ITMI20130351U1 - Dispositivo di monitoraggio per trivelle - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo per il monitoraggio di un insieme di aste di trivellazione, che presenta almeno un'asta, che è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, l'asta essendo azionata tramite un motore di trivellazione.

La presente invenzione si riferisce pertanto da un lato all'impiego di una singolo asta, che è spostabile assialmente in una prima posizione angolare rispetto al motore di trivellazione ed è fissabile a questo per effetto di un movimento di rotazione nel primo senso, così come a un insieme di aste di trivellazione con almeno due aste, che sono atte a compiere un movimento telescopico in direzione assiale e che sono spostabili l'una rispetto all'altra e/o rispetto al motore di trivellazione in una prima posizione angolare in senso assiale e possono essere fissate assialmente o svincolate per effetto di movimenti angolari.

Un tale insieme di aste di trivellazione è di solito denominato asta Kelly e permette profondità di trivellazione relativamente grandi. L'asta esterna è anche denominata Kelly esterna, l'asta interna, se presente, Kelly interna. Le singole aste sono anche denominate tubi Kelly.

Per effetto della rotazione del motore di trivellazione, questo può essere bloccato e fissato assialmente mediante impegno di elementi di bloccaggio sulla circonferenza esterna della Kelly esterna. Se è presente una Kelly interna, questa, per effetto della rotazione della Kelly esterna per mezzo del motore di trivellazione, può essere anch'essa bloccata e fissata assialmente per effetto dell'impegno di elementi di bloccaggio sulla circonferenza esterna dell'asta interna, così che tramite il motore di trivellazione possa essere applicata una forza di spinta assiale sull'insieme di aste di trivellazione e di conseguenza sull'attrezzo di trivellazione.

Per il sollevamento dell'attrezzo di trivellazione all'esterno del foro dì trivellazione, le aste telescopiche bloccate tra loro vengono nuovamente trascinate l'una dentro l'altra. A questo scopo, innanzitutto la Kelly esterna viene fatta ruotare in senso opposto tramite il motore di trivellazione, così che le singole aste si sblocchino l'una dall'altra e dal motore di trivellazione. Inoltre, l'asta più interna viene trascinata verso l'alto tramite una fune tirando con sé le altre aste l'una dopo 1'altra .

Durante il trascinamento verso l'alto delle aste, tuttavia, può presentarsi il caso in cui l'asta esterna successiva all'asta interna che è stata appena sollevata venga ruotata e quindi bloccata e di conseguenza trascinata in alto sebbene l'asta interna non abbia ancora stabilito il contatto con il fermo terminale assiale dell'asta che la circonda. Esiste in questa maniera il pericolo che l'asta corrispondente si svincoli improvvisamente e cada in basso fino al relativo fermo dì arresto. Questa caduta può condurre a danni al motore di trivellazione ed anche all'insieme di aste di trivellazione, perché un'asta che cade per più metri in caduta libera fino al fermo di arresto più basso trasmette, attraverso l'asta Kelly, direttamente al motore di trivellazione un impulso causato dal proprio peso.

Per impedire danni a seguito di questa caduta delle aste, dallo stato della tecnica è noto equipaggiare il fermo di arresto più basso della Kelly interna così come la tazza Kelly, con cui la Kelly esterna appoggia sul motore di trivellazione, con pacchetti di molle, che smorzeranno i colpi causati dalla caduta di tubi Kelly.

Inoltre, da EP 947 664 Bl, è noto determinare se i tubi Kelly sono stati trascinati verso l'alto nella corretta sequenza, mediante misura della forza nella fune di sollevamento così come da un confronto dell'andamento delle forze con il percorso di sollevamento del verricello Kelly. Questo procedimento, tuttavia, è da un lato dispendioso, poiché la forza misurata nella fune di sollevamento dipende non solo dal tubo Kelly impiegato di volta in volta, ma anche dall'attrezzo di trivellazione concretamente impiegato e, dall'altro lato, è soggetto ad errori, poiché grandezze di disturbo, quali il grado di riempimento dell'attrezzo così come il liquido nel foro di trivellazione, possono notevolmente falsare la misura.

Compito della presente invenzione è perciò mettere a disposizione un procedimento più semplice e più sicuro per il monitoraggio di un insieme di aste di trivellazione.

Questo compito è risolto secondo l'invenzione mediante un dispositivo secondo la rivendicazione 1.

La presente invenzione comprende un procedimento per il monitoraggio di un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta, che è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, l'asta essendo azionata tramite un motore di trivellazione. Secondo l'invenzione è previsto a questo riguardo che prima e/o durante lo spostamento assiale dell'insieme di aste di trivellazione sia verificata la posizione angolare dell'asta. Mediante questa verifica si può determinare se l'asta è fissata ancora al motore di trivellazione e/o a un'altra asta, perché l'asta non si era svincolata durante il movimento di rotazione in senso opposto o si era già svincolata completamente. In questa maniera si può evitare con sicurezza un trascinamento involontario di un'asta non ancora completamente svincolata.

Mediante il procedimento secondo l'invenzione può essere a questo riguardo verificato già prima del trascinamento verso l'alto dell'insieme di aste di trivellazione se l'asta si trova in una posizione angolare che permette uno spostamento regolare rispetto al motore di trivellazione e/o un movimento di retrazione telescopica dell'insieme di aste di trivellazione. Tuttavia, tale verifica può avvenire secondo l'invenzione, per esempio, anche prima di far uscire o dell'estrazione telescopica dell'insieme di aste di trivellazione, verificando al tempo stesso se la posizione angolare dell'asta permette uno spostamento in direzione assiale.

Il procedimento secondo l'invenzione ha notevoli vantaggi rispetto al procedimento descritto sopra, nel quale la forza è misurata nella fune di sollevamento. Da un lato, la situazione pericolosa sarà rilevata già prima che si manifesti l'inconveniente e in questa maniera potrà essere eliminata completamente. Inoltre, il monitoraggio è indipendente da influenze esterne di disturbo quali peso dell'attrezzo, grado di riempimento dell'attrezzo, liquido nel foro di trivellazione, ecc.

Pertanto, la presente invenzione si riferisce, da un lato, all'uso di un'unica asta, che è spostabile in una prima posizione angolare rispetto al motore di trivellazione ed è fissabile assialmente a questo per effetto del movimento di rotazione nel primo senso, in cui secondo l'invenzione viene verificata una posizione angolare dell'asta prima e/o durante lo spostamento dell'insieme di aste di trivellazione relativamente al motore di trivellazione.

Inoltre, la presente invenzione si riferisce a un insieme di aste di trivellazione con almeno due aste estraibili in maniera telescopica in direzione assiale, le quali sono spostabili in direzione assiale l'una rispetto all'altra e/o rispetto al motore di trivellazione in una prima posizione angolare e sono fissabili assialmente e rispettivamente svincolabili mediante movimenti di rotazione, in cui prima e/o durante lo spostamento delle aste l'una rispetto all'altra e/o relativamente al motore di trivellazione viene verificata la posizione angolare di almeno un'asta.

Configurazioni vantaggiose del procedimento secondo l'invenzione sono illustrate in maggiore dettaglio nel seguito.

In una prima versione, la verifica secondo l'invenzione della posizione angolare può comprendere una determinazione della posizione angolare di un'asta sulla base di un segnale di un primo sensore. In particolare, a questo riguardo può essere misurata la posizione angolare dell'asta più interna di trivellazione estraibile in maniera telescopica .

Inoltre, può essere previsto che la posizione angolare dell'asta sia confrontata con una posizione angolare di un'asta esterna e/o del motore di trivellazione.

In particolare, la presente invenzione comprende di conseguenza la determinazione di una posizione angolare assoluta di un'asta interna, la determinazione di una posizione angolare assoluta di un'asta esterna e/o del motore di trivellazione, così come un confronto delle due posizioni angolari. Mediante questo confronto può essere determinato se l'asta è fissata ancora al motore di trivellazione o all'asta esterna o se è svicolata completamente da questa.

In particolare, la presente invenzione può a questo riguardo comprendere un confronto della posizione angolare dell'asta di trivellazione più interna dell'insieme di aste di trivellazione con la posizione angolare del motore di trivellazione. In maniera vantaggiosa, la differenza delle due posizioni angolari viene pertanto confrontata con l'angolo di rotazione, in corrispondenza del quale le aste sono completamente svicolate l'una dall'altra .

Secondo l'invenzione, la determinazione della posizione angolare dell'asta esterna e/o del motore di trivellazione può avvenire sulla base di un segnale di un secondo sensore. In alternativa o in aggiunta può essere previsto che questa determinazione della posizione angolare dell'asta esterna e/o del motore di trivellazione avvenga sulla base di dati di controllo del motore dell'apparecchiatura di trivellazione. In maniera particolarmente preferita, la posizione angolare del motore di trivellazione, tuttavia, viene determinata sulla base di un segnale di un trasduttore del numero di giri del motore di trivellazione .

Inoltre può essere previsto che la verifica della posizione angolare delle aste avvenga sulla base di un segnale di un sensore, che è posto sull'asta più interna dell'insieme di aste di trivellazione. In particolare, il sensore può essere posto a questo riguardo nella zona superiore dell'asta più interna e/o sulla sospensione dell'asta più interna.

In maniera vantaggiosa, sulla base del segnale di questo sensore viene determinata la posizione angolare dell'asta più interna.

In particolare, il sensore può misurare a questo riguardo una rotazione tra l'asta più interna e la fune di sollevamento, in maniera che dalla posizione nota della fune di sollevamento possa essere determinata la posizione angolare dell'asta più interna. In maniera particolarmente preferita, tale sensore, che definisce la rotazione tra l'asta più interna e la fune di sollevamento, può essere montato sul torsiometro e può misurare la torsione del torsiometro.

In alternativa o in aggiunta può essere previsto che la verifica della posizione angolare dell'asta avvenga sulla base di un segnale di un sensore giroscopico. Anche il sensore giroscopico è montato vantaggiosamente sull'asta più interna dell'insieme di aste di trivellazione, in particolare nella parte superiore dell'asta più interna e/o sulla sospensione dell'asta più interna.

In una prima forma di realizzazione della presente invenzione, la posizione angolare dell'asta più interna può essere determinata direttamente tramite il sensore giroscopico.

In particolare il sensore giroscopico può essere montato sull'elemento del torsiometro dal lato dell'asta, poiché il sensore rimane così sulla fune in caso di sostituzione dell'asta e perciò non deve essere montato separatamente su ogni asta.

In alternativa, il sensore giroscopico può essere montato anche sull'elemento del torsiometro dal lato della fune e può determinare la sua posizione angolare, in cui la posizione angolare dell'asta più interna è poi determinata tramite un secondo sensore, che definisce una rotazione tra l'elemento del torsiometro dal lato della fune e l'elemento dal lato dell'asta.

In alternativa o in aggiunta, la verifica della posizione angolare delle aste può anche avvenire sulla base della verifica della vicinanza dei fermi di arresto dell'asta.

In particolare, almeno un sensore di contatto può essere previsto a questo riguardo in almeno un fermo di arresto dell'asta, che aderisce all'asta nella posizione completamente svincolata. Di conseguenza, il sensore, tramite il contatto del fermo di arresto, monitora se l'asta si trova in una posizione angolare che permette una retrazione o una estrazione telescopica o uno spostamento rispetto al motore di trivellazione.

Secondo l'invenzione, in una prima variante del procedimento secondo l'invenzione può essere in questo modo verificata la posizione angolare tra il motore di trivellazione e l'asta più interna e/o la posizione angolare tra l'asta più esterna e l'asta più interna. Tale verifica si presenta in particolare quando viene determinata la posizione angolare assoluta dell'asta più interna.

In alternativa, tuttavia, possono essere verificate separatamente anche le posizioni angolari tra tutte le aste interessate. Tale soluzione si presenta quando le posizioni angolari assunte di volta in volta sono verificate tramite sensori di contatto.

Secondo la presente invenzione può essere previsto a questo riguardo che una unità di valutazione-segnali indichi al conduttore della macchina che la verifica un disimpegno non ancora completo dell'asta, per esempio mediante una indicazione visiva o un suono di avviso. .

Quando il monitoraggio rileva una posizione angolare, che non consente uno spostamento assiale sicuro dell'asta, può essere generato ancora una volta un movimento angolare del motore di trivellazione, che svincola completamente l'asta.

In alternativa o in aggiunta, il risultato della verifica può essere comunicato anche direttamente all'unità di controllo della macchina, che può reagire automaticamente ad esso, in particolare avviando un movimento di rotazione o arrestando la fune di sollevamento finché la verifica produca uno svincolo completo dell'asta.

La presente invenzione comprende inoltre un dispositivo per il monitoraggio di un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta, che è fissabile assialmente mediante un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile mediante un movimento di rotazione in senso opposto, l'asta essendo azionata da un motore di trivellazione, in cui il dispositivo comprende una unità di valutazione, che valuta i segnali di almeno un sensore. Secondo l'invenzione è a questo riguardo previsto che l'unità di valutazione verifichi la posizione angolare dell'asta sulla base dei segnali del sensore.

In maniera vantaggiosa, l'unità di valutazione può determinare a questo riguardo, sulla base dei dati del sensore, la posizione angolare, in particolare la posizione angolare dell'asta più interna, in cui l'unità di valutazione confronta quest'ultima vantaggiosamente con una posizione angolare di un'asta esterna e/o del motore di trivellazione. Inoltre, può essere previsto che la determinazione della posizione angolare dell'asta esterna e/o del motore di trivellazione da parte dell'unità di valutazione avvenga sulla base dei dati di un secondo sensore e/o sulla base dei dati dell'unità di controllo del motore dell'apparecchiatura di trivellazione. In particolare può essere previsto che l'unità di valutazione determini la posizione angolare del motore di trivellazione tramite la valutazione di un segnale del trasduttore del numero di giri del motore di trivellazione.

Inoltre, può essere previsto che il sensore sia posto nella parte superiore dell'asta più interna e/o sulla sospensione dell'asta più interna, in modo che l'unità di valutazione determini vantaggiosamente la posizione angolare dell'asta più interna sulla base dei dati del sensore. In particolare, il sensore può misurare a questo riguardo una rotazione tra l'asta più interna e una fune di sollevamento e per questa ragione il sensore è montato preferibilmente su un torsiometro .

In alternativa o in aggiunta, la verifica della posizione angolare delle aste può anche avvenire sulla base dei dati di un sensore giroscopico. In particolare, il sensore giroscopico può essere pertanto montato ancora una volta nella parte superiore dell'asta più interna e/o sulla sospensione dell'asta più interna. In particolare può essere previsto a questo riguardo che il sensore giroscopico sia montato sull'elemento del torsiometro dal lato dell'asta. In alternativa, è anche possibile una disposizione sull'elemento del torsiometro dal lato della fune, in modo che l'unità di valutazione valuti in questo caso vantaggiosamente i dati sia del sensore giroscopico sia di un sensore, che misura la rotazione tra l'asta più interna e la fune di sollevamento.

In alternativa, l'unità di valutazione può compiere la verifica della posizione angolare dell'asta anche sulla base della verifica dell'adiacenza di almeno un fermo di arresto dell'asta. In particolare, l'unità di valutazione può a questo riguardo valutare segnali di uno o più sensori di contatto.

Per esempio, la determinazione della posizione angolare dell'asta può sempre avvenire in maniera automatizzata quando il verricello di sollevamento deve essere comandato per sollevare il tubo più interno per un movimento di sollevamento. In particolare, l'unità di valutazione è a questo scopo in collegamento con l'unità di controllo del motore dell'apparecchiatura di trivellazione.

La valutazione e rispettivamente il monitoraggio può, tuttavia, avvenire anche su richiesta dell'operatore, per esempio richiedendo a un elemento di immissione dati una verifica corrispondente .

Il risultato determinato dall'unità di valutazione prevista secondo l'invenzione viene quindi segnalato vantaggiosamente all'operatore e/o messo a disposizione dell'unità di controllo della macchina .

A questo riguardo, il dispositivo secondo l'invenzione con l'unità di valutazione secondo l'invenzione lavora preferibilmente così come è già stato illustrato sopra in maggiore dettaglio con riferimento al procedimento secondo l'invenzione.

La presente invenzione comprende inoltre una disposizione di sensori per un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta, la quale è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, la disposizione di sensori comprendendo almeno un sensore per la verifica della posizione angolare delle aste. In particolare, il sensore può essere a questo riguardo realizzato così come è stato descritto sopra. In maniera particolarmente preferita, la disposizione di sensori serve a questo riguardo per l'esecuzione di un procedimento, come è stato descritto sopra. Inoltre, in maniera vantaggiosa, i dati della disposizione di sensori possono essere valutati a questo riguardo mediante l'unità di valutazione secondo l'invenzione, che è stata anch'essa descritta sopra in maggiore dettaglio.

La presente invenzione comprende inoltre un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta, che è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso e svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, in cui l'insieme di aste di trivellazione presenta un sensore per la verifica della posizione angolare delle aste. In maniera vantaggiosa, l'insieme di aste di trivellazione estraibili in maniera telescopica, così come il sensore, sono configurati così come è stato già descritto sopra in maggiore dettaglio. In particolare, l'insieme di aste di trivellazione estraibili in maniera telescopica secondo l'invenzione può essere equipaggiato a questo riguardo con una disposizione di sensori secondo l'invenzione. In maniera vantaggiosa, l'insieme di aste di trivellazione estraibili in maniera telescopica secondo l'invenzione è a questo riguardo adatto per l'esecuzione di un procedimento secondo l'invenzione.

La presente invenzione comprende inoltre un'apparecchiatura di trivellazione con un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso e svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, l'asta essendo azionata tramite un motore di trivellazione. Secondo l'invenzione, l'apparecchiatura di trivellazione presenta a questo riguardo un dispositivo secondo l'invenzione per il monitoraggio e/o una disposizione di sensori secondo l'invenzione e/o un insieme di aste di trivellazione, come sono stati descritti sopra.

La presente invenzione può trovare applicazione a questo riguardo in insiemi di aste di trivellazione, che presentano almeno un'asta, l'asta essendo guidabile assialmente sul motore di trivellazione. Motore di trivellazione e asta presentano parti di trascinamento che si impegnano l'una nell'altra per la trasmissione del momento angolare .

In maniera vantaggiosa, sul motore di trivellazione e sull'asta sono pertanto montati elementi dì arresto o ricavate tasche di bloccaggio, che si impegnano tra loro per effetto di una rotazione del motore di trivellazione e in questa maniera causano un bloccaggio assiale dell'asta e del motore di trivellazione, mentre si svincolano tra loro per una rotazione in senso inverso a quello di trivellazione.

Pertanto, per quanto riguarda tale asta, può trattarsi dell'unica asta dell'insieme di aste di trivellazione .

La presente invenzione trova inoltre applicazione anche negli insiemi di aste di trivellazione, che presentano almeno un'asta esterna e un'asta interna, l'asta interna essendo guidata in maniera mobile assialmente tra due fermi di arresto dell'asta esterna. L'asta interna e quella esterna presentano parti di trascinamento che si impegnano l'una nell'altra per la trasmissione del momento angolare.

Vantaggiosamente, sull'asta interna e su quella esterna sono montati a questo riguardo elementi di fissaggio e ricavate rispettive cavità di bloccaggio, che si impegnano tra loro per effetto di una rotazione dell'asta esterna nel senso di trivellazione e in questa maniera causano un bloccaggio assiale delle due aste, mentre per una rotazione in senso opposto a quello di trivellazione vengono svincolati gli uni dalle altre .

L'insieme di aste di trivellazione può presentare a questo riguardo anche più di due di tali aste guidate l'una nell'altra, che sono bloccabili tra loro, in particolare anche tre o quattro aste.

Inoltre, l'asta (più interna) è in maniera vantaggiosa fissata tramite una fune di sollevamento a un verricello di sollevamento o verricello Kelly dell'apparecchiatura di trivellazione e tramite questo è sollevabile e abbassabile .

In maniera vantaggiosa, l'asta più esterna è inseribile dall'alto nel motore di trivellazione e appoggia su questo tramite una cosiddetta tazza Kelly .

In maniera vantaggiosa, anche il motore di trivellazione e l'asta più esterna sono fissabili l'uno all'altra in direzione assiale per effetto di un corrispondente movimento di rotazione, come è stato già descritto.

All'estremità inferiore dell'asta più interna, che può essere realizzata anche massiccia, è vantaggiosamente previsto un dispositivo di collegamento per il collegamento con un attrezzo di trivellazione .

Il motore di trivellazione è montato in maniera vantaggiosa su una slitta, che è mobile in direzione verticale lungo un battipalo. A questo riguardo, il battipalo è posto vantaggiosamente su un'apparecchiatura di base ed è montato vantaggiosamente in maniera regolabile su questa.

Per quanto riguarda l'apparecchiatura di base può quindi trattarsi di un'apparecchiatura con un carrello inferiore e un carrello superiore montato in maniera da ruotare sul carrello inferiore. Preferibilmente, l'apparecchiatura di base presenta una trazione a cingoli.

La presente invenzione sarà illustrata in maggiore dettaglio sulla base di esempi di realizzazione e dei disegni. Essi mostrano:

la Figura 1: un esempio di realizzazione di un'apparecchiatura di trivellazione secondo l'invenzione con un insieme di aste di trivellazione secondo l'invenzione,

la Figura 2: viste in sezione del motore di trivellazione di azionamento di un'asta esterna così come di un'asta interna e

la Figura 3: differenti posizioni tra il motore di trivellazione e il tubo più esterno, in cui il tubo è svincolato dal motore di trivellazione in direzione assiale nelle posizioni da 1 a 3, nella posizione 4 invece è ancora fissato parzialmente ad esso.

Nella Figura 1 è rappresentato un esempio di realizzazione di un'apparecchiatura di trivellazione secondo l'invenzione con un insieme di aste di trivellazione secondo l'invenzione. L'apparecchiatura di trivellazione presenta a questo riguardo un'apparecchiatura di base 1, sulla quale è montato un dispositivo battipalo 2. Sul battipalo 2 è messa in movimento in direzione verticale una slitta 3 tramite il verricello 4. In alternativa o in aggiunta potrebbe essere anche previsto un azionamento idraulico della slitta 3.

La slitta 3 porta il motore di trivellazione, che può mettere in movimento in rotazione l'insieme di aste di trivellazione. L'insieme di aste di trivellazione presenta a questo riguardo un'asta esterna 5 e un'asta interna 6, che è estraibile in maniera telescopica verso il basso dall'asta esterna. L'asta interna 6 porta in essa l'attrezzo di trivellazione 7.

All'estremità superiore dell'asta esterna 5 è montata una cosiddetta tazza Kelly 8, con la quale l'asta esterna appoggia sul motore di trivellazione 4. All'estremità superiore dell'asta interna 6 è invece situata la fune Kelly 9, che attraverso il braccio da carico Kelly 19 montato all'estremità superiore del battipalo scorre verso il verricello Kelly 18. Tramite la fune Kelly, l'asta interna 6 e, tramite questa l'intero insieme di aste di trivellazione, può essere trascinata verso l'alto. A questo riguardo, possono essere previste anche più di due di tali aste, che sono disposte l'una nell'altra e che sono estraibili in maniera telescopica l'una dall'altra.

Le aste sono pertanto dotate ciascuna di naselli continui di trascinamento per la trasmissione del momento angolare tra loro. In questi naselli di trascinamento sono ricavate cavità, le quali con una rotazione in un primo senso consentono un bloccaggio longitudinale delle aste fra loro, per poter trasmettere così le forze di spinta dirette verso il basso. Mediante un movimento di rotazione in senso opposto, le aste possono essere invece svincolate l'una dall'altra. Il bloccaggio longitudinale delle aste di trivellazione può avvenire a questo riguardo sia nell'assetto retratto sia nell'assetto estratto delle singole aste di trivellazione. Pertanto, momento angolare e forza di spinta durante la trivellazione vengono trasmessi con accoppiamento geometrico come per un'unica asta rigida di trivellazione .

In corso di attrezzaggio dell'apparecchiatura di trivellazione, il pacchetto delle aste di trivellazione spinte l'una nell'altra e bloccate viene infilato dall'alto nel motore di trivellazione. La fune di sollevamento 9 è a questo riguardo fissata tramite uno speciale torsiometro al mulinello Kelly all'estremità superiore dell'asta interna 6, anche chiamata Kelly interna.

Nella Figura 2 è rappresentata a questo riguardo una vista in sezione attraverso il motore di trivellazione 4, la Kelly esterna 5 e la Kelly interna 6. La Kelly esterna 5 presenta sul proprio perimetro esterno cavità 14, che si sviluppano in direzione longitudinale e che si adattano ai naselli di trascinamento corrispondenti 13 del motore di trivellazione e tramite cui il momento angolare viene trasmesso dal motore di trivellazione alla Kelly esterna 5. La Kelly esterna presenta sul suo lato interno naselli di trascinamento 15, che cooperano con corrispondenti naselli di trascinamento 16 sul lato esterno della Kelly interna 6 e trasmettono anch'essi momenti angolari .

Nella Figura 3 è rappresentata una tasca 17 sulla Kelly esterna, nella quale può essere portato ad impegnarsi il nasello di trascinamento 13 del motore di trivellazione per effetto di una rotazione del motore di trivellazione 4, per bloccare così la Kelly esterna con il motore di trivellazione anche in direzione assiale. A questo riguardo, la Kelly esterna si trova in assetto sbloccato nelle posizioni 1 e 3, in maniera che sia possibile un movimento assiale della Kelly esterna rispetto al motore di trivellazione.

Nella posizione 2, la Kelly esterna si trova anch'essa ancora in una posizione angolare sbloccata, tuttavia in una posizione assiale nella quale è possibile un bloccaggio. Questo è stato già avviato parzialmente nell'assetto rappresentato nella posizione 4 in quanto il motore di trivellazione è stato messo in movimento in senso orario nella cavità 17. Perciò, nell'assetto rappresentato nella posizione 4 non è già più possibile un movimento assiale relativo.

Il bloccaggio e lo sblocco tra le singole aste dell'insieme di aste di trivellazione avviene in maniera analoga.

Sia al momento della fuoriuscita dei tubi sia al momento di un sollevamento dell'insieme di aste di trivellazione, il motore di trivellazione viene messo di conseguenza in rotazione di volta in volta in maniera che le singole aste si svincolino l'una dall'altra così come dal motore di trivellazione. Al momento della fuoriuscita dell'insieme di aste di trivellazione, le aste di trivellazione inserite l'una nell'altra scorrono all'esterno nel momento in cui 1'asta esterna è supportata dal motore di trivellazione. All'atto del sollevamento delle aste, l'asta più interna viene invece sollevata tramite la fune di sollevamento 9 e quindi trascina con sé le aste esterne l'una dopo l'altra.

A questo scopo, le aste dell'insieme di aste di trivellazione presentano ciascuna fermi di arresto inferiori e superiori, tramite cui esse appoggiano l'una sull'altra nella posizione di estrazione reciproca o di inserimento.

La presente invenzione impedisce quindi che, all'atto della retrazione della Kelly interna, le singole sezioni siano involontariamente trascinate verso l'alto a causa del fatto che il bloccaggio non è stato eliminato in maniera completa.

Secondo l'invenzione viene verificata a questo scopo la posizione angolare delle aste prima che l'insieme di aste di trivellazione sia retratto o estratto in maniera telescopica. In questo modo, può essere verificato se le aste si trovano in una posizione angolare nella quale esse sono ancora bloccate, oppure in una posizione angolare nella quale esse sono completamente sbloccate.

Secondo l'invenzione, l'angolo di torsione della Kelly interna rispetto alla Kelly esterna o rispetto al motore di trivellazione può essere a questo riguardo misurato e valutato in maniera corrispondente. Per esempio, i valori del sensore possono essere quindi misurati e trasmessi all'unità di controllo dell'apparecchiatura. Pertanto, quando tutte le parti Kelly sono state completamente ruotate nella loro posizione sbloccata e insistono su un dente corrispondente, ciò corrisponde a uno specifico angolo di rotazione. Se questo è raggiunto, l'unità di valutazione sa che le aste sono completamente sbloccate e di conseguenza è escluso un trascinamento verso l'alto.

In un primo esempio di realizzazione, l'angolo di torsione può essere quindi misurato direttamente tra Kelly interna e Kelly esterna, per esempio sulla base di un sensore montato all'estremità inferiore della Kelly esterna. Questo punto è però molto esposto, in maniera che facilmente possono verificarsi danneggiamenti.

In alternativa, può essere perciò previsto di determinare la posizione della Kelly interna tramite un sensore e confrontarla con l'angolo di torsione della Kelly esterna o del motore di trivellazione. In particolare, può essere misurata sul torsiometro 12 la torsione della Kelly interna rispetto alla fune di sollevamento 9, in modo che questo angolo sia confrontato con il segnale di un trasduttore del numero di giri del motore di trivellazione. Mediante sottrazione di questi due angoli può essere poi calcolato l'angolo di torsione delle sezioni parziali l'una rispetto all'altra .

A titolo di esempio, un corrispondente sensore può essere a questo riguardo integrato nel torsiometro 12 e trasmesso per esempio al braccio di carico Kelly 19.

In alternativa o in aggiunta può essere previsto dì impiegare un sensore giroscopico per determinare la posizione angolare della Kelly interna. In una prima variante, il sensore giroscopico può essere montato sulla Kelly interna oppure sull'elemento del torsiometro 12 dal lato dell'asta e di conseguenza può essere misurata direttamente la posizione angolare della Kelly interna .

In alternativa, il sensore giroscopico può essere montato anche sulla parte del torsiometro 12 dal lato della fune e può essere monitorata la sua posizione. La determinazione della posizione della Kelly interna avviene poi, come descritto sopra, tramite la misura dell'angolo sul torsiometro.

Il sistema di misura secondo l'invenzione può essere a questo riguardo tarato di volta in volta durante l'operazione di trivellazione, poiché è nota la posizione relativa tra le aste assunta durante questa e corrispondente alla posizione di bloccaggio. Mediante un confronto di un segnale di un sensore, che determina la posiziona angolare assoluta dell'asta interna, con la posizione del motore di trivellazione durante la trivellazione, può essere quindi eseguita una taratura. Errori di misura durante la determinazione della posizione delle aste possono nascere di conseguenza solo per quanto riguarda la rotazione in senso opposto allo svincolo delle aste.

In alternativa o in aggiunta, la relativa posizione di rotazione delle singole parti delle aste Kelly in movimento telescopico l'una rispetto all'altra può essere determinata anche tramite uno 0 più sensori di contatto. In maniera vantaggiosa, 1 sensori di contatto sono a questo riguardo previsti in corrispondenza dei fermi di arresto delle aste, che devono aderire l'una all'altra nell'assetto completamente sbloccato. In questa maniera, si può monitorare se è stata assunta la posizione angolare necessaria per il movimento telescopico reciproco. In particolare, a questo riguardo possono trovare applicazione sensori induttivi, poiché questi sono particolarmente insensibili meccanicamente.

La presente invenzione è impiegabile in maniera uguale anche per un insieme di aste di trivellazione con solo un'asta, il che con riferimento agli esempi di realizzazione precedenti corrisponde a una combinazione della Kelly esterna e della Kelly interna in un'asta.

La presente invenzione permette quindi una verìfica a priori semplice e priva di disturbi se sia possibile in maniera sicura uno spostamento reciproco delle aste in direzione assi<J>a<~>l<π>e<~>o rispetto al motore di trivellazione in direzione assiale.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il monitoraggio di un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta, la quale è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, l'asta essendo azionata tramite un motore di trivellazione, con una unità di valutazione, che valuta i segnali di almeno un sensore, caratterizzato dal fatto che l'unità di valutazione, sulla base dei segnali del sensore, verifica la posizione angolare dell'asta.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui l'unità di valutazione determina, sulla base dei dati del sensore, la posizione angolare di un'asta interna e la confronta vantaggiosamente con una posizione angolare di un'asta esterna e/o del motore di trivellazione.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui la determinazione della posizione angolare dell'asta esterna e/o del motore di trivellazione avviene vantaggiosamente sulla base dei dati di un secondo sensore e/o sulla base dei dati dell'unità di controllo della macchina, in cui l'unità di valutazione determina vantaggiosamente la posizione angolare del motore di trivellazione tramite la valutazione di un segnale del trasduttore del numero di giri del motore di trivellazione.
4. 4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore è posto nella parte superiore dell'asta più interna e/o sulla sospensione dell'asta più interna, in cui l'unità di valutazione determina vantaggiosamente la posizione angolare dell'asta più interna sulla base dei dati di un sensore, in cui il sensore misura vantaggiosamente una rotazione tra l'asta più interna e una fune di sollevamento ed è montato in particolare sul torsiometro.
5. 5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la verifica della posizione angolare delle aste avviene sulla base dei dati di un sensore giroscopico, in cui il sensore giroscopico è montato vantaggiosamente nella parte superiore dell'asta più interna e/o sulla sospensione dell'asta più interna, in particolare sull'elemento del torsiometro dal lato della fune.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la verifica della posizione angolare delle aste avviene sulla base della verifica della vicinanza dei fermi di arresto delle aste, in particolare sulla base dei dati di un sensore di contatto.
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, che verifica la posizione angolare tra il motore di trivellazione e/o l'asta più esterna e l'asta più interna o verifica separatamente la posizione angolare tra tutte le aste interessate.
8. 8. Disposizione di sensori per un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta, la quale è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, in cui la disposizione di sensori comprende almeno un sensore per la verìfica della posizione angolare dell'asta, in particolare un sensore per un dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7.
9. 9. Insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta, che è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile per effetto dì un movimento di rotazione in senso opposto, con un sensore per la verifica della posizione angolare dell'asta, in particolare con una disposizione di sensori secondo la rivendicazione 8.
10. 10. Apparecchiatura di trivellazione con un insieme di aste di trivellazione con almeno un'asta che è fissabile assialmente per effetto di un movimento di rotazione in un primo senso ed è svincolabile per effetto di un movimento di rotazione in senso opposto, l'asta essendo azionata tramite un motore di trivellazione, con un dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 e/o con una disposizione di sensori secondo la rivendicazione 8 e/o con un insieme di aste di trivellazione secondo la rivendicazione 9.