of water and / or oil, as well as to prevent the suction of the drilling mud. This phase, which takes the name of completion of the well, is carried out by lowering a certain number of metal tubular bodies, called casings, of circular section and usually formed in steel, into the bored channel. The number of tubular bodies depends on the depth of the well and the mining objectives, as well as the difficulty of drilling the rocks crossed.

Le successive perforazioni, a profondità sempre maggiori, vengono eseguite con scalpelli di dimensioni sempre minori, in modo da non danneggiare le pareti interne dei corpi tubulari già posati. Per questo motivo il rivestimento interno del pozzo, formato dai corpi tubolari assicurati l’uno sull’altro all’interno del canale scavato, risulta avere un diametro decrescente verso l’alto ed il numero di calate che è possibile effettuare è limitato dal progressivo restringimento del pozzo. Il diametro dei corpi tubolari tipicamente varia da 10 a 100 cm ed il loro spessore di parete varia tipicamente tra 8 e 25 mm. Subsequent perforations, at ever greater depths, are carried out with increasingly smaller chisels, so as not to damage the internal walls of the tubular bodies already laid. For this reason, the internal lining of the well, formed by the tubular bodies secured one on the other inside the dug channel, has a decreasing diameter upwards and the number of descents that can be made is limited by the progressive narrowing. of the well. The diameter of the tubular bodies typically varies from 10 to 100 cm and their wall thickness typically varies between 8 and 25 mm.

Attualmente l’accoppiamento dei tubolari è effettuato per via meccanica, tramite un giunto filettato, realizzando uno tra diversi tipi di connessione possibili: CSG (short round threads and couplings), LCSG (long round threads and couplings), BCSG (buttress threads and couplings), XCSG (extreme line threads). Le connessioni di tipo CSG, LCSG e BCSG si avvalgono di uno spezzone aggiuntivo di tubolare, usualmente denominato coupling, internamente filettato, che si accoppia alle estremità dei due tubi da unire, che sono filettate esternamente. I filetti sono a profilo circolare (CSG, LSG) o a dente di sega (BCSG). La connessione XCSG è invece realizzata filettando a dente di sega l’estremità interna di un tubolare e quella esterna dell’altro tubolare da accoppiare, rispettivamente, che vengono quindi avvitati direttamente l’uno nell’altro. Currently the coupling of the tubulars is carried out mechanically, through a threaded joint, creating one of several possible types of connection: CSG (short round threads and couplings), LCSG (long round threads and couplings), BCSG (buttress threads and couplings ), XCSG (extreme line threads). The connections of the CSG, LCSG and BCSG type make use of an additional piece of tubular, usually called coupling, internally threaded, which is coupled to the ends of the two tubes to be joined, which are externally threaded. The threads are circular (CSG, LSG) or sawtooth (BCSG). The XCSG connection is instead made by threading the internal end of a tubular and the external end of the other tubular to be coupled with a sawtooth, respectively, which are then screwed directly into each other.

Le tecniche di accoppiamento dei corpi tubolari o casing basate dell’accoppiamento meccanico tramite giunto filettato presentano alcuni svantaggi. The coupling techniques of tubular bodies or casing based on mechanical coupling by means of a threaded joint have some disadvantages.

In primo luogo, il costo dei corpi tubolari di pozzo risulta elevato, a causa della complessità delle lavorazioni meccaniche di filettatura. Indicativamente, un tubolare di pozzo filettato può costare sino al 40% in più rispetto ad un corrispondente tubolare di pozzo non filettato. In secondo luogo, la presenza delle filettature di estremità dei tubolari di pozzo complica le operazioni di stoccaggio, trasporto e posa dei corpi stessi, in vista della necessità di proteggere le loro estremità filettate. Anche le operazioni di accoppiamento tra i vari tubolari di pozzo, ovvero il loro avvitamento reciproco nel corso della posa, risultano complesse, a causa delle grandi dimensioni dei corpi da accoppiare. Oltre a ciò, la realizzazione del filetto implica un ispessimento delle porzioni terminali dei corpi tubolari: questo processo, oltre a comportare costi aggiuntivi, aumenta l’ingombro all’interno del canale del pozzo, riducendo ulteriormente la sezione utile per le successive calate. La presenza stessa del filetto rappresenta un punto critico in cui si concentrano stress meccanici e fenomeni di corrosione. In the first place, the cost of the tubular well bodies is high, due to the complexity of the mechanical threading processes. Indicatively, a threaded well tubular can cost up to 40% more than a corresponding non-threaded well tubular. Secondly, the presence of the end threads of the well tubulars complicates the operations of storage, transport and laying of the bodies themselves, in view of the need to protect their threaded ends. The coupling operations between the various well tubulars, or their reciprocal screwing during installation, are also complex, due to the large dimensions of the bodies to be coupled. In addition to this, the creation of the thread implies a thickening of the terminal portions of the tubular bodies: this process, in addition to entailing additional costs, increases the overall dimensions inside the well channel, further reducing the useful section for subsequent descents. The very presence of the thread represents a critical point in which mechanical stress and corrosion phenomena are concentrated.

Da EP 396204 A è nota una tecnica per la saldatura ad attrito di corpi tubolari o casing per un pozzo di trivellazione, in accordo alla quale un anello di materiale di saldatura viene disposto tra le due estremità dei corpi tubolari da unire, disposti verticalmente l’uno sul’altro ed assialmente allineati. L’anello viene fatto ruotare ad alta velocità e deformato in direzione radiale, in modo da generare calore sufficiente a determinare una saldatura ad attrito tra l’anello stesso e le estremità dei due corpi tubolari. Questa soluzione si dimostra complicata, in relazione alla realizzazione del dispositivo di saldatura, di controllo relativamente difficile, in relazione alla gestione della temperatura del processo, ed occasionalmente anche fonte di irregolarità superficiali in corrispondenza del giunto, tali da imporre una successiva lavorazione di finitura. From EP 396204 A a technique is known for friction welding of tubular bodies or casings for a borehole, according to which a ring of welding material is arranged between the two ends of the tubular bodies to be joined, arranged vertically the one on top of the other and axially aligned. The ring is rotated at high speed and deformed in a radial direction, in order to generate sufficient heat to cause a frictional weld between the ring itself and the ends of the two tubular bodies. This solution proves to be complicated, in relation to the realization of the welding device, of relatively difficult control, in relation to the management of the process temperature, and occasionally also a source of surface irregularities at the joint, such as to require a subsequent finishing process.

Da EP 958094 A è nota una tecnica di saldatura ad induzione di corpi tubolari per un pozzo di trivellazione. Anche in questo caso un anello di materiale di saldatura viene disposto tra le due estremità dei corpi tubolari da unire, disposti verticalmente ed assialmente allineati. La zona di giunzione tra i due corpi tubolari è racchiusa in una camera ermetica, in cui è iniettato un gas inerte, ed all’interno della camera sono disposte delle bobine di induzione atte a riscaldare sino alla fusione il materiale dell’anello di saldatura, e con ciò creare un legame metallurgico tra le estremità dei corpi tubolari. Anche questa soluzione si dimostra complicata, particolarmente in relazione alla realizzazione del dispositivo di saldatura ad induzione, che deve anche essere predisposto per generare temperature molto alte. From EP 958094 A a technique for induction welding of tubular bodies for a borehole is known. Also in this case a ring of welding material is arranged between the two ends of the tubular bodies to be joined, arranged vertically and axially aligned. The junction area between the two tubular bodies is enclosed in a hermetic chamber, into which an inert gas is injected, and induction coils are arranged inside the chamber to heat the material of the welding ring until melting, and thereby creating a metallurgical bond between the ends of the tubular bodies. This solution too proves to be complicated, particularly in relation to the realization of the induction welding device, which must also be designed to generate very high temperatures.

Scopo dell’invenzione Purpose of the invention

Nei suoi termini generali, la presente invenzione si propone di risolvere i suddetti inconvenienti, tramite un dispositivo ed una metodologia per la saldatura di tubolari di pozzo che siano comparativamente più semplici rispetto a quelli previsti secondo la tecnica nota. Questo scopo è raggiunto, secondo la presente invenzione, da un dispositivo per unire tubolari di pozzo aventi le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni allegate. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in relazione all’invenzione. In its general terms, the present invention aims to solve the aforementioned drawbacks, by means of a device and a methodology for welding well tubulars which are comparatively simpler than those provided according to the known art. This object is achieved, according to the present invention, by a device for joining well tubulars having the characteristics indicated in the attached claims. The claims are an integral part of the technical teaching provided herein in relation to the invention.

Come risulterà maggiormente chiaro in seguito, in accordo ad un primo aspetto, i tubolari di pozzo vengono saldati di testa impiegando un fascio laser, per ottenerne un reciproco accoppiamento mediante fusione e risolidificazione delle interfacce dei tubolari stessi. In forme di attuazione preferite il dispositivo di saldatura è supportato da una struttura che è montata mobile tra una posizione di riposo ed una posizione di lavoro, che sono rispettivamente generalmente distanziata e generalmente ravvicinata alle estremità dei due tubolari da saldare, lo spostamento della struttura mobile avvenendo preferibilmente in modo guidato in una direzione sostanzialmente perpendicolare all’asse del canale di pozzo. As will become clearer hereinafter, in accordance with a first aspect, the well tubulars are butt-welded using a laser beam, in order to obtain a mutual coupling thereof by melting and re-solidifying the interfaces of the tubulars themselves. In preferred embodiments, the welding device is supported by a structure which is movably mounted between a rest position and a working position, which are respectively generally spaced apart and generally close to the ends of the two tubulars to be welded, the displacement of the movable structure preferably taking place in a guided manner in a direction substantially perpendicular to the axis of the well channel.

In forme di attuazione particolarmente vantaggiose il processo di saldatura laser è assistito da un riscaldamento mediante uno o più induttori elettromagnetici, preferibilmente disposti in modo da precedere e/o seguire il punto di incidenza del fascio laser nella zona del giunto di saldatura, avendo a riferimento la direzione nella quale la saldatura procede. In tal modo, l’induttore o gli induttori apporta/apportano calore al giunto di saldatura e/o a zone ad esso circostanti, prevenendo con ciò un suo raffreddamento troppo rapido. In particularly advantageous embodiments, the laser welding process is assisted by heating by means of one or more electromagnetic inductors, preferably arranged so as to precede and / or follow the point of incidence of the laser beam in the area of the welding joint, having as reference the direction in which the weld proceeds. In this way, the inductor or inductors brings / bring heat to the welding joint and / or to surrounding areas, thereby preventing it from cooling too quickly.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali: Further purposes, features and advantages of the invention will become clear from the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 è una vista frontale schematica di un dispositivo per unire tubolari di pozzo in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figure 1 is a schematic front view of a device for joining well tubulars in accordance with possible embodiments of the invention;

- la figura 2 è un dettaglio di figura 1; - figure 2 is a detail of figure 1;

- la figura 3 è un vista laterale schematica di due tubolari di pozzo accoppiati di testa, volta ad esemplificare il principio di funzionamento di un dispositivo in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figure 3 is a schematic side view of two well coupled head tubes, aimed at exemplifying the operating principle of a device in accordance with possible embodiments of the invention;

- la figura 4 è una vista schematica dall’alto di una disposizione di saldatura di un dispositivo in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figure 4 is a schematic top view of a welding arrangement of a device in accordance with possible embodiments of the invention;

- le figure 5 e 6 sono viste schematiche, rispettivamente frontale e laterale, di una disposizione di saldatura di un dispositivo in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figures 5 and 6 are schematic views, respectively front and side, of a welding arrangement of a device in accordance with possible embodiments of the invention;

- la figura 7 è un diagramma CCT (Continuous Cooling Transformation) che pone a confronto la dinamica di raffreddamento di una tipica saldatura laser con la dinamica di raffreddamento che segue un processo di saldatura eseguito conformemente all’invenzione; - Figure 7 is a CCT (Continuous Cooling Transformation) diagram which compares the cooling dynamics of a typical laser welding with the cooling dynamics that follows a welding process performed in accordance with the invention;

- la figura 8 è uno schema a blocchi semplificato di un possibile circuito di controllo di una disposizione di saldatura di un dispositivo in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figure 8 is a simplified block diagram of a possible control circuit of a welding arrangement of a device in accordance with possible embodiments of the invention;

- la figura 9 è una vista laterale, parziale e schematica, del dispositivo di figura 1 in accordo a possibili forme di attuazione vantaggiose; Figure 9 is a partial and schematic side view of the device of Figure 1 according to possible advantageous embodiments;

- le figure 10 e 11 sono viste parziali e schematiche dall’alto di una disposizione di saldatura di un dispositivo in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figures 10 and 11 are partial and schematic top views of a welding arrangement of a device in accordance with possible embodiments of the invention;

- la figura 12 è una vista simile a quella di figura 9, relativa ad ulteriori possibili forme di attuazione dell’invenzione; - figure 12 is a view similar to that of figure 9, relating to further possible embodiments of the invention;

- la figura 13 è una vista simile a quella di figura 5, relativa a possibili varianti di attuazione dell’invenzione; - Figure 13 is a view similar to that of Figure 5, relating to possible variants of implementation of the invention;

- la figura 14 è una vista schematica in elevazione frontale di un elemento di una disposizione di saldatura di un dispositivo in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione; - Figure 14 is a schematic front elevation view of an element of a welding arrangement of a device according to possible embodiments of the invention;

la figura 15 è una vista simile a quella di figura 5, con la disposizione di saldatura che include l’elemento di figura 14; figure 15 is a view similar to that of figure 5, with the welding arrangement that includes the element of figure 14;

- la figura 16 è una vista simile a quelle di figura 5, relativa ad una ulteriore possibile variante di attuazione dell’invenzione; - Figure 16 is a view similar to those of Figure 5, relating to a further possible variant of implementation of the invention;

- la figura 17 è una vista simile a quelle di figura 4, relativa ad una ulteriore possibile variante di attuazione dell’invenzione. - Figure 17 is a view similar to those of Figure 4, relating to a further possible variant of the invention.

Descrizione di forme di attuazione preferite dell’invenzione Description of preferred embodiments of the invention

Il riferimento ad “una forma di attuazione”, a “varie forme di attuazione” e simili, all’interno di questa descrizione sta ad indicare che almeno una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta è compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, termini quali “in una forma di attuazione”, “in un’attuazione”, “in varie forme di attuazione” e simili, eventualmente presenti in diversi luoghi di questa descrizione, non sono necessariamente riferite alla stessa forma di attuazione, ma possono invece riferirsi a differenti forme di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche definite all’interno di questa descrizione possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione, anche differenti da quelle raffigurate. I riferimenti numerici e spaziali (quali “superiore”, “inferiore”, “alto”, “basso”, “fronte”, “retro”, “verticale”, eccetera) qui utilizzati, particolarmente in riferimento agli esempi mostrati nelle figure, sono soltanto per comodità e non definiscono dunque l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione. Nelle figure sono utilizzati medesimi numeri di riferimento per indicare elementi analoghi o tra loro tecnicamente equivalenti. The reference to "an embodiment", to "various embodiments" and the like, within this description indicates that at least one particular configuration, structure, or feature described is included in at least one embodiment. Therefore, terms such as "in one embodiment", "in one implementation", "in various embodiments" and the like, possibly present in different places of this description, are not necessarily referred to the same embodiment, but may instead refer to different forms of implementation. In addition, particular conformations, structures or characteristics defined within this description can be combined in any suitable way in one or more embodiments, even different from those depicted. The numerical and spatial references (such as "top", "bottom", "top", "bottom", "front", "back", "vertical", etc.) used here, particularly with reference to the examples shown in the figures, are only for convenience and therefore do not define the scope of protection or the scope of the forms of implementation. In the figures the same reference numbers are used to indicate similar elements or technically equivalent elements.

Nel seguito della presente descrizione, i cosiddetti casing - ovvero gli spezzoni o tratti di tubo metallico impiegati per realizzare il rivestimento interno del canale scavato di un pozzo di trivellazione, come spiegato nella parte introduttiva, verranno definiti per semplicità “tubolari” o “tubolari di pozzo”. Si noti anche che nel seguito verranno descritti solo gli elementi utili alla comprensione dell’invenzione, dando per scontato che la componentistica dell’impianto di trivellazione (quali i sistemi di sollevamento, di rotazione, di circolazione, la batteria di perforazione, gli scalpelli, eccetera) possono essere di qualunque concezione nota nel settore. In the remainder of this description, the so-called casing - that is the pieces or sections of metal pipe used to make the internal lining of the dug channel of a borehole, as explained in the introductory part, will be defined for simplicity as "tubular" or " water well". It should also be noted that only the elements useful for understanding the invention will be described below, assuming that the components of the drilling rig (such as the lifting, rotation, circulation systems, the drill string, the chisels, etc.) can be of any conception known in the field.

Riferendosi inizialmente alle figure 1-3, con 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo per unire tubolari metallici di pozzo, in accordo a possibili forme di attuazione dell’invenzione. In varie forme di attuazione della presente invenzione, i tubolari da unire sono realizzati in leghe di acciaio adatte a sopportare l’effetto potenzialmente erosivo e corrosivo di agenti di natura chimica, quale ad esempio l’acido solforico (H2S), ed agenti di natura meccanica, quali ad esempio movimenti tellurici anche di lieve entità. Tra i materiali preferenziali utilizzati ai fini dell’implementazione dell’invenzione rientrano ad esempio gli acciai L80 e P101 e quelli espressamente citati nella normativa API 5CT (API Specification 5CT - American Petroleum Institute), qui incorporata per riferimento. Il dispositivo ed il metodo qui descritti sono comunque versatili ed in grado di adattarsi sia a geometrie che a materiali diversi, mediante il controllo di opportuni parametri di processo. In termini generali, i tubolari di pozzo da unire hanno sezione sostanzialmente circolare, con un diametro compreso tra 10 e 100 cm. Lo spessore di parete dei tubolari è indicativamente compreso tra 8 e 25 mm. Referring initially to figures 1-3, 1 indicates as a whole a device for joining metal well tubulars, in accordance with possible embodiments of the invention. In various embodiments of the present invention, the tubulars to be joined are made of steel alloys suitable for withstanding the potentially erosive and corrosive effect of agents of a chemical nature, such as for example sulfuric acid (H2S), and agents of a natural nature mechanics, such as earthquakes, even of slight entity. The preferential materials used for the purpose of implementing the invention include, for example, the L80 and P101 steels and those expressly mentioned in the API 5CT (API Specification 5CT - American Petroleum Institute) standard, incorporated herein by reference. The device and method described herein are however versatile and able to adapt to both geometries and different materials, by controlling suitable process parameters. In general terms, the well tubes to be joined have a substantially circular section, with a diameter between 10 and 100 cm. The wall thickness of the tubulars is indicatively between 8 and 25 mm.

In varie forme di attuazione il dispositivo 1 ha una struttura portante, indicata complessivamente con 2, posizionabile su di un piano sonda 3 (rig floor) avente un’apertura in corrispondenza dell’apertura superiore di un canale di pozzo 4, che è scavato nel suolo e nel quale una pluralità di tubolari metallici debbono essere calati, secondo quanto descritto nella parte introduttiva della presente descrizione. Riferendosi all’esempio non limitativo illustrato in figura 1: In various embodiments, the device 1 has a supporting structure, indicated as a whole with 2, which can be positioned on a rig floor 3 having an opening in correspondence with the upper opening of a well channel 4, which is excavated in the ground and in which a plurality of metal tubulars must be lowered, according to what is described in the introductory part of the present description. Referring to the non-limiting example shown in Figure 1:

- con 5 è indicato un primo tubolare metallico già completamente inserito e sospeso nel canale di pozzo 4, - 5 indicates a first metal tubular already completely inserted and suspended in the well channel 4,

- con 6 è indicato un secondo tubolare parzialmente inserito e sospeso nel canale di pozzo 4, la cui estremità inferiore è saldata di testa all’estremità superiore del tubolare 5, tramite un cordone di saldatura circonferenziale WL, e - con 7 è indicato un terzo tubolare, la cui superficie di estremità inferiore 7a deve essere saldata di testa alla superficie di estremità superiore 6a del tubolare 6, tramite un relativo cordone di saldatura circonferenziale, per poi essere calato nel canale 4 nella posizione rappresentata per il tubolare 6. - 6 indicates a second tubular partially inserted and suspended in the well channel 4, whose lower end is butt-welded to the upper end of the tubular 5, by means of a circumferential welding seam WL, and - 7 indicates a third tubular, whose lower end surface 7a must be butt-welded to the upper end surface 6a of tubular 6, by means of a relative circumferential welding seam, to then be lowered into channel 4 in the position shown for tubular 6.

Come indicato, quando i tubolari di pozzo debbono essere installati nel canale 3 è necessario collegare in serie tra loro i tubolari stessi, a formare una batteria (string) di tubolari, con l’operazione di collegamento che viene effettuata in una zona che si trova poco al di sopra il piano sonda 3. Il processo inizia calando un primo tubolare (ad esempio il tubolare 5) nel canale 4, ad esempio tramite un sistema di sollevamento (hosting system), e sospendendo il medesimo rispetto al piano sonda 3 mediante un dispositivo di trattenimento temporaneo. In seguito, all’estremità superiore del primo tubolare viene fissata l’estremità inferiore di un secondo tubolare (ad esempio il tubolare 6), e la batteria cosi formata viene abbassata nel canale 3, tramite il sistema di sollevamento, per poi essere nuovamente sospesa, con la porzione di estremità superiore del secondo tubolare che sporge poco sopra il piano sonda 3. In seguito, all’estremità superiore del secondo tubolare (ad esempio l’estremità 6a del tubolare 6) viene fissata l’estremità inferiore di un terzo tubolare (ad esempio l’estremità inferiore 7a del tubolare 7), con la batteria che viene poi nuovamente calata e sospesa per il collegamento di un ulteriore tubolare. Si procede in tal modo sino ad ottenere la desiderata lunghezza per la batteria di tubolari. As indicated, when the well tubulars are to be installed in channel 3 it is necessary to connect the tubulars themselves in series, to form a string of tubulars, with the connection operation that is carried out in an area that is located just above the probe surface 3. The process begins by lowering a first tube (for example the tube 5) into the channel 4, for example by means of a lifting system (hosting system), and suspending it with respect to the probe surface 3 by means of a temporary restraint device. Then, to the upper end of the first tubular the lower end of a second tubular is fixed (for example the tubular 6), and the battery thus formed is lowered into the channel 3, by means of the lifting system, to then be suspended again. , with the upper end portion of the second tubular protruding slightly above the probe plane 3. Subsequently, the lower end of a third tubular is fixed to the upper end of the second tubular (for example the end 6a of the tubular 6) (for example the lower end 7a of the tubular 7), with the battery which is then lowered again and suspended for the connection of a further tubular. One proceeds in this way until the desired length is obtained for the string of tubulars.

Per poter eseguire queste operazioni è quindi necessario sospendere temporaneamente di volta in volta i tubolari o la serie di tubolari già uniti tra loro (ad esempio i tubulari 5 e 6) in corrispondenza del piano sonda 3, utilizzando il citato dispositivo di trattenimento. Ad esempio, un tale dispositivo può essere del tipo comprendente appositi cunei, noti come “slips”, solo alcuni dei quali rappresentati nelle figure, dove sono indicati con CS. Tali cunei, disposti in modo da realizzare una sorta di collare apribile, sono sostanzialmente segmenti metallici il cui profilo esterno ha forma approssimativamente tronco-conica ed il cui profilo interno è conformato (ad esempio tramite denti o pettini) per trattenere il tubolare che al momento sporge dal’apertura del canale 4. I cunei del collare sono posizionati manualmente o tramite un sistema attuatore in corrispondenza dell’apertura del piano sonda 3, con il loro profilo interno addossato alla superficie esterna del tubolare in questione: in seguito, abbassando leggermente tale tubolare, ad esempio tramite il sistema di sollevamento, i cunei sono forzati a fare presa sulla superficie esterna del tubolare stesso, avvolgendola e sostenendola per grippaggio rispetto al piano sonda 3. In seguito, quando è necessario abbassare la batteria comprensiva di un ulteriore tubolare, la serie stessa viene leggermente sollevata, tramite il sistema di sollevamento, in modo da consentire il disimpegno (manuale o assistito) dei cunei dalla superficie del tubolare precedentemente trattenuto, e poter così calare ulteriormente la batteria, tramite il medesimo sistema di sollevamento. I cunei vengono quindi riposizionati ed un ulteriore leggero abbassamento della batteria consente un nuovo grippaggio ed una nuova sospensione della batteria stessa. Il processo viene ripetuto per ogni tubolare della batteria, sino a quando la lunghezza desiderata per la batteria di tubolari è installata nel canale 4. In order to carry out these operations it is therefore necessary to temporarily suspend the tubulars or the series of tubulars already joined together (for example the tubulars 5 and 6) in correspondence with the probe plane 3, using the aforementioned holding device. For example, such a device can be of the type comprising suitable wedges, known as "slips", only some of which are shown in the figures, where they are indicated with CS. These wedges, arranged so as to create a sort of opening collar, are substantially metal segments whose external profile has an approximately frusto-conical shape and whose internal profile is shaped (for example by means of teeth or combs) to hold the tubular element which at the moment protrudes from the opening of the channel 4. The wedges of the collar are positioned manually or by means of an actuator system in correspondence with the opening of the probe surface 3, with their internal profile leaning against the external surface of the tubular in question: then, by slightly lowering this tubular, for example through the lifting system, the wedges are forced to grip the external surface of the tubular itself, wrapping it and supporting it by binding with respect to the probe plane 3. Later, when it is necessary to lower the battery including an additional tubular, the series itself is slightly raised, by means of the lifting system, in order to allow the dis engagement (manual or assisted) of the wedges from the surface of the tubular previously retained, and thus being able to lower the battery further, using the same lifting system. The wedges are then repositioned and a further slight lowering of the battery allows a new binding and a new suspension of the battery itself. The process is repeated for each tubular string until the desired length for the tubular string is installed in channel 4.

Conformemente all’invenzione, due tubolari successivi destinati a far parte del rivestimento interno del pozzo di trivellazione vengono posizionati testa a testa, preferibilmente impiegando una disposizione o sistema di trattenimento predisposto per assicurare la concentricità ed il posizionamento assiale tra i tubolari stessi, in modo da limitare la formazione di gap o un disassamento eccessivo, e garantendo così la massima interfaccia tra le superficie di estremità che debbono essere accoppiate. According to the invention, two successive tubulars intended to form part of the internal lining of the borehole are positioned head to head, preferably using a holding arrangement or system designed to ensure concentricity and axial positioning between the tubulars themselves, so as to limiting the formation of gaps or an excessive misalignment, and thus ensuring the maximum interface between the end surfaces to be coupled.

Il dispositivo in accordo all’invenzione comprende una disposizione di saldatura, che include un gruppo di saldatura mobile comprendente una testa di saldatura laser, dove il gruppo di saldatura è spostabile sostanzialmente secondo una circonferenza attorno alle estremità attestate tra loro dei tubolari da unire. In forme di attuazione preferenziali, il gruppo di saldatura include, oltre alla testa laser, almeno un induttore di riscaldamento, quale uno tra un induttore di pre-riscaldo ed un induttore di post-riscaldo, con l’induttore o ciascun induttore che è mobile lungo la circonferenza seguita dalla testa laser, ad esempio alla destra e/o alla sinistra della testa stessa. Il gruppo di saldatura è predisposta per essere posizionata in corrispondenza del giunto di saldatura ed è messa in rotazione attorno ad esso in modo da effettuare una saldatura continua circonferenziale. Nelle forme di attuazione preferenziali poco sopra citate, la testa laser e l’induttore o gli induttori ruotano assieme, ovvero sono solidali in rotazione. The device according to the invention comprises a welding arrangement, which includes a movable welding unit comprising a laser welding head, where the welding unit can be moved substantially according to a circumference around the ends of the tubulars to be joined together. In preferential embodiments, the welding assembly includes, in addition to the laser head, at least one heating inductor, such as one between a pre-heating inductor and a post-heating inductor, with the inductor or each inductor being movable along the circumference followed by the laser head, for example to the right and / or left of the head itself. The welding unit is designed to be positioned in correspondence with the welding joint and is rotated around it in order to carry out a circumferential continuous welding. In the preferred embodiments mentioned above, the laser head and the inductor or inductors rotate together, or are integral in rotation.

In varie forme di attuazione la struttura 2 del dispositivo 1 comprende una disposizione di trattenimento o di centratura, configurata per mantenere o bloccare i tubolari da saldare nella loro posizione assialmente allineata, assicurandone la concentricità. Di preferenza, tale disposizione include almeno primi e secondi mezzi di trattenimento, predisposti per bloccare il tubolare 6 ed il tubolare 7, rispettivamente, nella suddetta posizione assialmente allineata, dopo che la superficie di estremità inferiore 7a del tubolare 7 è stata addossata sulla superficie di estremità superiore 6a del tubolare 6. In various embodiments, the structure 2 of the device 1 comprises a holding or centering arrangement, configured to maintain or lock the tubulars to be welded in their axially aligned position, ensuring their concentricity. Preferably, this arrangement includes at least first and second holding means, arranged to lock the tubular 6 and the tubular 7, respectively, in the aforementioned axially aligned position, after the lower end surface 7a of the tubular 7 has been placed against the surface of upper end 6a of the tubular 6.

Nell’esempio non limitativo illustrato, la struttura 2 include montanti generalmente verticali, indicati con 8, che supportano ad altezze diverse primi e secondi organi di trattenimento 9 e 10, ad esempio organi a morsa o a ganascia. Di preferenza gli organi di trattenimento 9 e 10 sono associati ad un relativo sistema di attuazione controllabile (elettrico o idraulico o pneumatico) e suscettibili di assumere una relativa posizione operativa, di bloccaggio in posizione dei tubolari 6, 7, ed una posizione inoperativa, per il rilascio dei tubolari 6, 7, dopo che i medesimi sono stati saldati di testa, e consentire con ciò la loro calata all’interno del canale 4, come in precedenza descritto. La movimentazione del tubolare superiore 7 sino alla posizione verticale sovrastante il tubolare 6 e la successiva calata della batteria di tubolari 5, 6, e 7 è realizzata impiegando attrezzature e modalità in sé note nel settore, ad esempio un sistema di sollevamento o argano, schematizzato in HS, con l’ausilio del citato dispositivo a cunei CS. In the illustrated non-limiting example, the structure 2 includes generally vertical uprights, indicated with 8, which support first and second retaining members 9 and 10 at different heights, for example vise or jaw members. Preferably, the retaining members 9 and 10 are associated with a relative controllable actuation system (electric or hydraulic or pneumatic) and capable of assuming a relative operating position, locking the tubulars 6, 7 in position, and an inoperative position, for the release of the tubulars 6, 7, after they have been butt welded, and thereby allow their lowering into the channel 4, as previously described. The movement of the upper tubular 7 up to the vertical position above the tubular 6 and the subsequent lowering of the battery of tubulars 5, 6, and 7 is carried out using equipment and methods known per se in the sector, for example a lifting system or winch, schematized in HS, with the aid of the aforementioned CS wedge device.

Il dispositivo 1 comprende ulteriormente una disposizione di saldatura, indicata complessivamente con 11, che è configurata per realizzare i cordoni di saldatura circonferenziali WL che uniscono i vari tubolari da calare nel canale 4 (ovvero, riferendosi al caso esemplificato, per realizzare un tale cordone anche in corrispondenza delle superfici di estremità superiore ed inferiore 6a e 7a del dei tubolari 6 e 7, rispettivamente). The device 1 further comprises a welding arrangement, indicated as a whole with 11, which is configured to form the circumferential welding seams WL which join the various tubulars to be lowered into the channel 4 (or, referring to the exemplified case, to make such a bead also at the upper and lower end surfaces 6a and 7a of the tubular elements 6 and 7, respectively).

In forme di attuazione preferenziali la disposizione di saldatura 11 comprende un gruppo di saldatura mobile indicato complessivamente con 12 in figura 2, che include almeno una testa di saldatura laser 13. Come detto, in accordo a forme di attuazione preferenziali, il gruppo di saldatura 12 può includere anche almeno un dispositivo riscaldatore ad induzione 14. Il gruppo 12 è mobile nel senso che essa è installato per poter ruotare in modo controllato attorno ad una zona di lavorazione circonferenziale, che include le porzioni di estremità superiore ed inferiore di due tubolari 6 e 7 da unire: tale zona di lavorazione è indicata schematicamente con WA in figura 3. In preferential embodiments, the welding arrangement 11 comprises a movable welding assembly indicated as a whole with 12 in Figure 2, which includes at least one laser welding head 13. As said, according to preferential embodiments, the welding assembly 12 it can also include at least one induction heating device 14. The assembly 12 is movable in the sense that it is installed to be able to rotate in a controlled manner around a circumferential processing zone, which includes the upper and lower end portions of two tubulars 6 and 7 to be joined: this machining area is schematically indicated with WA in figure 3.

La disposizione di saldatura 11 comprende inoltre un sistema di azionamento, che è controllabile per spostare il gruppo di saldatura 12 attorno alla zona di lavorazione WA secondo una rispettiva traiettoria circolare o di rotazione. In varie forme di attuazione, il sistema di azionamento comprende un supporto di guida 15 per il gruppo 12, e mezzi motori 16 idonei a causare lo spostamento del gruppo di saldatura 12 sul supporto 15. The welding arrangement 11 further comprises an actuation system, which is controllable to move the welding assembly 12 around the machining area WA according to a respective circular or rotational trajectory. In various embodiments, the actuation system comprises a guide support 15 for the assembly 12, and motor means 16 suitable for causing the displacement of the welding assembly 12 on the support 15.

Come esemplificato nelle figure 4-6 (in cui è rappresentata schematicamente la sola disposizione di saldatura 11), in varie forme di attuazione preferite, il gruppo di saldatura 11 comprende un’unica testa di saldatura laser 13 e due dispositivi riscaldatori ad induzione, indicati con 141e 142, in seguito definiti per semplicità “induttori”. As exemplified in Figures 4-6 (in which only the welding arrangement 11 is schematically represented), in various preferred embodiments, the welding assembly 11 comprises a single laser welding head 13 and two induction heating devices, indicated with 141 and 142, hereinafter referred to as "inductors" for simplicity.

In varie forme di attuazione, la testa di saldatura laser 13 è predisposta per focalizzare un fascio laser di potenza a una distanza indicativamente compresa tra 10 e 50 cm rispetto alla superficie trattata. La testa 13 è collegata tramite una fibra ottica 13a (figura 4) ad un generatore della radiazione laser (indicato con LG in figura 8), ad esempio un generatore laser in fibra (fiber laser) o a disco (disc laser) avente una potenza modulabile preferibilmente compresa tra 5 e 40 kW. La testa di saldatura 13 include preferibilmente un proprio sistema di focalizzazione controllabile, secondo tecnica di per sé nota. In various embodiments, the laser welding head 13 is arranged to focus a power laser beam at a distance indicatively comprised between 10 and 50 cm with respect to the treated surface. The head 13 is connected by means of an optical fiber 13a (figure 4) to a laser radiation generator (indicated by LG in figure 8), for example a fiber laser (fiber laser) or disc laser generator having a modulable power preferably between 5 and 40 kW. The welding head 13 preferably includes its own controllable focusing system, according to a per se known technique.

Anche l’induttore o gli induttori elettrici 141e 142, eventualmente impiegati possono essere realizzati secondo tecnica di per sé nota, e comprendere ad esempio avvolgimenti induttori alimentati mediante banchi di trasformatori e convertitori di potenza. Also the inductor or the electrical inductors 141 and 142, possibly used, can be made according to a technique known per se, and include for example inductor windings powered by transformer banks and power converters.

Di preferenza la testa di saldatura laser 13, ed eventualmente l’almeno un induttore 141e/o 142è portata da una medesima struttura spostabile, indicata schematicamente con 17 nelle figure 5-6, ad esempio un telaio metallico. Nell’esempio non limitativo illustrato, la struttura 17 include una piastra metallica superiore 171ed una piastra metallica inferiore 172tra le quali sono fissate la testa 13 e ciascun induttore 141e/o 142. Ovviamente la struttura 17 può essere realizzata in modo diverso da quello esemplificato. Preferably the laser welding head 13, and possibly the at least one inductor 141 and / or 142 is carried by the same movable structure, indicated schematically with 17 in figures 5-6, for example a metal frame. In the illustrated non-limiting example, the structure 17 includes an upper metal plate 171 and a lower metal plate 172 between which the head 13 and each inductor 141 and / or 142 are fixed. Obviously the structure 17 can be made in a different way from the one exemplified.

La testa 13 è predisposta per indirizzare un fascio laser LB (figura 4) verso la zona di lavorazione circonferenziale WA, particolarmente in corrispondenza delle superfici 6a, 7a attestate tra di loro. L’almeno un induttore 141e/o 142, quando previsto, è predisposto per apportare calore - tramite un rispettivo campo di induzione elettromagnetica EW1e/o EW2(figura 4) - ad una corrispondente parte della zona di lavorazione WA, ovvero sia al tubolare 6 che al tubolare 7, nell’esempio qui considerato. The head 13 is arranged to direct a laser beam LB (Figure 4) towards the circumferential processing area WA, particularly in correspondence with the surfaces 6a, 7a abutting each other. The at least one inductor 141 and / or 142, when provided, is designed to bring heat - through a respective electromagnetic induction field EW1 and / or EW2 (figure 4) - to a corresponding part of the processing area WA, or to both tubular 6 than to the tubular 7, in the example considered here.

In varie forme di attuazione preferite, l’almeno un induttore 141e/o 142è disposto in modo da spostarsi a monte oppure a valle della testa di saldatura laser 13, avendo a riferimento il senso di rotazione del gruppo 12, ovvero la direzione nella quale la saldatura laser procede. Nel caso esemplificato - e riferendosi alla figura 4 in cui il verso di rotazione del gruppo è antiorario, come indicato dalla freccia R - gli induttori 141e 142si spostano quindi a monte ed a valle della testa laser 13, rispettivamente. A tale scopo, nell’esempio illustrato, l’almeno un induttore è solidale in rotazione con la testa 13, ovvero è montato su un medesimo gruppo o unità 12 assieme alla testa di saldatura 13. In various preferred embodiments, the at least one inductor 141 and / or 142 is arranged so as to move upstream or downstream of the laser welding head 13, referring to the direction of rotation of the unit 12, i.e. the direction in which the laser welding proceeds. In the exemplified case - and referring to Figure 4 in which the direction of rotation of the unit is counterclockwise, as indicated by the arrow R - the inductors 141 and 142 therefore move upstream and downstream of the laser head 13, respectively. For this purpose, in the example shown, the at least one inductor is integral in rotation with the head 13, or is mounted on the same group or unit 12 together with the welding head 13.

Il sistema di controllo del dispositivo 1 oggetto dell’invenzione è configurato per controllare la disposizione di saldatura 11, particolarmente il gruppo di saldatura 12 ed il suo sistema di azionamento 15-16, in modo tale per cui, a seguito della rotazione del gruppo 12 attorno alle estremità dei tubolari 6, 7 da unire: The control system of the device 1 object of the invention is configured to control the welding arrangement 11, particularly the welding group 12 and its drive system 15-16, in such a way that, following the rotation of the group 12 around the ends of the tubes 6, 7 to be joined:

- il fascio laser LB emesso dalla testa 13 formi progressivamente il relativo cordone di saldatura WL, e, nel caso in cui la saldatura laser sia assistita da induzione elettromagnetica, - the laser beam LB emitted by the head 13 progressively forms the relative welding seam WL, and, in the event that the laser welding is assisted by electromagnetic induction,

- il campo elettromagnetico EW generato dall’almeno un induttore 141e/o 142apporti calore ad una corrispondente parte della zona di lavorazione WA, prima che il fascio laser LB raggiunga tale parte, rispettivamente dopo che il fascio laser LB ha raggiunto tale parte. Di preferenza, come detto, l’induttore o gli induttori non sono movimentati in maniera indipendente, ma sono solidali in rotazione con la testa laser, in modo da garantire ad ogni punto del giunto di saldatura lo stesso profilo di apporto termico. - the electromagnetic field EW generated by at least one inductor 141 and / or 142 brings heat to a corresponding part of the processing area WA, before the laser beam LB reaches that part, respectively after the laser beam LB has reached that part. Preferably, as mentioned, the inductor or inductors are not moved independently, but are integral in rotation with the laser head, so as to ensure the same heat input profile at each point of the welding joint.

Per meglio chiarire il concetto di saldatura laser assistita da induzione elettromagnetica, può essere fatto riferimento alla figura 3, dove la rappresentazione del dispositivo in accordo all’invenzione è stata omessa per esigenze di chiarezza. In tale figura, WA indicata la citata regione di lavorazione, che include le estremità attestate l’una sull’altra dei tubolari 6 e 7, con le relative superfici 6a e 7a sostanzialmente a contatto tra loro. In applicazioni del tipo illustrato le superfici 6a e 7a sono di preferenza lavorate a cianfrino piatto, in modo da massimizzare le aree di interfaccia tra le estremità dei tubolari 6 e 7. To better clarify the concept of laser welding assisted by electromagnetic induction, reference can be made to figure 3, where the representation of the device according to the invention has been omitted for reasons of clarity. In this figure, WA indicates the aforementioned processing region, which includes the ends abutting each other of the tubes 6 and 7, with the relative surfaces 6a and 7a substantially in contact with each other. In applications of the type illustrated, the surfaces 6a and 7a are preferably flat grooved, so as to maximize the interface areas between the ends of the tubulars 6 and 7.

Il gruppo di saldatura 12 viene fatto ruotare sostanzialmente attorno all’asse X (figura 4) dei tue tubolari allineati assialmente l’uno sull’altro (ovvero l’asse del canale 4), di modo che il fascio laser LB, focalizzato secondo tecnica di per sé nota, realizzi progressivamente il cordone di saldatura LW in corrispondenza delle superfici 6a, 7a. Nel corso della rotazione del gruppo 12 l’induttore 141provvede a riscaldare (pre-riscaldare) una certa parte -rappresentata schematicamente in PH1in figura 3 - della zona di lavorazione WA, prima che il fascio laser incida su essa per realizzare la saldatura in corrispondenza delle superfici 6a, 7a. Allo stesso tempo l’induttore 142provvede a riscaldare (post-riscaldare) un’altra parte - rappresentata schematicamente in PH2in figura 3 - della zona di lavorazione WA, che è già stata interessata dal fascio laser LB. Naturalmente, la figura 3 illustra una condizione statica, per cui si deve assumere che in realtà che il fascio LB e le aree di riscaldamento induttivo PH1ed PH2si spostino in modo continuo verso destra, riferendosi alla figura, e che parimenti il cordone di saldatura WL si “allunghi” progressivamente anch’esso verso destra). The welding unit 12 is made to rotate substantially around the X axis (Figure 4) of your tubulars aligned axially on each other (i.e. the axis of the channel 4), so that the laser beam LB, focused according to the technique known per se, progressively realizes the welding seam LW at the surfaces 6a, 7a. During the rotation of the group 12, the inductor 141 heats (pre-heats) a certain part - schematically represented in PH1 in figure 3 - of the processing area WA, before the laser beam hits it to carry out the welding in correspondence with the surfaces 6a, 7a. At the same time, the inductor 142 provides to heat (post-heat) another part - schematically represented in PH2 in figure 3 - of the WA processing area, which has already been affected by the LB laser beam. Of course, Figure 3 illustrates a static condition, whereby it must be assumed that in reality that the beam LB and the inductive heating areas PH1 and PH2 move continuously to the right, referring to the figure, and that the welding seam WL is likewise "Stretch" progressively also to the right).

La presenza dell’induttore o di ciascun induttore consente di controllare l’apporto termico al giunto di saldatura, in modo da prevenire un suo raffreddamento troppo rapido. La saldatura a fascio laser impiegata conformemente all’invenzione, rispetto alle tradizionali tecniche di saldatura ad arco, garantisce infatti un elevato apporto termico in una piccola area di materiale che comprende la zona fusa. Nell’avanzare del fascio laser LB lungo il giunto, il bagno fuso si raffredda rapidamente, cedendo energia ai due tubolari 6, 7 per conduzione. La presenza di una microstruttura diversa rispetto a quella del materiale base, con differenti proprietà meccaniche, può così dare origine a fenomeni di cricche e fratture fragili, se sottoposta a stress. Per questo motivo, in forme di attuazione preferenziali dell’invenzione, la saldatura laser può essere coadiuvata dal sistema di apporto termico per induzione, che permette di scaldare le zone dei tubolari vicine alla zona saldata: in tal modo, il raffreddamento della zona saldata viene rallentato dalla presenza di un bacino termico circostante ed avviene in modo più graduale, contrastando la formazione di fasi metallurgiche indesiderate. The presence of the inductor or each inductor allows you to control the heat input to the welding joint, in order to prevent its cooling too quickly. The laser beam welding used in accordance with the invention, compared to traditional arc welding techniques, in fact guarantees a high heat input in a small area of material that includes the molten area. As the LB laser beam advances along the joint, the molten bath cools rapidly, yielding energy to the two tubes 6, 7 by conduction. The presence of a different microstructure than that of the base material, with different mechanical properties, can thus give rise to phenomena of cracks and brittle fractures, if subjected to stress. For this reason, in preferential embodiments of the invention, laser welding can be assisted by the induction heat input system, which allows the areas of the tubulars close to the welded area to be heated: in this way, the cooling of the welded area is slowed down by the presence of a surrounding thermal basin and occurs more gradually, counteracting the formation of unwanted metallurgical phases.

Il diagramma CCT di figura 7 mostra la relazione tra velocità di raffreddamento in un certo intervallo di temperature e microstruttura originata per un generico acciaio; si noti che tale diagramma è solo rappresentativo dei fenomeni di trasformazione microstrutturale che avvengono nell’acciaio in fase di raffreddamento e non vuole essere esaustivo di tutte le tipologie di acciaio esistenti. La curva indicata con I rappresenta la tipica dinamica di raffreddamento che segue una classica saldatura laser. La curva indicata con II rappresenta invece un profilo di raffreddamento in un processo assistito da induzione, come nelle suddette forme di attuazione preferenziali dell’invenzione. Come si nota, nel caso della curva I, si verifica un rapido raffreddamento del materiale dopo la saldatura, tra i punti A e B. A seguito di tale raffreddamento il materiale può presentare una elevata frazione di microstrutture ad elevata durezza e quindi avere comportamento fragile. Per contro, nel caso della curva II, il tratto da A’ a B’ rappresenta il raffreddamento blando favorito dall’uso degli induttori, che riscaldano il materiale metallico prima e/o dopo la saldatura laser. Una volta rimosso l’apporto termico per induzione, si ritorna ad un profilo di raffreddamento più veloce, come evidenziato dal tratto B’-C’. A seguito di tale raffreddamento il materiale può presentare una composizione microstrutturale adeguata a sopportare i carichi meccanici in opera. The CCT diagram of figure 7 shows the relationship between cooling rate in a certain temperature range and microstructure originated for a generic steel; note that this diagram is only representative of the microstructural transformation phenomena that occur in the steel during the cooling phase and is not intended to be exhaustive of all existing types of steel. The curve indicated with I represents the typical cooling dynamics that follow a classic laser welding. The curve indicated with II instead represents a cooling profile in an induction-assisted process, as in the aforementioned preferential embodiments of the invention. As can be seen, in the case of curve I, there is a rapid cooling of the material after welding, between points A and B. Following this cooling, the material can present a high fraction of highly hard microstructures and therefore have a brittle behavior . On the other hand, in the case of curve II, the section from A 'to B' represents the mild cooling favored by the use of inductors, which heat the metal material before and / or after laser welding. Once the heat input has been removed by induction, it returns to a faster cooling profile, as highlighted by the section B'-C '. Following this cooling, the material can have a microstructural composition suitable to withstand the mechanical loads in place.

Le figure 4-6 illustrano in forma schematica e meramente esemplificativa una possibile configurazione della disposizione di saldatura 11 delle figure 1 e 2. La struttura 17 del gruppo di saldatura 12, a cui in questo caso sono associati la testa 13 e l’induttore o gli induttori 141e/o 142, ha preferibilmente una sagoma generalmente semicircolare, o è comunque allestita in modo da circondare almeno parte della circonferenza dei tubolari 6, 7 nella zona di lavoro WA (figura 3), sicché la testa laser e l’almeno un induttore possano seguire in rotazione la zona da saldare. La struttura 17 è quindi posta in rotazione in modo sostanzialmente concentrico all’asse X di figura 4. Di preferenza, il movimento di rotazione della struttura 17 è guidato mediante un supporto di guida 15, che nell’esempio ha sagoma sostanzialmente circolare e circonda i tubolari 6, 7. Il supporto di guida 15, ad esempio supportato mediante la stessa struttura portante 2 del dispositivo 1, può essere dotato di snodi o giunzioni che permettano di aprire la sua circonferenza e posizionarla attorno ai tubolari 6, 7. Nell’esempio illustrato, il supporto 15 comprende a tale scopo due parti 15a e 15b sostanzialmente semicircolari. Ovviamente sono possibili anche altre configurazioni per il supporto 15, anche in più di due parti. Figures 4-6 illustrate in schematic and merely exemplary form a possible configuration of the welding arrangement 11 of Figures 1 and 2. The structure 17 of the welding assembly 12, to which in this case the head 13 and the inductor or the inductors 141 and / or 142, preferably has a generally semicircular shape, or is in any case arranged so as to surround at least part of the circumference of the tubulars 6, 7 in the work area WA (Figure 3), so that the laser head and at least one inductor can follow in rotation the area to be welded. The structure 17 is then placed in rotation in a substantially concentric way to the axis X of figure 4. Preferably, the rotation movement of the structure 17 is guided by means of a guide support 15, which in the example has a substantially circular shape and surrounds the tubulars 6, 7. The guide support 15, supported for example by the same supporting structure 2 as the device 1, can be equipped with joints or joints that allow its circumference to be opened and positioned around the tubulars 6, 7. In the example shown, the support 15 comprises for this purpose two substantially semicircular parts 15a and 15b. Obviously, other configurations are also possible for the support 15, even in more than two parts.

Ad uno tra la struttura 17 ed il supporto di guida 15 sono associati mezzi motori, controllabili per causare il movimento della prima lungo la traiettoria circolare definita dal secondo. Nell’esempio non limitativo illustrato, ad esempio, alla struttura 17 è associato un motore elettrico 16, atto a produrre la rotazione di un organo di rotolamento 18a impegnato in una relativa guida definita dal supporto 15. L’organo 18a può essere una ruota dentata motorizzata, ingranata in una cremagliera con sviluppo anulare che definisce la traiettoria circolare di movimento per il gruppo di saldatura 12. La struttura 17 può includere ulteriori elementi di accoppiamento al supporto di guida 15, quali ad esempio montanti 173associati ad una delle piastre della struttura 17 e recanti rispettivi organi di rotolamento 18b montati folli ed impegnati nella guida anulare definita dal supporto 15. To one of the structure 17 and the guide support 15 are associated motor means, which can be controlled to cause the movement of the first along the circular path defined by the second. In the illustrated non-limiting example, for example, an electric motor 16 is associated with the structure 17, adapted to produce the rotation of a rolling member 18a engaged in a relative guide defined by the support 15. The member 18a can be a toothed wheel motorized, engaged in a rack with annular development that defines the circular trajectory of movement for the welding unit 12. The structure 17 can include further elements for coupling to the guide support 15, such as for example uprights 173 associated with one of the plates of the structure 17 and bearing respective rolling members 18b mounted idle and engaged in the annular guide defined by the support 15.

Nel caso esemplificato la struttura di guida 15 risulta posizionata al di sotto del giunto di saldatura, ovvero al di sotto delle superfici di estremità 6a, 7a dei tubolari 6, 7: chiaramente la stessa potrebbe però essere posizionata al di sopra di tali superfici 6a, 7a, in modo da sostenere il gruppo 11 dall’alto, in una condizione sostanzialmente sospesa. In accordo ad altre forme di attuazione la struttura di guida 15 può essere predisposta per avere parti che si estendono rispettivamente al di sotto ed al di sopra delle superfici 6a, 7a, ad esempio associate alle superfici esterne dei tubolari 6, 7, per ottenere una configurazione più stabile. In the exemplified case, the guide structure 15 is positioned below the welding joint, i.e. below the end surfaces 6a, 7a of the tubulars 6, 7: clearly, however, it could be positioned above said surfaces 6a, 7a, so as to support the unit 11 from above, in a substantially suspended condition. According to other embodiments, the guide structure 15 can be arranged to have parts which extend respectively below and above the surfaces 6a, 7a, for example associated with the external surfaces of the tubulars 6, 7, to obtain a more stable configuration.

La radiazione laser viene generata mediante un noto generatore laser -indicato con LG in figura 8, ad esempio un generatore laser in fibra o a disco - e trasportata alla testa di saldatura 13 tramite una fibra ottica, indicata con 13a anche in figura 4. In questo modo il generatore LG può essere allocato in posizione remota, anche parecchie decine di metri, rispetto alla testa 13 e, in generale, rispetto alla disposizione di saldatura 11, consentendo comunque la rotazione del gruppo 12. A tale scopo, naturalmente, la lunghezza della fibra ottica 13a ed il suo sistema di supporto/guida saranno configurati per consentire almeno una rotazione completa del gruppo 12 attorno ai tubolari da saldare. Anche ciascun induttore 141e/o 142, quando previsto, è connesso ad un relativo sistema di alimentazione mediante cavi di lunghezza adeguata e supportati/guidati in modo opportuno per consentire la rotazione del gruppo 12. The laser radiation is generated by means of a known laser generator - indicated with LG in Figure 8, for example a fiber or disk laser generator - and transported to the welding head 13 through an optical fiber, also indicated with 13a in Figure 4. In this in this way the LG generator can be located in a remote position, even several tens of meters, with respect to the head 13 and, in general, with respect to the welding arrangement 11, still allowing the rotation of the unit 12. For this purpose, of course, the length of the optical fiber 13a and its support / guide system will be configured to allow at least one complete rotation of the assembly 12 around the tubulars to be welded. Also each inductor 141 and / or 142, when provided, is connected to a relative power supply system by means of cables of adequate length and supported / guided in a suitable way to allow rotation of the group 12.

In varie forme di attuazione, ad esempio come rappresentato in figura 8, ciascun induttore 141e/o 142è collegato mediante un idoneo cablaggio 14a1e/o 14a2ad un relativo trasformatore TR1e/o TR2, che è sua volta connesso mediante cavi 14b1e/o 14b2, ad esempio cavi coassiali, ad un relativo convertitore di potenza PC1e/o PC2. Anche in questo caso la possibilità allocare almeno parte del sistema ad induzione in posizione remota rispetto alla disposizione di saldatura 11 consente maggiore flessibilità al processo e semplifica l’installazione in loco del dispositivo 1. In various embodiments, for example as shown in Figure 8, each inductor 141 and / or 142 is connected by means of a suitable wiring 14a1 and / or 14a2 to a relative transformer TR1 and / or TR2, which is in turn connected by means of cables 14b1 and / or 14b2, to coaxial cables, for example, to a relative power converter PC1 and / or PC2. Also in this case, the possibility of allocating at least part of the induction system in a remote position with respect to the welding arrangement 11 allows greater flexibility to the process and simplifies the on-site installation of the device 1.

La figura 8 illustra in forma semplificata anche una possibile architettura di controllo di un dispositivo 1 in accordo all’invenzione. In tale figura, con CU è indicata un’unità di controllo del dispositivo, preferibilmente a microprocessore, in cui è implementata la logica di controllo del dispositivo 1. All’unità CU è collegata un’idonea interfaccia utente UI, ad esempio di tipo touch-screen, per la visualizzazione e l’impostazione di parametri operativi del processo. Figure 8 also illustrates in simplified form a possible control architecture of a device 1 according to the invention. In this figure, CU indicates a device control unit, preferably a microprocessor, in which the control logic of device 1 is implemented. A suitable user interface UI is connected to the CU unit, for example of the touch type -screen, for viewing and setting the operating parameters of the process.

L’unità CU è predisposta per controllare il generatore LG della radiazione laser che, come detto, viene trasportata alla testa di saldatura 13 tramite una fibra ottica 13a. L’unità CU è altresì predisposta, tramite idoneo cablaggio 16a, per il controllo dei mezzi motori 16 che determinano la rotazione del gruppo 12, ed eventualmente per il controllo di ciascun convertitore di potenza PC1e/o PC2che, tramite il relativo blocco trasformatore TR1e/o TR2consente di alimentare il relativo induttore 141e/o 142. In varie forme di attuazione, l’unità CU è anche predisposta per il controllo dei sistemi di trattenimento 9 e 10, quando questi sono di tipo motorizzato e controllabile. In varie forme di attuazione, anche le parti 15a e 15b del supporto di guida sono suscettibili di essere movimentate tra la loro posizione chiusa (vedere ad esempio a riferimento le figure 1 e 4) ed una rispettiva posizione aperta (vedere ad esempio a riferimento le figure 10 e 11) tramite un sistema di attuazione controllabile (elettrico o idraulico o pneumatico): anche un tale sistema di attuazione può essere controllato mediante l’unità CU. The CU unit is designed to control the LG generator of the laser radiation which, as mentioned, is transported to the welding head 13 via an optical fiber 13a. The CU unit is also predisposed, by means of suitable wiring 16a, for the control of the motor means 16 which determine the rotation of the group 12, and possibly for the control of each power converter PC1 and / or PC2 which, through the relative transformer block TR1e / or TR2 allows to supply the relative inductor 141 and / or 142. In various embodiments, the unit CU is also predisposed for the control of the retention systems 9 and 10, when these are of the motorized and controllable type. In various embodiments, the parts 15a and 15b of the guide support are also capable of being moved between their closed position (see, for example, Figures 1 and 4) and a respective open position (see for example the Figures 10 and 11) by means of a controllable actuation system (electric or hydraulic or pneumatic): also such an actuation system can be controlled by means of the CU unit.

In varie forme di attuazione la struttura 17 e/o il supporto di guida 15 sono predisposti per consentire di regolare la posizione operativa di ciascun induttore 141e/o 142relativamente ai tubolari da saldare e/o relativamente alla testa di saldatura laser 13. In varie forme di attuazione, ad esempio, è prevista la regolazione della posizione radiale di ciascun induttore, ovvero la sua distanza rispetto alla superficie esterna dei tubolari 6 e 7, tale distanza essendo direttamente proporzionale all’efficienza di riscaldamento. In aggiunta o in combinazione, in varie forme di attuazione, è prevista la regolazione della posizione di ciascun induttore 141e/o 142lungo la circonferenza di saldatura, ovverosia la sua distanza rispetto alla testa laser 13, tale distanza influendo sulla dinamica di riscaldamento dei tubolari 6, 7 nell’ambito della zona di lavorazione WA. Questi controlli di posizione possono essere di tipo manuale, ad esempio montando ciascun induttore sul gruppo 12 tramite relativi supporti regolabili manualmente in una o più direzioni spaziali, oppure tali supporti possono essere motorizzati e controllabili tramite l’unità CU e l’interfaccia UI. In various embodiments, the structure 17 and / or the guide support 15 are arranged to allow the operating position of each inductor 141 and / or 142 to be adjusted in relation to the tubulars to be welded and / or in relation to the laser welding head 13. In various forms of actuation, for example, the radial position of each inductor is regulated, ie its distance with respect to the external surface of the tubulars 6 and 7, this distance being directly proportional to the heating efficiency. In addition or in combination, in various embodiments, there is provision for adjusting the position of each inductor 141 and / or 142 along the welding circumference, i.e. its distance from the laser head 13, this distance affecting the heating dynamics of the tubulars 6 , 7 within the WA processing area. These position controls can be manual, for example by mounting each inductor on group 12 through its manually adjustable supports in one or more spatial directions, or these supports can be motorized and controllable through the CU unit and the UI interface.

I parametri controllabili tramite l’interfaccia UI in relazione alla saldatura possono comprendere di preferenza la potenza del fascio laser, la velocità di spostamento della testa 13 (ossia del gruppo 12) e la profondità di fuoco del fascio laser, che sono di preferenza selezionabili sull’interfaccia UI in base alle proprietà fisiche del materiale dei tubolari da saldare ed al loro spessore. The parameters that can be controlled via the UI in relation to welding may preferably include the power of the laser beam, the speed of movement of the head 13 (i.e. of group 12) and the depth of focus of the laser beam, which are preferably selectable on the UI interface based on the physical properties of the material of the tubes to be welded and their thickness.

La saldatura può essere eseguita impiegando un singolo fascio laser LB, oppure utilizzando un fascio laser sdoppiato otticamente a valle del collimatore che equipaggia la testa 13, oppure ancora impiegando fasci laser multipli, anche di potenze diverse. A tale scopo il gruppo di saldatura 12 potrà comprende anche più di una testa laser 13. Il fascio laser, o ciascun fascio laser, può essere perpendicolare alla superficie dei tubolari da saldare o descrivere un angolo rispetto ad essa nelle tre dimensioni. Welding can be performed using a single laser beam LB, or using an optically split laser beam downstream of the collimator that equips the head 13, or using multiple laser beams, even of different powers. For this purpose, the welding unit 12 may also comprise more than one laser head 13. The laser beam, or each laser beam, can be perpendicular to the surface of the tubulars to be welded or describe an angle with respect to it in the three dimensions.

Il sistema di saldatura può essere configurato - come nell’esempio raffigurato nelle figure - in modo che il fascio laser LB segua la traiettoria lineare del giunto di saldatura (ovvero il profilo esterno delle superfici 6a, 7a), ma in possibili varianti di attuazione la saldatura può essere eseguita definendo dei pattern attorno al giunto con una certa periodicità (laser wobbling): per tali casi, sulla struttura 17 del gruppo di saldatura 12 può essere previsto un idoneo sistema di movimentazione controllabile - di concezione in sé nota - per la testa laser 13 o per il suo sistema di focalizzazione, gestito dall’unità CU. The welding system can be configured - as in the example shown in the figures - so that the laser beam LB follows the linear trajectory of the welding joint (i.e. the external profile of the surfaces 6a, 7a), but in possible variants of implementation the welding can be performed by defining patterns around the joint with a certain periodicity (laser wobbling): for such cases, a suitable controllable movement system - of a known concept - for the head can be provided on the structure 17 of the welding group 12 laser 13 or for its focusing system, managed by the CU unit.

In accordo a possibili forme di attuazione, il gruppo di saldatura 12 può essere dotato di un sistema ottico di inseguimento del giunto di saldatura (ad esempio basato sull’impiego di almeno una telecamera), per monitorare ed eventualmente correggere in tempo reale la traiettoria del fascio laser. È anche possibile implementare sistemi di monitoraggio del processo di saldatura (ad esempio termo-camere e/o sensori spettroscopici) che, tramite l’analisi di opportuni parametri (quali ad esempio la distribuzione di temperatura o l’analisi spettroscopica del plasma emesso dalla saldatura), forniscano un feedback che possa essere utilizzato per valutare la qualità del giunto saldato. In accordance with possible embodiments, the welding unit 12 can be equipped with an optical system for tracking the welding joint (for example based on the use of at least one camera), to monitor and possibly correct the trajectory of the laser beam. It is also possible to implement monitoring systems for the welding process (for example thermo-cameras and / or spectroscopic sensors) which, through the analysis of appropriate parameters (such as for example the temperature distribution or the spectroscopic analysis of the plasma emitted by the welding ), provide feedback that can be used to evaluate the quality of the welded joint.

Per quanto riguarda l’eventuale apporto termico addizionale, in varie forme di attuazione, l’unità di controllo CU è predisposta per consentire il controllo di ogni induttore in maniera indipendente, al fine di generare un profilo di apporto termico che permetta di ottenere una determinata composizione metallurgica del giunto di saldatura in funzione dei parametri di processo desiderati e delle caratteristiche del giunto stesso. Di preferenza, i parametri che possono essere variati - ad esempio tramite l’interfaccia UI - per il controllo del processo di riscaldamento a induzione sono i seguenti: As regards the possible additional heat input, in various embodiments, the control unit CU is designed to allow the control of each inductor independently, in order to generate a heat input profile that allows to obtain a specific metallurgical composition of the welding joint as a function of the desired process parameters and the characteristics of the joint itself. Preferably, the parameters that can be varied - for example through the UI interface - for the control of the induction heating process are the following:

- la frequenza operativa, che determina la profondità di penetrazione del campo elettromagnetico, e quindi la profondità a cui sono generate le correnti indotte che causano il riscaldamento dei tubolari: abbassando la frequenza si aumenta la profondità di penetrazione a scapito di un aumento delle dimensioni del sistema (in particolare dei convertitori di potenza PC1e/o PC2) e di una riduzione dell’efficienza; frequenze operative preferite per ciascun induttore 141e/o 142ai fini dell’implementazione dell’invenzione sono comprese fra 5 e 25 kHz; - the operating frequency, which determines the depth of penetration of the electromagnetic field, and therefore the depth at which the induced currents that cause the heating of the tubulars are generated: lowering the frequency increases the depth of penetration at the expense of an increase in the size of the system (in particular of the PC1 and / or PC2 power converters) and a reduction in efficiency; preferred operating frequencies for each inductor 141 and / or 142 for the purpose of implementing the invention are between 5 and 25 kHz;

- la corrente elettrica, la cui l’intensità è direttamente proporzionale all’intensità del campo EW1e/o EW2indotto, e quindi è correlata all’aumento di temperatura; l’intensità di corrente desiderata ai fini dell’implementazione specifica dipende sostanzialmente dal numero di spire scelto per ciascun induttore 141e/o 142; - the electric current, whose intensity is directly proportional to the intensity of the EW1 and / or EW2 induced field, and therefore is related to the temperature increase; the desired current intensity for the purpose of the specific implementation substantially depends on the number of turns chosen for each inductor 141 and / or 142;

- la sequenza e la durata di accensione/spegnimento di ogni induttore; in caso di presenza di più induttori è preferibile poter controllare in modo indipendente ciascuno di essi, in modo da garantire che ogni punto del giunto abbia, per quanto possibile, lo stesso profilo termico. - the sequence and duration of switching on / off of each inductor; in case of presence of more inductors it is preferable to be able to independently control each of them, in order to guarantee that every point of the joint has, as far as possible, the same thermal profile.

Come detto, nel caso di induttori montati sul gruppo tramite rispettivi supporti motorizzati regolabili, anche la loro posizione radiale e/o la loro distanza relativamente alla testa laser la lungo la circonferenza di saldatura può essere controllata tramite l’unità CU e/o l’interfaccia UI. As mentioned, in the case of inductors mounted on the group by means of respective adjustable motorized supports, also their radial position and / or their distance relative to the laser head la along the welding circumference can be controlled by means of the CU unit and / or the UI interface.

Conformemente all’invenzione, il dispositivo di saldatura è supportato da una struttura montata spostabile tra una posizione inoperativa o di riposo ed una posizione operativa o di lavoro, che sono rispettivamente generalmente distanziata e generalmente ravvicinata alle estremità dei due tubolari da saldare, ovvero all’apertura del piano sonda 3. La suddetta struttura mobile, preferibilmente di tipo motorizzato, può essere montata mobile su guide o binari previsti sul piano sonda 3, o anche essere installata per essere mobile liberamente su ruote o simili direttamente sul piano sonda 3. According to the invention, the welding device is supported by a mounted structure which can be moved between an inoperative or rest position and an operative or working position, which are respectively generally spaced apart and generally close to the ends of the two tubes to be welded, or to the opening of the probe surface 3. The aforementioned mobile structure, preferably of the motorized type, can be mounted mobile on guides or tracks provided on the probe surface 3, or even be installed to be freely movable on wheels or the like directly on the probe surface 3.

Ad esempio, il dispositivo 1 descritto in precedenza con riferimento alle figure 1-6 e 8 è supportato da una struttura mobile, come mostrato schematicamente in figura 9. In tale figura la suddetta struttura mobile - qui nella sua posizione operativa - è configurata essenzialmente in guisa di veicolo, indicato nel complesso con 50, il quale è provvisto di proprie ruote 51. Come accennato, le ruote 51 possono essere impegnate in relative guide o rotaie 52 fissate sul piano sonda 3, onde definire la traiettoria di movimento del veicolo stesso tra le rispettive posizioni di riposo e lavoro: a tale scopo il veicolo 50 è preferibilmente dotato di propri mezzi motori. Lo spostamento del veicolo 50 avviene di preferenza in una direzione generalmente perpendicolare rispetto all’asse X del canale 4, ovvero dei tubolari da saldare di testa. For example, the device 1 described above with reference to Figures 1-6 and 8 is supported by a mobile structure, as shown schematically in Figure 9. In this figure, the aforementioned mobile structure - here in its operating position - is essentially configured in like a vehicle, indicated as a whole with 50, which is provided with its own wheels 51. As mentioned, the wheels 51 can be engaged in relative guides or rails 52 fixed on the probe plane 3, in order to define the trajectory of movement of the vehicle itself between the respective resting and working positions: for this purpose the vehicle 50 is preferably equipped with its own motor means. The movement of the vehicle 50 takes place preferably in a direction generally perpendicular to the X axis of the channel 4, or of the tubulars to be butt welded.

Nel caso esemplificato in figura 9 il veicolo 50 è provvisto di bracci generalmente paralleli, uno dei quali indicato con 53 in figura 9, che supportano ciascuno un montante 8, o comunque relativi mezzi di trattenimento 9, 10 (che come detto posso essere ad esempio elementi a morsa o a ganascia), e preferibilmente una rispettiva parte 15a o 15b del supporto di guida 15 per il gruppo di saldatura 12. I bracci 53 sono spostabili tra una posizione di apertura, visibile ad esempio in figura 10, ed una posizione di chiusura, quale quella schematizzata in figura 4. Nella posizione di apertura i bracci 53 risultano divaricati, con le rispettive parti dei mezzi di trattenimento 10, 11 e le due parti di guida 15a e 15b per il gruppo 12 che sono sufficientemente distanti tra loro per consentire lo spostamento del veicolo 50 tra le posizioni di riposo e di lavoro. Quando il veicolo è nella sua posizione di lavoro, come in figura 9, i bracci 53 possono poi essere portati nella posizione di chiusura, con i mezzi di trattenimento 9, 10 che bloccano in posizione i tubolari 6, 7 e con le due parti di guida 15a, 15b che cingono completamente la zona di saldatura, come in precedenza descritto. In the case exemplified in figure 9, the vehicle 50 is provided with generally parallel arms, one of which indicated with 53 in figure 9, which each support an upright 8, or in any case relative holding means 9, 10 (which as mentioned can be for example clamp or jaw elements), and preferably a respective part 15a or 15b of the guide support 15 for the welding unit 12. The arms 53 can be moved between an open position, visible for example in Figure 10, and a closed position , such as that schematized in Figure 4. In the open position, the arms 53 are spread apart, with the respective parts of the holding means 10, 11 and the two guide parts 15a and 15b for the unit 12 which are sufficiently distant from each other to allow moving the vehicle 50 between the rest and working positions. When the vehicle is in its working position, as in figure 9, the arms 53 can then be brought into the closed position, with the holding means 9, 10 which lock the tubulars 6, 7 in position and with the two parts of guides 15a, 15b which completely encircle the welding area, as previously described.

Nel caso esemplificato in figura 10 i bracci 53 sono mobili angolarmente tra la posizione di apertura e la posizione di chiusura, come indicato dalle frecce “r”. Peraltro, in differenti forme di attuazione, i bracci 53 possono essere mobili linearmente tra le suddette posizioni, come indicato dalla freccia “a” in figura 11. In the case exemplified in Figure 10, the arms 53 are angularly movable between the open position and the closed position, as indicated by the arrows "r". Moreover, in different embodiments, the arms 53 can be linearly movable between the aforementioned positions, as indicated by the arrow "a" in Figure 11.

Di preferenza, i bracci 53 - o simili strutture che adempiono la loro funzione, sono spostabili mediante un idoneo sistema di attuazione controllabile AS, ad esempio elettrico, idraulico o pneumatico, previsto sul veicolo 50. In varie forme di attuazione, il sistema di attuazione AS dei bracci 53 è anche concepito per consentire un loro spostamento in altezza, similmente ad un carrello elevatore. Preferably, the arms 53 - or similar structures which perform their function, are movable by means of a suitable controllable actuation system AS, for example electric, hydraulic or pneumatic, provided on the vehicle 50. In various embodiments, the actuation system AS of the arms 53 is also designed to allow them to be moved in height, similar to a forklift truck.

In varie forme di attuazione il veicolo 50 è provvisto di un sistema di riconoscimento, onde individuare la posizione del giunto di saldatura - ovvero le estremità attestate 6a, 6b dei tubolari da unire: un tale sistema può essere esempio basato sull’impiego di un sensore ottico, o di un laser di posizionamento, o di un sistema basato su telecamera, onde collocare correttamente la disposizione di saldatura rispetto al giunto. In various embodiments, the vehicle 50 is provided with a recognition system, in order to identify the position of the welding joint - that is, the abutting ends 6a, 6b of the tubulars to be joined: such a system can be an example based on the use of a sensor optical, or a positioning laser, or a camera-based system, in order to correctly position the welding arrangement with respect to the joint.

Il veicolo 50 è preferibilmente dotato di una logica di guida che può essere autonoma, supervisionata o remota. In caso di logica autonoma, gli spostamenti del veicolo 50 sono programmati e gestiti un controllore, ad esempio la stessa unità di controllo CU di figura 8, onde svolgere in modo completamente automatizzato almeno le operazioni di spostamento, nonché quelle di posizionamento e di apertura/chiusura dei bracci 53. Anche in caso di logica supervisionata il veicolo 50 è programmato per svolgere autonomamente le proprie operazioni, consentendo tuttavia all’occorrenza l’intervento di un operatore, ad esempio agendo sull’interfaccia UI di figura 8. Nel caso di logica remota, il veicolo 50 è invece guidato e/o comandato in remoto da un operatore. The vehicle 50 is preferably equipped with a driving logic which can be autonomous, supervised or remote. In the case of autonomous logic, the movements of the vehicle 50 are programmed and managed by a controller, for example the same control unit CU of figure 8, in order to carry out in a completely automated way at least the movement operations, as well as those of positioning and opening / closing of the arms 53. Even in the case of supervised logic, the vehicle 50 is programmed to carry out its operations autonomously, however allowing the intervention of an operator if necessary, for example by acting on the UI interface of figure 8. In the case of logic remote, the vehicle 50 is instead guided and / or controlled remotely by an operator.

Vantaggiosamente, sul veicolo 50 possono essere installati almeno alcuni dei componenti dell’elettronica di potenza relativi alla testa laser (quali il generatore LG della radiazione laser) e/o al sistema di induzione, se tale sistema è previsto (quali i trasformatori TR1e/o TR2per l’alimentazione dell’almeno un induttore 141e/o 142). Sul veicolo 50 possono altresì essere installati il sistema di raffreddamento della testa laser e/o il sistema di raffreddamento dell’almeno un induttore e/o sistemi di misura/controllo in tempo reale della qualità del giunto di saldatura (quali il citato sistema ottico di inseguimento del giunto e/o il citati sistema di monitoraggio del processo di saldatura. Advantageously, at least some of the power electronics components relating to the laser head (such as the LG laser radiation generator) and / or to the induction system, if such a system is provided, can be installed on the vehicle 50 (such as the transformers TR1 and / or TR2 for powering the at least one inductor 141 and / or 142). The cooling system of the laser head and / or the cooling system of the at least one inductor and / or systems for measuring / controlling the quality of the welding joint in real time (such as the aforementioned optical system) can also be installed on the vehicle 50. joint tracking and / or the aforementioned welding process monitoring system.

Si apprezzerà che la configurazione del veicolo 50 o altra struttura mobile potrà essere diversa da quella esemplificata in precedenza, ferme restando le sue funzionalità di movimentazione del dispositivo 1 in accordo all’invenzione. Si segnala, ad esempio, che in possibili forme di attuazione, il sistema di supporto dei mezzi di trattenimento 9, 10 ed il sistema di supporto delle parti di guida 15a, 15b per il gruppo di saldatura 11 potranno essere controllabili e/o azionabili in modo indipendente. Un tale caso è esemplificato in figura 12, dove il veicolo 50 - rappresentato nella sua posizione inoperativa o di riposo -include due bracci 531(uno solo visibile) per il supporto e la movimentazione di una rispettiva parte dei mezzi di trattenimento 9, 10, e due bracci 532(uno solo visibile) per il supporto e la movimentazione della rispettiva parte di guida 15a o 15b. Anche in implementazioni di questo tipo i bracci 531e/o 532sono di preferenza azionati mediante rispettivi sistemi di attuazione. It will be appreciated that the configuration of the vehicle 50 or other mobile structure may be different from the one exemplified above, without prejudice to its handling functionality of the device 1 in accordance with the invention. It should be noted, for example, that in possible embodiments, the support system of the holding means 9, 10 and the support system of the guide parts 15a, 15b for the welding unit 11 may be controllable and / or operable in independently. Such a case is exemplified in figure 12, where the vehicle 50 - shown in its inoperative or rest position - includes two arms 531 (only one visible) for supporting and moving a respective part of the retaining means 9, 10, and two arms 532 (only one visible) for supporting and moving the respective guide part 15a or 15b. Also in implementations of this type the arms 531 and / or 532 are preferably operated by respective actuation systems.

Un veicolo 50 o altra struttura mobile che fa le sue funzioni può essere impiegato in tutte le forme di attuazione qui descritte. A vehicle 50 or other mobile structure performing its functions can be employed in all of the embodiments described herein.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della presente invenzione, così come chiari risultano i suoi vantaggi, principalmente rappresentati da: From the above description the characteristics of the present invention are clear, as well as its advantages, mainly represented by:

- i tempi di processo inferiori o comunque paragonabili a quelli di serraggio tradizione tramite avvitamento tra i tubolari da unire; - lower process times or in any case comparable to those of traditional tightening by screwing between the tubulars to be joined;

- l’eliminazione del processo di filettatura e dei filetti stessi, che comporta sia una riduzione dei costi e tempi di lavorazione, sia una riduzione delle procedure di protezione dei filetti, anch’esse costose e complicate; - the elimination of the threading process and of the threads themselves, which involves both a reduction in costs and processing times, and a reduction in thread protection procedures, which are also expensive and complicated;

- l’aumento della sicurezza, in quanto viene rimossa la discontinuità costituita dal filetto e sostituita dal giunto saldato, che può avere proprietà meccaniche del tutto assimilabili a quelle del materiale base; - the increase in safety, as the discontinuity constituted by the thread is removed and replaced by the welded joint, which can have mechanical properties completely similar to those of the base material;

- la semplicità costruttiva e l’ingombro ridotto della disposizione di saldatura. - the simplicity of construction and the small footprint of the welding arrangement.

Un vantaggio sostanziale è rappresentato dal fatto che il dispositivo di saldatura in accordo all’invenzione risulta agevolmente posizionabile in corrispondenza dell’apertura del piano sonda, grazie all’impiego di una di struttura o veicolo che supporta in modo mobile il dispositivo stesso, semplificandone gli spostamenti, che possono essere eventualmente controllati in modo automatico e/o sincronizzato rispetto ad altre operazioni eseguite nel corso della posa in opera dei tubolari di pozzo. Tale vantaggio è ulteriormente accresciuto grazie all’implementazione di un relativo sistema di controllo che può essere in posizione remota rispetto al gruppo di saldatura. Inoltre, parte della componentistica di controllo può essere portata dal suddetto veicolo o struttura mobile. A substantial advantage is represented by the fact that the welding device according to the invention can be easily positioned in correspondence with the opening of the probe plane, thanks to the use of a structure or vehicle that supports the device in a mobile way, simplifying its operations. displacements, which can possibly be controlled automatically and / or synchronized with respect to other operations performed during the installation of the well tubulars. This advantage is further increased thanks to the implementation of a relative control system that can be in a remote position with respect to the welding unit. Furthermore, part of the control components can be carried by the aforementioned vehicle or mobile structure.

E’ chiaro che numerose varianti sono possibili per la persona esperta del ramo al dispositivo ed al metodo descritti come esempio, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione così come definita dalle rivendicazioni allegate. It is clear that numerous variants are possible for the person skilled in the art to the device and method described as an example, without thereby departing from the scope of the invention as defined by the attached claims.

In accordo a possibili varianti di implementazione preferite, il processo di saldatura laser si può avvalere di un flusso di gas (ad esempio argon, anidride carbonica o azoto), che viene soffiato tramite un ugello e segue il profilo di saldatura in modo da evitare la contaminazione del bagno di metallo fuso da parte di atomi esterni che possono comprometterne la qualità. In aggiunta o in alternativa è possibile predisporre un flusso di gas per la soppressione del plasma generato dal fascio laser che ionizza l’aria nell’intorno della saldatura, posto che tale plasma potrebbe assorbire parte dell’energia del fascio riducendo l’efficienza di trasmissione. Un ugello per il suddetto flusso di un gas inerte o per il suddetto flusso di gas per la soppressione del plasma è schematizzato solo in figura 4, dove è indicato con 20. According to possible preferred implementation variants, the laser welding process can make use of a gas flow (for example argon, carbon dioxide or nitrogen), which is blown through a nozzle and follows the welding profile in order to avoid the contamination of the molten metal bath by external atoms which can compromise its quality. In addition or alternatively, it is possible to prepare a gas flow for the suppression of the plasma generated by the laser beam which ionizes the air around the weld, since this plasma could absorb part of the energy of the beam, reducing the transmission efficiency. . A nozzle for the aforementioned flow of an inert gas or for the aforementioned gas flow for plasma suppression is schematised only in figure 4, where it is indicated with 20.

In accordo a possibili varianti di attuazione, il gruppo di saldatura 12 comprende almeno un induttore, posto al di sopra o al di sotto della testa laser 13, in aggiunta o in alternativa all’induttore 141e/o 142, onde fornire un apporto termico prevalentemente ad uno solo dei due tubolari da saldare. Tale misura non è strettamente necessaria, ad esempio quando è già previsto almeno un induttore 141e/o 142che consente comunque di scaldare contemporaneamente la parte di interesse di entrambi i tubolari da saldare: l’impiego di almeno un ulteriore induttore per riscaldare un rispettivo tubolare può però contribuire, per tubolari con spessore elevato, ad esempio superiore a 10 mm, a rallentare ulteriormente il raffreddamento del tubolare in questione, dopo il passaggio del fascio laser. In tale ottica può quindi risultare utile prevede un induttore ad altezza superiore a quella del giunto ed un induttore ad altezza inferiore a quella del giunto, onde riscaldare localmente entrambi i tubolari da unire. Un tale caso è esemplificato in figura 13, dove con 143e 144sono indicati due ulteriori induttori, disposti sulla struttura 17 rispettivamente al di sopra ed al di sotto della testa laser 13. Quanto precedentemente descritto in relazione al controllo degli induttori 141e/o 142è applicabile anche agli induttori 143e/o 144. In accordance with possible variants of implementation, the welding unit 12 comprises at least one inductor, placed above or below the laser head 13, in addition or as an alternative to the inductor 141 and / or 142, in order to provide a heat input mainly to only one of the two tubes to be welded. This measure is not strictly necessary, for example when at least one inductor 141 and / or 142 is already provided, which in any case allows the relevant part of both tubulars to be welded to be heated simultaneously: the use of at least one further inductor to heat a respective tubular can however, for tubulars with a high thickness, for example greater than 10 mm, to contribute to further slowing down the cooling of the tubular in question, after the passage of the laser beam. In this perspective, it may therefore be useful to provide an inductor at a height higher than that of the joint and an inductor at a height lower than that of the joint, in order to locally heat both the tubes to be joined. Such a case is exemplified in figure 13, where 143 and 144 indicate two further inductors, arranged on the structure 17 respectively above and below the laser head 13. What has been previously described in relation to the control of the inductors 141 and / or 142 is also applicable to inductors 143 and / or 144.

In forme di attuazione vantaggiose, la struttura che supporta l’induttore o gli induttori previsti ha sagoma complessivamente anulare, con la testa di saldatura che è di preferenza disposta in corrispondenza dell’apertura centrale di tale sagoma. Tale tipo di realizzazione risulta particolarmente vantaggiosa quando il gruppo di saldatura mobile 12 include due o più induttori. In advantageous embodiments, the structure that supports the inductor or inductors provided has an overall annular shape, with the welding head which is preferably arranged at the central opening of this shape. This type of embodiment is particularly advantageous when the movable welding assembly 12 includes two or more inductors.

Un tale caso è esemplificato in figura 14, in cui la struttura 17 del gruppo di saldatura 12 include un corpo anulare 17’, recante gli induttori 141e 142, nonché induttori 143e 144funzionalmente analoghi a quelli descritti con riferimento alla figura 13. Ovviamente è possibile prevedere anche uno solo tra gli induttori 141e 142e/o gli induttori 143e 144. In corrispondenza del dell’apertura passante del corpo anulare 17’, è installata la testa di saldatura 13, che può essere supportata direttamente dal corpo 17’ oppure - come esemplificato in figura 15 - da altri elementi della struttura 17. Such a case is exemplified in figure 14, in which the structure 17 of the welding assembly 12 includes an annular body 17 ', carrying the inductors 141 and 142, as well as inductors 143 and 144 functionally similar to those described with reference to figure 13. Obviously it is possible to provide even only one of the inductors 141 and 142 and / or the inductors 143 and 144. In correspondence with the through opening of the annular body 17 ', the welding head 13 is installed, which can be supported directly by the body 17' or - as exemplified in figure 15 - from other elements of the structure 17.

Soluzioni del tipo di quelle illustrate nelle figure 14 e 15 sono implementabili in tutte le forme di attuazione qui descritte, anche con uno solo tra gli induttori 141e 142e/o gli induttori 143e 144. Solutions of the type illustrated in figures 14 and 15 can be implemented in all the embodiments described here, even with only one of the inductors 141 and 142 and / or the inductors 143 and 144.

In accordo ad ulteriori possibili varianti di attuazione è possibile prevedere anche l’aggiunta di materiale d’apporto, onde aumentare il riempimento del giunto e contrastare l’effetto di gap indesiderati tra le superfici 6a, 7a, dovuti ad esempio a lavorazioni non ottimali dei cianfrini, ovvero delle superfici di estremità 6a, 7a. In accordance with further possible variants of implementation, it is also possible to provide for the addition of filler material, in order to increase the filling of the joint and counteract the effect of unwanted gaps between the surfaces 6a, 7a, due for example to non-optimal machining of the grooves, i.e. of the end surfaces 6a, 7a.

L’apporto di materiale può avvenire con filo freddo, ovvero senza apporto termico: in questo caso un filo metallico, ad esempio d’acciaio, viene posizionato in corrispondenza del profilo esterno del giunto, onde essere fuso dal fascio laser LB insieme ad esso. Tale tecnica può risultare utile per saldare tubolari con spessori fino a 15 mm. The addition of material can take place with cold wire, or without heat input: in this case a metal wire, such as steel, is positioned at the external profile of the joint, in order to be melted by the LB laser beam together with it. This technique can be useful for welding tubulars with thicknesses up to 15 mm.

Un’altra possibile configurazione è schematizzata in figura 16, in accordo alla quale è previsto un apporto di materiale di saldatura tramite utilizzo di una torcia di saldatura 21 dotata di un relativo dispensatore per portare un filo metallico al giunto, secondo tecnica di per sé nota. La torcia di saldatura 21 permette di fornire un apporto termico ulteriore a quello del laser emesso dalla testa 13 e permette di apportare materiale per colmare eventuali gap o disallineamenti. Naturalmente, anche nel caso di figura 16 può essere previsto almeno un induttore quale quello indicato con 14 e/o un induttore sopra o sotto la testa 13, similmente a quanto sopra spiegato in relazione alla figura 13 e/o 14. Another possible configuration is schematised in figure 16, according to which a supply of welding material is provided through the use of a welding torch 21 equipped with a relative dispenser to bring a metal wire to the joint, according to a per se known technique. . The welding torch 21 allows to provide a further heat input to that of the laser emitted by the head 13 and allows to add material to fill any gaps or misalignments. Of course, also in the case of Figure 16, at least one inductor such as that indicated with 14 and / or an inductor above or below the head 13 can be provided, similarly to what has been explained above in relation to Figure 13 and / or 14.

Riferendosi alle due varianti appena descritte, nel caso si utilizzi del filo quale materiale d’apporto per la saldatura, è opportuno lavorare le superfici di estremità 6a, 7a dei tubolari 6, 7 onde definire tra loro un invito sull’esterno, in modo che - quando i tubolari stessi sono posizionati testa a testa - il giunto presenti una sorta di sede sostanzialmente a “V”, in cui alloggiare il filo. Referring to the two variants just described, if wire is used as filler material for welding, it is advisable to work the end surfaces 6a, 7a of the tubulars 6, 7 in order to define an opening between them on the outside, so that - when the tubulars themselves are positioned head to head - the joint presents a sort of substantially “V” shaped seat, in which to house the wire.

La figura 17 illustrata, tramite una vista simile a quella di figura 4, una ulteriore possibile forma di attuazione, in accordo alla quale la struttura 17 del gruppo 12 include una pluralità di parti articolate tra loro mediante snodi o simili, onde consentire di adattare la configurazione operativa del gruppo stesso a differenti diametri di tubolari da saldare. Nell’esempio illustrato, sono previste almeno una parte centrale 17a, cui è associata la testa di saldatura laser 13, ed almeno due parti laterali 17b e 17c, a cui sono associati gli induttori 141e 142, rispettivamente, le parti laterali essendo articolate alla parte centrale mediante snodi regolabili 22. Come si intuisce, variando la posizione angolare delle parti 17b e 17c relativamente alla parte 17a è possibile impiegare il medesimo gruppo 12 in abbinamento a tubolari di dimensioni diverse, tra un diametro massimo ed un diametro minimo, anche in assenza di uno od entrambi gli induttori esemplificati. Figure 17 is illustrated, through a view similar to that of Figure 4, a further possible embodiment, according to which the structure 17 of the group 12 includes a plurality of parts articulated to each other by means of joints or the like, in order to allow the adaptation of the operating configuration of the group itself at different diameters of tubulars to be welded. In the illustrated example, at least a central part 17a is provided, to which the laser welding head 13 is associated, and at least two lateral parts 17b and 17c, to which the inductors 141 and 142 are associated, respectively, the lateral parts being articulated to the part central by means of adjustable joints 22. As can be understood, by varying the angular position of the parts 17b and 17c relative to the part 17a it is possible to use the same group 12 in combination with tubulars of different sizes, between a maximum diameter and a minimum diameter, even in the absence of one or both inductors exemplified.

La figura 18 illustra una ulteriore variante, in accordo alla quale la struttura di guida 15 del gruppo 12 è predisposta per avere parti di guida (qui visibili solo le parti 151) che si estendono rispettivamente al di sotto ed al di sopra delle superfici 6a, 7a. In attuazioni di questo tipo la struttura 17 può vantaggiosamente includere parti di supporto - quali quelle indicate con 174e 175- destinate ad essere associate temporaneamente alle superfici esterne dei tubolari 6, 7 da saldare, per ottenere una configurazione più stabile e/o bloccare in posizione assialmente allineata gli stessi tubolari. Naturalmente anche in una realizzazione di questo tipo è utilizzabile un veicolo del tipo di quello in precedenza esemplificato con 50. Figure 18 illustrates a further variant, according to which the guiding structure 15 of the group 12 is arranged to have guiding parts (visible here only the parts 151) which extend respectively below and above the surfaces 6a, 7a. In embodiments of this type, the structure 17 can advantageously include support parts - such as those indicated with 174 and 175 - intended to be temporarily associated with the external surfaces of the tubes 6, 7 to be welded, to obtain a more stable configuration and / or lock in position. axially aligned the same tubulars. Naturally, also in an embodiment of this type a vehicle of the type of the one previously exemplified with 50 can be used.

La testa laser 13 e l’induttore o gli induttori previsti potrebbero appartenere a sotto-gruppi distinti del gruppo di saldatura, almeno uno dei quali motorizzato, ciascuno sotto-gruppo avendo una propria struttura mobile sul supporto di guida 15 o su un rispettivo supporto di guida 15 definente la necessaria traiettoria di rotazione attorno alla zona da saldare. The laser head 13 and the inductor or inductors provided could belong to distinct sub-groups of the welding group, at least one of which is motorized, each sub-group having its own movable structure on the guide support 15 or on a respective support support. guide 15 defining the necessary rotation trajectory around the area to be welded.

Claims

CLAIMS 1. A device for joining metal well pipes to be lowered into a well channel (4), which comprise at least one first well pipe (6) in a substantially vertical position suspended in the well channel (4), with one end of the first well tube (6) outside the well channel (4), particularly in correspondence with a probe plane (3), and a second well tube (7) in a substantially vertical position and axially aligned above the first well tube (6), with a lower end surface (7a) of the second well tube (7) leaning against an upper end surface (6a) of the first well tube (6), in which the device comprises: - a welding arrangement (11) for making a circumferential weld bead (WL) at the aforementioned upper and lower end surfaces (6a, 7a) of the first and second well tubular (6, 7); - a control provision (CU, UI), wherein the welding arrangement (11) comprises a welding assembly (12) which includes at least one laser welding head (13), wherein the at least one laser welding head (13) is capable of directing a laser beam (LB) towards a circumferential processing zone (WA) which includes an upper end portion of the first well tube (6) and a portion of the lower end of the second well tube (7), wherein the welding arrangement (11) further comprises an actuation system (15, 16), controllable to move the welding assembly (12) around the circumferential machining area (WA) according to a respective rotation trajectory, wherein the control arrangement (CU, UI) is configured to control the welding assembly (12) and the drive system (15, 16) in such a way that, upon rotation of the welding assembly (12), the laser beam (LB) emitted by the at least one laser welding head (13) progressively forms the circumferential weld seam (WL), and in which the device further comprises a mobile support structure (50) which carries at least the welding assembly (12), the support structure (50) being movable, particularly on a probe plane (3), between an inoperative position and an operative position, which are respectively generally spaced apart and generally close to the circumferential machining area (WA), the support structure (50) being preferably intended to be mounted movable in a direction generally perpendicular to an axis (X) of the well channel (4).

The device according to claim 1, wherein the mobile support structure (50) comprises a motorized vehicle, particularly provided with wheels or the like (51).

The device according to claim 1 or claim 2, in which the support structure (50) is designed to be movably mounted on guides or tracks (52) provided on a probe plane (3) at which it opens an opening of the well channel (4).

The device according to any one of the preceding claims, wherein the welding arrangement (11) comprises at least one induction heating device (141, 142, 143, 144) arranged to supply heat by induction to at least one corresponding part (EW1, EW2) of said upper end portion of the first well tubular (6) and / or of said lower end portion of the second well tubular (7), where preferably: - the at least one induction heating device (141, 142) is arranged to supply heat by induction to a corresponding part (EW1, EW2) of the circumferential processing area (WA) which includes respective parts of the aforementioned upper and lower end portions of the first and second well tubular (6, 7), e - the at least one induction heating device (141, 142) is arranged on the welding unit (12) upstream, respectively downstream, of the at least one laser welding head (13), referring to the direction of rotation ( R) of the welding unit (12), in such a way that, following the rotation of the welding unit (12), the at least one induction heating device (141, 142) brings heat to said corresponding part (EW1, EW2) of the circumferential processing zone (WA) before the laser beam (LB) reaches this corresponding part (EW1, EW2), respectively after the laser beam (LB) has reached this corresponding part (EW1, EW2).

The device according to claim 4, wherein one or more components of at least one of a power supply system and a cooling system of the at least one induction heater device (141, 142) are installed on the mobile support structure (50) , 143, 144).

The device according to any one of the preceding claims, wherein one or more components of at least one of a power system and cooling system of the at least one laser welding head (13) are installed on the mobile support structure (50) .

7. The device according to any one of the preceding claims, further comprising a holding arrangement (9, 10; 174, 175), for locking the first and second well tubular (6, 7) in the aforementioned axially aligned position, the arrangement retaining means (9, 10; 174, 175) comprising retaining means (9, 10), particularly clamp or jaw elements, carried by the mobile support structure (50) and capable of assuming a holding position and a release position , in the release position the mobile support structure (50) being movable between the inoperative position and the operative position.

The device according to any one of the preceding claims, wherein - the drive system (15, 16) comprises a substantially annular guide support (15), arranged to receive through it the first well tubular (6) and / or the second well tubular (7), the guide (15) defining a guide that identifies said rotation trajectory, the welding unit (12) being coupled in a movable way to said guide, particularly by means of one or more rolling members (18a, 18b), to at least one of the group (12) and the guide support (15) being preferably associated with a motor (16) which is controllable to cause the displacement of the welding assembly (12) along said guide, - the guide support (15) comprises at least two guide parts (15a, 15b) which can be coupled together and carried by the mobile support structure (50), the at least two guide parts (15a, 15b) being capable of assuming a position closed and an open position, in the open position the movable support structure (50) being movable between the inoperative position and the operative position.

The device according to any one of the preceding claims, wherein the mobile support structure (50) has at least one of: - a recognition system configured to identify the position of the upper end surface (6a) of the first well tube (6) and of the lower end surface (7a) of the second well tube (7), - a real-time measurement and / or control system of the characteristics of the welding seam.

The device according to any one of the preceding claims, comprising a control system for controlling at least the displacements of the mobile support structure (50) between the inoperative position and the operative position.

The device according to any one of the preceding claims, wherein at least one laser radiation generator (LG) is remotely located relative to the welding assembly (12) and connected to the at least one laser welding head (13) via a fiber optics (13a).

The device according to any one of the preceding claims, wherein the welding assembly (12) has a respective structure (17), which supports the at least one laser welding head (13), said respective structure (17) being shaped so as to surround at least part of the circumference of the first well tube (6) and / or of the second well tube (7).

The device according to claim 4 or claim 5, wherein - the welding arrangement (11) is configured to allow adjustment of the operating position of the at least one induction heater device (141, 142) relative to the first and the second well tube (6, 7) and / or relative to the at least one laser welding head (13), and / or - the control arrangement (CU, UI) is arranged to allow independent control of a plurality of induction heating devices (141, 142) provided by the welding arrangement (11).

The device according to any one of the preceding claims, wherein the control arrangement (CU, UI) comprises at least a control unit (CU) and a user interface (UI) for displaying and / or setting of operating parameters, the operating parameters preferably include one or more of the following parameters: - the power of the laser beam (LB), - the speed of movement of the welding unit (12), - the depth of focus of the laser beam (LB), - the working frequency of at least one induction heating device (141, 142) belonging to the welding group (12), - the intensity of the power supply electric current of at least one induction heater device (141, 142) belonging to the welding group (12), - the on / off sequence and / or duration of at least one induction heater device (141, 142) belonging to the welding group (12), - the radial position of at least one induction heating device (141, 142) belonging to the welding unit (12) with respect to the peripheral surface of the first and second well tubing (6, 7), - the distance of at least one induction heater device (141, 142) belonging to the welding group (12) relative to the at least one laser welding head (13) along a welding circumference.

The device according to any one of the preceding claims, wherein the welding arrangement (11) or the welding assembly (12) further comprises at least one of: - an induction heater device (143, 144) placed at a higher or lower height than at least one laser welding head (13), - a torch (21) for welding with the addition of material in correspondence with the aforementioned upper and lower end surfaces (6a, 7a) of the first and second well tubing (6, 7), - means (20) for directing a gas flow substantially in correspondence with a welding zone reached by the laser beam (LB), - a support (17 ') of at least one induction heating device (141, 142) belonging to the welding unit (12), having a substantially annular shape, the at least one laser welding head (13) being preferably arranged in a corresponding position to a central opening of said substantially annular shape.