JPS61233194A

JPS61233194A - 削井装置および方法

Info

Publication number: JPS61233194A
Application number: JP61075393A
Authority: JP
Inventors: ジヨージ　アイ　ボヤジエフ
Original assignee: Varco International Inc
Current assignee: Varco International Inc
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1986-10-17
Also published as: EP0202184A1; NO177018C; US4625796A; EP0202184B1; NO177018B; CA1250569A; NO860799L; DE202184T1; DE3669747D1; JPH0434672B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、好ましくは頂駆動掘さく構造において一定長
さの管をドリルストリングの上端に連結する方法におい
て助けをなす改良装置に関する。

この装置は、追加の管部分を連結するとき、ドリルスト
リングの上方ねじ端部に係合しかつこれを保持するため
のバックアップ工具を有する型式のものであり、この工
具は、好ましくは、掘さく装置の床の上に十分に間隔を
へだてた位置でストリングに係合する。高い位置でのス
トリングのかかる保合により、一定長さの管をストリン
グに付け足すとき、ストリングを穴の底から引上げ、か
くしてストリングが穴の刺さる可能性を少なくし、沖合
い坑井の場合、波動によるストリングの損傷を防ぐ。

本発明を具体化する設備はストリングの上方ねじ端部を
回転しないように保持するとともに追加の長さの管をス
トリングより上にかつこのストリングと整合状態に位置
決めしてストリングの中への付け足された長さの管の突
刺しを容易にするように機能することができる。この装
置は、動位置と非動位置との間を移動自在に設けられた
バックアップ工具と、ストリングに連結するとき、追加
の長さの管に係合しかつこれを位置決めするための関連
した突刺しユニットとを有し、この突刺しユニットは上
記工具の動位置と非動位置との間をパンクアップ工具と
ともに移動自在、また突刺しユニ、トの延びた位置と突
刺し位置との間をバックアップ工具に対して相対移動自
在に設けられている。また、バックアップ工具および突
刺しユニットは両方とも異なるレベルのいずれでもドリ
ルストリングの上端と係合するためにそれらの動位置で
垂直方向に変位できる。

第１図の掘さく装置１０は装置床１２を有する掘さくや
ぐら１）を有し、装置床１２は開口部１３を有し、ドリ
ルストリング１４がこの開口部１３を通して地中へ延び
て坑井を掘さくする。ドリルストリングは管部分で形成
され、これらの管部分はねじ継手で相互に連結されかつ
ビット１８を支持している。ドリルストリングは頂駆動
ユニット１９によって回転駆動され、この頂駆動ユニッ
トはストリングの上端に連結されかつ坑井の垂直軸線２
０に沿ってストリングとともに上下方向に移動する。掘
さくユニットから吊下げられた管取扱い機紐立体２１は
ある状態ではストリング又は１つの管部分を吊下げ、か
つ掘さくユニットの底部でねじ連結を行ったり外したり
する。掘さく流体を頂駆動ユニット１９の上端に連結さ
れたスイベル２２を通して管状ドリルストリングの中に
導入し、スイベル２２、頂駆動ユニットおよび管取扱い
機は移動滑車ブロック２３から吊され、この移動滑車ブ
ロックは、上端が固定滑車ブロック２５に連結されかつ
在来の動力ドローワークス２６により作動されるライン
２４によって吊下げられかつ上下に移動される。掘さく
ユニット１９、管取扱い機２１および連結部品は、やぐ
ら１）に固定された２つの垂直ガイドレールすなわちト
ランク２７によって軸線２０に沿って垂直方向に移動可
能に案内される。掘さくユニット１９はキャリッジ２８
（第２図および第３図参照）に取付けられ、このキャリ
ッジ２８は、レール２７に係合しかつこれによって位置
決めされたローラ２９を有し、そしてこれらのレールに
よって軸線２０と平行な垂直運動可能に案内される。

掘さくユニット１９はハウジング３０を有し、該ハウジ
ング３０は、掘さく作業および揚降管作業中掘さくユニ
ット１９に対して固定位置でキャリッジ２８に連結され
、そしてモータ３１を収容している。ハウジング３０は
管状垂直部分３２を有し、垂直管状回転要素即ち管部分
３３はこの管状垂直部分３２内で軸受３４によって軸ｖ
Ａ２０を中心に回転可能に支承される。モータはステム
３３をハウジング３０下部３６内に収容された減速ギヤ
組立体３５を介して軸線２０′を中心に駆動する。

スイベル２２は在来の構成のものであってもよく、外ボ
ディ３７を有し、掘さくユニットのステム３３の上端に
連結された管状要素３８は回転でき、掘さく流体を８字
形管４０から掘さくユニットのスイベルおよび管状要素
３３を通してドリルストリングの中に下方に供給する。

スイベルは通常のべイル３１によって移動滑車ブロック
から吊下げられている。

パイプ取扱い機２１が掘さくユニット１９によって吊下
げられており、このパイプ取扱い機は、トルクレンチ４
２と、キャリヤ部分４４がら２つのリンク４５を介して
吊下げられたエレベータ４３と、リンク傾動機構１５８
と、キャリヤ部分４４を回転しないように保持する一対
のトルク拘束体４６と、トルクレンチ４２を支持しかつ
作動する構造体４７とを有する。パイプ取扱い機は組立
体４８を介して掘さくユニッ）１９に連結されるのがよ
く、この組立体４８は、掘さく操作中、パイプ取扱い機
の諸部品を掘さくユニットに対して回転しないように保
持するがドリルストリングを掘さくユニットのステム３
３から取はずし、そしてエレベータ４３によって上昇さ
せたり降下させたりしているとき、これらの諸部品を回
転させるのがよい。

パイプ取扱い機２１は中空の管状パイプ部分すなわちサ
ブ４９を有し、このサブ４９は５ｏのところで掘さくユ
ニットの動力駆動回転ステム３３の底部に螺着され、そ
してその下端に雄ねじピン部分５１を有し、このピン部
分５１はドリルストリング１４の上部分１４′の上方接
合端部６ｏの雌ねじ５２に連結でき、掘さくユニットに
よりドリルストリングを要素３３．４９を介して回転駆
動することができる。要素４９はその下端の近くに雄ス
プライン部分５３を有するのがよい。

トルクレンチ４２は剛性ボディ構造体５４を有し、この
ボディ構造体５４は構造体４７によって頂駆動掘さくユ
ニットから吊下げられ、そして上部分５５および下部分
５６を有する。部分５５は雌スプライン５７を有し、こ
の雌スプラインは第２図および第３図の位置では要素４
９のスプライン部分５３の下にこのスプライン部分と係
合せずに位置決めされ、そしてトルクレンチの上部分の
上方位置（第３図の破線５５′）ではスプライン５３と
係合するように上方に移動できる。この上方位置では、
部分４９．５５はスプラインによって互いにキー止めさ
れて、部分５５は軸線２ｏを中心とするトルクを要素４
９に加えることができる。このトルクは２つのピストン
／シリンダ機構５８によって発生され、これらのピスト
ン／シリンダ機構のシリンダはトルクレンチのボディ５
４にしっかり連結され、そしてこの機構のピストンは要
素５５を軸線２０を中心に回転させるために要素５５の
耳部５９に連結されている。トルクレンチは、垂直方向
に延びるピストン／シリンダ機構１４７によって第３図
のその実線位置と破線位置との間を上下に移動でき、こ
のピストン／シリンダ機構１４７のピストンはトルクレ
ンチを吊下げるための構造体４７の下端に連結され、ピ
ストン／シリンダ機構１４７のシリンダはトルクレンチ
のボディ５４に連結されている。

トルクレンチの下部５６はボディ１５６を有し、このボ
ディはドリルストリング１４の頂部分の上方雌ねじボッ
クス端部６０のまわりに受入れでき、そしてトルクレン
チのボディ構造体５４にしっかり連結されている。この
ボディ構造体５４によって支持されたシリンダ６１′の
中に収容されたピストン６１を流体圧で作動して部分５
６のボディ５９の中の把持ジョー構造体６２を第２把持
ジョー構造体６３に対して近づけたり遠ざけたりし、要
素４９をトルクレンチの上部分５５によっていずれかの
方向に回わして要素４９とボックス６０とのねじ連結を
行ったりはずしたりする間、上方ボックス端部６０を保
持しかつ回転しないように保持することができる。

エレベータ４３は任意の在来構成のものであって、２つ
のボディ部分６８を有し、これらのボディ部分は開放か
つ閉鎖移動自在に６９で互いに枢着されてエレベータを
掘さく管のまわりに設置したりこの掘さく管から取はず
したりすることができる。ラッチ機構７０がこれらの２
つの部分をそれらの閉鎖位置に解放可能に保持し、これ
らの位置では、エレベータはドリルストリングの全重量
を支持することが可能である。その目的で、これらの部
分６８は協働で外方に面する内部環状肩部７１を形成す
るのがよく、この肩部はドリルストリングをエレベータ
に対して下方に移動しないようにするためにドリルスト
リングの上端の拡大接合端部６０と保合できる。変更例
として、エレベータは掘さく管の上部を把持しかつ保持
するためのスリップを有する型式のものでもよい。エレ
ベータはリンク４５の下ループ７３と保合できるループ
７２をその両側に有してもよく、リンク４５の上ループ
７４はキャリヤ部分４４のループに係合して装置の成る
操作状態でエレベータおよびドリルストリングを吊下げ
る。

各トルク拘束体４６は円筒形外ボディ７６を有し、この
ボディはキャリヤ部分の通路を通って垂直方向に延びて
このキャリヤ部分をボディ７６の下フランジ７８とキャ
リヤ部分の下側との保合によって支持する。掘さくユニ
ットにはロッド７９がその上端で連結されて吊下げられ
、このロッド７９は管状ボディ７６の中へ下方に突出し
、そして拡大ヘッド８０をその下端に有し、このヘッド
８０はボディ７６内のばね８１の上方に押接し、このば
ねの上端はボディの肩部８２に上方に押接してこのボデ
ィを支持し、従って、上方掘さくユニットおよびロッド
７９はばね８１を介してキャリヤ部分４４の弾性的に支
持している。２つのトルク拘束体組立体は軸線２０と平
行な２つの垂直軸線に沿ってかつ軸＊２０の両側で垂直
方向に延びている。

リンク傾動機構１５８は剛性部材１５９を有し、この部
材は第３図および第５図の位置間を水平軸線を中心に揺
動自在にキャリヤ部分４４に１６０のところで枢着され
ている。部材１５９は２つのアーム１６１を有し、これ
らのアームは２つのリンク４５の近くで下方に突出しか
つ鎖１６２でこれらのリンク４５に取付けられている。

部分４４と部材１５９との間のベローズ１６３は、内部
が加圧されると、部材１５９を第３図のその位置から第
５図のその位置まで揺動させるように作用し、この際、
部材１５９はリンクを第５図のそれらの位置まで横方向
に引き、これらの位置では、エレベータは坑井の軸線の
側部に変位されて一定長さの管に係合して取上げる。

本発明は、特に、付け足された一定長さの管をストリン
グの上端に連結する際に使用するバンクアップ／突刺し
組立体８４の提供に関する。この組立体は、追加の管を
ドリルストリングに連結する間、ドリルストリングを坑
井の底から引離すことができるために、好ましくは掘さ
く装置の床１２の上に間隔をへだてている。掘さくユニ
ットが第６図に表わすように掘さく装置の床に隣接した
その最も下方の位置に達するたびに、もちろん管を付け
足す必要が生じる。装置がこの位置に達すると、エレベ
ータは、望ましくは、開口部１３内に掘さく装置の床に
よって支持されたスリップ組立体８５に係合し、そして
トルクレンチ４２がエレベータとの係合位置またはエレ
ベータのすぐ近くの位置（第６図）に達するまで、掘さ
くユニット１９、ストリングおよびトルクレンチ４２が
エレベータ４３に対してそれらの下方移動を続けるとき
、エレベータ４３はスリップ組立体８５によって制止さ
れる。これらの部分のこの垂直方向相対移動は、部分４
４に対する、かつ摺動可能に受は入れるためのこの部分
の孔４４ａの内でのトルク拘束体４６の外ボディ７６の
下方摺動移動によって行なわれる。穴を第６図に表わす
深まで掘った後、ドローワークスを作動して掘さくユニ
ットおよび連結されたストリングを第７図に表わす位置
まで上昇させ、この位置では、ストリングの雌ねじボッ
クス端部６０は掘さく装置の床１２より可成り上のレベ
ルに位置決めされ、このレベルは、はとんどの場合、掘
さく装置の床に立っている人が有利にボックス端部６０
に達してこの端部への連結を行うことができないほど十
分に高い。掘さくユニットの第６図の最も下方の位置で
は、ストリングのボックス上端は掘さく装置の床のレベ
ルより上に約６１ｃｍ（約２フイート）間隔をへだてて
おり、第７図の位置では、ボックス端部６０は好ましく
は掘さく装置の床より上に少なくとも約３ｍ（約１０フ
イート）、好ましくは掘さく装置の床の上に約３ｍ（約
１０フイート）と約３．９６ｍ（約１３フイート）との
間上方に引かれる。

スリップ組立体８５は、好ましくは液圧または他の動力
で作動されてドリルストリングを把持しかつこれを第７
図のレベルに支持する。かかる作動の前には・スリップ
組立体はもちろん解放状態にあり、この状態では、管を
把持せず、すなわち、掘さくユニットによるドリルスト
リングの垂直移動を何ら干渉しない。スリップ組立体は
任意の在来の構成のものでもよく、代表的には、多数の
テーパスリップ８６を有する場合について示してあり、
これらのテーパスリップ８６は、これらが坑井管を把持
しかつ支持する下方位置と、ドリルストリングをスリッ
プ機構による干渉なしに上方および下方に移動させるこ
とができる°上方解放位置との間でシリンダ８７によっ
てスリップボウル８８に対して上下に作動できる。

スリップ装置を設定した後、トルクレンチ４２を作動し
てドリルストリングの上端６ｏと管取扱い機の回転要素
４９とのねじ連結をはずす。この目的で、ピストン／シ
リンダ機構１４７　（第３図）を作動してトルクレンチ
を第３図の破線位置まで上昇させ、この位置では、トル
クレンチの上部分５５は要素４９のスプライン５３に係
合し、トルクレンチの下部分５６は第４図のピストン６
１の作動によってドリルストリングのボックス端部を把
持することができる。トルクレンチをこの状態にして、
ピストン／シリンダ機構５８を付勢してトルクレンチの
部分５５をドリルストリングに対して回ねじ、かくして
掘さくユニットの回転要素４９とストリングとのねじ連
結をはずす。次いで、掘さくユニットのモータ３１を付
勢して要素４９を一方向に急速に回転させ、この要素を
ストリングの上端から完全にはずして掘さくユニットお
よび管取扱い機構を掘さく装置の頂部まで第８図に表わ
すように自由に引き上げるようにし、第９図に表わすよ
うに、ストリングに付け足すべき管長入物１４“を取上
げる。スタンド１４＃は第９図に１４ａで表わすように
垂直状態で横移動される多数のスタンドのうちの１つで
もよい。スタンド１４“をエレベータ４３と係合させる
ことによって上昇させ、次いで頂駆動ユニットおよび連
結スタンド１４＃を移動滑車ブロックの上方に移動によ
って上昇させる。この工程を容易にするために、リンク
を望ましくはリンク傾動装置１５８によって第５図およ
び第９図のそれらの傾斜位置まで作動し、これらの位置
では、エレベータは付け足しスタンドを坑井の軸線２０
から横方向に片寄った位置に吊下げることができる。吊
下げられたスタンド１４＃が第９図の位置まで内方に移
動すると、操作者はこのスタンドをバックアップ／突刺
し組立体８４と係合するように差し向け、頂部駆動ユニ
ットおよびスタンドを上昇させ、そしてこのスタンドを
、ドリルストリングの上端への連結のために第１）図の
この上端との整合位置まで内方に移動させるときに、ス
タンドを上記組立体によって位置決めしかつ調整する。

第８図は引込み非動位置を示しており、この位置では、
実際の掘さく操作中、すなわち、坑井を掘さくするため
にドリルストリングを頂駆動ユニットによって回転させ
ている間、バックアップ／突刺し組立体８４は保持され
る。頂駆動ユニットの回転ステム４９をドリルストリン
グのボックス上端６０からはずし、頂駆動組立体を第８
図に表わすようにドリルストリングから上方に遠ざけた
後まで、バックアップ／突刺し組立体はこの第８図の位
置にとどまる。頂駆動組立体が第９図の位置に向って上
方移動を続けると、バックアップ／突刺し組立体８４は
第８図のその非動位置から第１０図のその動位置まで揺
動する。

組立体８４はキャリッジ８９を有し、このキャリッジは
２つの平行な垂直補助トラックすなわちレール９０によ
って移動可能に取付けられ、これらのトラック９０は第
８図乃至第１４図で見た場合、主トランク２７のすぐ右
側に位置決めされ、かつ第１３図に９１で表わすブラケ
ットまたは他の装置によって主トラツク２７にしっかり
取付けられるのがよい。トラック９０は１３図に示すチ
ャンネル状水平横断面形状を有するのがよく、各チャン
ネルの両側には、キャリッジの２つのローラ９２．９３
が係合する。

キャリッジは剛性ボディ９４を有し、このボディにはロ
ーラが回転可能に取付けられ、このボディは代表的には
本質的に管状の剛性部材９５を有し、この部材は２つの
トラック９０間を水平方向に延び、そして好ましくは第
１４図に示す矩形の垂直横断面を有する。このボックス
状矩形部材９５はその両端に２つの平行な垂直板９６を
支持し、これらの板９６は代表的には第１４図に表わす
外形を有し、ローラ９２．９３がこれらの板によってト
ラックに適切に係合する位置に回転可能に支持される。

わかるように、２つの板９６によって支持された２つの
ローラ９２は共通の水平軸線９７を中心に回転自在に取
付けられ、一対の第２０−ラ９３は軸線９７と平行な第
２水平軸線９８を中心に回転自在に取付けられている。

各ローラ９２および対応するローラ９３のトラック係合
表面９９間の間隔Ｓはそれらのローラに係合するトラッ
ク表面間の間隔より可成り大きく、従って、全体のキャ
リッジは、ローラ９３がトラックに係合しない第８図の
引込み位置と、ローラすべてがトラックに係合する第１
０図の動位置との間をホイール９２の軸線９７を中心に
揺動し得る。

バックアップ／突刺し組立体８４のキャリッジ８９およ
び他の構成要素は２つの同様の一般に垂直方向に延びる
平行ピストン／シリンダ機構１０１によって上下に回動
可能に動力作動され、これらのピストン／シリンダ機構
のシリンダは上端が１０２で表わすようにトラック９０
の内側部に枢着され、これらの機構のピストンロッドは
１０３のところで板９６の内側部に枢着されている。ロ
ーラ９２．９３すべてがトラックに係合する第１０図の
動位置にあるバックアップ／突刺し組立体では、この組
立体８４はピストン／シリンダ機構１０１によって第１
０図の実線位置と第１０図の破線位置との間で上下に移
動されて種々の異なるレベルのいずれでもドリルストリ
ングの上端６０に係合してこれを把持し、かくしてドリ
ルストリングのこの上端の正確な垂直方向位置決めの必
要を回避することができる。第１０図の位置ではキャリ
ッジのローラ９２はトラックから突出している２つの水
平止め肩部に係合してローラ９２をさらに下方に移動し
ないようにし、機構１０１のピストンの連続下方作動で
板をバックアップ／突刺し組立体の第８図の引込み位置
までローラ９２の軸線９７を中心に揺動せしめる・ピス
トンを上方に作動するとき、もちろん逆の作用が起り、
このとき、板９６、キャリッジ８９の残部およびこのキ
ャリッジに取付けられたすべての部品はまず第１Ｏ図の
位置まで軸線９７を中心に揺動し、すると、ピストンの
いずれかのさらに上方の移動により、バックアップ／突
刺し組立体を任意の所望の位置まで上方に移動させる。

この種の作動を行うために、機構１０１のピストンの各
々とキャリッジ８９の板９６との連結箇所１０３は、バ
ックアップ／突刺し組立体のあらゆる位置で、その重心
がピストンの連結箇所１０３および軸線２０４の左側か
つもちろん枢軸線９７の右側にあるようにするのに十分
、第８図における右側に寄っている。

かくして、組立体の重量は、上向きの力をピストン／シ
リンダ機構によってプレートに１０３のところで及ぼす
と、組立体が重力によって第８図の位置から第１０図の
位置まで揺動するように、十分左側に寄っている。

キャリッジ８９の矩形のボディ部分９５は細長いアーム
１０５をしっかり支持しており、このアーム１０５は部
分９５の前記形状と同様の本質的に矩形の垂直断面のも
のであるのがよく、軸線１０６に沿って突出しかつ挟み
すなわちバックアップ組立体１０７を外端に支持してい
る。バックアップ／突刺し組立体の第１０図および第１
４図の位置では、アーム１０５の長さ方向軸線１０６は
望ましくはトラックの位置から水平方向に直接突出しか
つ坑井およびドリルストリングの垂直軸線２０と交差し
、バックアップ／突刺し組立体の第８図の不動位置では
、軸線１０６は望ましくは２つのトラック９０の中間の
位置で垂直方向に延びる。アーム１０５はその外端に２
つのラグ１０８を有するのがよく、これらのラグはこの
外端から両方向に突出し、そして垂直開口部１０８ａを
有し、これらの開口部の中には、２つの枢軸ピン１０９
が受は入れられて一対のジョー１）０．１）１をビンの
垂直軸線１）２．１）３を中心に揺動自在に２つの耳部
１０８に枢着している。ジヨー１）０．１）１の各々は
２つの平行な上方おヨヒ下方の剛性板１）４．１）５で
形成されるのがよく、これらの板は垂直連結体によって
間隔をへだてた関係で互いにしっかり固着され、２つの
要素１）６を有し、これらの要素は、ドリルストリング
の上方接合端部６０に係合しがっこれを回転しないよう
に保持するための把持ダイ１）７を支持している。挟み
アーム１）０．１）１の板１）４．１）５は、それらの
両端が一対のピストン／シリンダ機構１）９のシリンダ
に１）８のところで枢着され、これらの機構１）９のピ
ストンは１２０のところで互いにかつアーム１０５に枢
着されている。かくして、機構１）９は、ジョー１）０
．１）１を移動させて掘さく管と把持係合させたり、こ
の係合をはずしたりするために圧力流体によって作動で
きる。

バックアップ装置１０７に加えて、組立体８４は突刺し
ユニット１２１を有し、この突刺しユニットは付け足し
管スタンド１４＃をドリルストリングへのその連結中、
係合しがっこれを位置決めする。この突刺しユニット１
２１は細長い剛性ボディ部材１２２を有するのがよく、
この部材の長さ方向軸線１２３は諸部品の第１４図の動
位置ではバックアップ工具１０７の軸線１０６と平行か
つこの軸線のすぐ上を延びている。このボディ部分１２
２は、これとその軸線１２３をバンクアップ挟み部の軸
１ｊ！　１０６に対して水平かつ平行に連続的に保ちな
がら第１０図の位置と第１）図の位置との間を本質的に
水平方向に移動自在に平行四辺形機構１２４によって取
付けられている。平行四辺形機構１２４は一対の第１リ
ンク１２５を有し、これらのリンクは、水平軸線１２７
を中心に相対回動自在にそれらの端部１２６が部材１２
７に枢着され、かつ水平軸線１２９を中心に相対回転自
在にそれらの下端１２８が枢着されている。

一対の同様の第２平行四辺形のリンク１３０は、軸線１
４１を中心に相対回動自在に部材１２２に１４０で枢着
され、かつ軸線１４３を中心に相対回動自在にそれらの
下端１４２がアーム１０５に枢着されている。軸線１２
７．１２９．１４１．１４３のすべては水平かつ互いに
平行であって、部分１０５．１２２の長さ方向軸線１０
６．１２３を含む平面と直角である。第１２図でゎがる
ように・２つのリンク１２５はそれらの下端で間隔が広
がるようにしてフレアであるのがよく、またリンク１３
０は同様にそれらの下端で間隔が広がるようにフレアで
あるのがよい。

突刺しユニット１２１の主ボディ１２２はその上側に２
つのジョー１４４．１４５を支持し、これらのジョー第
１２図の破線位置と実線位置との間で間隔をへたてた垂
直軸線を中心に相対回動自在に１４６．１４７で部材１
２２に枢着されている。２つのばね１４８がこれらのジ
ョーを互いに向けてかつ第１２図の実線位置へ付勢して
これらのジョーを弾性力でそれらの破線位置へ広がらな
いようにしている。この目的で、ばね１４８は、両端が
、ジョーの垂直板部分１４９および２つのラグ１５０に
押接し、これらのラグは部材１２２に取付けられかつこ
の部材から外方に突出している。

ジョーはそれらの内側部に垂直方向に延びる表面１５１
を有し、これらの表面は第１２図で見て右方向に互いに
向って次第に近づき合っている。両ジョーは上記表面１
５１を越えて内側に凹部１５２を有し、これらの凹部は
パイプ１４″を水平方向に移動しないように効果的に位
置決めする方法でパイプ１４“の両側部を受は入れるた
めに互いに向い合っている。これらの凹部１５２の各々
は、第１２図に示す形状で互いに角度をなして配置され
た２つの垂直方向に延びる表面１５３によって形成され
るのがよい。

突刺しユニットはピストン／シリンダ機構１５４によっ
て第１０図の位置と第１）図の位置との間で作動され、
このピストン／シリンダ機構のシリンダおよびピストン
は夫々第１４図で示す方法でアーム１０５およびリンク
１３０の一方に連結されるのがよい。このピストン／シ
リンダ機構は、突刺しユニットを第１０図および第１）
図の設定で作動して向わせる位置を定める限定された走
行範囲を有するように構成されるのがよい。第１０図の
状態では、ジョー１４４．１４５の２つの凹部１５２に
よって形成された管受入れ垂直通路の垂直軸線１５５は
坑井および管ストリングの主軸線２０の左側に片寄って
いる。第１）図の位置では、ピストン／シリンダ機構１
５４はジーＪ−１４４゜１４５をそれらの凹部によって
形成された管受入れ通路すなわち凹部の垂直軸線に、従
って、この通路に保持される管の軸線が坑井の主軸線２
０と直接垂直方向に整合している位置に保持する。

掘さく操作中、掘さくユニッ）１９、連結管取扱い装置
およびドリルストリング１４をレール２７に沿って徐々
に下方に前進させるが、この際、ドリルストリングおよ
びビットをユニット１９のモータによって回転駆動し、
そして管取扱い装置は第１図の位置を通って最終的には
掘さく装置の床に隣接した第６図の最も下方の位置まで
下方に前進する。かかる掘さく中、バックアップ／突刺
し組立体８４は第８図のその引込み位置にあって、ピス
トン／シリンダ機構１０１によってその状態に保たれ、
そして掘さく設備の操作を干渉しないように位置決めさ
れている。掘さくが第６図の状態まで進んだとき、ドリ
ルストリングを掘さくユニットおよびストリングの上昇
によって坑井の底から第７図の位置まで引上げ、次いで
ストリングをスリップ機構８５によってその状態で吊下
げる。

次いで、掘さくユニットおよびこれによって吊下げられ
た管取扱い機を第１作動シリンダ１４７によってストリ
ングの上端６０からはずしてトルクレンチ４２を第３図
のその破線位置５５′まで上昇させ、次いでトルクレン
チを利用してねじ連結をはずし、最後にモータ３１を付
勢して要素４９をストリングから完全にはずす。次に、
エレベータ４３を開放してドリルストリングから取りは
ずし、掘さくユニットおよび連結された部品を第９図の
位置まで第８図に表わすように引上げる。次いで、ピス
トン／シリンダ機構１０１を流体で作動して上向きの力
を組立体８４のキャリッジに１０３のところで及ぼし、
かくしてこの組立体を第８図の位置から第１０図の動位
置まで揺動させる。ドリルストリングの上方接合端部６
０は第１０図に表わす高さよりいくらか上の高さにあれ
ば、ピストン／シリンダ機構１０１によって及ぼされた
上向きの力はバックアップ／突刺し組立体８４を第１Ｏ
図の破線位置、あるいはバックアップ挟み組立体１０７
が接合端部６０に係合しかつこれを把持するために適切
に位置決めされる第１０図の実線位置と破線位置との中
間の任意の位置のような位置まで引上げ続ける。ピスト
ン／シリンダ機構１０１によるこの移動をその適切な位
置で止め、次いで、バックアップ工具１０７のシリンダ
ユニット１）９を作動してジョー１）０．１）１の右端
部（第１３図で見た場合）を互いから遠ざけ、それによ
りジョーの外端と、ジョーによってドリルストリングの
上方接合端部６０に回転しないようにきつく支持された
把持要素１）７を挟む。

ダイ１）７は、挟み部が管を把持するとき、管の回転運
動を防ぐように設計された歯を有する型式％式％ドリルストリングの上方ボックス端部を挟み装置１０７
によって回転しないようにした状態で、シリンダ１５４
を作動して突刺しユニット１２１を第１０図および第１
４図の延びた位置まで左方に移動させる。このときまで
に、頂駆動掘さく組立体のエレベータ４３は付け足し管
１４“の上端に連結されて第９図の横方向に変位した位
置になっている。この管をエレベータ４３によって吊下
げながら、例えばこれらの図の破線位置からジョー１４
４．１４５の水平に揺動させる。かかる移動中、管はジ
ョーの近づく合っている表面１５１に係合し、そしてジ
ョーの対向した凹部１５２によって形成された閉じ込め
通路の中へ移動するにつれて、ばね１４８の力に対抗し
てこれらの表面１５１を広げ離す。これらのばねはジョ
ーを共に管に向けて戻し、かくして管をジョーの中に適
所に係止する。ジョーの表面は、垂直方向に延びかつ管
をぴったり取囲んで、頂駆動掘さくユニットが管を第１
０図に表わすレベルから第１）図の破線位置まで引上げ
、その後、ピストン／シリンダ機構１５４を作動してジ
ョー１４４．１４５および収容された管をドリルストリ
ングのボックス端部６０と直接垂直方向かつ軸線方向に
整合する第１）図の実線位置まで右方向に移動させると
き、この管を上下方向のみ移動自在に効果的に案内する
。

付け足し管スタンド１４“を突刺しユニット１２１によ
って、ドリルストリングの上方ボックス端部６０と実線
方向に整合する第１）図の位置に保持しながら、頂駆動
掘さくユニット１９およびこれによって吊下げられた機
構を軸線２０に沿って降下させてスタンド１４’の下端
を第１）図に１４１で表わすようにドリルストリングの
上方整合端部６０の中に突刺す。頂駆動ユニットの連続
降下によりエレベータ４３をスタンド１４“の上端部分
の外側に沿って、最終的に、頂駆動ユニットの回転ステ
ム４９の下端が移動してスタンド１４″の上端と係合す
る状態まで下方に摺動させる。次いで、スタンド１４“
の上端および下端のねじ連結をモータ３１による要素４
９の動力回転によって行ってドリルストリングをバック
ア、ブ工具１０７によって回転しないように保持する。

このようにしてねじ連結を十分に行った後、パワーシリ
ンダ１）９を作動して、バックアップ／突刺し組立体８
４を第１４図の位置から第８図の引込み位ｉまで水平軸
ｍ９７を中心に揺動させるのに十分、ジョー１）０．１
）１を開き離す。かかる揺動をパワーシリンダ１０１の
作動によって行って下向きの力を位置１０３にあるキャ
リッジ８９に及ぼし、まず全体の組立体８４をローラ９
２が止め肩部１０４に係合するまで下方に移動させ、次
いで全体の組立体８４を前記のようにこれらのローラの
軸線を中心に回動させる。かかる揺動中、ピストン／シ
リンダー構１０１によって及ぼされた力は突刺しユニッ
ト１２１のばね１４８の抵抗に打ち勝つのに十分大きく
、従って、突刺しユニット１２１が第１）図で見て右回
り方向に揺動すると、管スタンド１４＃はジョー１４４
．１４５の近づき合っている表面１５３の両方に係合し
、かつ突刺しユニットを管スタンド１４“との保合から
完全にはずれるよう移動させるのに十分、これらのジョ
ーをカム作用で離す。バックアップ／突刺し組立体が第
８図の位置に達すると、この組立体を頂駆動掘さく組立
体および連結された部品の垂直方向移動経路から完全に
はずし、次いで装置が前記一連の工程をくり返して他の
管スタンドをストリングの上端に付け足すための第６図
の状態に達するまで、頂駆動掘さくユニットによるスト
リングの動力回転およびこれと同時のストリングの漸進
下方移動で掘さく操作を再び始める。

操作者はバックアップ／突刺し組立体８４の全操作を掘
さく装置の床から遠隔で、代表的にはシリンダ１０１．
１）９．１５４対する圧力流体の送出入を夫々制御する
第１図に１７０．１７１．１７２で表わす３つの弁の作
動によって制御し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化する頂駆動装置を示す図；第２
図は第１図の一部を示す拡大部分図；第３−図は第２図
の線２−２上の側面図；第４図は第３図の線４−４上の
拡大水平断面図；第５図は横方向に突出した位置にある
エレベータ支持リンクを示す第３図と同じ線上の部分側
面図；第６図は掘さく装置が掘さく装置の床に達した後
の第１図の装置の一部を示す図；第７図は第６図の位置
から引上げたドリルストリングを示す図；第８図はドリ
ルストリングから取りはずした頂駆動掘さく組立体；第
９図はドリルストリングに付け足された一定長さの管へ
の連結後の頂駆動掘さく組立体を示す図；第１０図は第
９図の状態にあるバックアップ／突刺し組立体を示す拡
大図；第１）図は一定長さの管をドリルストリングより
上のかつこれと整合した位置まで移動させた場合の次の
工程を示す図；第１２図は第１０図の線１２−１２上の
拡大水平断面図；第１３図は第１０図の線１３−１３上
の拡大水平断面図；第１４図は第１３図の線１４−１４
上の垂直断面図である。Ｉ　Ｑ、・・・掘さく装置、１２・・・床、１４・・・
ドリルストリング、１４“・・・管、１６・・・坑井、
１８・・・ビット、１９・・・頂駆動ユニット、２１・
・・管取扱い機紐立体、２３・・・移動滑車ブロック、
２４・・固定滑車ブロック、２８・・・キャリッジ、２
９・・・ローラ、４２°°・トルクレンチ、４３・・・
エレベータ、５８・・・ピストン／シリンダ機構、６０
・・・ドリルストリングの上端、８４・・・バンクアッ
プ／突刺し組立体、９２．９３・・・ローラ、１０１．
１）９・・・ピストン／シリンダ機構、１０７・・・挟
みすなわちバックアップ組立体、１）０．１）１・・・
ジョー、１２１・・・突刺しユニット、１２４・・・平
行四辺形機構、１２５・・・リンク、１４４．１４５・
・・ジョー、１４８・・・ばね。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）追加の一定長さの管を連結するとき、坑井管のス
トリングの上方ねじ端部を回転しないように保持するバ
ックアップ工具と、該バックアップ工具を、管ストリン
グの上記上端に係合しかつこれを保持する動位置とスト
リングに対して横方向に片寄った非動位置との間を移動
自在に取付ける装置とを備えた坑井装置において、突刺
しユニットを備え、該突刺しユニットは、上記追加の一
定長さの管をストリングへの連結中位置決めするように
作動でき、かつ上記バックアップ工具とともに上記動位
置と非動位置との間を移動自在に、かつ上記動位置では
、バックアップ工具に対して横方向に片寄った位置で上
記追加の一定長さの管に係合しかつこれを保持するため
のその第１位置と、追加の一定長さの管をストリングへ
の連結のためにバックアップ工具と整合状態に位置決め
する第２位置との間を上記バックアップ工具に対して相
対移動自在に設けられていることを特徴とする坑井装置
。
（２）上記突刺しユニットを、上記バックアップ工具の
動位置で上記第１位置と第２位置と間を上記バックアッ
プ工具に対して一般に水平方向に移動自在にバックアッ
プ工具に連結する平行四辺形リンケージを備えているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の坑井
装置。
（３）上記バックアップ工具および突刺しユニットは異
なるレベルで管ストリングの上記上方ねじ端部および上
記追加の一定長さの管に係合するためにバックアップ工
具の上記動位置に垂直方向に移動自在に設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（
２）項に記載の坑井装置。
（４）バックアップ工具および突刺しユニットを、異な
る高さでドリルストリングの上記上端および上記追加の
一定長さの管に係合するように所定の移動範囲にわたる
上下方向に移動可能に案内する一般に垂直方向に延びる
ガイド構造体を、動位置と非動位置との間のでバックア
ップ工具および突刺しユニットの作動を引起こす関係で
上記上下移動範囲の終り近くでバックアップ工具および
突刺しユニットの垂直方向移動を限定する止め装置とを
備えていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
乃至第（３）項のうちいずれかに記載の坑井装置。
（５）上記ストリングをその上方ねじ端部が掘さく装置
の床の近くになる位置まで下方に前進させ、次いでこの
ストリングを上記上方ねじ端部が掘さく装置の床に立っ
ている人に容易に近づけない上昇位置まで引上げるよう
に作動できる頂駆動ユニットを備え、上記バックアップ
工具は上記上昇位置でストリングの上記上方ねじ端部に
係合しかつこれを保持するように位置決めされることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項に
記載の坑井装置。
（６）床を有し、そしてドリルストリングの上方ねじ端
部に脱着可能に連結できる回転要素と、ストリングをそ
の軸線を中心に回転させるために上記要素を駆動しかつ
ストリングとともに上記軸線に沿って上下に移動できる
モータとを有する頂駆動ユニットを利用した掘さく装置
で坑井を掘さくする方法であって、上記頂駆動ユニットおよび連結されたストリングを、該
ストリングの上記上方ねじ端部が上記掘さく装置の床に
近い第１レベルになるまで降下させて坑井の一部を掘さ
くし、次いで、頂駆動ユニットおよび連結されたストリングを
上昇させてストリングの上記上方ねじ端部を高い第２レ
ベルまで上昇させかつストリングを坑井の底から上昇さ
せて離し、ストリングをその上端を上記高い第２レベルにした状態
で頂駆動ユニットと別個に支持し、頂駆動ユニットの上
記回転要素をストリングから取りはずし、そしてこのユ
ニットをストリングから上昇させ、ストリングに付け足すべき管長尺物をストリングに対す
る回転によリストリングの上記上端にねじで連結し、この方法の操作中のある時点でバックアップ工具を、ド
リルストリングから横方向に片寄った駆動位置から、追
加の一定長さの管を上記の高い第２レベルにあるストリ
ングの上端に連結するとき、バックアップ工具が上記上
端を把持しかつ回転しないように保持する動位置まで移
動させ、上記バックアップ工具を解放しかつ引込め、次いで長く
なったストリングで坑井を掘さくし続ける、ことよりな
る方法において、この方法の操作中のある時点で、突刺しユニットとスト
リングに付け足すべき上記一定長さの管とを、この管を
ストリングの軸線から片寄らせながら係合し、そして上
記突刺しユニットを作動して上記一定長さの管を上記軸
線との整合位置まで移動させて上記の高い第２レベルに
あるストリングの上記上端に連結することを特徴とする
方法。
（７）上記バックアップ工具および上記突刺しユニット
を動位置と非動位置との間で動力作動し、そして上記突
刺しユニットを上記バックアップ工具に対して動力作動
して上記一定長さの管を移動させてストリングの上記上
端と整合させることを特徴とする特許請求の範囲第（６
）項に記載の方法。