JPS6364594B2 - - Google Patents

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JPS6364594B2
JPS6364594B2 JP57093943A JP9394382A JPS6364594B2 JP S6364594 B2 JPS6364594 B2 JP S6364594B2 JP 57093943 A JP57093943 A JP 57093943A JP 9394382 A JP9394382 A JP 9394382A JP S6364594 B2 JPS6364594 B2 JP S6364594B2
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Japan
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cylinder
piston
rig
casing
jack
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JP57093943A
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JPS582196A (en
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/02Rod or cable suspensions
    • E21B19/06Elevators, i.e. rod- or tube-gripping devices
    • E21B19/07Slip-type elevators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は井戸掘削リグ中に配置することがで
き、ケーシング・ストリングを下降させてリグで
掘削された井戸の中に入れるために使用すること
のできる改良ジヤツキ機構に関する。このジヤツ
キはケーシング・ストリングが移動ブロツク及び
リグの他の通常の諸機器により吊下されかつ支持
されるには重すぎるような深い井戸に使用するこ
とが特に望ましい。このジヤツキは掘削中に回転
テーブルが配設されていた、リグ中の位置に配置
され、ケーシングを遂次下降させるように2個の
掴持ユニツトを比較的垂直な方向に作動するため
井戸の中心軸線の両側に配置されたピストン−シ
リンダ機構を含む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved jack mechanism that can be placed in a well drilling rig and used to lower a casing string into a well drilled by the rig. This jack is particularly desirable for use in deep wells where the casing string is too heavy to be suspended and supported by moving blocks and other conventional equipment on the rig. This jack is placed at the location in the rig where the rotary table was located during drilling, and is located in the center of the well in order to operate the two gripping units in a relatively vertical direction to successively lower the casing. It includes a piston-cylinder mechanism located on either side of the axis.

本発明は上述の一般型のジヤツキの改良を提供
するものであつて、特にいくつかの点で、下降さ
せられる重量により及ぼされる荷重による力をリ
グの配置される位置における地面に、最少の構造
で、しかも、好ましくは上述の力をリグのフレー
ム構造それ自体に及ぼすことのないようにして、
低下させて伝達させる方法に関する。これらの成
果は荷重による力を地中に支持されたベースに伝
達するための荷重支持部材としてジヤツキを駆動
するピストン−シリンダ機構のシリンダを利用す
ることによつてその大部分が達成される。これら
ピストン−シリンダ機構は井戸の中心軸線の両側
で、好ましくはこの軸線に関して直径方向の両側
で垂直に延びるとともにベースに支持された下部
を有する。第1のパイプ掴持構造体は、そこから
及ぼされる力による荷重が下向にシリンダを通つ
て伝達されるような関係にあるピストン−シリン
ダ機構の上方部分によつて支持され、したがつて
前記掴持構造体はこれらシリンダを介して直接に
ベースから支持される。シリンダと共働するピス
トンはシリンダを超えて上方に突出するロツドを
有し、第2のパイプ掴持ユニツトがピストンによ
つて支持され、しかもケーシングを解放自在に掴
持、支持及び下降させるため両掴持ユニツトは2
つの上側構造体によつてそれぞれ支持される。ジ
ヤツキを組立てる際、2つのシリンダは位置決め
テンプレートの開口を通つて挿入され、この位置
決めテンプレートはシリンダを所定の離隔関係に
保持するように作用する。
The present invention provides an improvement over the general type of jack mentioned above, and particularly in several respects, it reduces the load forces exerted by the lowered weight to the ground at the location where the rig is located, using a minimum structure. and preferably without exerting said forces on the rig frame structure itself;
It relates to a method of lowering and transmitting. These results are accomplished in large part by utilizing the cylinder of the piston-cylinder mechanism driving the jack as a load-bearing member for transmitting the force due to the load to an underground supported base. These piston-cylinder mechanisms have lower portions extending perpendicularly on either side of the central axis of the well, preferably on both diametrical sides with respect to this axis, and supported on the base. The first pipe gripping structure is supported by the upper part of the piston-cylinder mechanism in such a relationship that the force loads exerted therefrom are transmitted downwardly through the cylinder, and thus The gripping structure is supported directly from the base via these cylinders. A piston cooperating with the cylinder has a rod projecting upwardly beyond the cylinder, and a second pipe gripping unit is supported by the piston and has two rods for releasably gripping, supporting and lowering the casing. There are 2 gripping units
each supported by two upper structures. In assembling the jack, the two cylinders are inserted through openings in the positioning template, which acts to hold the cylinders in a predetermined spaced relationship.

本発明の上述の特徴及び目的とその他の特徴及
び目的については、添付図面に示す本発明の代表
的実施例についての以下の説明により明らかとな
ろう。
These and other features and objects of the invention will become apparent from the following description of representative embodiments of the invention, which are illustrated in the accompanying drawings.

第2図において、フレーム構造の井戸掘削リグ
を全体として10で示す。井戸掘削リグ10は、
上方に突出するマストすなわち掘削やぐら11、
やぐら11の下端で地面13から上方に隔設され
たリグの水平床12、及び水平床12とマスト1
1とを支持する下部構造体14を含む。ドリル・
ストリング及びその他の機器を井戸中に吊下する
移動ブロツク17を昇降させるべく引張装置15
が索16を介して働く。第2図は地中に井戸を実
際に掘削し終えたときのリグを示し、このとき本
発明が実施化されたジヤツキ19はケーシング2
0のストリングを井戸の中に下降させるためにリ
グ内に配置される。
In FIG. 2, a frame well drilling rig is shown generally at 10. The well drilling rig 10 is
a mast or excavation tower 11 that projects upward;
The horizontal floor 12 of the rig is spaced upward from the ground 13 at the lower end of the tower 11, and the horizontal floor 12 and the mast 1
1 and a lower structure 14 supporting the same. Drill·
A tensioning device 15 is used to raise and lower a moving block 17 suspending strings and other equipment into the well.
acts via cable 16. FIG. 2 shows the rig after actually drilling a well underground, and at this time the jack 19 in which the present invention was implemented
0 string is placed in the rig to lower into the well.

第1図は掘削作業中のリグを示し、この場合通
常の回転テーブル21がリグの床12の中心凹所
すなわち中心開口22内に配置され、この回転テ
ーブルは凹所22の下側を横断して延びる1対の
平行ビーム23によつて支持される。ビーム23
は図示のように同一の形ビームであつてよく、
これらはリグ及び井戸の垂直軸線の両側に配置さ
れ、しかもその両端でリグの下部構造体14に連
結される。回転テーブル21は25として略示さ
れた通常のマスタ・ブツシング及び角形ブツシン
グを介して作動し、これにより非円形ケリー
(kelly)26及びその連結掘削パイプ27が軸線
24のまわりで回転駆動させられて、井戸の掘削
が行なわれる。
FIG. 1 shows the rig during drilling operations, where a conventional rotary table 21 is placed in a central recess or central opening 22 in the floor 12 of the rig, with the rotary table extending across the underside of the recess 22. It is supported by a pair of parallel beams 23 extending from one side to the other. beam 23
may be identical shaped beams as shown,
These are located on either side of the vertical axis of the rig and well and are connected to the rig substructure 14 at both ends. The rotary table 21 operates via a conventional master bushing, schematically indicated as 25, and a square bushing, which drives a non-circular kelly 26 and its connecting drilling pipe 27 in rotation about an axis 24. , well drilling will be carried out.

ジヤツキ19は充分な負荷処理能力を持つてよ
く、それは、マスト11及び支持構造体14から
なるリグ・フレーム構造体と、引張装置、作動索
16、クラウン・ブロツク28、移動ブロツク1
7及びその他の関連機器などとの負荷処理能力を
超える。たとえば、引張装置、リグ・フレーム構
造体、及びドリル・ストリング27を吊下する関
連機器はドリル・ストリングを500トン以下の重
量まで支持して駆動することのできるようになつ
ている。このような負荷処理能力はドリル・スト
リングを所望の深さまで支持するのにまつたく充
分なものと思われるが、しかしその同一深さの穴
のライニングに必要なケーシング20のストリン
グの一層大きな重量を支持することはできない。
それ故、ジヤツキ19は引張装置などよりも相当
に大きな負荷処理能力、たとえば1000トンまでの
荷重を支持する能力を有し、このため掘削作業中
に一層重い荷重支持能力を持つリグを使用するこ
となく、上述のリグでもつて非常に重いケーシン
グを地中に降ろすことができる。
The jack 19 may have sufficient load handling capacity, including the rig frame structure consisting of the mast 11 and the support structure 14, the tensioning device, the operating line 16, the crown block 28, and the moving block 1.
7 and other related equipment exceeds the load handling capacity. For example, the tensioning equipment, rig frame structure, and associated equipment for suspending the drill string 27 are capable of supporting and driving drill strings weighing up to 500 tons. Such load handling capacity appears to be sufficient to support the drill string to the desired depth, but does not support the greater weight of the string of casing 20 required to line a hole of the same depth. I cannot support it.
Therefore, the jack 19 has a considerably greater load handling capacity than, for example, a tensioning device, e.g. the ability to support loads of up to 1000 tons, thus making it possible to use rigs with heavier load carrying capacity during drilling operations. However, even the rig described above can lower very heavy casings into the ground.

第3図を参照すると、ジヤツキ19は2個の代
表的な同一のピストン−シリンダ機構29を含む
ジヤツキからなり、これら機構はその下端部でベ
ース30上に支持され、ベース30は大地面から
支持される。
Referring to FIG. 3, the jack 19 consists of a jack containing two representative identical piston-cylinder mechanisms 29, which are supported at their lower ends on a base 30, which is supported from the ground plane. be done.

ケーシング・ストリングの重い荷重に応じるの
を助けるために、地中に明けられた穴すなわわち
凹所32(第2図)の中にコンクリート基礎31
を形成し、この基礎の上表面に地面の高さで2枚
の水平金属板33を配置して、これら金属板33
にベース30を係合させて支持するようにするこ
とができる。ケーシング20は両ピストン−シリ
ンダ機構29間を下方に延び、さらに井戸の頂部
に取付けられた防噴装置34を貫通する。
A concrete foundation 31 is placed in a hole or recess 32 (Figure 2) drilled in the ground to help accommodate the heavy loads of the casing string.
Two horizontal metal plates 33 are placed on the upper surface of this foundation at ground level, and these metal plates 33
The base 30 can be engaged with and supported by the base 30. The casing 20 extends downwardly between the piston-cylinder mechanisms 29 and further through a blowout preventer 34 mounted at the top of the well.

ベース30は、好ましくは、多数の金属部品か
ら組立てられた剛直な構造体形式を取り、これら
金属部品は適当にボルト締めされるかまたは別の
方法で固着されて、ケーシング及び井戸の軸線の
両側で2つの同様な上方突出部分35及び36を
形成する。上方突出部分35および36は部分3
7及び38(第7図)によつて強固に連結され、
部分37及び38は地面のちようど上側に配置さ
れ、しかも一番下の防噴装置の側方突出部分40
の下側に位置するようになつている。ベース30
の上方突出部分35及び36の頂部は水平金属板
39の形式を取ることができその上にピストン−
シリンダ機構29が載設される。
The base 30 preferably takes the form of a rigid structure assembled from a number of metal parts, suitably bolted or otherwise secured, on either side of the casing and well axis. form two similar upwardly projecting portions 35 and 36. Upper projecting portions 35 and 36 are part 3
7 and 38 (Fig. 7),
Portions 37 and 38 are located just above the ground, and also below the lateral projecting portion 40 of the lowest blowout preventer.
It is located below the . base 30
The tops of the upwardly projecting portions 35 and 36 may take the form of a horizontal metal plate 39 on which the pistons are mounted.
A cylinder mechanism 29 is installed.

2つのピストン−シリンダ機構29は全く同一
のものであつてよく、これらシリンダ機構29は
2つの垂直平行軸線40及び41に沿つて垂直方
向に延び、これら軸線40及び41はリグ及び井
戸の主軸線24に対し平行であり、しかもこの主
軸線に対し直径方向の両側に同主軸線から等間隔
に隔置されている。各ピストン−シリンダ機構2
9のシリンダ42は管状側壁43を有し、この側
壁の内側及び外側は軸線40または41のまわり
で円筒形となつており、またその下端部は水平底
壁44によつて閉じられる。水平底壁44は側壁
42と係合してそこに溶接などで固着され、かつ
ベース30の該当上部板39の上側面に載置され
る。シリンダ42の下端部は複数の位置決めラグ
もしくは位置決めフインガ45によつてベース構
造体上の所定位置から水平方向に移動しないよう
に拘束され、位置決めフインガ45は板39に溶
接されしかもそこから上方に突出し、このとき位
置決めフインガ45は該下端部の外表面と円周上
の離間位置で係合する。すなわち、フインガ45
によつてソケツト構造体が形成され、シリンダ4
2の下端部は位置決め関係で該ソケツト構造体に
挿入可能となつている。第7図に示すように、4
つのラグ45を各シリンダ42のまわりに等間隔
で設けることができる。これらラグ45の上端に
はカム面46に設けることができ、カム面46に
軸線40または41に向つて半径方向内側に進む
につれ下方に傾斜し、このためシリンダがソケツ
ト構造体内を下方に移動するとき、シリンダは中
心位置に案内される。
The two piston-cylinder mechanisms 29 may be identical and extend vertically along two vertical parallel axes 40 and 41, which axes 40 and 41 are the main axes of the rig and well. 24 and equally spaced diametrically on both sides of this principal axis. Each piston-cylinder mechanism 2
The cylinder 42 of 9 has a tubular side wall 43 which is cylindrical on the inside and outside about the axis 40 or 41 and whose lower end is closed by a horizontal bottom wall 44 . The horizontal bottom wall 44 engages with the side wall 42 and is fixed thereto by welding or the like, and is placed on the upper side of the corresponding upper plate 39 of the base 30. The lower end of the cylinder 42 is restrained from horizontal movement from a predetermined position on the base structure by a plurality of positioning lugs or positioning fingers 45, which are welded to the plate 39 and project upwardly therefrom. At this time, the positioning finger 45 engages with the outer surface of the lower end portion at a circumferentially spaced position. That is, finger 45
A socket structure is formed by the cylinder 4.
The lower end of 2 is insertable into the socket structure in a positioning relationship. As shown in Figure 7, 4
Two lugs 45 may be equally spaced around each cylinder 42. The upper ends of these lugs 45 may be provided with cam surfaces 46 which slope downwardly as they proceed radially inwardly toward axis 40 or 41, thereby causing the cylinder to move downwardly within the socket structure. When the cylinder is guided to the center position.

各ピストン−シリンダ機構29のピストン47
はシリンダ42に摺動自在に係合し、かつ軸線4
0または41に沿つて上下に往復運動をすること
ができる。ピストン47はピストン・ロツド48
を有し、ピストン・ロツド48はシリンダ42の
上端49をシール関係で貫通して上方に突出す
る。加圧作動流体は、リグの床12上のオペレー
タの制御下で、作動流体供給源51から50とし
て略示された管路を経て選択的にシリンダの上端
または下端に供給され、オペレータの制御はパネ
ル52の制御要素を作動させることによつて、典
型的には適当なパイロツト弁組立体を介して作動
することによつて行なわれる。加圧作動流体をシ
リンダの下端から排出させ、また加圧作動流体を
その上端から流入させることにより、ピストンは
シリンダに対して下側に動き、一方作動流体ライ
ンの接続を逆にすると、ピストンは上側に動く。
ピストンの下降運動中、ピストンの下側から排出
される作動流体の流量について2つの調節自在の
チヨーク弁53の開度を変えることによつて調節
することが好ましく、この場合ケーシング20を
ジヤツキ20でもつて下降する際の下降速度につ
いて正確にしかも確実に制御することができる。
Piston 47 of each piston-cylinder mechanism 29
is slidably engaged with the cylinder 42 and is aligned with the axis 4
It can reciprocate up and down along 0 or 41. Piston 47 is piston rod 48
and a piston rod 48 projects upwardly through an upper end 49 of cylinder 42 in sealing relation. Pressurized working fluid is selectively supplied to the upper or lower end of the cylinder via a working fluid supply 51 to the conduit schematically shown as 50 under the control of an operator on the floor 12 of the rig; This is accomplished by actuating control elements in panel 52, typically through a suitable pilot valve assembly. By forcing pressurized working fluid out of the lower end of the cylinder and injecting pressurized working fluid into its upper end, the piston moves downwardly relative to the cylinder, whereas by reversing the working fluid line connections, the piston moves downwardly relative to the cylinder. Move upward.
During the downward movement of the piston, it is preferable to adjust the flow rate of the working fluid discharged from the lower side of the piston by changing the opening degrees of two adjustable choke valves 53. In this case, the casing 20 is also controlled by the jack 20. It is possible to accurately and reliably control the descending speed when descending.

両シリンダ42の上端部はシリンダ位置決め兼
係止フレームすなわちテンプレート54を下方に
挿通させることによつて所望の相互離隔関係で配
置される。テンプレート54については本質的に
は偏平な金属板部材から作ることができ、これら
部材は第3図及び第6図に示すように適当に溶接
するなどして固着される。このテンプレートすな
わち枠54は2つの同様な平行隔設剛性金属スト
リツプ55からなり、これらストリツプは横連結
部材56によつて剛直に連結され、これにより2
つの離隔した代表的には短形の開口57が形成さ
れる。これら開口57の寸法はシリンダ42をぴ
つたり収容するような大きさになつており、しか
も軸線40及び41が適正な離隔関係に維持され
るようになつている。枠すなわちテンプレート5
4には、また、2つの短形開口57の間で短形中
心開口58が形成され、それはケーシング20の
延長部を下方に貫通させるような寸法を有する。
ピストン−シリンダ機構29をリグの床12の中
心開口22に下方に挿入する前に、枠54は回転
テーブル支持ビーム23の2つの水平フランジの
上側面に置かれるので、ピストン−シリンダ機構
をを開口57に下方に挿通することができる。
The upper ends of both cylinders 42 are positioned in a desired mutually spaced relationship by downwardly passing through a cylinder positioning and locking frame or template 54. The template 54 can be made from essentially flat metal plate members which are secured by suitable welding or the like as shown in FIGS. 3 and 6. This template or frame 54 consists of two similar parallel spaced apart rigid metal strips 55 which are rigidly connected by transverse connecting members 56, thereby
Two spaced apart, typically rectangular openings 57 are formed. The openings 57 are sized to snugly accommodate the cylinder 42 while maintaining the axes 40 and 41 in the proper spacing. Frame or template 5
4 is also formed with a rectangular central opening 58 between the two rectangular openings 57, which is dimensioned to extend downwardly through the extension of the casing 20.
Prior to inserting the piston-cylinder mechanism 29 downward into the central opening 22 in the floor 12 of the rig, the frame 54 is placed on the upper side of the two horizontal flanges of the rotary table support beam 23 so that the piston-cylinder mechanism is inserted into the opening. 57 downwardly.

シリンダ42は、定位テンプレート54の高さ
より上方で、その外表面に等間隔で周設された多
数の連結ブラケツトすなわち目付きラグ59を担
持し、多数の代表的にはU字形リンク61が水平
ピン60でもつて目付きラグ59に枢動自在に連
結される。ねじ161はリンク61とテンプレー
ト54との開口を貫通して垂直方向に延びる。ね
じ161には、リンクに対して下方に支承するへ
ツドと、テンプレートに対して上方に支承するナ
ツトとを設けることができ、これによりシリンダ
はテンプレートに対して保持され、シリンダの上
昇運動が阻止される。しかしがら、シリンダ42
は、リンク61とテンプレート54との間に図示
のような垂直間隔が設けられていることから、テ
ンプレートに対して僅かばかり下方に動くことが
できる。というのは、シリンダのかかる下方運動
時にねじがテンプレートの挿通開口中をテンプレ
ートに対して下方に移動することができるからで
ある。
The cylinder 42 carries a number of connecting brackets or lugs 59 equally spaced around its outer surface above the level of the stereotaxic template 54 , with a number of typically U-shaped links 61 connecting the horizontal pins 60 . It is pivotally connected to the eye lug 59. Screw 161 extends vertically through the opening in link 61 and template 54 . The screw 161 can be provided with a head bearing downwardly against the link and a nut bearing upwardly against the template, thereby holding the cylinder against the template and preventing upward movement of the cylinder. be done. However, cylinder 42
can move slightly downward relative to the template due to the vertical spacing shown between link 61 and template 54. This is because during such downward movement of the cylinder, the screw can move downwardly through the insertion opening of the template and relative to the template.

テンプレート54は、多数のL形クランプすな
わち締結部材123などでもつてビーム23に取
付けることによつて固定位置に保持される。クラ
ンプ123はテンプレート54の開口を貫通して
延びて、その下端はビーム23のフランジの下側
で曲げられ、クランプ123はその上端でのナツ
トによるねじ連結でもつて該フランジに対して締
付けられる。
Template 54 is held in a fixed position by attaching it to beam 23, such as with a number of L-shaped clamps or fasteners 123. The clamp 123 extends through the opening in the template 54 and its lower end is bent under the flange of the beam 23, against which the clamp 123 is tightened by a threaded connection with a nut at its upper end.

各シリンダ42は、連結ラグ59のすぐ真上
で、環状フランジ62を担持する。このフランジ
62については、その外側に溶接された金属など
の剛性リングとして形成することができる。フラ
ンジ62の上方で、シリンダ42は第1の上部横
断支持構造体63を支持し、この支持構造体63
上には第1のケーシング掴持ユニツト64が担持
される。ピストン・ロツド48の上端は同様にし
て第2の上部支持構造体65を担持して、同支持
構造体を垂直方向に作動する。支持構造体65上
には第2の掴持ユニツト66が担持される。支持
構造体65については、代表的には、第5図の平
面図に図示するような外形を有してよい。また、
第4図に示すように、支持構造65は、垂直に延
びる部材68によつて固着された上側および下側
剛性金属水平板67を含み、これら水平板は、ユ
ニツト65を貫通しかつ軸線24を中心とする比
較的大きな中心垂直開口69を形成するような形
状にされ、また開口69の両側にはシリンダの軸
線40及び4を中心とする2つの小さな開口70
が設けられる。開口70の寸法については、ピス
トン・ロツド48の縮少直径端部を正確に収容し
かつ該端部とぴつたり嵌合するようになつてお
り、このときピストン・ロツド48の環状肩部は
上側に向いてユニツト65の下側板67と係合
し、このためそれはピストン・ロツドから支持さ
れることになる。ピストン桿の上側端部の溝に収
容される止め輪73は開口70のまわりで上側板
67と係合し、これによりユニツト65はピスト
ン・ロツドにロツクされて、該ピストン・ロツド
ともに上下運動するようになつている。掴持ユニ
ツト66は水平下側面74を有し、これは支持構
造体65の上側板67の水平上側面と係合し、こ
のときユニツト66は、上側板67に固着されか
つ円周に沿つて均一に隔設された多数の位置決め
ラグ75(代表的には4つのラグ)間に収容され
ることにより、軸線24に対して心決めされる。
ラグ75には、好ましくは、カム面76が設けら
れ、このカム面は半径方向内側に進むにつれて下
方に傾斜し、これによりユニツト66が支持構造
体65上で心決めされる。
Each cylinder 42 carries an annular flange 62 directly above the connecting lug 59 . The flange 62 can be formed as a rigid ring of metal or the like welded to its outside. Above the flange 62, the cylinder 42 supports a first upper transverse support structure 63, which
A first casing gripping unit 64 is carried on top. The upper end of piston rod 48 similarly carries a second upper support structure 65 for vertically actuating the same. A second gripping unit 66 is carried on the support structure 65 . The support structure 65 may typically have an external shape as shown in the plan view of FIG. Also,
As shown in FIG. 4, support structure 65 includes upper and lower rigid metal horizontal plates 67 secured by vertically extending members 68 that extend through unit 65 and along axis 24. It is shaped to form a relatively large central vertical aperture 69 centered thereon, and on either side of the aperture 69 two smaller apertures 70 centered on the cylinder axes 40 and 4.
will be provided. The aperture 70 is dimensioned to accurately accommodate and snugly fit the reduced diameter end of the piston rod 48 with the annular shoulder of the piston rod 48 on the upper side. It faces toward the bottom and engages the lower plate 67 of the unit 65, so that it is supported from the piston rod. A retaining ring 73, housed in a groove in the upper end of the piston rod, engages the upper plate 67 around the opening 70, thereby locking the unit 65 to the piston rod for upward and downward movement together. It's becoming like that. The gripping unit 66 has a lower horizontal side surface 74 which engages the upper horizontal side surface of the upper plate 67 of the support structure 65, with the unit 66 being secured to the upper plate 67 and extending along the circumference. It is centered with respect to the axis 24 by being accommodated between a number of evenly spaced positioning lugs 75 (typically four lugs).
The lug 75 is preferably provided with a camming surface 76 which slopes downwardly as it progresses radially inwardly, thereby centering the unit 66 on the support structure 65.

シリンダが取付けられた支持構造体63は上述
した構造体65と本質的には同様に構成され、そ
こには、比較的大きな中心開口77と、直径方向
の両側に配置された2つの小さな開口78とが設
けられるが、開口78は上側構造体65の対応開
口70よりも充分に大きく、このためシリンダ4
2が正確な位置で収容されるようになつている。
掴持ユニツト64は構造体63の上側水平板79
の上側面に載置され、しかも構造体65について
すでに述べたラグ75に対応するラグ175によ
つて位置決めされる。
The support structure 63 to which the cylinder is mounted is constructed essentially the same as the structure 65 described above, and includes a relatively large central opening 77 and two smaller openings 78 located on diametrically opposite sides. but the opening 78 is sufficiently larger than the corresponding opening 70 in the upper structure 65 so that the cylinder 4
2 is accommodated in the correct position.
The gripping unit 64 is attached to the upper horizontal plate 79 of the structure 63.
and is positioned by a lug 175 which corresponds to the lug 75 already mentioned for structure 65.

2つの掴持ユニツト64及び66は同一のもの
であつて、ケーシングを解放自在に掴持したり支
持したりする楔形すべり部材を有する周知のタイ
プのものである。掴持ユニツト66の上部は第8
図に略示され、それは外側環状剛性本体80を含
み、そこには、楔形すべり部材82と係合可能
な、下方に向つてテーパの付けられた内側摺動面
81が設けられ、これにより、すべり部材82が
環状剛性本体80に対して下降運動したときにカ
ム作用によつてすべり部材が内方に向かつて案内
されてケーシングと掴持係合することになる。す
べり部材82の内側面83は掴持ダイスすなわち
歯84を備えるように形成され、これら歯84は
ケーシングの表面にかみ込んで、それを効果的に
支持するようになつている。すべり部材82はリ
ング85によつて吊下され、このときスベリ部材
はリンク86によつてリング85に連結されるの
で、同部材が上下に作動させられるとき、リンク
86は半径方向内側及び外側に動くことができ
る。このような上下作動は円周方向に沿つて隔設
された多数のピストン−シリンダ機構87によつ
て行なわれ、この場合シリンダは剛性本体80に
連結され、またピストンはリング85に連結され
る。言うまでもなく、すべり部材が第8図に実線
で示す作動位置にあるとき、ケーシングは掴持ユ
ニツトによつて支持されるが、すべり部材が第8
図に破線で示す後退位置にあるとき、ケーシング
はすべり部材に対し下方に自由に動くことができ
る。
The two gripping units 64 and 66 are identical and of the known type with wedge-shaped slides for releasably gripping and supporting the casing. The upper part of the gripping unit 66 is the eighth
Illustrated schematically in the figure, it includes an outer annular rigid body 80 provided with a downwardly tapered inner sliding surface 81 engageable with a wedge-shaped sliding member 82, thereby As the slide member 82 moves downwardly relative to the annular rigid body 80, the cam action guides the slide member inwardly into gripping engagement with the casing. The inner surface 83 of the slide member 82 is formed with gripping dies or teeth 84 which are adapted to bite into the surface of the casing and provide effective support thereto. The sliding member 82 is suspended by a ring 85, and the sliding member is connected to the ring 85 by a link 86, so that when the sliding member is moved up and down, the link 86 moves radially inwardly and outwardly. Can move. Such up-and-down movement is accomplished by a number of circumferentially spaced piston-cylinder mechanisms 87, the cylinders being connected to the rigid body 80 and the pistons being connected to the ring 85. Needless to say, when the sliding member is in the operating position shown in solid lines in FIG.
In the retracted position, shown in dashed lines in the figure, the casing is free to move downwards relative to the sliding member.

図示の装置の動作サイクルを簡単に要約して説
明するため、リグが先ず最初に第1図の状態にあ
るものと仮定する。すなわち、その状態では、回
転テーブル21はリグの床12の凹所22内に配
置され、このとき回転テーブル21はケリー26
とそこに接続されたドリル・ストリングとを回転
させるべく作動し、同時にドリル・ストリングは
移動ブロツク17によつて吊下されて、引張装置
15の制御下で徐々に下降させられる。リグのフ
レーム構造、引張装置、移動ブロツク、索16な
どは代表的には500トンの最大負荷処理能力を有
し、最大の孔深さにおけるドリル・ストリングの
全重量は充分にこの限界以内にある。掘削孔の中
に降下させるべきケーシングの重量がこの限界を
超えた場合には、回転テーブル21はリグから外
され、リグ19が第2図に図示するようにリグ中
に配置される。このジヤツキは代表的には1000ト
ンまでの負荷処理能力を有し、したがつて非常に
重いケーシングを支持するのに充分なものであ
る。第9図乃至第11図には、ジヤツキをリグ中
に組込む際のいくつかの段階が略示されている。
最初の段階はシリンダ位置決めフレームすなわち
テンプレート54をリグ中に位置決めすることで
あり、これはテンプレート54をリグの床の凹所
22の中に下降されて、第9図に示すように、ビ
ーム23の上側面での支持位置にまで達するよう
にし、次いで要素123でもつてテンプレート5
4をビーム23に取付けることによつて行なわれ
る。このようにテンプレート54を位置決めして
係止させた後、2つのピストン−シリンダ機構2
9はリグの床面の上方の位置からそれぞれの軸線
40及び41に沿つてベース30上の支持位置ま
で下降させられ、このときシリンダの下端部はラ
グ45によつて形成されるソケツト構造内に収容
される。このようなピストン−シリンダ機構の挿
入位置は第9図に図示されている。
To briefly summarize and explain the operating cycle of the illustrated apparatus, it is assumed that the rig is initially in the state of FIG. That is, in that state, the rotary table 21 is placed in the recess 22 of the floor 12 of the rig, and at this time the rotary table 21 is placed in the kelly 26.
and the drill string connected thereto, at the same time the drill string is suspended by the moving block 17 and gradually lowered under the control of the tensioning device 15. The rig frame structure, tensioning equipment, moving blocks, lines 16, etc. typically have a maximum load handling capacity of 500 tons, and the total weight of the drill string at maximum hole depth is well within this limit. . If the weight of the casing to be lowered into the borehole exceeds this limit, the rotary table 21 is removed from the rig and the rig 19 is placed in the rig as shown in FIG. This jack typically has a load handling capacity of up to 1000 tons and is therefore sufficient to support very heavy casings. Figures 9-11 schematically illustrate several steps in installing the jack into the rig.
The first step is to position the cylinder positioning frame or template 54 into the rig by lowering the template 54 into the recess 22 in the floor of the rig and positioning the beam 23 as shown in FIG. the support position on the upper side and then with the element 123 the template 5
4 to the beam 23. After positioning and locking the template 54 in this way, the two piston-cylinder mechanisms 2
9 is lowered from a position above the floor of the rig along the respective axes 40 and 41 to a supporting position on the base 30, the lower end of the cylinder being inserted into the socket structure formed by the lug 45. be accommodated. The insertion position of such a piston-cylinder mechanism is illustrated in FIG.

次の段階は、第1の上側支持構造体63を第1
0図に示す破線位置から同図に示す実線位置まで
ピストン−シリンダ機構に対し下方に下降させる
ことであり、この実線位置においてシリンダは構
造体63の開口78内に収容され、かつ、構造体
63の下側板88の下側面は前口78のまわりで
フランジ62の水平上側面と係合し、これにより
支持構造体63はシリンダ42を介して効果的に
支持される。次いで、掴持ユニツト64を構造体
63上に位置決めし、第2の上方支持構造65を
第11図の破線位置から同図の実線位置まで下方
に移動させることができ、この実線位置ではピス
トン・ロツドの上端部は構造体65の開口70内
に収容され、しかも、構造体65はピストン・ロ
ツドによつて効果的に支持されるとともに垂直方
向に作動可能であり、かつリング73によつてピ
ストン・ロツド48上に保持される。次いで、上
側掴持ユニツト66を構造体65上に置いて、ジ
ヤツキを作動可能な状態にすることができる。
The next step is to attach the first upper support structure 63 to the first
The piston-cylinder mechanism is moved downward from the broken line position shown in FIG. The lower side of the lower plate 88 engages the horizontal upper side of the flange 62 around the front opening 78, whereby the support structure 63 is effectively supported via the cylinder 42. The gripping unit 64 can then be positioned on the structure 63 and the second upper support structure 65 can be moved downwardly from the dashed line position in FIG. 11 to the solid line position in the figure, where the piston The upper end of the rod is received within the opening 70 of the structure 65, and the structure 65 is effectively supported and vertically movable by the piston rod and is supported by the piston rod by a ring 73. - Held on rod 48. The upper gripping unit 66 can then be placed on the structure 65 to put the jack into operation.

ケーシング20の各長さすなわち各区画を第2
図に示すように移動ブロツクによつて軸線24に
沿つて井戸中に吊下されたケーシングの他のスト
リングに接続する位置まで下降させることができ
る。このようにしてケーシング・パイプの或る長
さを下降させている間、すでに井戸中に入れられ
たケーシング・ストリングは掴持ユニツト64に
よつて掴持され、追加さるべきケーシング区画は
第2図に示すように上側掴持ユニツト66によつ
て下降させられて、吊下ストリングの上端部に適
当に接続される。ケーシング区画をストリングに
接続している間もしくはその接続後、ピストン−
シリンダ機構29はそのピストン、上側支持ユニ
ツト65、及び同ユニツトに載置された掴持ユニ
ツト66を第2図の破線位置まで上昇させるよう
に作動させられ、このとき掴持ユニツトのすべり
部材は解放状態にされ、その後に同すべり部材を
作動させることによりユニツト66がケーシン
グ・ストリングを効果的に掴持して支持すること
ができるようになつている。次いで、下側掴持ユ
ニツト64がそのすべり部材の上向き作動によつ
て解放させられ、これによりケーシング・ストリ
ングがジヤツキ19の制御下で自由に下降運動を
することができるようになつている。このような
下降運動は、パネル52の弁制御装置を作動させ
て加圧流体をシリンダ42の下端から排出させる
とともに加圧流体を各シリンダの上端に流入させ
ることによつて行なわれ、この場合下端からの加
圧流体の排出は、その時の作動条件を満足する制
御可変流量で、ピストンとその関連部品とを下降
させるべくチヨーク弁53によつて調節される。
上側掴持ユニツト66とその支持構造体65とが
第2図に示す実線位置まで下降させられた後、下
降中の掴持ユニツト64のすべり部材はケーシン
グ・ストリングを再び掴持するように作動させら
れ、同時に上側ユニツト66のすべり部材は開放
させられ、この開放により該ユニツトは上方に破
線位置まで戻されて、下降作動が繰り返される。
このようにして、ケーシングは掴持ユニツト66
と構造体65との上昇運動及び下降運動を反覆す
ることによつて段階的に遂次下降させられ、この
場合ケーシング・ストリングはユニツト66の上
昇運動中はユニツト64によつて吊下され、また
その下降運動中はユニツト66によつて吊下され
る。
Each length or each section of the casing 20 is
As shown, it can be lowered along axis 24 by a moving block to a position where it connects to another string of casings suspended in the well. During the lowering of a length of casing pipe in this manner, the casing string already placed in the well is gripped by the gripping unit 64, and the casing section to be added is removed as shown in FIG. It is lowered by the upper gripping unit 66 as shown in FIG. During or after connecting the casing compartment to the string, the piston
The cylinder mechanism 29 is actuated to raise its piston, the upper support unit 65, and the gripping unit 66 mounted thereon to the position indicated by the dashed line in FIG. 2, at which time the sliding member of the gripping unit is released. The unit 66 is then able to effectively grip and support the casing string by actuating the sliding member. The lower gripping unit 64 is then released by upward actuation of its sliding member, so that the casing string is free to move downward under the control of the jack 19. Such downward movement is accomplished by actuating a valve control in panel 52 to expel pressurized fluid from the lower end of cylinder 42 and to allow pressurized fluid to flow into the upper end of each cylinder, in this case the lower end. The discharge of pressurized fluid from the piston is regulated by the choke valve 53 to lower the piston and its associated components at a controlled variable flow rate that satisfies the prevailing operating conditions.
After the upper gripping unit 66 and its support structure 65 have been lowered to the solid line position shown in FIG. 2, the sliding members of the lowering gripping unit 64 are actuated to grip the casing string again. At the same time, the sliding member of the upper unit 66 is released, and this release causes the unit to return upward to the position shown by the dashed line, and the lowering operation is repeated.
In this way, the casing is attached to the gripping unit 66
The casing string is lowered step by step by repeating the ascending and descending movements of the structure 65 and the structure 65, in which case the casing string is suspended by the unit 64 during the ascending motion of the unit 66, and During its downward movement it is suspended by the unit 66.

ジヤツキ作動中にケーシング・ストリングの重
量が掴持ユニツト64によつて吊下されていると
き、ストリングの全荷重はユニツト64とその支
持構造体63からピストン・シリンダ機構29の
シリンダ42の側壁43を介して下向に伝達さ
れ、支持ベース30、その下方のコンクリート基
礎及び地面に達する。上側掴持ユニツト66がス
トリングを支持しているときは、荷重の力は同様
にしてピストン−シリンダ機構を介して下方に伝
達される。
When the weight of the casing string is suspended by the gripping unit 64 during jacking, the entire load of the string is transferred from the unit 64 and its support structure 63 to the side wall 43 of the cylinder 42 of the piston-cylinder mechanism 29. It is transmitted downward through the support base 30, the concrete foundation below it, and the ground. When the upper gripping unit 66 is supporting a string, the force of the load is similarly transmitted downwardly via the piston-cylinder mechanism.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は井戸掘削中の掘削リグの一部分破断図
である。第2図は回転テーブルを取外して本発明
のジヤツキを内部に配置した第1図のリグを示
す。第3図は第2図のジヤツキの一部分破拡大図
である。第4図は第3図の線4−4に沿う部分側
面図である。第5図は第3図の線5−5に沿う平
面図である。第6図及び第7図は第3図の線6−
6と線7−7に沿う水平断面図である。第8図は
スリツプ型掴持ユニツトの一つの、第5図の線8
−8に沿う縦断面図を略して示す。第9図、第1
0図及び第11図はリグ上でジヤツキを組立てる
際の段階を示す図である。 10……リグ、11……マスト、19……ジヤ
ツキ、20……ケーシング、24……中心軸線、
27……ケーシング・ストリング、29……ピス
トン−シリンダ機構、30……ベース構造、42
……シリンダ、43……シリンダの壁、47……
ピストン、63……他のユニツト、65……ケー
シング支持ユニツト。
FIG. 1 is a partially cutaway view of a drilling rig during well drilling. FIG. 2 shows the rig of FIG. 1 with the rotary table removed and the jack of the present invention placed inside. FIG. 3 is a partially exploded enlarged view of the jack in FIG. 2. FIG. 4 is a partial side view taken along line 4--4 of FIG. FIG. 5 is a plan view taken along line 5--5 of FIG. Figures 6 and 7 are line 6- in Figure 3.
FIG. 6 is a horizontal cross-sectional view taken along lines 6 and 7-7. Figure 8 shows one of the slip-type gripping units, line 8 in Figure 5.
A longitudinal cross-sectional view along -8 is abbreviated. Figure 9, 1st
Figures 0 and 11 are diagrams showing the steps in assembling the jack on the rig. 10... Rig, 11... Mast, 19... Jacket, 20... Casing, 24... Center axis line,
27... Casing string, 29... Piston-cylinder mechanism, 30... Base structure, 42
...Cylinder, 43...Cylinder wall, 47...
Piston, 63...Other units, 65...Casing support unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 上方に突出するマストを有する井戸掘削用リ
グに使用されるジヤツキであつて、前記ジヤツキ
は前記リグで坑井を掘削した後に、マストをその
掘削位置に残したままで、マストの荷重支持能力
よりも重いケーシング・ストリングを井戸の中に
下降させるため作動可能であり、前記ジヤツキは
井戸の中心軸線の個々の側においてシリンダ及び
ピストンを含むと共に2個のケーシング支持ユニ
ツトを含み、ケーシング支持ユニツトの一方は前
記ピストンにより支持されるとともに上方及び下
方に動くように前記ピストンによつて作動可能で
あるジヤツキにおいて、掘削に使用される前記マ
ストを介してケーシングの荷重による力が伝達さ
れることなく、他のケーシングユニツトがシリン
ダの下端におけるベース構造からシリンダの壁を
介して前記シリンダの上方部分によつて支持され
ることを特徴とするジヤツキ。
1. A jack used in a well drilling rig having an upwardly protruding mast, wherein the jack, after drilling a well with the rig, leaves the mast in its drilling position and lowers the load-bearing capacity of the mast. is operable to lower a heavy casing string into the well, said jack comprising a cylinder and a piston on each side of the central axis of the well and two casing support units, one of the casing support units being operable to lower a heavy casing string into the well; is supported by said piston and is operable by said piston to move upwardly and downwardly, without transmitting the forces due to the load of the casing through said mast used for excavation; A jack, characterized in that the casing unit is supported by the upper part of the cylinder from the base structure at the lower end of the cylinder through the cylinder wall.
JP57093943A 1981-06-01 1982-06-01 Pipe jack for well Granted JPS582196A (en)

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US26876381A 1981-06-01 1981-06-01
US268763 1994-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
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