ITPC20130012A1 - SYSTEM USED TO COMPLETELY AUTOMATE THE HANDLING OF TUBULARS ON A DRILLING SYSTEM DURING ITS WORK PHASE, IN MANEUVERING, IN PERFORATION, IN A PIPE AND IN ALL THE OTHER OPERATIONS CONCERNING THE PUNCHING OF WELLS P - Google Patents

SYSTEM USED TO COMPLETELY AUTOMATE THE HANDLING OF TUBULARS ON A DRILLING SYSTEM DURING ITS WORK PHASE, IN MANEUVERING, IN PERFORATION, IN A PIPE AND IN ALL THE OTHER OPERATIONS CONCERNING THE PUNCHING OF WELLS P Download PDF

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ITPC20130012A1
ITPC20130012A1 IT000012A ITPC20130012A ITPC20130012A1 IT PC20130012 A1 ITPC20130012 A1 IT PC20130012A1 IT 000012 A IT000012 A IT 000012A IT PC20130012 A ITPC20130012 A IT PC20130012A IT PC20130012 A1 ITPC20130012 A1 IT PC20130012A1
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IT
Italy
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maneuvering
tubulars
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drilling
work
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IT000012A
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Walter Bagassi
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Walter Bagassi
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02—Rod or cable suspensions
    • E21B19/06—Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/14—Racks, ramps, troughs or bins, for holding the lengths of rod singly or connected; Handling between storage place and borehole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/24—Guiding or centralising devices for drilling rods or pipes

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale avente per TITOLO: DESCRIPTION of the industrial invention with TITLE:

Sistema utilizzato per automatizzare completamente la movimentazione dei tubolari su un impianto di perforazione durante la sua fase di lavoro, in manovra, in perforazione, in tubaggio e in tutte le altre operazioni inerenti la perforazione di pozzi per acqua, per geotermia, per gas e petrolio o altra perforazione del sottosuolo. System used to completely automate the movement of tubulars on a drilling rig during its work phase, in maneuvering, drilling, in piping and in all other operations related to the drilling of wells for water, geothermal, gas and oil or other subsoil drilling.

Il sistema che compone il ponte di manovra per il posizionamento e la presa di un insieme di tubolari è un sistema montato sulla torre di perforazione ad altezza adeguata per manovrare due tre o quattro aste alla volta che è composto dai seguenti componenti: The system that makes up the maneuvering bridge for positioning and gripping a set of tubulars is a system mounted on the drilling tower at a suitable height to maneuver two, three or four rods at a time, which is composed of the following components:

- corridoi (11a)per il parcheggio dei tubolari di perforazione di diverso diametro - corridors (11a) for parking the drilling tubes of different diameters

- carrello(7a)e guida (2a) per lo spostamento del telaio porta morse - carriage (7a) and guide (2a) for moving the clamp holder frame

- telaio porta morse (1a)dotato di sistema telescopico di spostamento verticale e telai porta morse telescopici (4a) per lo spostamento delle morse in modo longitudinale - clamp holder frame (1a) equipped with a telescopic vertical displacement system and telescopic clamp holder frames (4a) for longitudinal displacement of the clamps

- morse di presa (5a) costruite in modo tale da per poter prendere diversi diametri differenti - gripping vices (5a) constructed in such a way as to be able to take several different diameters

- sistema per la misura automatica dei diametri dei tubolari(3a)per poter far prendere i tubolari delle morse sempre al centro - sistema per inclinare di alcuni gradi i tubolari (8a) prima del posizionamento sul piano sonda - system for the automatic measurement of the tubular diameters (3a) to be able to always take the tubulars of the clamps in the center - system for inclining the tubulars by a few degrees (8a) before positioning on the probe plane

il sistema che compone il centratore pinze automatico (3a) è montato sopra le morse di presa (5a)e si compone nella sua parte frontale di due bracci (2b) (immagine 2)inclinati a “V” che agiscono su un parallelogramma (1b) e suoi rinvìi alla base del quale è inserito un corpo (4b) e un pulsante tastatore (3b). the system that makes up the automatic gripper centering device (3a) is mounted above the gripping vices (5a) and is made up in its front part of two arms (2b) (image 2) inclined in a "V" shape which act on a parallelogram (1b ) and its transmissions at the base of which a body (4b) and a feeler button (3b) are inserted.

Tale sistema serve alle morse per far sempre prendere sempre al centro i tubolari anche di diametri differenti This system is used by the vices to always make tubulars always take center stage, even of different diameters

Il sistema funziona nel modo seguente: The system works as follows:

quando i bracci telescopici(4a) che portano i “centratori per morse” (3a) e le morse di presa (5a) si avvicinano ai tubolari, i due bracci a “V” (2b), posizionati uno di fronte all’altro, vengono spinti verso i tubolari aprendosi per farli entrare. Più il diametro dei tubolari è grande più il pulsante tastatore (3b), inserito nel sistema e mosso dal parallelogramma e dai bracci (1 b), si allontana, fino a quando il pulsante tocca il tubolare. Tale meccanismo, solidale con il sistema delle morse di presa, è costruito in modo tale da essere posizionato sempre esattamente al centro delle morse di presa sottostanti quando i tre punti toccano insieme il tubolare. Quando il pulsante è attivato chiude le elettrovalvole di spinta dei bracci delle due morse fermandole e apre le elettrovalvole che alimentano il cilindro di chiusura delle morse facendole chiudere sul tubolare when the telescopic arms (4a) that carry the "centering devices for vices" (3a) and the gripping vices (5a) approach the tubulars, the two "V" arms (2b), positioned one in front of the other, they are pushed towards the tubulars, opening to let them enter. The larger the diameter of the tubes, the more the feeler button (3b), inserted into the system and moved by the parallelogram and the arms (1 b), moves away until the button touches the tube. This mechanism, integral with the gripping clamp system, is constructed in such a way as to always be positioned exactly in the center of the underlying gripping clamps when the three points touch the tubular together. When the button is activated, it closes the thrust solenoid valves of the arms of the two clamps, stopping them and opens the solenoid valves that feed the closing cylinder of the clamps, making them close on the tubular

Claims (2)

RIVENDICAZIONI dell’invenzione industriale avente per TITOLO: Sistema utilizzato per automatizzare completamente la movimentazione dei tubolari su un impianto di perforazione durante la sua fase di lavoro, in manovra, in perforazione, in tubaggio e in tutte le altre operazioni inerenti la perforazione di pozzi per acqua, per geotermia, per gas e petrolio o altra perforazione del sottosuolo. 1 sistema composto da un ponte di manovra (immagine 1) completamente automatizzato che esegue le operazioni di parcheggio e ripresa di una serie di tubolari durante l’estrazione e la rimessa degli stessi dal e nel pozzo dandoli o prendendoli della testa motrice durante la risalita o la discesa in pozzo in modo completamente automatizzato. L’operatore, una volta settato il sistema e avviata l’operazione non deve più intervenire fino al completamento dell’estrazione o della rimessa in pozzo di tutti i tubolari presenti in pozzo o parcheggiati nel ponte id manovra. Il sistema è gestito dalla cabina di controllo e automatizzato tramite encoder lineari o rotativi e da sensori meccanici o magnetici posti come esempio nei punti (9a 4c e 7b) ma non vincolanti. CLAIMS of the industrial invention having the TITLE: System used to completely automate the movement of tubulars on a drilling rig during its work phase, in maneuvering, drilling, in piping and in all other operations related to the drilling of wells for water, geothermal, gas and oil or other subsoil drilling. 1 system consisting of a fully automated maneuvering bridge (image 1) that performs the parking and recovery operations of a series of tubulars during the extraction and return of the same from and into the well, giving them or taking them of the drive head during the ascent or the descent into the well in a completely automated way. Once the system has been set up and the operation has started, the operator no longer has to intervene until the completion of the extraction or return to the well of all the tubulars present in the well or parked on the maneuver deck. The system is managed from the control cabin and automated by linear or rotary encoders and by mechanical or magnetic sensors placed as an example in the points (9a 4c and 7b) but not binding. 2 Sistema meccanico di “centratore per morse” (3a)di supporto alle morse di presa (5a) del ponte di manovra. Tale sistema misura i vari diametri spingendo due bracci a “V” (2b) (immagine 2)verso il tubolare; tali bracci aprendosi agiscono su un sistema a parallelogramma e bracci (1b,6b)che avvicina o allontana a seconda del diametro inferiore o di quello superiore un pulsante tastatore (3b) montato su un supporto (4b); tale pulsante (3b) quando tocca il corpo del tubolare spinge il perno (5b)che attiva i sensori (7b) che inviano un segnale all’elettrovalvola della centralina idraulica che, aperta, alimenta i cilindri (3c)di spinta delle morse(5a), interrompendo l’alimentazione d’olio; invia nel contempo anche un segnale all’elettrovalvola dedicata alla chiusura delle stesse permettendo all’olio idraulico di alimentare i cilindri (3c)di chiusura delle morse (5a) mandandole in presa sul tubolare. Sistema di morse (5a) (immagine 3) alimentate da un cilindro idraulico (3c) con sistema di movimentazione delle stesse durante la chiusura in modo parallelo e a leva (2c) e con pettinai c) basculanti e rotanti montati sui corpi (5c) che permette di serrare diversi diametri senza cambiare i pettini stessi e con sensori raddoppiati (4c) per potere da un lato automatizzare la manovra e dall’altro per poter avere sempre ridondanza. Sistema di braccio porta morse telescopico (1a) che permette di abbassare o sollevare i tubolari sollevandoli o appoggiandoli dal o sul piano di lavoro durante la manovra degli stessi Sistema (8a) che inclina l’insieme dei tubolari quando sono in presa con le morse per dare una inclinazione di qualche grado (da 1° a 5° circa)per poterli parcheggiare in sicurezza nei corridoi preposti Sistema di cancelletti (10a), montati su un assieme (6a), normalmente chiusi installato su ognuno dei corridoi dove vengono parcheggiati i tubolari, che viene aperto da un cilindro o da una leva solo quando il set di tubolari deve essere inserito nel corridoio specifico Sistema di sensori (9a) raddoppiati per avere sempre la ridondanza con un sensore di riserva qualora uno di essi dovesse smettere di funzionare; questo per fare in modo che il sistema abbia una continuità di lavoro molto maggiore Sistema innovativo per l’inserimento e il montaggio del ponte di manovra quando la torre è già eretta in posizione verticale e con la taglia o la testa motrice già inserita nella torre. Tale sistema viene inserito nelle guide poste sulla torre facendo avvicinare il rimorchio su cui il ponte di manovra è stato trasportato. La taglia o la testa motrice agganciano quindi il ponte di manovra e lo sollevano. Il rimorchio viene liberato dal carico. La taglia o la testa motrice sollevano ulteriormente il ponte di manovra facendolo scorrere dentro o sopra le guide preposte fino all’altezza desiderata. Il bloccaggio nella posizione di lavoro è quindi effettuato o mediante spine idrauliche o posando il ponte su ganci speciali che sono inseriti nella torre di perforazione Sistema che prevede il raddoppio di tutti gli encoder e i sensori (9a, 7b, 4c) indicati nei disegni ma non vincolanti per quantità o posizione che fanno parte del sistema di acquisizione dati per il sistema di controllo automatico delle operazioni del ponte di manovra che permette di continuare le operazioni anche in caso che uno dei due componenti si rompa o smetta di funzionare. Intanto si ha il tempo di sostituire quello che non funziona continuando a lavorare con l’altro2 Mechanical system of "centering device for vices" (3a) to support the gripping vices (5a) of the maneuvering bridge. This system measures the various diameters by pushing two “V” arms (2b) (image 2) towards the tubular; these arms, when opening, act on a parallelogram and arm system (1b, 6b) which approaches or moves away a feeler button (3b) mounted on a support (4b) depending on the lower or upper diameter; when this button (3b) touches the tubular body, it pushes the pin (5b) which activates the sensors (7b) which send a signal to the solenoid valve of the hydraulic unit which, when open, feeds the thrust cylinders (3c) of the clamps (5a ), cutting off the oil supply; At the same time, it also sends a signal to the solenoid valve dedicated to closing them, allowing the hydraulic oil to feed the cylinders (3c) for closing the clamps (5a) sending them to grip on the tubular. Clamp system (5a) (image 3) powered by a hydraulic cylinder (3c) with a system for moving them during closing in parallel and lever mode (2c) and with pivoting and rotating combs c) mounted on the bodies (5c) which it allows to clamp different diameters without changing the dies themselves and with doubled sensors (4c) to be able to automate the maneuver on the one hand and to always have redundancy on the other. Telescopic clamp holder arm system (1a) that allows you to lower or raise the tubulars by lifting or placing them from or on the work surface during their maneuver System (8a) that tilts the set of tubulars when they are in contact with the clamps to give an inclination of a few degrees (from 1 ° to about 5 °) to be able to park them safely in the corridors in charge System of gates (10a), mounted on an assembly (6a), normally closed installed on each of the corridors where the tubulars are parked, which is opened by a cylinder or a lever only when the tubular set must be inserted in the specific corridor Sensor system (9a) doubled to always have redundancy with a spare sensor should one of them stop working; this is to ensure that the system has a much greater continuity of work Innovative system for the insertion and assembly of the maneuvering bridge when the tower is already erected in a vertical position and with the size or powerhead already inserted in the tower. This system is inserted into the guides placed on the tower by bringing the trailer on which the maneuvering bridge has been transported closer. The cutter or the powerhead then hooks the maneuvering bridge and raises it. The trailer is released from the load. The size or the driving head further raise the maneuvering bridge by sliding it into or over the guides provided to the desired height. The locking in the working position is then carried out either by means of hydraulic pins or by placing the bridge on special hooks which are inserted into the drilling tower. System that provides for the doubling of all the encoders and sensors (9a, 7b, 4c) indicated in the drawings but not binding for quantity or position that are part of the data acquisition system for the automatic control system of the maneuvering bridge operations which allows to continue operations even if one of the two components breaks or stops working. In the meantime, you have time to replace the one that doesn't work by continuing to work with the other
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