JPS6233992A - サイドドライブボ−リング装置および方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、海上または陸上の油井やガス井のボーリング
に係り、詳言すれば、この種の井戸をトリプルで（三個
のボーリングパイプ長尺体を１ユニットとして連結して
）ボーリングする方法および装置に関するものである。

従来の技術 最も広く使用された従来のボーリング装置は、プラット
ホーム」二に、上下可動式ケリーに対し、かつボーリン
グパイプに対してトルクを与えるロータリーテーブルを
設けた当該プラットホームと、ボーリング用やぐらと、
ボーリングパイプをプラットホームの開口を通じて昇降
させるボーリング用やぐら内のトラベリングブロック装
置とを包含している。ボーリングパイプの各部分品は一
度にｍ個トラベリングブロック装置に連結され、井戸孔
をボーリングするためにロータリーテーブルを通じて降
下される。この従来の装置では、リーミング、即ちボー
リングパイプの井戸孔からの回収は、単に、ボーリング
パイプを一度に一部品プラットホームのレベルからきり
離す逆の手順である。この従来の装置茂は、船や半潜本
船等の連続可動式プラットホーム」−で、またジヤツキ
アップやテンシタンレグプラットポームを含む定置式プ
ラッ）・ホーム或いは陸上井戸ボーリング用の定置式プ
ラットボーム−にで使用されている。

更に、最近では、トリプルでボーリングする装置が開発
されている。かかる装置では、３本のボーリングパイプ
を１ユニットとじて連結した後、プラットホームを通じ
てｌユニットとじて降下している。このトリプルボーリ
ング装置は、３本のボーリングパイプをボーリング区域
外で連結していることから、従来の装置よりも作業が早
いと考えられている。トリプルボーリング装置は、リー
ミング作業中にも特別な利点を有していることが見い出
されている。なお、この種の装置の詳細については、ボ
ヤジイエフ氏（Ｂｏｙａｄ：１ｉｅｆｆ）に付与された
米国特許第４．４２１．．１７９号、第４，４３７，５
２４号、第４，４４９，５９６号および第４，４５８，
７２８号を参照されたい。

トップドライブ装置と呼ばれる特許されたこれらの装置
では、レール上に載置された大型のモータがボーリング
用やぐら内を上下方向に移動して、スリーボーリングパ
イプユニットのトップボーリングパイプに回転運動を与
えている。しかしながら、特許されたこれらのトップド
ライブ装置は、時間を節約するものの、重大な欠点を有
している。

すなわち、トップドライブユニットを設置するには、ボ
ーリング用やぐらの高さを増やす必要があるので、既存
のリグの大幅な再加工を要することである。また、大き
なトルクはレールに重荷重を加えることになる。トップ
ドライブユニットは、ボーリング用やぐらの区域に、長
さ７５ｆｔ（約２３ｍ）の１０１０００ａケーブルを必
要としているが、これは特に運動補償装置を使用した可
動式プラットボームにとっては常に大変な障害である。

更に、トップドライブ装置を使用するものでは、大型の
モータは複雑な装置であり、また作業員が従来のロータ
リーテーブルやケリードライブをバックアップとしてし
ばしば保持していることから、ダウン時が心配されると
ころである。付言ずれば、トップドライブは、その重量
のために、離して設置しなければならないし、フックは
ヘビーケーシングを取り扱えるようにトラベリングブロ
ックに掛けておかなければならないのである。

発明の目的 従って、本発明の目的は、上述の欠点を克服したトリプ
ル・ボーリング装置および方法を提供することである。

発明の概要 本発明の装置および方法は、ボーリング用やぐらの高さ
を実質的に延在していて、プラットボームのレベル近く
に、或いはそれより下方に設置した従来のモータによっ
て駆動される垂直配置の定置式ケリーから成り、前記ケ
リーには、ケリードライブンブッシングが前記ケリーに
よって駆動されるように連結している。前記ケリードラ
イブンブッンングは、ケリー上を］１下方向に移動し、
駆動装置によってボーリング装置のボーリングパイプド
ライブシャフトに連結されている。ケリードライブンブ
ッシングおよびスプロケット装置の上下方向移動によっ
て、適当なトルクがボーリングパイプに与えられ、トリ
プルでのボーリングおよびリーミングを達成している。

アッパーリンクアダプタは、これもまたへビーケーシン
グを取り扱う手段を備えている。

従って、本発明は、従来のソングルボーリングパイプ式
ボーリング装置並びにトップドライブユニットを利用し
た、トリプルでボーリングする装置の両方を改善して、
下記の利点を備えている。

既存のボーリング工具が使用できること、費用のかから
ない装置であること、 最小の再加工で、いずれのリグにも配備できること、 高電力の電気装置をボーリング用やぐらに配置する必要
がないこと、 内部曳ブローアウト防ＩＪ−，装置の使用が許されるこ
と、 簡単で、重さが軽く、しかも作業員の再教育や特別な訓
練を必要としないこと、 既存の運動補償装置を備えた浮遊体の上で使用可能であ
ること、それに ヘビーケーシングの走行ができること等である。

尚、添付図面、発明の概要、および以下の詳細な説明を
研究すれば、本発明には上で列記しなかった別な利点も
数多くあることが当業者にとって明白なことであろう。

発明の実施例 以下、本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図はプラットホーム１０を示すが、このプラットホ
ーム１０はボーリングおよびリーミング作業を行なう中
央開口１２と、大きさ並びに種類とも通常の、プラット
ホーム１０上に支持されたボーリング用やぐら１４とを
備えている。連結されたボーリングパイプを昇降させる
ボーリング装置１６は、ボーリング用やぐら１４内に配
置されているが、同図面では部分的に示しただけである
。このボーリング装置１６については、以下で詳細に説
明するが、ここではボーリングパイプの３個の部分品２
０がボーリングおよびリーミングできるようにプラット
ボーム−」二で１ユニットとして連結されている点に注
意すればよい。これは、トリプルのボーリング或いはリ
ーミングと呼ばれるもので、プラン）・ホーム上に示す
３個の部分品はプラットボーム下方の類似ユニットに連
結して示しである。開口１２の中心、ボーリング装置１
６の走行線およびボーリングパイプ２０の回転軸は、従
来の形態で、ボーリング用やぐら１４の中心線」−にあ
る。以下、これを主軸或いはボーリング軸と称すること
にする。プラットホームおよびボーリング用やぐらは、
海中の井戸をボーリングできるよう浮遊体（即ち、船や
半潜本船）、または定置式海」ニブラットホーム（即ち
、テンションレグ型の）上に配置するか、或いは陸上の
井戸をボーリングできるよう地上設置リグの一部分とす
ることもできる。

本発明によれば、第４図に示すように、平らな側面２４
（３個図示）を有する延伸された中実ロッド２２が、ボ
ーリング用やぐら１４の下方に示ずモータおよび歯車箱
２６に、また開口１２の片側に連結されている。モータ
は、ロータリーテーブルを駆動するため現在使用されて
いるような通常の水平据え付はモータとすることもでき
る。プラットボーム１０には、中実ロッド２２をモータ
および歯車箱２６に連結できるように、第２の開口２８
が開口１２の片側に設けである。ケリーと呼ばれるこの
延伸中実ロッド２２は、ボーリング用やぐら１４の高さ
に沿って数ケ所で取付けられた前記主軸に平行なみそ部
材３０（■ビーム）の形の、垂直配置された案内手段の
中心に位置している。この案内手段をボーリング用わ やぐら１４に対して、ボーリング用やぐらに加惰るトル
クに耐えるに充分な強度で取付けるために、何か適当な
手段を設けることができる。例えば第１図では１４本の
バー３２か図示しである。モータおよび歯車箱２６は、
作業員の都合のよいように、ブトホームに、或いはボー
リング用やぐらの下部に取り付けることもできる。主な
要件は、モータおよび歯車箱を開口１２の片側に位置し
、垂直配置のケリーを回転できるように連結することで
ある。

更に、ケリー用の適当な軸受（図示せず）をケリーの頂
部や底部に設（）、適当な方法でボーリング用やぐらに
取り付けて、ケリーを安定化すると共に、ケリーの回転
が最小の摩擦で行えるようにしてもよい。

みぞ部材３０内の、適当な軸受４０を備えたキャリヤ３
６上に配置されたケリードライブンブッシング３４（第
４図では虚像として示し、第７図にはその詳部を示す）
は、ケリー２２によって回転自在に駆動されるが、これ
らの軸受４０は同キャリヤ３６およびケリードライブン
ブッシング３４の上下方向の移動を容易にするためのも
のである。キャリヤ３６に適当に取付けて示しであるの
は、８個の軸受４０のうちの４個だけである。かかる軸
受の数や種類については、当業者の範囲内のことである
。

ケリードライブンブッシング３４は、複数のローラ４２
（３個図示）を備えているが、これらのローラは三角形
に配置され、ケリーがブッシングにトルクを与えること
ができるように、ケリーの同数の平坦側面２４に係合し
ている。すなわち、ローラ４２の配置はケリーの平坦側
面の数に依存する。また、図示したように、ロータリー
テーブルローラ４２〔１身は、ケリーに対する自己の回
転を容易にすると共に、ケリードライブンブッシング３
４がケリー」二で上下方向に移動する間摩擦を最小にす
るために、適当な軸受４４を備えている。

第４図および第７図に示す具体例では、ケリードライブ
ンブソシング３４には、スプロケット４６がケリードラ
イブンブッシング３４と共に回転して連結されたドライ
ブチェーン５０を駆動するような適当に固定されている
。このスプロケット４６は、以下に説明するチェーン・
スプロケット装置の駆動要素である。ケリードライブン
ブッシング３４をスプロケット４６に固定する手段は、
図示の具体例では、複数のボルト５２である。また、ス
プロケットハウジング５６とスプロケット４６の間に配
置した適当な軸受５４は、最小の摩擦で回転移動を行な
えるようにするものである。

ドライブシャフト６４を回転できるように本略取付＋−
，た大型のスプロケット６２は、ドライブチェーン５０
によってスプロケット４６に対し駆動連結されている。

ドライブシャフト６４は、従来と同じく、ボーリング用
流体のために中央が穿孔されている。

第１、第４および第８図に示すように、ハウジング５６
は、チェーン・スプロケット装置を包囲すると共に、こ
のチェーン・スプロケット装置を潤滑し冷却するためオ
イルを包含しており、適当なシール７０がその漏出を防
ぐに必要な個所全てに配置しである。ドライブシャフト
６４はボーリング装置１６の一部を形成しボーリングパ
イプに回転を与えており、従動要素の全部、即ちケリー
ドライブンブッシングおよびチェーン・スプロケット装
置は、ボーリング装置１６の一部として上下方向に移動
するブロック６８に配置されている。スプロケット６２
は、スプロケット４６と同様に、摩擦を最小にするため
、スプロケットとハウジング５６の間に適当な軸受６６
を備えている。

第５図は、チェーン・スプロケット駆動装置に代わる装
置を示す。この図面には、２個のスプロ＝１５− ケラト４６および６２とチェーン５０が２個のプーリ４
６ａおよび６２ａとドライブベルト５０ａに取り替えで
ある。これら後者の要素は、チェーン・スプロケット装
置と同じ方法で駆動装置として機能することから、設備
記号“ａ”をイ」シたものの同一符号が与えである。

チェーン・スプロケット或いはベルト・プーリ装置は、
例として示したことを理解されたい。その他の駆動装置
、例えば歯車列もケリードライブンブッシングからボー
リング装置にトルクを与えるために使用することができ
る。

以上説明してきたように、本発明は、従来技術とは幾つ
かの方法で異なっていることが理解されたであろう。ケ
リードライブンブッシングは、もはやプラットホームの
レベルに配置されているのでもなければ、主軸、即ちボ
ーリング軸」二にあるのでもなく、また上下可動式ケリ
ーにトルクを与えるための駆動要素でもないのである。

むしろ、ケリードライブンブッシングは従動要素であっ
て、ケリーの方が駆動要素であり、そのケリーはプラッ
トホームに対して定置しているのである。換言すれば、
本発明におけるケリードライブンブッシングとケリーの
働きは、従来のボーリング装置におけるこれらの働きと
まさに逆となっているのである。なお、」１下可動式ケ
リーと主軸の片側に配置したその動力源とによって、ま
たケリードライブンブッシングを上下方向に移動できる
ことによって、大型のモータならびにかかる大型モータ
をボーリング用やぐらの頂部で駆動するための大型カケ
ープル等の付帯設備が排除できたことも明らかである。

付言すれば、トップドライブモータを排除したことによ
って、ボーリング用やぐらの高さはもはや高くする必要
がないことも明らかである。

従って、従来のボーリング用やぐらを組み立てることが
できる、即ち従来のボーリング用やぐらをトリプルボー
リングおよびリーミングのために再使用することができ
る。

次に、ボーリングパイプや他の管状部材を昇降し、また
ロータリーテーブルやチェーン・スプロケット装置を昇
降するボーリング装置１６の詳細については、第２図、
第３図、第９図および第１０図に注意を向けることにす
る。

これらの図面は、ボーリングパイプを昇降させるボーリ
ング装置１６を、ケリードライブンブツシングやチェー
ン・スプロケット装置の昇降にも使用されるものとして
示しているが、開示の具体例はへビーケーシングを昇降
し得る手段も示している。

すなわち、ボーリング装置１６は、ボーリング用やぐら
の頂部のクラウンブロック（図示せず）に一般に連結さ
れるトラベリングブロック８０を包含している。このク
ラウンブロックは、スイベル８２と、ブロック６８に支
持されドライブシャフト６４に連結されたケリードライ
ブンブッシング３４並びにチェーン・スプロケット装置
４６〜６２（または４６ａ〜６２ａ）と、内部ブローア
ウト防止装置８６と、ハイドロリックスイベル９０と、
アッパーケリーコックバルブ９４を下方に配置したヘビ
ーデニテーリンクアダプタ９２と、スタッピングベル１
００を連結したト１ルソピング用サブ９６とを支持して
いる。リンク１０２は、ボーリングパイプエレベータ１
０４をヘビーデコテーリンクアダプタ９２に取り付ｒ′
ｌている。

ヘビーケーンングを取り扱うために、アッパーリンクア
ダプタ１０６をトラベリングブロック８０に取り付けて
もよいし、ヘビーデュテーリンク１０２によってヘビー
デ、チーリンクアダプタ９２に連結することできる。

ボーリングパイプエレベータ１０４は、パイプをドリッ
ピングできるよ・うに、連結された３本のボーリングパ
イプの頂部に連結しである。

第９図および第１０図は、運動補償装置１１０を取り付
（′ｌｌたボーリング装置１６を示すが、これは本発明
がこの種の機器と一緒に使用できることを説明するため
である。ボーリング装置１６のその他の部の符号を付し
である。また、運動補償装置１１０は古く周知のもので
あるので、その作用については更に説明する必要はない
であろう。

発明の効果 以」二説明してきたように、本発明のトリプルボーリン
グ装置は、ボーリング手段（３本のボーリングパイプ）
に連結される従動手段（ケリードライブンブッシング）
が上下移動して、ボーリング手段にトルクを与えること
ができるように、駆動手段（モータおよび歯車箱）によ
って回転駆動されるロッド手段（グー１ｊＩＷＧボーリ
ング軸から離して（主軸の側希装置してなるサイドドラ
イブ装置として構成したことにより、大電力の電気装置
をボーリング用やぐらに配置したり、ボーリング用やぐ
らの高さを高くしたり、またリグを再加工する等従来の
トップドライブ・トリプルボーリング装置の欠点を全て
排除することができた。

【図面の簡単な説明】

トポーム上の代表的なボーリング用やぐらの立面図であ
る。 第２図は、第１図中矢印２で包囲した部分に示すボーリ
ング装置の拡大図である。 第３図は、第２図の線３−３から見たボーリング装置の
側面図である。 第４図は、第２図の線４−４から見た、ボーリングパイ
プにトルクを与えるチェーン・スプロケット駆動装置を
示す断面図である。 第５図は、第４図と同様であるが、ボーリングパイプに
トルクをあたえる装置としてベルト・プーリ装置を示す
断面図である。 第６図は、第４図の線６−６から見た、駆動用スプロケ
ットと、同スプロケットのケリードライブンブッソング
に対する連結を示すため破断したケリードライブンブッ
シングの一部とを示す断面図である。 第７図は、第６図の線７−７から見た、ケリードライブ
ンブッシングの断面図である。 第８図は、第４図の線８−８から見た、ドライブンスプ
ロケットの立面断面図である。 第９図および第１０図は、ボーリング装置の一部として
運動補償装置を示す、第２図および第３図に類似の側面
図および正面図である。 １０・・プラットボーム、１２・・中央間１］、　１４
・・ボーリング用やぐら、１６・・ボーリング装置、２
０・・ボーリングパイプ、２２・・中実ロッド（ケ全り
！、２４・・平らな側面、２６・・歯車箱、２８第２開
口、３０・・みそ部材（案内手段）、３２・・バー、３
４・・ケリードライブンブッシング、３６・・キャリヤ
、４０・・軸受、４２・・ロータリーテーブルローラ、
４４　・・軸受、４６　・・スプロケット、４６ａ　　
・・プーリ、５０　　・・ドライブシャフト、５０ａ・
・ドぞイブベルト、５２・・ボルト、５４・・軸受、５
６・・スプロケットハウジング、６２・・スプロケット
、６２ａ　　・・プーリ、６４・・ドライブシャフト、
６６・・軸受、６８・・ブロック、７０・・シール、８
０・・トラベリングブロック、８２・・スイベル、８６
・・内部ブローアウト防止装置、９０・・ハイドロリッ
クスイベル、９２・・ヘビーデュテーリンクアダプタ、
９４・・アッパーケリーコックバルブ、９６・・ドリッ
ピング用ザブ、１００　　・・スタッピングベル、１Ｑ
２　・・ヘビーデュテーリンク、１０４　　・・ボーリ
ングパイプエレベータ、１０６　　・・アッパーリンク
アダプタ、１１．０　・・運動補償装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　油井またはガス井をボーリングする装置において、 プラットホームの開口を通じてボーリングパイプを昇降
   させ、かつ回転して、前記井戸をボーリングする際に用
   いるボーリングビットを昇降し、かつ駆動する第１の手
   段であって、前記開口と前記第１手段とが１本の垂直軸
   上で作動可能である第１の手段と、 第２の垂直軸上で作動可能であって、前記ボーリングパ
   イプにトルクを与える第２の手段と、から構成されるボ
   ーリング装置。 ２　前記第２手段が前記トルクを前記ボーリングパイプ
   の頂部に印加していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のボーリング装置。 ３　複数のボーリングパイプを１ユニットとして連結し
   、トルクを前記ユニットの頂部に印加することを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載のボーリング装置。 ４　前記ボーリングパイプを３個で１ユニットとして連
   結し、トルクを前記ユニットの頂部に印加することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載のボーリング装置。 ５　ボーリング作業を行う開口を備えたプラットホーム
   を有し、更に前記プラットホーム上にあって前記開口の
   上に中心合わせをしたボーリング用やぐらを包含した、
   油井およびガス井をボーリングする装置において、 駆動手段と、 前記ボーリング用やぐら内に配置され、かつ前記駆動手
   段に連結されて当該駆動手段によって回転される延伸さ
   れたロッド手段であって、前記開口の中心および前記ボ
   ーリング用やぐらの垂直中心線に平行であるロッド手段
   と、 前記駆動手段によって前記ロッド手段に印加されるトル
   クに応答し、前記開口を通じてボーリング作業を行うボ
   ーリング手段に連結された従動手段と、 から構成されることを特徴とするボーリング装置。 ６　前記ボーリング手段が相互に連結された１本以上の
   ボーリングパイプ部分品から成り、前記従動手段が前記
   ボーリングパイプ部分品にトルクを与えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第５項記載のボーリング装置。 ７　前記ロッド手段がケリーであり、かつ前記従動手段
   が前記ケリー上で上下方向に移動自在なケリードライブ
   ンブッシングであることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載のボーリング装置。 ８　前記従動手段が前記ロータリーテーブルに取り付け
   られた１個のスプロケットと、シャフトに取り付けられ
   た第２のスプロケットとから成るチェーン・スプロケッ
   ト装置であって、前記チェーンは前記両スプロケットを
   包囲していて、前記シャフトは前記ボーリング手段に駆
   動関係で連結されているチェーン・スプロケット装置も
   また包含していることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載のボーリング装置。 ９　前記従動手段が前記ロータリーテーブルに取り付け
   られた１個のプーリと、シャフトに取り付けられた第２
   のプーリとから成るベルト・プーリ装置であって、前記
   ベルトは前記両プーリを包囲していて、前記シャフトは
   前記ボーリング手段に駆動関係で連結されているベルト
   ・プーリ装置もまた包含していることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載のボーリング装置。 １０　前記従動手段が、前記ボーリング用やぐらに取り
   付けられ、前記ケリードライブンブッシングをその上下
   方向移動時に案内する垂直案内手段を包含していること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項記載のボーリング装
   置。 １１　ボーリング作業を行うことができる開口を有する
   プラットホーム下方で井戸孔をボーリングする方法にお
   いて、 ボーリングパイプを前記開口の中心を通じて１つの垂直
   軸で昇降させる工程と、 前記主軸から隔置されている動力源から前記ボーリング
   パイプの頂部に動力を印加する工程と、 から成ることを特徴とするボーリング方法。 １２　ボーリング作業を行うことができる開口を有する
   プラットホーム下方で井戸孔をボーリングする方法にお
   いて、 回転動力源を前記プラットホームの区域に、但し前記開
   口から隔置して設ける工程と、 前記開口を通じてボーリングパイプを昇降させ、かつ前
   記動力源によって連続駆動され、前記ボーリングパイプ
   が前記開口を通じて昇降する際、実質的に前記プラット
   ホームのレベルより上で印加される回転力を前記ボーリ
   ングパイプに与える手段を昇降させる工程と、 から成ることを特徴とするボーリング方法。 １３　前記回転力が前記ボーリングパイプの頂部に印加
   することを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載のボ
   ーリング方法。