KR20210021958A - 지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210021958A
KR20210021958A KR1020207034217A KR20207034217A KR20210021958A KR 20210021958 A KR20210021958 A KR 20210021958A KR 1020207034217 A KR1020207034217 A KR 1020207034217A KR 20207034217 A KR20207034217 A KR 20207034217A KR 20210021958 A KR20210021958 A KR 20210021958A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arm
vths
tubular member
lth
casing
Prior art date
Application number
KR1020207034217A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102666231B1 (ko
Inventor
케네스 미칼센
Original Assignee
캔리그 로보틱스 테크놀로지스 에이에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캔리그 로보틱스 테크놀로지스 에이에스 filed Critical 캔리그 로보틱스 테크놀로지스 에이에스
Publication of KR20210021958A publication Critical patent/KR20210021958A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102666231B1 publication Critical patent/KR102666231B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0033—Gripping heads and other end effectors with gripping surfaces having special shapes
    • B25J15/0038—Cylindrical gripping surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
    • E21B19/087—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods by means of a swinging arm
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • E21B19/15—Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • E21B19/15—Racking of rods in horizontal position; Handling between horizontal and vertical position
    • E21B19/155—Handling between horizontal and vertical position
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • E21B19/20—Combined feeding from rack and connecting, e.g. automatically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/20—Accessories therefor, e.g. floats, weights
    • F16L1/202—Accessories therefor, e.g. floats, weights fixed on or to vessels
    • F16L1/207—Pipe handling apparatus
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

지하 작업을 수행하기 위한 시스템이 개시되고, 관형재 보관 영역, 유정 중심 영역, 및 관형재를 이동시키도록 구성된 로봇 아암을 포함할 수 있다. 로봇 아암은 장비 바닥에 결합되고 관형재 보관 영역을 향해 유정 중심 영역 사이의 거리를 횡단하도록 구성된다.

Description

지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법
본 발명은 일반적으로 시추 작업에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 시추 장비를 위한 파이프 핸들링 시스템에 관한 것이다.
석유 탐사 및 생산에 전 세계적으로 수십억 달러가 사용되고 있다. 이 활동의 대부분이 시추 플랫폼에서 수행된다. 예를 들어, 이러한 시추 플랫폼은 고정 플랫폼, 유연탑, 반-잠수식 플랫폼, 잭-업 시추 장비, 시추선, 부유식 생산 시스템, 고장력-다리(tension-leg) 플랫폼, 중력-기반 구조물, 및 스파 플랫폼을 포함할 수 있다. 플랫폼 유형에 관계없이, 이들 작업은 일반적으로 석유를 찾고 회수하기 위해 시추 장비를 사용해야 하는 복잡한 작업이다.
따라서, 천연 자원의 탐사 및 생산은 계속해서 개선을 요구한다.
첨부된 도면을 참조함으로써, 본 개시를 더 잘 이해할 수 있고, 당업자에게 수많은 특징 및 이점이 명백해질 수 있다.
도 1 내지 도 167은 본원의 구현예에 따라 지하 작업을 수행하기 위한 시스템의 부분의 예시를 포함한다.
도 168 내지 도 192은 본원의 구현예에 따라 지하 작업을 수행하기 위한 제1 방법의 부분의 예시를 포함한다.
도 193 내지 도 199는 본원의 구현예에 따라 지하 작업을 수행하기 위한 제2 방법의 부분의 예시를 포함한다.
도 200 내지 도 205는 구현예에 따라 지하 작업을 수행하기 위한 제3 방법의 부분의 예시를 포함한다.
도 206 내지 도 212는 구현예에 따라 지하 작업을 수행하기 위한 제4 방법의 부분의 예시를 포함한다.
도 213 내지 도 216은 구현예에 따른 드릴 파이프 보관 시스템의 예시를 포함한다.
다음은 일반적으로 지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
구현예는 지하 작업을 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 복수의 서브 시스템, 예컨대 시추공 영역에 인접한 수직 관형재 핸들링 시스템과 상호 작용하고 관형재 보관 영역 위에 배치되는 수평 관형재 핸들링 시스템을 포함할 수 있다. 시스템은, 시추공 영역에 인접한 트랙 장착 로봇 아암과 시추공 영역에 인접한 철제 러프 넥을 또한 포함할 수 있다. 시스템은 자동화되어 있고 수평 관형재 핸들링 시스템, 수직 관형재 핸들링 시스템, 및 로봇 아암 사이에서 BHA 구성 요소, 드릴 파이프 및 케이싱과 같은 관형재를 안전하게 전달할 수 있고, 그러는 동안 철제 러프 넥을 사용하여 관형재를 자동으로 조이고 관형 부재를 해제한다.
지하 작업을 수행하기 위한 시스템
도 1 내지 도 167을 참조하면, 지하 작업을 수행하기 위한 시스템을 일반적으로 100으로 나타내고 이의 다양한 부분을 도시한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 시스템 (100)은 관형재 보관 영역(200)을 포함할 수 있고, 이 영역은 다양한 관형재를, 예를 들어 드릴 파이프와 케이싱을 수평으로, 그리고 일부 비교적 짧은 관형재, 예를 들어 서브(sub)를 수직으로 보관하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 관형재 보관 영역(200)은 보관 바닥(202)을 포함할 수 있고, 이 바닥은 복수의 드릴 파이프(206)가 수평으로 보관될 수 있는 수평 드릴 파이프 랙(204)을 포함할 수 있다. 또한, 관형재 보관 영역(200)은 수평 바닥 구멍 어셈블리(BHA, Bottom Hole Assembly) 보관 랙(208)을 포함할 수 있고, 여기에 하나 이상의 BHA 구성 요소, 예컨대 BHA(210)를 수평으로 보관할 수 있다. 관형재 보관 영역(200)은 또한 수평 보관 랙(212)을 포함할 수 있고, 여기에 복수의 케이싱(214)을 수평으로 보관할 수 있다. 수평 드릴 파이프 랙(204), BHA 보관 랙 (208) 및 수평 보관 랙(212)은 관형재 매거진으로 간주될 수 있고, 여기에 하나 이상의 관형재를 보관할 수 있음을 이해해야 한다.
도 2 내지 도 4 그리고 도 10 내지 도 12는 수직 보관 랙(216)을 추가로 나타내고, 이는 복수의 수직 기둥(218)을 포함할 수 있고, 그 위에 복수의 서브-유형 관형재(220)(sub, 서브)를 보관할 수 있다. 이들 서브(220)는 리프트 플러그, 로터리 서브, 크로스오버 서브, 로터리 감소 섹션 서브, 호이스팅 서브, 리프팅 베일, 탑 드라이브 서브, 인라인 센서, 및 일반적인 원통형 또는 일반적인 관형재 장치의 다른 유형을 포함할 수 있고, 이는 하나 이상의 다른 관형재(예, 드릴 파이프 또는 케이싱)와 함께 나사식 또는 비나사식으로 체결될 수 있다. 작동 중에, 하나 이상의 서브(220)는 수직 보관 랙(216)으로부터 들어 올려져 수평 이송 위치로 회전되고 다른 관형재 핸들러에 의한 회수를 위해 시추 영역(아래에서 상세히 설명 됨)으로 이송될 수 있다.
도 2, 도 10 내지 도 15는 관형재 보관 영역(200)이 수평 관형재 핸들링 시스템(HTHS)(230)을 추가로 포함할 수 있음을 나타낸다. HTHS(230)는 제1 가이드 레일(234)과 제2 가이드 레일(236)에 장착된 브릿지 (232)를 포함할 수 있다. 브릿지(232)는, 가이드 레일(234, 236)을 따라 그리고 관형재 보관 영역(200) 위로 제1 브릿지 위치에서 제2 브릿지 위치로 이동하도록 구성된다. 또한, 브릿지(232)의 이동은, 일반적으로 가로 또는 수직 방향으로 HTHS(230)가 운반할 수 있는 제1 관형재의 길이로 수행되며, 이는 아래에서 상세히 설명된다. 다른 양태에서, HTHS(230)의 작동은, 가이드 레일(234, 236)을 따라 브릿지 (232)를 제1 브릿지 위치와 제2 브릿지 위치로부터 이격된 제3 브릿지 위치로 이동시키는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 제3 브릿지 위치는 제2 픽-업 위치에 대응하고, 여기서 아암은 관형재 매거진의 제2 관형재를, 예를 들어 수평 드릴 파이프 랙(204)의 드릴 파이프(206), BHA 보관 랙(208)의 BHA(210), 수평 보관 랙(212)의 케이싱(214), 또는 이들의 조합에 체결하도록 조정된다. 브릿지(232)를 제1 브릿지 위치, 제2 브릿지 위치, 또는 제3 브릿지 위치로 이동시키는 단계는, 관형재 보관 영역 (200)의 적어도 하나의 특징을 감지하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 특징은 보관 영역 내 다수의 관형재, 관형재 보관 영역에 대한 관형재의 위치, 또는 이들의 임의 조합을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 관형재 보관 영역(200)은 길이(L)를 포함할 수 있고, 가이드 레일(234, 236)은 관형재 보관 영역(200)의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 이것은 HTHS(230)가 관형재 보관 영역 (200)에 보관된 모든 관형재(수직 및 수평 보관됨)에 대한 완전한 접근을 허용할 수 있다. 브릿지(232)는, 제1 가이드 레일 (234)에서 제2 가이드 레일(236)로 연장된 제1 부분(238)을 포함할 수 있다. 또한, 브릿지(232)는, 제1 가이드 레일(234)에서 제2 가이드 레일(236)로 연장된 제2 부분(240)을 포함할 수 있다. 특히 브릿지의 제1 및 제2 부분(238, 240)은 서로 실질적으로 평행하고 가이드 레일(234, 236)에 실질적으로 수직일 수 있다.
HTHS(230)의 브릿지(232)는, 브릿지(232)의 제1 및 제2 부분(238, 240) 사이에 장착된 횡단 부재(242)를 추가로 포함할 수 있다. 횡단 부재(242)는, 브릿지(232)의 제1 및 제2 부분(238, 240)에 평행한 축 (241)을 따라 브릿지(232)의 제1 및 제2 부분(238, 240) 사이에서 선형으로 이동할 수 있다. 축(241)(횡단 부재(242)가 이를 따라 이동함)은 축(243)(브릿지(232)가 이를 따라 이동함)에 실질적으로 수직이다.
예시된 바와 같이, HTHS(230)는 또한 HTHS(230)의 브릿지(232)의 횡단 부재(242) 상에 회전식으로 장착된 관절형 아암(244)을 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 관절형 아암(244)은 제1 부분(246)을 포함할 수 있고, 이는 제1 단부(248), 제2 단부(250), 및 이들 사이에서 연장된 세장형 부분(252)을 갖는다. 아암(244)의 제1 부분(246)의 제1 단부(248)는 일반적으로 원통형일 수 있고, 브릿지의 횡단 부재(242)의 일부 내에 회전식으로 장착될 수 있다. 모터(미도시)는 아암(244)의 제1 부분(246)의 제1 단부(248) 내에 배치될 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 또한, 모터의 작동은 아암(244)을 축(254) 중심으로 회전시킬 수 있고, 아암(244)의 제1 부분(246)의 제1 단부(248)의 중심을 통과하고, 이는 일반적으로 브릿지(232)의 제1 및 제2 부분(238, 240)에 수직일 수 있다. 아암(244)의 제1 부분(246)의 제2 단부(250)는 보어(256)로 형성될 수 있고, 이를 통해 실질적으로 수직 연장된다. 또한, 아암(244)의 제1 부분(246)의 제2 단부(250)는 슬롯(258)을 포함할 수 있고, 이를 통해 아암(244)의 제1 부분(246)의 세장형 부분(252)의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장된다.
관절형 아암(244)은 제2 부분(260)을 또한 포함할 수 있고, 이는 제1 단부(262), 제2 단부(264), 및 이들 사이에서 연장된 세장형 부분(266)을 갖는다. 세장형 부분(266)은 오프셋 디스크 형상 부분(268)을 포함할 수 있고, 이는 아암(244)의 제2 부분(260)의 세장형 부분(266)을 따라 중심에 위치한다. 오프셋 디스크 형상 부분(268)은, 관절형 아암(244)의 제2 부분(260)의 세장형 부분(266)의 길이 방향 축으로부터 거리(D)만큼 이격된 중심을 갖는다. 아암(244)의 제2 부분(260)의 오프셋 디스크 형상 부분(268)은, 아암(244)의 제1 부분(246)의 제2 단부(250)에 형성된 보어(254)에 끼워지고 회전하도록 구성된다. 아암(244)의 제1 부분의 제2 단부(250)에 형성된 슬롯(256)은, 아암(244)의 제2 부분(260)을 아암(244)의 제1 부분(246)에 대해 거의 180° 회전시킬 수 있고, 아암(244)의 제2 부분(260)을 아암(244)의 제1 부분 (246)에 거의 평행하게 회전되도록 할 수 있다.
특정 양태에서, 모터(미도시)는 관절형 아암(244)의 제2 부분(260)의 오프셋 디스크 형상 부분(268) 내에 배치될 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 또한, 모터의 작동은 관절형 아암(244)의 제2 부분(260)을 축(270) 중심으로 관절형 아암(244)의 제1 부분(246)에 대해 회전시킬 수 있고, 관절형 아암(244)의 제2 부분(260)의 오프셋 디스크 형상 부분(268)의 중심을 통과하고, 이는 일반적으로 브릿지(232)의 제1 및 제2 부분(238, 240)에 수직이다.
도면에 추가로 나타낸 바와 같이, HTHS(230)는, 관절형 아암(244)의 제2 부분(260)의 제1 단부(262)에 부착되거나 그 위에 배치된 제1 그리퍼(280)를 포함할 수 있다. 또한, HTHS(230)는, 관절형 아암(244)의 제2 부분의 제2 단부(264)에 부착되거나 그 위에 배치된 제2 그리퍼(282)를 포함할 수 있다. 그리퍼(280, 282)는, 2015년 12월 1일에 출원되고 미국 공개 번호 제2017/0328149호로 공개된 특허 출원 제15/531,644호에 상세히 설명되어 있다. 제2017/0328149호 출원은 본원에 전체가 참조로 포함된다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 관절형 아암(244)과 그리퍼(280, 282)는 적어도 제1 관형재와 체결하도록 조정될 수 있고, 제1 관형재와 다른 관형재를 관형재 보관 영역(200)으로부터 회수하고 이들을 시추 영역에 전달하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 그리퍼(280, 282)는 HTHS(230)의 아암(244)에 회전식으로 결합될 수 있고, 각 그리퍼(280, 282)의 회전 축은 수평면과 일반적으로 평행하거나 아암(244)의 길이에 일반적으로 수직이다.
HTHS(230)의 아암(244)은, 관형재를 픽-업 위치에서 전달 위치로 이동시킬 때에 브릿지(232)의 제1 부분(238)과 제2 부분(240) 사이에서 관형재를 이동 시키도록 조정된다. 또한, HTHS(230)는, 제1 수평 위치(픽-업 위치와 연관됨)에서 수직 위치를 통해 제2 수평 위치(전달 위치와 연관됨)로 제1 관형재를 이동 시키도록 구성된다. 추가적으로, HTHS(230)의 아암(244)은, 관형재를 제1 수평 위치에서 수직 위치를 통해 제2 수평 위치로 회전시키면서 브릿지(232)의 길이의 적어도 일부를 따라 이동시키도록 조정된다. 특정 양태에서, 제1 관형재를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키는 단계는, 제1 관형재를 적어도 91도 또는 적어도 95도 또는 적어도 100도 또는 적어도 120도 또는 적어도 150도 또는 적어도 160도 회전시키는 단계를 포함한다. 아암(244)을 제1 관형재 쪽으로 이동시키는 단계는, 브릿지(232)의 제1 부분(238) 및 제2 부분(240)을 통과하는 수평면에 대해 일반적으로 수직 배향된 피봇 축을 중심으로 상기 아암을 피봇시킴으로써 수행된다.
특정 양태에서, HTHS(230)를 지하 작업을 수행하기 위해 사용할 수 있다. 이러한 방법은, 파이프 데크 핸들러의 브릿지(232)를 관형재 보관 영역 위의 제1 브릿지 위치로 이동시키는 단계, 브릿지(232)에 결합된 아암(244)을 상기 관형재 보관 영역의 제1 관형재 쪽으로 이동시키는 단계, 아암(244)에 결합된 그리퍼(280, 282)를 이용해 제1 관형재를 파지하는 단계, 및 다음 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 제1 브릿지 위치에서 이격된 제2 브릿지 위치로 가이드 레일(234, 236)을 따라 브릿지(232)를 이동시키는 단계; 제1 관형재를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키는 단계(상기 이동 단계는 제1 관형재의 적어도 일부분을 브릿지(232)의 제1 부분(238)과 제2 부분(240) 사이에서 브릿지(232)를 통해 이동시키는 단계를 포함함); 제1 수평 위치(픽-업 위치와 연관됨)에서 수직 위치를 통해 제2 수평 위치(전달 위치와 연관됨)로 제1 관형재를 이동시키는 단계; 상기 관형재를 제1 수평 위치에서 수직 위치를 통해 제2 수평 위치로 회전시키면서 브릿지(232) 길이의 적어도 일부를 따라 아암(244)을 이동시키는 단계; 또는 이들의 임의의 조합.
구체적으로, 브릿지(232)를 이동시키는 단계는 제1 관형재의 길이에 대해 일반적으로 가로 방향으로 수행될 수 있다. 또한, 제1 브릿지 위치는, 아암(244)이 관형재 매거진의 제1 관형재를 체결하도록 조정된 픽-업 위치에 상응하고, 제2 브릿지 위치는 전달 위치에 상응한다. 작동 방법은, 가이드 레일(234, 236)을 따라 브릿지(232)를 제1 브릿지 위치 및 제2 브릿지 위치로부터 이격된 제3 브릿지 위치로 이동시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제3 브릿지 위치는, 아암(244)이 관형재 매거진의 제2 관형재를 체결하도록 조정된 제2 픽-업 위치에 상응한다.
특정 양태에서, 상기 브릿지를 제1 브릿지 위치로 이동시키는 단계는, 관형재 보관 영역의 적어도 하나의 특징을 감지하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 적어도 하나의 특징은 다음 중 적어도 하나를 포함한다: 관형재 보관 영역(200) 내의 다수의 관형재; 관형재 보관 영역(200)에 대한 상기 관형재의 위치; 또는 이들의 임의의 조합. 제1 관형재를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키는 단계는, 제1 관형를 적어도 91도 또는 적어도 95도 또는 적어도 100도 또는 적어도 120도 또는 적어도 150도 또는 적어도 160도 회전시키는 단계를 포함한다. 또한, 상기 아암을 제1 관형재 쪽으로 이동시키는 단계는, 일반적으로 수평면에 수직으로 배향된 피봇 축을 중심으로 상기 아암을 피봇시킴으로써 수행된다. 전술한 바와 같이, 아암(244)은 횡단 부재(242)를 통해 브릿지(232)에 결합되고, 브릿지(232)를 따라 아암(244)을 이동시키는 단계는, 브릿지(232)에 대해 횡단 부재(242)를 이동시킴으로써 수행된다. 또한, 횡단 부재(242)는 브릿지(232)의 제1 및 제2 부분(238, 240) 사이에 결합되고, 횡단 부재(242)를 이동시키는 단계는, 브릿지(232)의 길이를 따라 횡단 부재(242)를 이동시킴으로써 수행된다.
다른 양태에서, 그리퍼(280, 282)는 회전 축을 중심으로 아암(244)에 회전식으로 결합될 수 있고, 상기 회전 축은 수평면과 일반적으로 평행하거나 아암(244)의 길이에 일반적으로 수직이다. 또한, 제1 관형재를 제1 수평 위치에서 제2 수평 위치로 이동시키는 단계는, 회전 축을 중심으로 그리퍼(280, 282)를 회전시키는 단계를 포함한다. 제1 관형재는, 그리퍼(280, 282)와 체결 이전에 수평면에 대해 측정된 바와 같이 0°와 90° 사이(두 수치 포함)에서 제1 각도 배향으로 배치될 수 있다.
HTHS(230)를 작동시키는 방법은, 관형재 보관 영역(200)의 제2 관형재 쪽으로 아암(244)을 이동시키는 단계와 그리퍼(280, 282)로 제2 관형재를 파지하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 제1 및 제2 관형재는, 그리퍼(280, 282)와의 체결 이전에 측정된 바와 같이 상이한 각도 배향으로 배치될 수 있다. 아암(244)을 제2 관형재 쪽으로 이동시키는 단계는, 가이드 레일(234, 236)을 따라 브릿지(232)를 제2 관형재에 상응하는 제3 브릿지 위치로 이동시키는 단계 이후에 수행될 수 있다. 또한, 아암(244)을 제2 관형재 쪽으로 이동시키는 단계는, 가이드 레일(234, 236)을 따라 브릿지(232)를 제2 관형재에 상응하는 제1 브릿지 위치로 이동시키는 단계 이후에 수행된다.
다른 양태에서, 브릿지(232)는 전체 관형재 보관 영역(200)에 접근하도록 조정된다. 또한, 제1 수평 위치는 제2 수평 위치 아래 수직 상승부에 배치된다. 또한, HTHS(230)는 시추공에 인접하게 배치되고, 제2 수평 위치는 제1 수평 위치보다 시추공에 더 가깝다. 아암(244)이, 브릿지(232)의 길이를 따라 이동하도록 조정된 횡단 부재(242)를 통해, 브릿지(232)에 결합됨을 이해해야 한다. 브릿지(232) 및 횡단 부재(242) 중 적어도 하나는, 브릿지의 길이를 따라 횡단 부재를 이동시키도록 조정된 구동 요소를 포함한다. 구동 요소는 전기식 모터를 포함한다.
다른 양태에서, 아암(244)은 1°와 270° 사이(두 수치 포함) 범위에서 브릿지(232)에 대해 피봇하도록 조정된 피봇 관절을 포함한다. 추가적으로, 아암(244)은 적어도 5° 또는 적어도 10° 또는 적어도 20° 또는 적어도 30° 또는 적어도 40° 또는 적어도 50° 또는 적어도 60° 또는 적어도 70° 또는 적어도 80° 또는 적어도 90° 또는 적어도 100° 또는 적어도 110° 또는 적어도 120° 또는 적어도 130° 또는 적어도 140° 또는 적어도 150° 또는 적어도 160° 또는 적어도 170° 또는 적어도 180° 또는 적어도 190° 또는 적어도 200° 또는 적어도 210° 또는 적어도 220° 또는 적어도 230° 또는 적어도 240° 또는 적어도 250° 또는 적어도 260°의 각도로 피봇 관절을 중심으로 피봇하도록 조정될 수 있다. 다른 양태에서, 아암(244)은 260° 이하 또는 250° 이하 또는 240° 이하 또는 230° 이하 또는 220° 이하 또는 210° 이하 또는 200° 이하 또는 190° 이하 또는 180° 이하 또는 170° 이하 또는 160° 이하 또는 150° 이하 또는 140° 이하 또는 이하 130° 이하 또는 120° 이하 또는 110° 이하 또는 100° 이하 또는 90° 이하의 각도로 피봇 관절을 중심으로 피봇하도록 조정될 수 있다.
아암(244)은 횡단 부재(242)에 직접 결합되고 횡단 부재(242)는 브릿지(232)의 제1 부분(238)과 제2 부분(240)에 직접 결합됨을 이해해야 한다. 브릿지(232)는 가이드 레일(234, 236)에 결합되고, 브릿지(232)는, 가이드 레일(234, 236)을 따라 그리고 관형재 보관 영역(200) 위로 제1 브릿지 위치에서 제2 브릿지 위치로 이동하도록 구성된다. HTHS(230)는 관형재 보관 영역의 길이의 대부분보다 더 큰 거리로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, HTHS(230)는 관형재 보관 영역(200) 길이의 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 적어도 95%에 대해 이동하도록 구성된다.
다른 양태에서, HTHS(230)는 관형재 보관 영역(200)의 전체 길이에 대해 이동하도록 구성된다. 가이드 레일은 제1 가이드 레일(234)과 제2 가이드레일(236)을 포함하고, 여기서, 브릿지(232)는 제1 가이드 레일(234)에 부착된 제1 단부(290), 및 제2 가이드 레일(236)에 부착된 제2 단부(292)를 포함하는 것으로 이해해야 한다. 가이드 레일(234, 236)은 브릿지(232)의 길이에 일반적으로 수직인 방향으로 연장된다. HTHS(230)는, 가이드 레일(234, 236)을 따라 브릿지(232)를 이동시키도록 구성된 가이드 레일(234, 236)과 브릿지(232) 사이에 적어도 하나의 구동 요소를 추가로 포함한다.
또 다른 양태에서, 브릿지(232)는, 제1 단부(290)와 제1 가이드 레일(234) 사이 또는 제2 단부(292)와 제2 가이드 레일(236) 사이에 적어도 하나의 구동 부재를 포함하고, 상기 적어도 하나의 구동 부재는 브릿지(232)를 가이드 레일(324, 236)을 따라 이동시키도록 구성된다. 또한 다른 양태에서, HTHS(230)는, 제1 단부(290)와 제1 가이드 레일(234) 사이의 제1 구동 부재, 및 제2 단부(292)와 제2 가이드 레일(236) 사이의 제2 구동 부재를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 제어기는 상기 제1 구동 부재와 제2 구동 부재를 제어하여 이들 이동을 동기화시킬 수 있다. 아암(244)은 횡단 부재(242)에 결합되고, 아암(244)은, 일반적으로 수평면에 평행 연장된 제1 피봇 축을 갖는 제1 피봇 지점을 포함함을 이해해야 한다. 아암(244)은, 제2 피봇 지점에서 아암(244)에 결합되고 일반적으로 수평면에 평행 연장된 제2 피봇 축을 갖는 그리퍼(280, 282)를 추가로 포함한다.
아암(244)과 그리퍼(280, 282)는, 제1 관형재를 제1 수평 위치에서 상기 제1 수평 위치로부터 이격된 제2 수평 위치로 이동시키기 위해 함께 작용하도록 조정된다. 제1 관형재가 제1 수평 위치에서 제2 수평 위치로 이동하는 동안에, 그리퍼(280, 282)는 제1 각도 변위(α1)를 제2 피봇 축을 중심으로 회전하도록 조정되며, 제1 피봇 축을 중심으로 아암의 각도 변위(α2)보다는 크다. 특히, α1은 적어도1.01 α2 또는 적어도 1.02 α2 또는 적어도 1.03 α2 또는 적어도 1.04 α2 또는 적어도 1.05 α2 또는 적어도 1.1 α2 또는 적어도 1.2 α2 또는 적어도 1.3 α2 또는 적어도 1.4 α2이다. 또 다른 양태에서, α1은 10.0 α2 이하 또는 9.0 α2 이하 또는 8.0 α2 이하 또는 7.0 α2 이하 또는 6.0 α2 이하 또는 5.0 α2 이하 또는 4.0 α2 이하 또는 이하 3.0 α2 이하 또는 2.0 α2 이하 또는 1.5 α2 이하이다.
또 다른 양태에서, 그리퍼(280, 282)는 아암(244)에 대해 제2 피봇 지점을 중심으로 회전 가능하고, 아암(244)은 제1 피봇 축을 중심으로 피봇 가능하고, 여기서 제2 피봇 축과 제1 피봇 축은 서로에 대해 일반적으로 평행하다. 다른 양태에서, 그리퍼(280, 282)는 적어도 두 개의 파지 요소를 포함할 수 있고 각각은 제1 관형재를 파지하도록 조정될 수 있다. 또한, 적어도 두 개의 파지 요소 중 적어도 하나는, 제1 직경을 갖는 제1 관형재와 상기 제1 직경과 상이한 제2 직경을 갖는 제2 관형재를 파지하도록 조정될 수 있다. 다른 양태에서, 아암(244)은 오목부를 포함하고, 그리퍼(280, 282)의 적어도 일부는 아암(244)의 상기 오목부 내에 배치된다. 그리퍼(280, 282)는, 아암의 오목부를 통해 연장된 회전 축을 중심으로 아암(244)에 회전식으로 결합될 수 있다.
다른 양태에서, 브릿지(232)는 총 길이(LB)를 갖고, 아암(244)은 LB 이하 또는 0.99 LB 이하 또는 0.95 LB 이하 또는 0.9 LB 이하 또는 0.8 LB 이하 또는 0.7 LB 이하 또는 0.6 LB 이하의 거리를 이동하도록 조정된다. 또한, 브릿지는 길이(LB)를 갖고, 아암은 적어도 0.05 LB 또는 적어도 0.1 LB 또는 적어도 0.2 LB 또는 적어도 0.3 LB 또는 적어도 0.4 LB 또는 적어도 0.5 LB의 거리를 이동하도록 조정된다. 다른 양태에서, 브릿지는 관형재 보관 영역 위의 수직 상승부에 배치된다.
도 3 내지 도 7에 추가로 나타낸 바와 같이, 시스템(100)은 관형재 보관 영역(200)에 인접한 시추공 영역(300)을 포함할 수 있다. 시추공 영역(300)은 수직 관형재 핸들링 시스템(VTHS)(400), 로봇 아암(500), 및 철제 러프 넥 시스템(600)을 포함할 수 있다. 시추공 영역(300)은, VTHS(400)에 인접한 제1 수직 관형재 보관 랙 또는 셋백(700), 및 제2 수직 관형재 보관 랙 또는 셋백(702)을 추가로 포함할 수 있다. 수직 보관 랙(700, 702)이 도 7 및 다른 도면에 나타나 있지만, 후속 도면은 단순화 되었고 명확성을 위해 랙(700, 702)이 생략될 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, VTHS(400)는 지지 구조물(402)을 포함할 수 있고, 이는 제1 단부(404), 제2 단부(406), 및 이들 사이에서 연장된 세장형 부분(408)을 갖는다. 수직 지지 구조물(402)의 제1 단부(404)는 일반적으로 원통형일 수 있고 베이스(410) 상에 회전식으로 장착될 수 있다. 특정 양태에서, 수직 지지 구조물(402)의 제1 단부(404) 또는 베이스(410)는, 내부에 배치된 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 모터의 작동은 수직 지지 구조물(402)을 제1 수직 회전 축(410)을 중심으로 회전시킬 수 있고, 일반적으로 보관 바닥(202)에 수직인 수직 지지 구조물(402)의 제1 단부(404)의 중심을 통과한다.
도 4는, VTHS(400)가 수직 지지 구조물(402)에 결합된 하부 관형재 핸들러(LTH)(420)와 상부 관형재 핸들러(UTH)(422)를 포함할 수 있음을 추가로 나타낸다. LTH(420)는 제1 관형재 핸들러로 간주될 수 있고, UTH(422)는 제2 관형재 핸들러로 간주될 수 있다. 특정 양태에서, UTH(422)는, LTH(420) 위의 수직 지지 구조물(402)을 따라 수직 상승부에 배치된다. 또한, UTH(422)는 LTH(420)와 독립적으로 이동하도록 조정된다. 보다 구체적으로, UTH(422)와 LTH(420)는 서로 독립적으로 이동하도록 조정된다. 추가로, LTH(420)와 UTH(422)는 제1 수직 회전 축(410)을 중심으로 수직 지지 구조물(402)과 함께 회전하도록 조정된다. 또한, LTH(420)와 UTH(422)는 수직 지지 구조물(402)을 따라 선형으로 상하 이동하도록 조정된다.
특정 양태에서, LTH(420)와 UTH(422)는 적어도 세 개의 상이한 피봇 지점을 포함할 수 있다. 또한, LTH(420)와 UTH(422)는 수직 지지 구조물(402)에 대해 수직으로 조절 가능할 수 있다. LTH(420) 및/또는 UTH(422)는 일반적인 수평 배향과 일반적인 수직 배향 사이에서 관형재, 예를 들어 제1 관형재를 재배향하도록 조정될 수 있다. 특정 양태에서, LTH(420)와 UTH(422)는 서로 독립적으로 이동하도록 조정될 수 있다.
도 6에 잘 나타낸 바와 같이, LTH(420)는, 수직 지지 구조물(402)에 결합된 제1 부분(432)을 갖는 관절형 아암(430)을 포함할 수 있다. 모터(미도시)는 아암(430)의 제1 부분(432) 내에 배치될 수 있고, 모터를 사용하여 수직 지지 구조물(402)을 따라 LTH(420)를 상승 또는 하강시킬 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다.
관절형 아암(430)의 제1 부분(432)은 장착 플레이트(434)를 포함할 수 있고, 그 위에 제2 부분(436)이 장착되거나 다른 방식으로 이에 결합된다. 아암(430)의 제2 부분(436)은 제1 단부(438)와 제2 단부(440)를 포함할 수 있다. 아암(430)의 제2 부분(436)의 제1 단부(438)는, 아암(430)의 제1 부분(432)의 장착 플레이트(434)에 결합될 수 있는 장착 플레이트(442)를 포함할 수 있고 이와 인접할 수 있다. 모터(미도시)는 아암(430)의 제1 부분(432) 내에서 장착 플레이트(434, 442)에 인접하게 배치될 수 있고, 상기 모터는, 제1 수직 회전 축(410)에서 이격되고 이와 평행한 제2 수직 회전 축(444)을 중심으로 아암(430)의 제2 부분(436)을 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 제2 수직 회전 축(444)은 일반적으로 수직 지지 구조물(402)의 길이와 평행하거나, 제2 수직 회전 축은 일반적으로 수직이거나, 또는 이들의 조합임을 이해해야 한다. LTH(420)의 아암(430)의 제2 부분(436)은 제2 수직 회전 축(444)을 중심으로 적어도 10도, 적어도 25도, 적어도 45도, 적어도 60도, 적어도 90도, 적어도 120도, 적어도 150도, 적어도 180도 회전 가능할 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다.
아암(430)의 제2 부분(436)의 제2 단부(440)는, 서로 이격된 두 개의 일반적인 디스크 형상 플레이트(446)를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, LTH(420)의 관절형 아암(430)은 제3 부분(450)을 추가로 포함할 수 있고, 이는 제1 단부(452), 제2 단부(454), 및 이들 사이에서 연장된 세장형 부분(456)을 갖는다. 아암(430)의 제3 부분(450)의 제1 단부 (452)는 대체로 원통형일 수 있고, 아암 (430)의 제2 부분(436)의 제2 단부 (440) 상의 디스크 형상 플레이트(446) 내에 회전식으로 장착될 수 있다. 모터(미도시)는 아암(430)의 제3 부분(450)의 제1 단부(452) 내에 배치될 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 또한, 모터의 작동은 아암(430)의 제3 부분(450)을 제3 회전 축 중심으로 회전시킬 수 있고(도 6으로) 아암(430)의 제3 부분(450)의 제1 단부(452)의 중심(458)을 통과하고, 이는 일반적으로 보관 바닥(202)에 평행하거나, 제2 회전 축에 수직하거나, 이들의 조합이다. 특정 양태에서, LTH(420)의 아암(430)의 제3 부분(450)은 제3 수직 회전 축을 중심으로 적어도 10도, 적어도 25도, 적어도 45도, 적어도 60도, 적어도 90도, 적어도 120도, 적어도 180도 회전 가능하다.
아암(430)의 제3 부분(450)의 제2 단부(454)는 보어(460)로 형성될 수 있고, 이를 통해 실질적으로 수직 연장된다. 또한, 아암(430)의 제3 부분(450)의 제2 단부(454)는 슬롯(도 6에서 볼 수 없음)을 포함할 수 있고, 이를 통해 아암(430)의 제3 부분(450)의 세장형 부분(456)의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장된다.
관절형 아암(430)은 제4 부분(470)을 추가로 포함할 수 있고, 이는 제1 단부(472), 제2 단부(474), 및 이들 사이에서 연장된 세장형 부분(476)을 갖는다. 세장형 부분(476)은 오프셋 디스크 형상 부분(478)을 포함할 수 있고, 이는 아암(430)의 제4 부분(470)의 세장형 부분(476)을 따라 중심에 위치한다. 오프셋 디스크 형상 부분(478)은, 관절형 아암(430)의 제4 부분(470)의 세장형 부분(476)의 길이 방향 축으로부터 거리(D)만큼 이격된 중심을 갖는다. 아암(430)의 제4 부분(470)의 오프셋 디스크 형상 부분(478)은, 아암(430)의 제3 부분(450)의 제4 단부(250)에 형성된 보어(460)에 끼워지고 회전하도록 구성된다. 아암(430)의 제3 부분의 제2 단부(454)에 형성된 슬롯은, 아암 (430)의 제4 부분(470)을 아암(430)의 제3 부분(450)에 대해 거의 180° 회전시킬 수 있고, 아암(430)의 제4 부분(470)을 아암(430)의 제3 부분(450)에 거의 평행하게 회전되도록 할 수 있다.
특정 양태에서, 모터(미도시)는 관절형 아암(430)의 제2 부분(470)의 오프셋 디스크 형상 부분(478) 내에 배치될 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 또한, 모터의 작동은 관절형 아암(430)의 제4 부분(470)을 제4 회전 축을 중심으로 관절형 아암(430)의 제3 부분(450)에 대해 회전시킬 수 있고(도 6으로), 관절형 아암(430)의 제2 부분(470)의 오프셋 디스크 형상 부분(478)의 중심(48)을 통과하고, 이는 일반적으로 보관 바닥(202)에 평행하거나, 제2 회전 축에 수직하거나, 이들의 조합이다. 특정 양태에서, LTH(420)의 아암(430)의 제4 부분(470)은 제3 회전 축을 중심으로 적어도 10도, 적어도 25도, 적어도 45도, 적어도 60도, 적어도 90도, 적어도 120도, 적어도 180도 회전 가능하다.
도면에 추가로 나타낸 바와 같이, LTH(420)의 관절형 아암(430)은, 관절형 아암(430)의 제4 부분(470)의 제1 단부(472)에 부착되거나 그 위에 배치된 제1 그리퍼(482)를 포함할 수 있다. 또한, LTH(420)의 관절형 아암(430)은, 관절형 아암(430)의 제4 부분(470)의 제2 단부(474)에 부착되거나 그 위에 배치된 제2 그리퍼(484)를 포함할 수 있다. 그리퍼(482, 484)는 전술한 그리퍼(280, 282)와 실질적으로 동일하다. 이하 더 상세히 설명되는 바와 같이, LTH(420)의 관절형 아암(430)과 그리퍼(482, 484)를 사용하여 HTHS(230)로부터 관형재를 회수할 수 있다. 도 7은 UTH(422)를 도시하고, 이는 LTH(420)와 실질적으로 동일하게 구성되고 LTH(420)와 관련하여 전술한 동일 부품 및 구성 요소를 포함한다. 그리퍼(482, 484)는 LTH(420)의 아암(430)의 제4 부분(470)에 회전식으로 결합될 수 있고, 아암의 제4 부분(470)을 길이 방향으로 통과하는 제5 회전 축을 중심으로 회전할 수 있다. 그리퍼(482, 484)는 제5 회전 축을 중심으로 적어도 25도, 적어도 45도, 적어도 60도, 적어도 90도, 적어도 120도, 적어도 150도, 적어도 180도 회전 가능함을 이해해야 한다.
나타낸 바와 같이, 아암(430)의 제1 부분(432)은 아암(430)의 제2 부분(436) 위의 수직 상승부에 배치된다. 또한, 제1 부분(432)은 지지 구조물(402)의 길이를 따라 이동하도록 조정된다. 또한, 그리퍼(482, 484)는 서로 이격되어 있고, 그리퍼(482, 484) 중 적어도 하나는 반경 방향과 길이 방향 중 적어도 하나에서 제1 관형재를 구동하도록 조정된 동력 구동 요소를 포함할 수 있다. 동력 구동 요소는 동력 롤러를 포함할 수 있다.
도 52를 이제 참조하면, VTHS(400)는, VTHS(400)의 수직 지지 구조물(402)에 정적으로 결합된 제1 툴 시스템(490)과 제2 툴 시스템(492)을 포함할 수 있다. 툴 시스템(490, 492)은 하나 이상의 관형재, 예를 들어 드릴 파이프 또는 케이싱에 작업을 수행하도록 조정된다. 툴 시스템(490, 492)은 토크 렌치, 로봇 아암, 전기 모터, 파이프 랙 시스템 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 제1 툴 시스템(490)은 제1 토크 렌치이고 제2 툴 시스템(492)은 제2 토크 렌치이다. 특정 양태에서, LTH(420)와 UTH(422)는 제1 및 제2 토크 렌치(490, 492) 사이에 원주 방향으로 배치된다.
다른 양태에서, 제1 토크 렌치(490)는 수직 지지 구조물(402)을 따라 제1 위치에 배치되고 제2 토크 렌치(492)는 수직 지지 구조물(402)을 따라 제2 위치에 배치된다. 일 양태에서, 제1 및 제2 위치는 동일한 수직 상승부에 배치된다. 다른 양태에서, 제1 및 제2 위치는 상이한 수직 상승부에 배치된다. 또한, 다른 양태에서, 제1 토크 렌치(490)는, 제1 직경을 갖는 제1 관형재를 수용하도록 조정되고, 제2 토크 렌치는, 제2 직경을 갖는 제2 관형재를 수용하도록 조정된다. 일 양태에서, 제1 직경은 제2 직경과 다르다.
특정 양태에서, LTH(420)와 UTH(422)는 관형재를 핸들링하기 위해 사용될 수 있다. LTH(420) 및 UTH(422)를 사용하여 관형재를 핸들링하는 방법은, 일반적인 수평 배향으로 배치된 제1 관형재를 제1 관형재 핸들러와 체결하는 단계(상기 제1 관형재 핸들러는 지지 구조물에 대해 수직으로 조절 가능함); 제1 관형재를 일반적인 수직 배향으로 재배향하는 단계; 및 상기 지지 구조물에 결합된 제 2 관형재 핸들러와 제1 관형재를 체결하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 제1 관형재 핸들러로부터 제1 관형재를 해제하는 단계; 일반적인 수평 배향으로 배치된 제2 관형재와 제1 관형재 핸들러를 체결하는 단계; 제2 관형재를 일반적인 수직 배향으로 재배향하는 단계; 및 서로에 대해 제 1 및 제2 관형재를 축 방향으로 정렬하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 관형재의 스탠드를 형성하기 위해 제1 및 제2 관형재를 함께 나사식으로 체결하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 제1 및 제2 관형재를 나사식으로 체결하는 단계는, 제1 관형재가 제2 관형재 핸들러와 체결되고 제2 관형제가 제1 관형재 핸들러와 체결된 상태에서 수행될 수 있다. 제1 및 제2 관형재 핸들러 중 적어도 하나는, 반경 방향과 길이 방향 중 적어도 하나에서 제1 또는 제2 관형재를 편향시키도록 조정된 전동 롤러를 포함한다. 상기 방법은, 관형재의 스탠드를 지지 구조물에 결합된 제1 토크 렌치로 이동시키는 단계와 제1 및 제2 관형재를 함께 고정하기 위해 제1 토크 렌치를 체결하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 관형재 스탠드를 제1 토크 렌치로 이동시키는 단계를 수행하여, 관형재 스탠드의 나사산 인터페이스가 제1 토크 렌치와 동일한 수직 상승부에 있도록 한다. 또한, 제1 관형재를 일반적인 수직 배향으로 재배향하는 단계는. 120° 이하, 110° 이하, 100° 이하, 또는 90° 이하로 제1 관형재를 회전시킴으로써 수행된다.
제1 관형재를 제1 관형재 핸들러와 체결하는 단계는, 제1 관형재의 제1 길이 방향 절반이 제1 관형재의 제2 길이 방향 절반보다 지지 구조물에 더 가까운 경우에 수행될 수 있고, 여기서 제1 관형재를 재배향하는 단계가 수행되어 제1 관형재의 제1 길이 방향 절반이 제1 관형재의 제2 길이 방향 절반 위로 수직 상승부에 배치되도록 한다. 특정 양태에서, 제1 관형재 핸들러는 적어도 두 개의 이격된 파지 요소를 갖는 그리퍼를 포함할 수 있고, 제1 관형재를 제1 관형재 핸들러와 체결하는 단계는 상기 적어도 두 개의 파지 요소 중 하나만으로 수행된다.
다른 양태에서, 제1 관형재를 일반적인 수직 배향으로 재배향하는 단계는, 세 개 이상의 회전 피봇 축을 따라 제1 관형재 핸들러의 부분을 피봇시키는 단계를 포함한다. 또한, 제1 관형재를 일반적인 수직 배향으로 재배향하는 단계는, 지지 구조물을 따라 제1 관형재 핸들러를 수직으로 이동시키는 동안에 수행된다. 다른 양태에서, 제1 관형재를 일반적인 수직 배향으로 재배향하는 단계는, 지지 구조물을 따라 제1 관형재 핸들러를 상방으로 이동시키는 동안에 수행된다.
상기 방법은, 제1 관형재를 제2 관형재 핸들러와 체결하기 전에 상기 지지 구조물에 대해 제2 관형재 핸들러를 재위치시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제1 관형재를 제2 관형재 핸들러와 체결하는 단계는, 제1 관형재가 일반적인 수직 배향에 있을 때에 수행될 수 있다.
LTH(420), UTH(422), 또는 이들의 조합은 36 인치 내지 480 인치(두 수치 포함)의 범위의 길이를 갖는 관형재와 체결하도록 조정됨을 이해해야 한다. 또한, LTH(420), UTH(422), 또는 이들의 조합은 5 인치 내지 80 인치(두 수치 포함)의 범위의 직경을 갖는 관형재와 체결하도록 조정된다. 또한, LTH(420), UTH(422), 또는 이들의 조합은 관형 세그먼트, 케이싱, 서브, 파이프, BHA, 또는 이들의 조합과 체결하도록 조정된다.
도 5를 다시 참조하면, 로봇 아암(500)에 관한 세부 사항이 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 로봇 아암(500)은 시추 장비 바닥(506)의 트랙(504) 상에 장착된 베이스(502)를 포함할 수 있다. 트랙(504)은 장비 바닥(506)에 설정된 유정 중심 영역(508)에 인접하게 배치된다. 유정 중심 영역(508)은 장비 바닥(506)의 개구(509)에 의해 정의된 적어도 하나의 시추공을 포함할 수 있다.
트랙(504)은 로봇 아암(500)으로 하여금 관형재 보관 영역(200)을 향해 유정 중심 영역(508) 사이의 거리를 횡단시킬 수 있다(도 2). 특정 양태에서, 로봇 아암(500)은 베이스(502)로부터 연장된 관절형 아암(510)을 포함할 수 있다. 관절형 아암(510)은, 로봇 아암(500)의 베이스(502) 상에 피봇식으로 장착된 제1 부분(512)을 포함할 수 있다. 로봇 아암(500)은, 아암(510)의 제1 부분(512) 내에 배치된 모터(미도시)를 포함할 수 있음을 이해할 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 또한, 모터를 사용하여, 아암(510)의 제1 부분(512)을 통해 수직 연장된 수직 축(514)을 중심으로, 아암(510)의 제1 부분(512)을 회전시킬 수 있다. 수직 축(514)은 장비 바닥(506)에 실질적으로 수직일 수 있다.
특정 양태에서, 로봇 아암(500)과 HTHS(230)는 상호 작용하고 물체를 교환하도록 구성된다. 로봇 아암(500)은 관형재 보관 영역(200)에서 HTHS(230)와 서브-유형 관형재를 교환하도록 구성될 수 있다. 로봇 아암(500)은 후술하는 그리퍼를 포함하고, 그리퍼에 서브-유형 관형재를 유지하고 서브-유형 관형재를 관형재 보관 영역(200)에 있는 HTHS(230)의 그리퍼(280, 282)로 전달시키도록 구성된다.
유정 중심 영역 (508)은 이에 인접한 VTHS(400)를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 시추공은 유정 중심 영역(508)에 인접한 VTHS(400)와 로봇 아암(500) 사이에 배치된다. 로봇 아암(500)은, 유정 중심 영역(508)에 인접한 VTHS(400)와 상호 작용하고 VTHS의 그리퍼(482, 484)와 로봇 아암(500)의 그리퍼 사이에서 적어도 하나의 물체를 교환하도록 구성될 수 있다. 철제 러프 넥(600)은 또한 유정 중심 영역(508)에 인접할 수 있고, 로봇 아암(500)은 철제 러프 넥(600)과 상호 작용하고 물체를 교환하도록 구성될 수 있다.
아암(510)의 제1 부분(512)은 제1 단부 (516)와 제2 단부(518)를 포함할 수 있다 제2 단부(518)는 일반적으로 원통형일 수 있고, 아암(510)의 제2 부분(520)이 여기에 결합될 수 있다. 구체적으로, 아암(510)의 제2 부분(520)은, 제2 세장형 플레이트(524)로부터 이격된 제1 세장형 플레이트(522)를 포함할 수 있다. 각각의 플레이트(522, 524)는 실질적으로 동일하고, 제1 단부(526)와 제2 단부(528)를 포함할 수 있다 아암(510)의 제2 부분(520)의 플레이트(522, 524)의 제1 단부(526)는, 아암(510)의 제1 부분(512)의 제2 단부(518) 주위에 끼워맞춤 되도록 구성된다. 또한, 모터(미도시)는 아암(510)의 제1 부분(512)의 제2 단부(518) 내에 설치될 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 또한, 모터는, 아암(510)의 제1 부분(512)의 제2 단부(518)의 중심(530)을 통해 연장된 축을 중심으로, 아암(510)의 제2 부분(520)을 회전시킬 수 있다. 축은 시추 장비 바닥(506)에 실질적으로 평행하다.
도 5는 또한, 로봇 아암(500)의 관절형 아암(510)이 아암(510)의 제2 부분(520)에 결합된 제3 부분(532)을 추가로 포함할 수 있음을 나타낸다. 구체적으로, 제3 부분(532)은 제1 단부(534)와 제2 단부(536)를 포함할 수 있다. 아암(510)의 제3 부분(532)의 제1 단부(534)는 일반적으로 원통형일 수 있고, 플레이트(522, 524)의 제2 단부(528) 내에 끼워맞춤될 수 있다. 또한, 아암(510)의 제3 부분(532)의 제1 단부(534)는 그 안에 배치된 모터(미도시)을 포함할 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있다. 모터는, 작동되는 경우에, 아암(510)의 제3 부분(532)의 제1 단부(534)의 중심(538)을 통과한 축을 따라 아암의 제2 부분(520)에 대해 아암(510)의 제3 부분(532)을 회전시킬 수 있다. 축은 시추 장비 바닥(506)에 실질적으로 평행하다.
아암(510)은, 아암(510)의 제3 부분(532)의 제2 단부(536)에 결합된 제4 부분(540)을 추가로 포함할 수 있다. 아암(510)은, 아암(510)의 제3 부분(532)의 제2 단부(536) 내에 또는 아암의 제4 부분(540) 내에 모터를 포함할 수 있다. 모터는 서보 모터, 스테퍼 모터 등일 수 있고, 이를 사용하여 아암(510)의 제3 부분(532)에 대해 아암(510)의 제4 부분(540)을 회전시킬 수 있다. 마지막으로, 아암(510)은 아암(510)의 제4 부분(540)에 연결된 그리퍼(542)를 포함할 수 있다. 그리퍼(542)는 본원의 다른 곳에서 설명된 그리퍼와 실질적으로 동일하다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로봇 아암(510)은, 그리퍼(542)를 사용하여 관형재를 적어도 하나의 다른 시스템, 예를 들어 철제 러프 넥(후술됨), 유정 중심 영역 내 또는 근처의 관형재 핸들러(즉, VTHS 400), 관형재 보관 영역의 관형재 핸들러(즉, HTHS 200), 또는 이들의 조합과 교환하도록 구성된다.
로봇 아암(500)의 관절형 아암(510)은, 관형재(즉, 서브)의 특징을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 특징은 관형재의 유형, 관형재의 크기, 관형재의 길이, 관형재의 직경, 관형재의 배향, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 시스템(100)은, 관형재의 특징에 대한 정보를 수신하도록 구성된, 로봇 아암(500)의 관절형 아암(510)의 센서에 연결된 적어도 하나의 논리 장치를 추가로 포함할 수 있다. 논리 장치는, 로봇 아암(500)의 관절형 아암(510)에서 적어도 하나의 다른 시스템으로 관형재를 교환하는 동안에 적어도 하나의 다른 시스템과 통신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 다른 시스템은, 철제 러프 넥(후술됨), 유정 중심 영역 내 또는 근처의 관형재 핸들러(즉, VTHS 400), 관형재 보관 영역의 관형재 핸들러(즉, HTHS 200), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 로봇 아암(500)은 외부 명령 없이 자동 이동을 위해 구성된다.
특정 양태에서, 베이스(502)는, 베이스(502)에 대해 적어도 하나의 아암(510)을 수직 축 중심으로 회전시키도록 구성된, 적어도 하나의 피봇 지점을 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 아암(510)은 베이스(502) 위에 놓인 제1 관절을 포함할 수 있고, 제1 관절은, 실질적으로 수평 연장된 제1 피봇 축을 갖는 제1 피봇 지점을 포함하고 베이스(502)에 대해 아암(510)을 회전시키도록 구성된다. 다른 양태에서, 아암(510)은 제1 관절로부터 이격된 제2 관절을 추가로 포함할 수 있고, 제2 관절은, 실질적으로 수평 연장된 제2 피봇 축을 갖는 제2 피봇 지점을 포함하고 아암의 제2 부분에 대해 아암의 제1 부분을 회전시키도록 구성된다.
다른 양태에서, 아암(510)은 제1 관절 및 제2 관절로부터 이격된 제3 관절을 추가로 포함할 수 있고, 제3 관절은, 적어도 하나의 아암의 일부분을 따라 연장된 제3 피봇 축을 갖는 제3 피봇 지점을 포함하고 아암(510)의 제2 부분에 대해 아암의 제3 부분을 회전시키도록 구성된다. 아암(510)은 제1 관절, 제2 관절, 및 제3 관절로부터 이격된 제4 관절을 추가로 포함할 수 있고, 제4 관절은, 적어도 하나의 아암의 일부분을 따라 연장된 제4 피봇 축을 갖는 제4 피봇 지점을 포함하고 아암의 제3 부분에 대해 아암의 제4 부분을 회전시키도록 구성된다.
로봇 아암(500)을 사용하여 지하 작업을 수행할 수 있다. 이 방법은, 유정 중심 영역과 관형재 보관 영역 사이에서 로봇 아암으로 관형재를 이동시키는 단계를 포함할 수 있고, 로봇 아암은 유정 중심 영역과 관형재 보관 영역 사이의 거리의 적어도 일부를 횡단하도록 구성된다. 일 양태에서, 이동 단계는 유정 중심 영역에서 관형재를 체결하는 단계를 포함한다. 다른 양태에서, 이동 단계는 관형재 보관 영역에서 관형재를 체결하는 단계를 포함한다. 또 다른 양태에서, 이동 단계는 관형재 보관 영역 근처에서 관형재를 체결하는 단계를 포함한다.
체결 단계는, 그리퍼에서 관형재의 전체 무게를 지지하도록 로봇 아암의 그리퍼로 관형재를 파지하는 단계를 포함한다. 이동 단계는 또한, 로봇 아암의 제1 피봇 지점, 제2 피봇 지점, 제3 피봇 지점 또는 제4 피봇 지점 중 적어도 하나를 중심으로 로봇 아암을 회전시켜 관형재의 위치에 대해 체결하는 동안 관형재의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 이동 단계는, 유정 중심 영역과 관형재 보관 영역 사이에서 장비 바닥을 따라 거리를 횡단하는 단계를 포함할 수 있고, 횡단 단계는, 트랙 상에서 장비 바닥의 일부를 따라 로봇 아암을 이동시키는 단계를 포함한다. 다른 양태에서, 이동 단계는, 철제 러프 넥, 유정 중심 영역의 관형재 핸들링 시스템, 관형재 보관 영역의 관형재 핸들링 시스템, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 시스템과 관형재를 교환하는 단계를 포함할 수 있다. 교환 단계는, 로봇 아암의 그리퍼에 있는 관형재를 체결하는 단계; 적어도 하나의 다른 시스템의 일부 내에 관형재를 체결하는 단계; 적어도 하나의 다른 시스템이 관형재를 적절하게 체결했는지 확인하는 단계; 및 전체 관형재를 적어도 하나의 다른 시스템으로 이송하기 위해 로봇 아암의 그리퍼를 해제하는 단계를 포함한다. 로봇 아암의 그리퍼에 관형재를 체결하는 단계는, 관형재의 적어도 하나의 특징을 감지하는 단계를 포함하되, 상기 특징은 관형재의 유형, 관형재의 크기, 관형재의 직경, 관형재의 배향 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택된다.
방법은, 관형재를 체결하지 않는 경우에 로봇 아암을 휴지 위치 또는 중립 위치에 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 휴지 위치에서, 로봇 아암은, 관형재를 체결하는 경우의 용적 공간 프로파일에 비해 용적 공간 프로파일을 더 적게 유지할 수 있다. 또한, 휴지 위치에서 로봇 아암은 용적 공간 프로파일을 최소화하여 다른 시스템이 충돌없이 로봇 아암 주위를 이동할 수 있는 용적을 증가시킨다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 추가로 포함한다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 두 개의 관형재를 함께 결합하고 조일 수 있다. 대안적으로, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 두 개의 관형재를 서로 분리할 수 있다. 철제 러프 넥(600)의 예시는, 2012년 8월 7일에 출원되고 미국 공개 번호 제2014/0305265호로 공개된 특허 출원 제14/237,013호에 상세히 설명되어 있다. 제2014/0305265호 출원은 본원에 전체가 참조로 포함된다.
시스템(100)이, 엘리베이터(850)를 포함할 수 있는 상부 구동 시스템(TDS)을 또한 포함할 수 있음을 도 8이 나타내고 있다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, TDS(800)와 엘리베이터(850)를 사용하여 관형재를 시추공으로 내리거나 시추공으로부터 관형재를 회수할 수 있다.
독립 및 동시 작업
HTHS(230), VTHS(400), 트랙 장착 로봇 아암(500), 철제 러프 넥(600), 및 TDS(800)는 서로 독립적으로 작동할 수 있지만 동시에 서로 협력하여 작동할 수 있음을 이해해야 한다. 아래에 설명된 다양한 모드 작업은 수많은 단계를 나열하고, 이는 HTHS(230), VTHS(400), 트랙 장착 로봇 아암(500), 철제 러프 넥(600), 및 TDS(800)에 의해 수행될 수 있다. 이들 단계의 대부분은 본질적으로 동시에 수행되며 기존 시추 작업과 비교되는 경우, 시간을 상당히 절약한다. 이하 설명하는 동안에, 동시에 또는 본질적으로 동시에 수행할 수 있는 단계에 대한 표시가 있다. 많은 경우에 있어서, 단계는 또한 서로 중첩된다. 즉, TDS(800)를 하강시키는 것과 같이 긴 단계 동안에, VTHS(400), 로봇 아암(500), 철제 러프 넥(600) 및 TDS(800)는 수많은 다른 단계를 수행할 수 있다. 이들 다른 단계는, TDS(800)를 하강시키는 단계와 동일한 수행 시간을 필요로 하지 않을 수 있지만, 이들은, TDS(800)가 하강되는 동안에 시스템(100)의 다양한 구성 요소를 작동하면서 가장 효율적인 시간 사용을 제공하도록 수행된다. 예를 들어, TDS(800)가 드릴 파이프를 유정으로 구동하는 동안에, HTHS(230)는 수평 드릴 파이프 랙에서 다른 드릴 파이프(206)를 회수할 수 있고, VTHS(400)는, 드릴 파이프가 HTHS(230)에 의해 관형재 보관 영역으로부터 유정 중심 영역(508)으로 연장될 시 HTHS(230)로부터 드릴 파이프를 회수하기 위한 위치로 이동할 수 있다 이하의 다양한 예시 동작 방법에 대한 설명은, 동시에 수행될 수 있는 단계에 대해 가능한 한 많은 표기법을 포함한다. 이것은 포괄적이 아니고 제한적인 것으로도 간주되지 않음을 이해해야 한다. 아래에 나열된 (또는 나열되지 않았지만 시스템(100)에 의해 수행될 수 있는) 단계의 다양한 다른 조합이 동시에 또는 본질적으로 동시에 또는 중첩 기간 중에 수행될 수도 있다.
지하 작업을 수행하는 방법
도 168 내지 도 191을 이제 참조하면, 지하 작업을 수행하는 방법(16800)을 도시한 일련의 흐름도가 나타나 있다. 이들 흐름도의 설명 전체 내내, 도 1 내지 도 167에 나타난 요소를 참조한다. 참조된 요소는 흐름도 단계에 언급된 특정 작업 또는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 특정 도면이 참조된 괄호 표기법이 있을 수 있다. 이들 괄호 표기법은 특정 도면(도 1 내지 도 167)을 나타내고, 여기서 특정 작업 또는 기능의 수행을 도시한다. 참조된 요소 및 도면은 예시이며 시스템(100)은 작동 또는 기능을 수행하는 인용된 특정 요소에만 제한되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 참조된 임의의 도면은 특정 단계의 수행이 어떻게 나타날 수 있는지에 대한 예를 제공하며 단계가 수행될 수 있는 유일한 방식으로서 제한하고자 하는 의도가 아니다. 또한, 일부 단계는 도면에 나타나지 않을 수 있다.
단계(16802)에서 시작하여, 시스템(100)은 로봇 아암(500)을 유정 중심 영역(508)에 인접한 위치로 이동시킬 수 있다(도 5). 단계(16804)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500) 상의 그리퍼(542)를 사용하여 유정 중심 커버를 제거할 수 있다(도 9). 또한, 단계(16805)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)을 중립 위치 또는 휴지 위치로 복귀시킬 수 있고, 여기서 로봇 아암(500)은 유정 커버를 바닥에 배치할 수 있다.
시스템(100)이 로봇 아암(500)을 사용하여 단계(16802) 내지 단계(16805)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 단계(16806) 내지 단계(16904) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 구체적으로, 단계(16806)에서, 시스템(100)은, 수평 BHA 보관 랙(208) 위의 위치로 제1 수평 축을 따라 제1 방향으로 수평 관형재 핸들링 시스템(HTHS)(230)을 이동시킬 수 있다(도 10). 제1 방향은 수평 BHA 보관 랙(208)을 향함을 이해해야 한다. 그 후, 시스템(100)은, 제1 수평 축에 수직인 제2 수평 축을 따르는 제2 방향으로 HTHS(230)의 브릿지(232)를 따라 HTHS(230)의 횡단 부재(242)를 이동시킬 수 있다(도 11). 단계(16810)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 아래로 그리고 HTHS(230)의 브릿지로부터 바깥쪽으로 회전시킬 수 있다(도 11). 또한, 단계(16812)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼(280)와 제2 그리퍼(280)를 개방할 수 있다(도 11). 단계(16810) 및 단계(16812)는 동시에 수행될 수 있다.
단계(16814)에서, 시스템(100)은 제1 및 제2 그리퍼(280, 280)를 BHA(210) 주위의 위치로 이동시켜 제1 그리퍼(280)가 BHA(210)의 원위 단부 근처에 있도록 할 수 있다(도 11). 그 다음, 단계(16816)에서, 시스템(100)은 BHA(210) 주위의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다. 단계(16818)에서, 시스템(100)은 BHA(210)가 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(16820)에서, 그리퍼(280, 282)가 체결되지 않으면, 방법(16800)은 단계(16822)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 그리퍼(280, 282)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(16800)은 단계(16818)로 복귀하고 설명된 대로 진행할 수 있다. 단계(16820)에서, 그리퍼(280, 282)가 체결된 경우, 방법(16800)은 단계(16824)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 BHA 보관 랙(208)에서 BHA(210)를 회수할 수 있다(도 12).
그 후, 방법(16800)은 도 169의 단계(16902)로 계속할 수 있고, 시스템(100)은, HTHS(230)를 수평 BHA 보관 랙(208)에서 멀리 수평 이송 위치를 향해 제1 수평 축을 따라 제2 방향으로 이동시킬 수 있다(도 12). 단계(16904)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 사용하여 BHA(210)를 약 180도 회전시킬 수 있다(도 13). 단계(16902) 및 단계(16904)는 동시에 수행될 수 있다. 단계(16906)에서, 시스템(100)은 BHA(210)를 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 13).
시스템(100)이 HTHS(230)을 사용하여 단계(16902) 내지 단계(16906)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 VTHS(400)을 사용하여 단계(16908) 내지 단계(16912)를 수행할 수 있다. 특히, 단계(16908)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 13). 또한, 단계(16910)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 14). 단계(16912)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있고(도 14), 단계(16914)에서, 시스템(100)은, BHA(210)의 중심과 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282) 중 하나에 걸쳐있는 BHA(210) 주위로 그리퍼(482, 484)를 이동시킬 수 있다(도 14).
단계(16916)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼를 폐쇄할 수 있다. 단계(16918)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 BHA(210)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(16920)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 BHA(210)와 체결되지 않는 경우에, 방법(16800)은 단계(16922)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(16918)로 복귀하고 설명된 대로 진행할 수 있다. 그렇지 않다면, 단계(16920)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 BHA(210)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 도 170의 단계(17002)로 진행할 수 있다.
단계(17002)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 및 제2 그리퍼(280, 282)를 개방할 수 있다. 다음으로, 단계(17004)에서, 시스템(100)은 BHA(210)를 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다(도 15). 단계(17006)에서, 시스템(100)은 BHA(210)를 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다(도 15). 단계(17008)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있다. 또한, 단계(17010)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 시스템(100)은, 단계(17006)를 수행하면서 단계(17008) 및 단계(17010)를 수행할 수 있다.
단계(17012)에서, 시스템(100)은, BHA(210)와 VTHS(400)의 LTH(420)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 멀티-링크 아암(430)을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다. 단계(17014)에서, 시스템(100)은 BHA(210)를 유정 중심 개구와 정렬시킬 수 있다(도 16). 단계(17016)로 이동하면, 시스템(100)은 BHA(210)를 유정 중심 개구 위에 유지한다(도 16). 단계(17018)에서, 시스템(100)은 유정 중심 개구와 정렬된 제3 수직 축을 따라 상부 구동 시스템(TDS(800))을 하강시킬 수 있다(도 17). 단계(17020)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다(도 17). 또한, 단계(17022)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 BHA(210)의 상단 주위로 이동시킬 수 있다(도 17). 그 후, 방법(16800)은 도 171의 단계(17102)로 이동할 수 있다. 시스템(100)은, 단계(17012) 내지 단계(17016)를 수행하면서 단계(17018) 및 단계(17020)를 수행할 수 있다.
단계(17102)에서, 시스템(100)은 BHA(210)의 상단 주위에서 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 폐쇄시켜 BHA(210)를 체결할 수 있다(도 18). 단계(17104)에서, 시스템(100)은, BHA(210)의 하단이 유정 중심 개구를 통해 연장될 때까지 TDS(800)와 VTHS(400)의 LTH(420)를 아래쪽 방향으로 이동시킬 수 있다(도 20). 단계(17106)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850)가 BHA(210)와 체결되는 것을 확인할 수 있다(즉, 손떨림을 수행). 엘리베이터(850)가 BHA(210)와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(17110)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 BHA(210)와 재체결할 수 있다. 그 후, 방법(16800)은 단계(17106)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 반대로, 단계(17108)에서, 엘리베이터(850)가 BHA(210)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(17112)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 상의 그리퍼를 개방할 수 있다(도 21). 단계(17114)에서, 시스템(100)은 BHA(210)를 TDS(800)의 엘리베이터(850)로 이송시킬 수 있다. 단계(17116)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 후퇴시킬 수 있다(도 22). 단계(17118)로 이동하면, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다(도 22). 단계(17120)에서, 시스템(100)은 BHA(210)를 유정 중심 개구에서 잠글 수 있다. 그 후, 단계(17122)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다. 단계(17124)에서, 시스템(100)은 BHA(210)를 해제할 수 있다. 또한, 단계(17126)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)으로부터 멀리 상승시킬 수 있다(도 23). 그 다음, 방법(16800)은 도 172의 단계(17202)로 진행할 수 있다.
시스템(100)이 단계(17118) 내지 단계(17126)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 VTHS(400)를 사용하여 단계(17202) 내지 단계(17218) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 또한, 실질적으로 동시에, 시스템(100)은 로봇 아암(500)을 사용하여 단계(17220) 내지 단계(17306) 중 하나 이상을 수행할 수 있고, 시스템(100)은 HTHS(230)를 사용하여 단계(17308)와 단계(17310)를 수행할 수 있다. 특히, 단계(17202)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)를 수직 구조물을 따라 위쪽으로 이동시킬 수 있다(도 22). 단계(17204)에서, 시스템(100)은, LTH(420)의 아암(430)을 수직 관형재 보관 랙(702)을 향해 제2 수직 축 중심으로 회전시킬 수 있다(도 22). 또한, 단계(17206)에서, 시스템(100)은 LTH(420)의 아암(430)을 수직 관형재 보관 랙(702)으로 그리고 드릴 파이프(206) 주위로 연장시킬 수 있다(도 22). 단계(17208)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다(도 22). 그 후에, 단계(17210)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)가 드릴 파이프(206)와 체결되는지 확인할 수 있다. 그리퍼(482, 484)가 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(17214)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 후, 시스템(100)은 단계(17210)로 진행하고 설명된 대로 계속할 수 있다.
한편, 단계(17212)에서, 그리퍼(482, 484)가 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(17216)로 계속할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)를 사용하여 수직 관형재 보관 랙(702)으로부터 드릴 파이프(206)를 회수할 수 있다(도 24). 그 다음, 단계(17218)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)의 나사산을 도펀트 용기에 넣을 수 있다(도 25).
단계(17220)를 진행하면서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)의 그리퍼(542)를 개방할 수 있다(도 23). 그 다음, 단계(17224)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)의 그리퍼(542)를 BHA(210)에 부착된 서브 주위로 이동시킬 수 있다(도 24). 단계(17224)에서, 시스템(100)은 BHA(210)에 부착된 서브 주위에서 로봇 아암(500)의 그리퍼(542)를 폐쇄할 수 있다(도 25). 그 다음, 방법(16800)은 도 173의 단계(17302)로 진행할 수 있다.
도 173의 단계(17302)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)의 그리퍼(542)를 사용하여 BHA(210)에서 서브를 분리할 수 있다(도 25). 단계(17304)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)을 관형 부재 수평 보관 영역을 향해 이동시킬 수 있다(도 26). 단계(17306)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)을 사용하여 서브를 수직 위치에서 수평 위치로 회전시킬 수 있다(도 27). 단계(17308)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280)를 개방할 수 있다(도 26). 또한, 단계(17310)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280)를 시추공 영역(300) 내로 연장시킬 수 있다(도 26). 단계(17312)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)을 사용하여 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼 내로 서브를 삽입할 수 있다(도 27). 단계(17314)에서, 시스템(100)은 서브 주위에서 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다(도 28). 그 후, 단계(17318)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280)가 서브와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(17318)에서, 그리퍼(280)가 서브와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(17320)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 그리퍼(280)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(16800)은 단계(17316)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(17320)에서, 그리퍼(280)가 서브와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(17322)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 서브를 HTHS(230)의 아암(244)으로 이송시킬 수 있다(도 29). 그 후, 단계(17324)에서, 시스템(100)은 로봇 아암(500)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 30). 시스템(100)이 로봇 아암(500)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시키는 동안에, 시스템(100)은 HTHS(230)를 사용하여 단계(17326) 내지 단계(17406)를 수행할 수 있다. 특히, 단계(17326)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 사용하여 서브를 수직 위치로 회전시킬 수 있다(도 30).
그 다음, 방법(16800)은 도 176의 단계(17402)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 HTHS(230)를 사용하여 서브를 수평 관형 부재 보관 영역으로 이동시킬 수 있다(도 31). 단계(17404)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)를 사용하여 관형재 보관 영역(200)의 수직 보관 랙 상으로 서브를 하강시킬 수 있다(도 32). 단계(17406)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 단계(17326) 내지 단계(17406) 동안에 설명된 대로 시스템(100)이 HTHS(230)를 이동시키는 동안에, 시스템(100)은 단계(17408) 내지 단계(17414)를 수행할 수 있다. 단계(17408)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)과 드릴 파이프(206)를 유정 중심 위의 위치로 회전시킬 수 있다(도 26). 단계(17410)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심과 드릴 파이프(206) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 27). 단계(17412)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 사용하여 드릴 파이프(206)를 BHA(210)에 결합시킬 수 있다(도 28). 단계(17414)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 드릴 파이프(206)를 조일 수 있다(도 30).
단계(17416)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 32). 시스템(100)이 철제 러프 넥(600)을 중립 위치로 복귀시키는 동안, 시스템(100)은 단계(17418)에서 유정 중심 영역(508)을 향해 TDS(800)를 하강시킬 수 있다(도 33). 또한, 시스템(100)이 TDS(800)를 하강시키는 동안, 시스템(100)은 VTHS(400)로 단계(17420) 내지 단계(17510)를 수행할 수 있다. 구체적으로, 단계(17420)에서, 시스템(100)은, LTH(420)의 아암(430)을 수직 관형재 보관 영역(200)을 향해 제2 수직 축 중심으로 회전시킬 수 있고(도 33), 단계(17422)에서, 시스템(100)은 LTH(420)의 아암(430)을 수직 관형재 보관 랙 영역(200)으로 그리고 다음 드릴 파이프(206) 주위로 연장시킬 수 있다(도 33). 그 다음, 단계(17424)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다(도 33).
도 184의 단계(17502)로 진행하면서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는지 확인할 수 있다. 그 다음, 단계(17504)에서, 그리퍼(482, 484)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(17506)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(17502)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(17504)로 돌아가면, 그리퍼(482, 484)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(17508)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)를 사용하여 수직 관형재 보관 영역(200)으로부터 다음 드릴 파이프(206)를 회수할 수 있다(도 33). 그 다음, 단계(17510)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 나사산을 도펀트 용기에 넣을 수 있다(도 34). 또한, 단계(17511)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)으로부터 멀리 상승시킬 수 있다.
단계(17511)에서, 시스템(100)이 TDS(800)를 상승시키는 동안에, 단계(17512)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)과 드릴 파이프(206)를 이전 드릴 파이프(206) 위의 위치로 회전시킬 수 있고(도 36), 단계(17514)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심, 이전 드릴 파이프(206), 및 다음 드릴 파이프(206) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 37). 단계(17516)로 이동하면, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)를 사용하여 다음 드릴 파이프(206)를 이전 드릴 파이프(206)에 결합시킬 수 있다(도 38). 단계(17518)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 드릴 파이프(206)를 조일 수 있다(도 40). 단계(17519)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(230)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 그 후, 시스템(100)이 철제 러프 넥을 중립 위치로 복귀시키는 동안, 단계(17520)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 제1 수평 축을 따라 제1 방향으로 관형재 보관 영역(200)의 수직 보관 랙(216)과 정렬된 위치로 이동시킬 수 있다.
그 다음, 방법(16800)은 도 176의 단계(17602)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은, 제1 수평 축에 수직인 제2 수평 축을 따르는 제2 방향으로 HTHS(230)의 브릿지를 따라 HTHS(230)의 횡단 부재(242)를 이동시킨다(도 40). 단계(17604)에서, 시스템(100)은, 아암(244)이 실질적으로 수직일 때까지 HTHS(230)의 아암(244)을 아래로 그리고 HTHS(230)의 브릿지로부터 바깥쪽으로 회전시킬 수 있다(도 40). 단계(17606)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼(280)를 개방할 수 있다(도 40). 단계(17608)에서, 시스템(100)은 제1 그리퍼(280)를 수직 보관 랙(216)에 보관된 서브 주위의 위치로 이동시킬 수 있다(도 40). 또한, 단계(17610)에서, 시스템(100)은 서브 주위에서 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼를 폐쇄할 수 있다(도 41). 단계(17612)에서, 시스템(100)은 수직 보관 랙(216)에서 서브를 회수할 수 있다(도 41). 단계(17614)에서, 시스템(100)은, 서브가 실질적으로 수평이 될 때까지 HTHS(230) 상의 아암을 회전시킬 수 있다. 단계(17616)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 향해 제1 수평 축을 따라 HTHS(230)를 이동시킬 수 있다. 또한, 단계(17618)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)과 서브를 시추공 영역 내(300)로 연장시킬 수 있다.
시스템(100)이 단계(17520) 내지 단계(17618)에서 설명된 바와 같이 HTHS(230)를 이동시키는 동안, 시스템(100)은 단계(17619)와 단계(17620)에서 TDS(800)를 다음 드릴 파이프와 체결할 수 있고, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다. 단계(17621)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역을 향해 하강시킬 수 있다. 시스템(100)이 TDS(800)를 하강시키는 동안, 시스템(100)은 VTHS(400)로 단계(17622) 내지 단계(17712) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 단계(17622)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 42). 그 다음, 방법(16800)은 도 177의 단계(17702)로 계속할 수 있다.
단계(17702)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)를 개방할 수 있다(도 42). 단계(17704)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)상의 제1 그리퍼(280)에 인접한 서브 주위로 VTHS(400)의 LTH(420) 상의 제1 그리퍼(482)를 이동시킬 수 있다(도 42). 단계(17706)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(280)를 폐쇄할 수 있다. 단계(17708)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 BHA(210)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(17710)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 BHA(210)와 체결되지 않는 경우에, 방법(16800)은 단계(17712)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 제1 그리퍼(482)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(17708)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 한편, 단계(17710)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 BHA(210)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(17714)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼를 개방할 수 있다. 또한, 단계(17716)에서, 시스템은 서브를 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다. 단계(17718)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있다. 또한, 단계(17720)에서, 시스템(100)은 서브를 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다. 단계(17722)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 단계(17718)에서, 시스템(100)은 HTHS의 아암을 후퇴시킬 수 있고, 단계(17720)를 수행하면서, 단계(17722)에서 HTHS를 중립 위치로 복귀시킬 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 도 178로 진행할 수 있다.
단계(17802)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)과 서브를 도펀트 용기 위의 위치로 연장시킬 수 있다. 단계(17804)에서, 시스템(100)은 서브의 나사산을 도펀트 용기에 넣을 수 있다(도 43). 단계(17802) 및 단계(17804)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 단계(17806)에서 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있고, 단계(17808)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)를 해제할 수 있다. 또한, 단계(17802) 및 단계(17804)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 단계(17810)에서 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)으로부터 멀리 상승시킬 수 있다(도 44).
단계(17810)에서 TDS(800)를 상승시키는 동안, 시스템(100)은 단계(17812) 내지 단계(17821) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 구체적으로, 단계(17812)에서, 시스템(100)은 서브를 도펀트 용기 밖으로 상승시킬 수 있다(도 44). 단계(17814)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)와 서브를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 멀티-링크 아암(430)을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다. 그 후, 단계(17816)에서, 시스템(100)은 서브를 유정 중심 개구 및 이전 드릴 파이프(206)와 정렬시킬 수 있다(도 45). 단계(17818)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심과 드릴 파이프(206) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 45). 또한, 단계(17820)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482)를 사용하여 서브를 이전 드릴 파이프(206)에 결합시킬 수 있다(도 46). 시스템(100)은, 단계(17812, 17814, 17816, 및 17820) 중 하나 이상을 VTHS(230)로 수행하는 동안에, 단계(17818)에서 철제 러프 넥(600)을 연장시킬 수 있다.
단계(17821)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482)로부터 서브를 해제할 수 있다. 단계(17822)에서, 시스템(100)은, 서브로부터 아암(430) 상의 그리퍼(482)를 해제하는 동안에 철제 러프 넥(600)을 사용하여 드릴 파이프(206)를 조일 수 있다(도 48). 단계(17824)로 이동하면, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 49).
도 179의 단계(17902)로 진행하면서, 철제 러프 넥(600)을 중립 위치로 복구시키는 동안, 단계(17824)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 수직 관형재 보관 랙(700)을 향해 회전시킬 수 있다. 단계(17904)에서, 시스템(100)은 수직 지지대를 따라 VTHS(400)의 LTH(420) 와 UTH(422)를 위쪽으로 이동시킬 수 있다. 또한, 단계(17906)에서, 시스템(100)은 LTH(420)의 아암(430)과 UTH(422)의 아암을 수직 이송 위치로 이동시킬 수 있다. 단계(17908)에서, 시스템(100)은 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼, 그리고 UTH(422)의 아암 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼를 개방할 수 있다. 단계(17910)에서, 시스템(100)은 LTH(420)와 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 수직 관형재 보관 영역(200)으로 그리고 다음 드릴 파이프(206) 주위로 연장시킬 수 있다(도 49). 또한, 단계(17912)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다(도 49). 단계(17914)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는지 확인할 수 있다. 단계(17916)에서, 그리퍼(482, 484)가 체결되지 않으면, 방법(16800)은 단계(17918)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(16800)은 단계(17914)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(17916)에서, 그리퍼(482, 484)가 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(17920)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)를 사용하여 수직 관형재 보관 영역(200)으로부터 다음 드릴 파이프(206)를 회수할 수 있다(도 49). 그 후, 단계(17922)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 수직 지지 부재를 향해 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을 후퇴시킬 수 있다(도 50). 그 다음, 방법(16800)은 도 180으로 이동할 수 있다.
도 180의 단계(18002)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 도펀트 용기를 향해 회전시킬 수 있다(도 51). 단계(18004)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을, VTHS(400)의 수직 지지 부재로부터 멀리, 그리고 다음 드릴 파이프(206)가 도펀트 용기와 정렬된 위치로, 연장시킬 수 있다(도 51). 그 후, 단계(18006)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 나사산을 도펀트 용기에 넣을 수 있다. 단계(18008)에서, 시스템(100)은 도펀트 용기 밖으로 다음 드릴 파이프(206)를 상승시킬 수 있다. 단계(18010)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)와 다음 드릴 파이프(206)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 아암을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다(도 52). 또한, 단계(18012)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)를 유정 중심 개구 및 이전 드릴 파이프(206)와 정렬시킬 수 있다. 단계(18014)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심, 다음 드릴 파이프(206) 및 이전 드릴 파이프(206) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 52). 단계(18016)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 사용하여 다음 드릴 파이프(206)를 이전 드릴 파이프(206)에 결합시킬 수 있다. 시스템(100)은, 단계(18008, 18010, 18012, 및 18016) 중 하나 이상을 VTHS(230)로 수행하는 동안에, 단계(18014)에서 철제 러프 넥(600)을 연장시킬 수 있다. 단계(18018)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 상단을 향해 TDS(800)를 하강시킬 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 도 181로 진행할 수 있다.
단계(18102)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다(도 53). 그 다음, 단계(18104)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 BHA(210)의 상단 주위로 이동시킬 수 있다(도 53). 단계(18106)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 상단 주위에서 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 폐쇄할 수 있다(도 54). 단계(18108)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(18110)에서, 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(18112)로 이동할 수 있고 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 다음 드릴 파이프(206)와 재체결할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(18108)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 시스템(100)은, VTHS(400) 및 철제 러프 넥(600)으로 단계(18008) 내지 단계(18016) 중 하나 이상을 수행하는 동안에, TDS(800)로 단계(18018) 내지 단계(18112) 중 하나 이상을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
단계(18110)로 돌아가면, 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(18114)로 계속할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422) 상의 그리퍼(482, 484)를 개방할 수 있다(도 55). 단계(18116)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 드릴 파이프(206)를 조일 수 있고(도 55), 이는, 시스템(100)이 단계(18114)를 수행하는, 본질적으로 동일한 시간대이다. 단계(18118)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)를 TDS(800)의 엘리베이터(850)로 이송시킬 수 있다(도 55). 단계(18120)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을 후퇴시킬 수 있고(도 55), 그리고 본질적으로 동일한 시간에, 단계(18122)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 56). 단계(18124)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다(도 57).
단계(18124)에서 TDS(800)를 하강시키는 동안, 시스템(100)은 단계(18202) 내지 단계(18222) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 도 182의 단계(18202)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 수직 관형재 보관 랙(702)을 향해 회전시킬 수 있다(도 58). 단계(18204)에서, 시스템(100)은 수직 지지대를 따라 VTHS(400)의 LTH(420) 와 상부 관형재 핸들러(UTH)(422)를 위쪽으로 이동시킬 수 있다. 단계(18206)에서, 시스템(100)은 LTH(420)의 아암(430)과 UTH(422)의 아암을 수직 이송 위치로 이동시킬 수 있다. 단계(18208)에서, 시스템(100)은 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484), 그리고 UTH(422)의 아암 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있다. 단계(18210)에서, 시스템(100)은 LTH(420)와 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 수직 관형재 보관 영역(200)으로 그리고 다음 드릴 파이프(206) 주위로 연장시킬 수 있다. 또한, 단계(18212)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(420)의 아암 상의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다. 단계(18214)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는지 확인할 수 있다. 단계(18216)에서, 그리퍼(482, 484)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(18218)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(18214)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다.
단계(18216)로 돌아가면, 그리퍼(482, 484)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(18220)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)를 사용하여 수직 관형재 보관 영역(200)으로부터 다음 드릴 파이프(206)를 회수할 수 있다. 단계(18222)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 수직 지지 부재를 향해 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을 후퇴시킬 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 도 183으로 진행할 수 있다.
단계(18300)에서, 시스템(100)은 TDS(800)로부터 다음 드릴 파이프를 해제할 수 있다. 또한, 단계(18301)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)으로부터 멀리 상승시킬 수 있다. 시스템(100)이 TDS(800)를 상승시킬 시, 시스템(100)은 VTHS(400)로 단계(18302 내지 18312) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 단계(18302)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 도펀트 용기를 향해 회전시킬 수 있다(도 58). 단계(18304)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을, VTHS(400)의 수직 지지 부재로부터 멀리, 그리고 다음 드릴 파이프(206)가 도펀트 용기와 정렬된 위치로, 연장시킬 수 있다(도 58). 단계(18306)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 나사산을 도펀트 용기에 넣을 수 있다. 단계(18308)에서, 시스템(100)은 도펀트 용기 밖으로 다음 드릴 파이프(206)를 상승시킬 수 있다. 단계(18310)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)와 다음 드릴 파이프(206)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 아암을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다(도 59). 단계(18312)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)를 유정 중심 개구 및 이전 드릴 파이프(206)와 정렬시킬 수 있다(도 59). 단계(18314)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심, 다음 드릴 파이프(206) 및 이전 드릴 파이프(206) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 59). 시스템(100)은, 단계(19310 및 18312)를 VTHS(400)로 수행하는 동안에, 단계(18314)에서 철제 러프 넥(600)을 연장시킬 수 있다. 단계(18316)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)를 사용하여 다음 드릴 파이프(206)를 이전 드릴 파이프(206)에 결합시킬 수 있다(도 59). VTHS(400)로 단계(18316)를 수행하는 동안, 시스템(100)은 또한 단계(18318) 내지 단계(18412) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 단계(18318)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 상단을 향해 TDS(800)를 하강시킬 수 있다.
도 184의 단계(18402)로 진행하면서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다. 단계(18404)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(210)의 상단 주위에 엘리베이터(850)를 이동시킬 수 있다. 단계(18406)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 상단 주위에서 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 폐쇄할 수 있다. 또한, 단계(18408)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(18410)에서, 시스템이, TDS(800)의 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되지 않음을 확인하는 경우, 방법(16800)은 단계(18412)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850)를 다음 드릴 파이프(206)와 재체결할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(18408)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(18410)로 돌아가면, 시스템(100)이, TDS(800)의 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결됨을 확인하는 경우, 방법(16800)은 단계(18414)로 계속할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422) 상의 그리퍼(482, 484)를 개방할 수 있다. 단계(18416)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)를 TDS(800)의 엘리베이터(850)로 이송시킬 수 있다. 단계(18418)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을 후퇴시킬 수 있다. 그 다음, 단계(18420)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 드릴 파이프(206)를 조일 수 있다. 단계(18422)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 또한, 단계(18424)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다. 시스템(100)은, 철제 러프 넥을 중립 위치로 복귀시키면서 TDS(800)의 하강을 시작할 수 있음을 이해할 수 있다. 단계(18426)에서, 시스템(100)은 TDS로부터 드릴 파이프를 해제할 수 있다. 또한, 단계(18428)에서, 시스템(100)은 TDS를 유정 중심 영역으로부터 멀리 상승시킬 수 있다.
시스템(100)이 단계(18424) 내지 단계(18428)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 단계(18502) 내지 단계(18604) 중 하나 이상을 또한 수행할 수 있다. 특히, 도 185의 단계(18502)에서, 시스템(100)은, 수평 드릴 파이프(206) 랙 위의 위치로 제1 수평 축을 따라 제1 방향으로 HTHS(230)를 이동시킬 수 있다. 단계(18504)에서, 시스템(100)은, 제1 수평 축에 수직인 제2 수평 축을 따르는 제2 방향으로 HTHS(230)의 브릿지를 따라 HTHS(230)의 횡단 부재(242)를 이동시킬 수 있다. 단계(18506)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 아래로 그리고 HTHS(230)의 브릿지로부터 바깥쪽으로 회전시킬 수 있다. 단계(18508)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼(280)와 제2 그리퍼(282)를 개방할 수 있다. 또한, 단계(18510)에서, 시스템(100)은 제1 및 제2 그리퍼(280, 282)를 드릴 파이프(206) 주위의 위치로 이동시켜 제1 그리퍼(280)가 드릴 파이프(206)의 원위 단부 근처에 있도록 할 수 있다. 단계(18512)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206) 주위에서 그리퍼(280, 282)를 폐쇄할 수 있다. 단계(18514)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)가 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(18516)에서, 드릴 파이프(206)가 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(18518)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(280, 282)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(16800)은 단계(18514)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(18516)로 돌아가면, 드릴 파이프(206)가 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(18520)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 수평 드릴 파이프(206) 보관 랙으로부터 드릴 파이프(206)를 회수할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 도 186의 단계(18602)로 계속할 수 있다.
단계(18602)에서, 시스템(100)은 수평 드릴 파이프(206) 보관 랙으로부터 멀리 제1 수평 축을 따라 제2 방향으로 HTHS(230)를 이동시킬 수 있다. 단계(18604)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 사용하여 드릴 파이프(206)를 180도 회전시킬 수 있다.
단계(18606)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)를 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 61). HTHS(230)로 단계(18606)를 수행하는 동안, 시스템(100)은 단계(18606) 내지 단계(18622) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 단계(18608)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 60). 단계(18610)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 61). 단계(18612)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있다(도 61). 단계(18614)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282) 중 하나에 걸쳐있는 드릴 파이프(206) 주위로 그리퍼(482, 484)를 이동시킬 수 있다(도 62). 단계(18616)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼를 폐쇄할 수 있다. 또한, 단계(18618)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 드릴 파이프(206)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(18620)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우에, 방법(16800)은 단계(18622)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(18618)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(18620)로 돌아가면, VTHS(400)의 LTH(420)가 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 도 187의 단계(18702)로 진행할 수 있다.
단계(18702)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 및 제2 그리퍼를 개방할 수 있다(도 63). 단계(18704)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)를 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다. 단계(18706)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)를 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다(도 64). 단계(18706)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 단계(18708)와 단계(18710)를 또한 수행할 수 있다. 단계(18708)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있다. 또한, 단계(18710)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 복귀시켜 수평 드릴 파이프(206) 보관 랙으로부터 다음 드릴 파이프(206)를 회수할 수 있다. 단계(18712)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)의 아암(430)을 수직 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 64). 단계(18714)에서, 시스템(100)은 UTH(422)의 아암을 LTH(420)의 아암(430)과 수직 정렬시킬 수 있다. 또한, 단계(18716)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)의 아암 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼를 개방할 수 있다. 단계(18718)에서, 시스템(100)은 VTHS(200)의 UTH(422)를 하강시킬 수 있다(도 65). 단계(18720)에서, 시스템(100)은, 그리퍼가 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼 위로 드릴 파이프(206) 주위에 있을 때까지, UTH(422)의 아암을 연장시킬 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 도 188로 진행할 수 있다.
도 188의 단계(18802)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206) 주위에서 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다(도 66). 단계(18804)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)가 드릴 파이프(206)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(18806)에서, UTH(422)가 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우에, 방법(16800)은 단계(18808)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 UTH(422) 상의 그리퍼(482 484)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(16800)은 단계(18804)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 한편, 단계(18806)에서, UTH(422)가 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(18810)로 계속할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로부터 VTHS(400)의 UTH(422)의 아암으로 드릴 파이프(206)를 이송시킬 수 있다. 단계(18812)에서, 시스템(100)은 UTH(422)와 드릴 파이프(206)를 VTHS(400)의 지지 구조물을 따라 상승시킬 수 있다(도 67). 단계(18814)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다(도 68).
시스템(100)이 단계(18814)에서 TDS(800)를 하강시키는 동안에, 시스템(100)은 단계(18816) 내지 단계(18918) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 단계(18816)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)를 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 68). 또한, 단계(18818)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 68). 단계(18820)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 69). 단계(18822)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼를 개방할 수 있다(도 69). 단계(18824)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼 중 하나에 걸쳐있는 드릴 파이프(206) 주위로 그리퍼를 이동시킬 수 있다.
도 189를 계속 보면, 단계(18902)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다(도 69). 단계(18904)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 드릴 파이프(206)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(18906)에서, LTH(420)가 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우에, 방법(16800)은 단계(18908)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 LTH(420) 상의 그리퍼(482 484)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(18904)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(18906)로 돌아가면, LTH(420)가 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 단계(18910)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 및 제2 그리퍼를 개방할 수 있다(도 70). 단계(18912)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)를 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다. 단계(18914)에서, 시스템(100)은 드릴 파이프(206)를 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다(도 71). 단계(18916)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있다. 단계(18918)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 단계(18920)에서, 시스템(100)은, 이전 드릴 파이프(206)의 하단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴과 정렬되도록, VTHS(400)의 UTH(422) 상의 아암을 회전시킬 수 있다(도 72). 단계(18904)에서, 시스템(100)은, 다음 드릴 파이프(206)의 상단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴과 정렬되도록, VTHS(400)의 UTH(420) 상의 아암을 회전시킨다(도 72).
도 190으로 진행하면, 단계(19002)에서, 시스템(100)은, 다음 드릴 파이프(206)의 하단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴 내에 있을 때까지, VTHS(400)의 UTH(422)를 하강시킬 수 있다(도 73). 단계(19004)에서, 시스템(100)은, 이전 드릴 파이프(206)의 상단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴 내에 있을 때까지, VTHS(400)의 LTH(420)를 상승시킬 수 있다(도 73). 단계(19006)에서, 시스템(100)은, UTH(422)의 아암 상의 그리퍼와 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 사용하여, VTHS(400)의 수직 지지 부재 상에 장착된 툴 내에서 이전 드릴 파이프(206)를 다음 드릴 파이프 (206)에 결합시킬 수 있다(도 74). 또한, 단계(19008)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 수직 지지 부재 상에 장착된 툴을 사용하여, 이전 드릴 파이프(206)와 다음 드릴 파이프(206)를 함께 소정의 토크 값으로 조여 이중 스택 드릴 파이프(206)를 형성할 수 있다(도 76).
시스템(100)이 VTHS(400)을 사용하여 단계(18920) 내지 단계(19008)를 수행하는 동안에, 시스템(100)은 단계(19009) 내지 단계(19011)를 수행할 수 있다. 특히, 단계(19009)에서, 시스템(100)은 TDS(800)로부터 이전 이중 스택을 해제할 수 있다. 단계(19010)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)으로부터 멀리 상승시킬 수 있다. 또한, 단계(19011)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 도펀트 용기를 향해 회전시킬 수 있다(도 78). 단계(19012)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을, VTHS(400)의 수직 지지 부재로부터 멀리, 그리고 이중 스택 드릴 파이프(206)가 도펀트 용기와 정렬된 위치로, 연장시킬 수 있다(도 79). 단계(19014)에서, 시스템(100)은 이중 스택 드릴 파이프(206)의 나사산을 도펀트 용기에 넣을 수 있다. 단계(19016)에서, 시스템(100)은 도펀트 용기 밖으로 이중 스택 드릴 파이프(206)를 상승시킬 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 도 191의 단계(19102)로 이동할 수 있다.
단계(19102)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)와 이중 스택 드릴 파이프(206)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 아암을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다(도 80). 단계(19104)에서, 시스템(100)은 이중 스택 드릴 파이프(206)를 유정 중심 개구 및 이전 드릴 파이프(206)와 정렬시킬 수 있다(도 80). 단계(19106)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심, 이중 스택 드릴 파이프(206) 및 이전 드릴 파이프(206) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 81). 단계(19108)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 사용하여 이중 스택 드릴 파이프(206)를 이전 드릴 파이프(206)에 결합시킬 수 있다(도 82). 단계(19106)는 철제 러프 넥(600)을 이용해 시스템(100)에 의해 수행될 수 있는 반면, 단계(19102, 19104 및 19108) 중 하나 이상은 VTHS(400)를 이용해 시스템(100)에 의해 수행되고 있음을 이해해야 한다.
단계(19110)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥을 사용하여 드릴 파이프(206)를 함께 조일 수 있다(도 83). 단계(19100)에서 시스템(100)이 드릴 파이프(206)를 조이는 동안, 시스템(100)은 TDS(100)를 이용해서 단계(19112) 내지 단계(19118) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 단계(19112)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)의 상단을 향해 TDS(800)를 하강시킬 수 있다(도 84). 단계(19114)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다(도 84). 단계(19116)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 BHA(210)의 상단 주위로 이동시킬 수 있다(도 85). 또한, 단계(19118)에서, 시스템은 다음 드릴 파이프(206)의 상단 주위에서 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 폐쇄할 수 있다(도 86). 단계(19120)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(19122)에서, 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되지 않는 경우, 방법(16800)은 단계(19124)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 다음 드릴 파이프(206)와 재체결할 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 단계(19120)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(19122)로 돌아가면, 엘리베이터(850)가 다음 드릴 파이프(206)와 체결되는 경우, 방법(16800)은 도 192의 단계(19202)로 계속할 수 있다.
단계(19202)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 그리퍼를 개방할 수 있다(도 85). 단계(19204)에서, 시스템(100)은 다음 드릴 파이프(206)를 TDS(800)의 엘리베이터(850)로 이송시킬 수 있다. 단계(19206)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을 후퇴시킬 수 있다(도 86). 단계(19208)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 87). 그후, 단계(19210)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다. 그 다음, 방법(16800)은 종료될 수 있다. 단계(19208)에서 철제 러프 넥(600)을 중립 위치로 복귀시키는 동안에, 시스템(100)은 단계(19210)에서 TDS(800)를 하강시킬 수 있음을 이해해야 한다.
도 193 내지 도 199는, 지하 작업을 수행하는 다른 방법(19300)을 도시한 일련의 흐름도를 포함한다. 이들 흐름도의 설명 전체 내내, 도 1 내지 도 167에 나타난 요소를 참조한다. 참조된 요소는 흐름도 단계에 언급된 특정 작업 또는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 특정 도면이 참조된 괄호 표기법이 있다. 이들 괄호 표기법은 특정 도면(도 1 내지 도 167)을 나타내고, 여기서 특정 작업 또는 기능의 수행을 도시한다. 참조된 요소 및 도면은 예시이며 시스템(100)은 작동 또는 기능을 수행하는 인용된 특정 요소에만 제한되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 참조된 임의의 도면은 특정 단계의 수행이 어떻게 나타날 수 있는지에 대한 예를 제공하며 단계가 수행될 수 있는 유일한 방식으로서 제한하고자 하는 의도가 아니다. 또한, 일부 단계는 도면에 나타나지 않을 수 있다.
단계(19302)에서 시작해서, 시스템(100)은, 수평 케이싱(214) 보관 랙 위의 위치로 제1 수평 축을 따라 제1 방향으로 HTHS(230)를 이동시킬 수 있다(도 90). 단계(19304)에서, 시스템(100)은, 제1 수평 축에 수직인 제2 수평 축을 따르는 제2 방향으로 HTHS(230)의 브릿지를 따라 HTHS(230)의 횡단 부재(242)를 이동시킬 수 있다. 단계(19306)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 아래로 그리고 HTHS(230)의 브릿지로부터 바깥쪽으로 회전시킬 수 있다(도 90). 단계(19308)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼(280)와 제2 그리퍼(282)를 개방할 수 있다(도 90). 또한, 단계(19310)에서, 시스템(100)은 제1 및 제2 그리퍼(280, 282)를 케이싱(214) 주위의 위치로 이동시켜 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼가 케이싱(214)의 중심에 걸치도록 할 수 있다(도 91). 단계(19312)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 그리퍼(280, 282)를 폐쇄할 수 있다. 또한, 단계(19314)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)이 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(19316)에서, 케이싱(214)이 그리퍼(280, 282)와 체결되는 경우에, 방법(19300)은 단계(19318)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(280, 282)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(19300)은 단계(19314)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(19316)로 돌아가면, 케이싱(214)이 그리퍼(280, 282)와 체결되는 경우, 방법(19300)은 단계(19320)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 수평 케이싱(214) 보관 랙(212)으로부터 케이싱(214)을 회수할 수 있다(도 92). 단계(19322)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)를 수평 BHA 보관 랙(208)에서 멀리 수평 이송 위치를 향해 제1 수평 축을 따라 제2 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 194에 도시된 단계(19402)로 진행하면서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 사용하여 케이싱(214)을 약 180도 회전시킬 수 있다(도 95). 단계(19404)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 96).
HTHS(230)를 이용하여 단계(19302) 내지 단계(19404) 중 하나 이상을 수행하는 동안, 시스템(100)은 VTHS(400)로 단계(19406) 내지 단계(19420) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 단계(19406)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 95). 단계(19408)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 96). 또한, 단계(19410)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있다. 단계(19412)에서, 시스템(100)은, 케이싱(214)의 중심과 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282) 중 하나에 걸쳐있는 케이싱(214) 주위로 그리퍼(482, 484)를 이동시킬 수 있다(도 97). 단계(19414)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다. 단계(19416)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(19418)에서, LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되지 않는 경우에, 방법(19300)은 단계(19420)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 284)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(19300)은 단계(19416)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 한편, 단계(19418)에서, LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 경우, 방법(19300)은 단계(19422)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1(280) 및 제2 그리퍼(282)를 개방할 수 있다(도 98).
도 195로 이동하면, 단계(19502)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다(도 99). 단계(19504)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다(도 100). 단계(19504)에서 케이싱(214)을 회전시키는 동안에, 단계(19506)에서 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있고(도 100), 단계(19508)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 복귀시켜 다음 케이싱(214)을 회수할 수 있다. 또한, 단계(19510)에서, 시스템(100)은, 케이싱(214)과 VTHS(400)의 LTH(420)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 LTH(420)의 아암(430)을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다(도 101). 단계(19512)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)과 케이싱(214)을 유정 중심 위의 위치로 회전시킬 수 있다(도 102). 본질적으로 동일한 시간에, 단계(19514)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심과 케이싱(214) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다. 단계(19516)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 사용하여 케이싱(214)을 이전 케이싱(214)에 결합시킬 수 있다(도 103). 단계(19518)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 케이싱(214)을 조일 수 있다(도 105). 케이싱(214)을 조이는 동안에, 시스템(100)은 단계(19520)에서 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다(도 105). 또한, 단계(19522)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다.
도 196으로 진행하면, 단계(19602)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 케이싱(214)의 상단 주위로 이동시킬 수 있다(도 105). 단계(19604)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 상의 그리퍼를 개방할 수 있다(도 106). 단계(19606)에서, 시스템(100)은, LTH(420)로부터 케이싱(214)을 해제할 수 있다(도 106). 단계(19608)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)의 상단 주위에서 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 폐쇄시켜 케이싱(214)을 체결할 수 있다(도 106). 단계(19610)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 107). 또한, 단계(19612)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 TDS(800)의 엘리베이터(850)로 이송시킬 수 있고(도 107), 단계(19614)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 후퇴시킬 수 있다(도 107). 단계(19616)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 108). 또한, 단계(19618)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 108). 본질적으로 동일한 시간에, 단계(19620)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있고, 단계(19622)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 108). 또한, 단계(19624)에서, 시스템(100)은, 케이싱(214)의 중심과 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼 중 하나에 걸쳐있는 케이싱(214) 주위로 VTHS(400)의 LTH(420)의 그리퍼를 이동시킬 수 있다(도 109). 그 후, 방법(19300)은 도 197의 단계(19702)로 이동할 수 있다.
단계(19702)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다(도 110). TDS(800)를 하강시키는 동안, 시스템(100)은 단계(19704) 내지 단계(19710) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 단계(19704)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다(도 110). 단계(19706)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 단계(19708)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되지 않는 경우에, 방법(19300)은 단계(19710)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(19300)은 단계(19706)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 한편, 단계(19708)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 경우, 방법(19300)은 단계(19712)로 진행할 수 있고 여기서 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 및 제2 그리퍼(482, 484)를 개방할 수 있다(도 111).
단계(19714)로 이동하면, 시스템(100)은 다음 케이싱(214)을 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다. 단계(19716)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킨다(도 112). 또한, 단계(19718)에서, 본질적으로 동일한 시간에, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있고(도 112), 단계(19720)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 단계(19722)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 유정 중심 개구에서 잠글 수 있다(도 112). 또한, 단계(19724)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방한다(도 112).
도 198을 계속 보면, 단계(19802)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 해제할 수 있다(도 113). 단계(19804)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)으로부터 멀리 상승시킬 수 있다(도 113). 시스템(100)이 단계(19804)에서 TDS(800)를 상승시키는 동안에, 시스템(100)은 단계(19806) 내지 단계(19810) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 단계(19806)에서, 시스템(100)은, 다음 케이싱(214)과 VTHS(400)의 LTH(420)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 LTH(420)의 아암(430)을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다(도 114). 단계(19808)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)과 다음 케이싱(214)을 유정 중심 위의 위치로 회전시킬 수 있다(도 114). 단계(19810)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심, 다음 케이싱(214) 및 이전 케이싱(214) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 115). 단계(19812)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 사용하여 다음 케이싱(214)을 이전 케이싱(214)에 결합시킬 수 있다(도 115). 그 후, 단계(19814)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 케이싱(214)을 조일 수 있다(도 116). 또한, 단계(19816)에서, 단계(19814)와 본질적으로 동일한 시간에, 시스템(100)은 유정 영역(508)을 향해 TDS(800)를 하강시킬 수 있다(도 115). 단계(19818)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다(도 115). 단계(19820)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 케이싱(214)의 상단 주위로 이동시킬 수 있다(도 116). 또한, 단계(19802)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 상의 그리퍼를 개방할 수 있다(도 116). 그 다음, 방법(19300)은 도 199의 단계(19902)로 이동할 수 있다.
단계(19902)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)로부터 케이싱(214)을 해제할 수 있다(도 116). 단계(19904)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)의 상단 주위에서 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 폐쇄시켜 케이싱(214)을 체결할 수 있다(도 116). 또한, 단계(19906)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 117). 또한, 단계(19908)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 TDS(800)의 엘리베이터(850)로 이송시킬 수 있다(도 117). 단계(19910)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 후퇴시킬 수 있다. 본질적으로 동일한 시간에 단계(19906) 내지 단계(19910)를 수행할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 단계(19912)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 117). 그 다음, 단계(19914)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다(도 118). 그 후, 방법(19300)은 종료될 수 있다.
도 200 내지 도 205를 참조하면, 일반적으로 20000으로 지정된, 지하 작업을 수행하기 위한 또 다른 방법을 도시한 다른 일련의 흐름도가 나타나 있다. 이들 흐름도의 설명 전체 내내 도 1 내지 도 167에 나타난 요소를 참조한다. 참조된 요소는 흐름도 단계에 언급된 특정 작업 또는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 특정 도면이 참조된 괄호 표기법이 있을 수 있다. 이들 괄호 표기법은 특정 도면(도 1 내지 도 167)을 나타내고, 여기서 특정 작업 또는 기능의 수행을 도시한다. 참조된 요소 및 도면은 예시이며 시스템(100)은 작동 또는 기능을 수행하는 인용된 특정 요소에만 제한되지 않음을 이해해야 한다. 또한, 참조된 임의의 도면은 특정 단계의 수행이 어떻게 나타날 수 있는지에 대한 예를 제공하며 단계가 수행될 수 있는 유일한 방식으로서 제한하고자 하는 의도가 아니다. 또한, 일부 단계는 도면에 나타나지 않을 수 있다.
단계(20002)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)의 아암(430)을 수직 이송 위치로 회전시킬 수 있다. 단계(20004)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수직 이송 위치로 회전시킬 수 있다. 단계(20006)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 수직 보관 랙(702)을 향해 회전시킬 수 있다. 또한, 단계(20008)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(422)의 아암 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있다. 단계(20010)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼를 개방할 수 있다. 단계(20012)에서, 시스템(100)은, 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)가 수직 보관 랙(702)의 케이싱 스택 주위에 적어도 부분적으로 배치될 때까지, VTHS(400)의 UTH(422)의 아암을 연장시킬 수 있다(도 120). 또한, 단계(20014)에서, 시스템(100)은, 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)가 수직 보관 랙(702)의 케이싱 스택 주위에 적어도 부분적으로 배치될 때까지, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 연장시킬 수 있다(도 120). 단계(20016)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다. 단계(20018)로 이동하면, 시스템(100)은 케이싱 스택이 VTHS(400)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(20020)에서, 케이싱(214)이 VTHS(400)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)와 체결되지 않는 경우, 방법(20000)은 단계(20022)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(20000)은 단계(20018)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(20020)로 돌아가면, 케이싱 스택이 VTHS(400)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)와 체결되는 경우, 방법(20000)은 단계(20024)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 수직 보관 랙(702)으로부터 케이싱 스택을 회수할 수 있다.
도 201로 진행하면, 단계(20102)에서, 시스템(100)은, 케이싱 스택과 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 LTH(420)의 아암(430)과 UTH(422)의 아암을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다. 단계(20104)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 및 UTH(422)의 아암 그리고 케이싱 스택을 유정 중심 위의 위치로 회전시킬 수 있다(도 124). 단계(20106)에서, 본질적으로 동일한 시간에, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심, 다음 케이싱(214) 및 이전 케이싱(214) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 124). 단계(20108)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼(482, 484)를 사용하여 케이싱 스택을 이전 케이싱(214)에 결합시킬 수 있다(도 125). 그 후, 단계(20110)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 케이싱(214)을 조일 수 있다(도 127). 단계(20112)에서, 본질적으로 동일한 시간에, 시스템(100)은 유정 중심 영역(508)을 향해 TDS(800)를 하강시킬 수 있다. 단계(20114)에서, 시스템(100)은 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다. 단계(20116)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850)를 케이싱(214)의 상단 주위로 이동시킬 수 있다. 또한, 단계(20118)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 개방할 수 있다. 단계(20120)에서, 시스템(100)은 케이싱 스택을 해제할 수 있다. 본질적으로 동일한 시간에, 단계(20121)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다(도 129). 그 다음, 방법(20000)은 도 202로 진행할 수 있다.
이제 도 202를 참조하면, 단계(20202)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)의 상단 주위에서 TDS(800)의 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 폐쇄시켜 케이싱(214)을 체결할 수 있다. 단계(20206)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 TDS(800)의 엘리베이터(850)로 이송시킬 수 있다. 또한, 단계(20208)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)의 아암을 후퇴시킬 수 있다(도 128).
VTHS(400), 철제 러프 넥(600), 및 TDS(800)를 이용하여 단계(20002) 내지 단계(20208) 중 하나 이상을 수행하는 동안에, 시스템(100)은 HTHS(230)로 단계(20210) 내지 단계(20314) 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 특히, 단계(20210)에서, 시스템(100)은, 수평 케이싱(214) 보관 랙(212) 위의 위치로 제1 수평 축을 따라 제1 방향으로 HTHS(230)를 이동시킬 수 있다(도 121). 단계(20212)에서, 시스템(100)은, 제1 수평 축에 수직인 제2 수평 축을 따르는 제2 방향으로 HTHS(230)의 브릿지를 따라 HTHS(230)의 횡단 부재(242)를 이동시킬 수 있다(도 121). 또한, 단계(20214)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 아래로 그리고 HTHS(230)의 브릿지로부터 바깥쪽으로 회전시킬 수 있다(도 121). 단계(20216)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼(280)와 제2 그리퍼(282)를 개방할 수 있다(도 121). 단계(20218)에서, 시스템(100)은 제1 및 제2 그리퍼(280, 282)를 케이싱(214) 주위의 위치로 이동시켜 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼가 케이싱(214)의 중심에 걸치도록 할 수 있다(도 122). 단계(20220)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 그리퍼를 폐쇄할 수 있다.
도 203의 단계(20302)로 이동하면서, 시스템(100)은 케이싱(214)이 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 단계(20304)에서, 시스템(100)이, 케이싱(214)이 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되지 않는 것으로 판단하는 경우, 방법(20000)은 단계(20306)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(280, 282)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(20000)은 단계(20302)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(20304)로 돌아가면, 시스템(100)이, 케이싱(214)이 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되는 것으로 판단하는 경우, 방법(20000)은 단계(20308)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 수평 케이싱 보관 랙(212)으로부터 케이싱(214)을 회수할 수 있다(도 123). 단계(20310)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)를 수평 BHA 보관 랙(208)에서 멀리 수평 이송 위치를 향해 제1 수평 축을 따라 제2 방향으로 이동시킬 수 있다(도 124).
단계(20312)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 사용하여 케이싱(214)을 약 180도 회전시킬 수 있고, 즉 중심 축을 중심으로 단부와 단부과 뒤집어질 수 있다(도 124). 단계(20314)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 126). 단계(20316)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼를 개방할 수 있다(도 128). 단계(20316)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 129). 단계(20318)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 130).
도 204를 계속 보면, 단계(20402)에서, 시스템(100)은, 케이싱(214)의 중심과 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282) 중 하나에 걸쳐있는 케이싱(214) 주위로 VTHS(400)의 LTH(420)의 그리퍼(482, 484)를 이동시킬 수 있다(도 130). 단계(20404)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다(도 130). 단계(20406)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 단계(20408)에서, VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되지 않는 경우에, 방법(20000)은 단계(20410)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 484)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(20000)은 단계(20406)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(20408)로 돌아가면, VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 경우, 방법(20000)은 단계(20412)로 이동할 수 있고 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 및 제2 그리퍼를 개방할 수 있다(도 131). 단계(20414)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다(도 132). 단계(20416)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다(도 133). 또한, 단계(20418)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있다. 단계(20420)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)로 복귀하여 다음 케이싱(214)을 회수할 수 있다. 단계(20422)에서, 시스템(100)은 TDS를 하강시킬 수 있다(도 133). 또한, 단계(20416)에서, 시스템(100)은 엘리베이터(850) 상의 관형재 클램프를 개방할 수 있다(도 134). 본질적으로 동일한 시간에 단계(20416) 내지 단계(20420)를 수행할 수 있음을 이해해야 한다. 이들 단계를 수행한 후에, 방법(20000)은 도 205로 진행할 수 있다.
단계(20502)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 해제할 수 있다. 단계(20504)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)으로부터 멀리 상승시킬 수 있다(도 135). 또한, 단계(20506)에서, 시스템(100)은, 케이싱(214)과 VTHS(400)의 LTH(420)를 제2 수직 축 중심으로 회전시키면서 LTH(420)의 아암(430)을 수직 지지 구조물(402)로부터 바깥쪽으로 연장시킬 수 있다(도 136). 단계(20508)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)과 케이싱(214)을 유정 중심 위의 위치로 회전시킬 수 있다(도 136). 그 후, 단계(20508)가 수행되는 본질적으로 동일한 시간에, 단계(20510)에서, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 유정 중심과 케이싱(214) 주위의 유정 중심 영역(508)으로 연장시킬 수 있다(도 137). 단계(20512)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 사용하여 케이싱(214)을 이전 케이싱(214)에 결합시킬 수 있다(도 138). 단계(20514)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 케이싱(214)과 체결할 수 있다(도 138). 또한, 단계(20516)에서, 시스템(100)은, 철제 러프 넥(600)을 사용하여 케이싱(214)을 조일 수 있다(도 139). 그 다음, 단계(20518)에서, 본질적으로 동일한 시간에, 시스템(100)은 케이싱으로부터 VTHS의 LTH를 후퇴시킬 수 있다(도 140). 단계(20520)에서, 시스템(100)은 TDS(800)를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다(도 141). 단계(20521)에서, 시스템(100)이 TDS(800)를 하강시키는 본질적으로 동일한 시간에, 시스템(100)은 철제 러프 넥(600)을 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 그 후, 방법(20000)은 종료될 수 있다.
도 206 내지 도 212를 이제 참조하면, 20600으로 지정된, 지하 작업을 수행하기 위한 또 다른 방법을 도시한 다른 일련의 흐름도가 나타나 있다. 이들 흐름도의 설명 전체 내내 도 1 내지 도 167에 나타난 요소를 참조한다. 참조된 요소는 흐름도 단계에 언급된 특정 작업 또는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 특정 도면이 참조된 괄호 표기법이 있을 수 있다. 이들 괄호 표기법은 특정 도면(도 1 내지 도 167)을 나타내고, 여기서 특정 작업 또는 기능의 수행을 도시한다.
도 206의 단계(20601)에서 시작해서, 시스템(100)은 TDS(800)를 드릴 파이프와 체결할 수 있다. 단계(20602)에서, 시스템(100)은 TDS를 유정 중심 영역(508)을 향해 하강시킬 수 있다. 시스템(100)이 TDS(800)를 하강시키는 동안, 시스템(100)은 HTHS(230)와 VTHS(400)로 단계(20603) 내지 단계(21220)를 수행할 수 있다. 특히, 단계(20603)에서, 시스템(100)은, 수평 케이싱(214) 랙 위의 위치로 제1 수평 축을 따라 제1 방향으로 HTHS(230)를 이동시킬 수 있다(도 142). 단계(20604)에서, 시스템(100)은, 제1 수평 축에 수직인 제2 수평 축을 따르는 제2 방향으로 HTHS(230)의 브릿지를 따라 HTHS(230)의 횡단 부재(242)를 이동시킬 수 있다(도 143). 단계(20606)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 아래로 그리고 HTHS(230)의 브릿지로부터 바깥쪽으로 회전시킬 수 있다(도 143). 또한, 단계(20608)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼를 개방할 수 있다(도 143). 단계(20610)에서, 시스템(100)은 제1 및 제2 그리퍼를 케이싱(214) 주위의 위치로 이동시켜 그리퍼가 케이싱(214)의 중심에 걸치도록 할 수 있다(도 144). 단계(20612)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 그리퍼를 폐쇄할 수 있다(도 144). 단계(20614)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)이 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(20616)에서, 케이싱(214)이 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되지 않는 경우, 방법(20600)은 단계(20618)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(280, 282)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(20600)은 단계(20614)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 반대로, 단계(20616)에서, 케이싱(214)이 HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282)와 체결되는 경우, 방법(20600)은 단계(20620)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 수평 케이싱(214) 보관 랙으로부터 케이싱(214)을 회수할 수 있다(도 145). 또한, 단계(20622)에서, 시스템(100)은, 수평 케이싱(214) 보관 랙(212)으로부터 멀리 제1 수평 축을 따라 제2 방향으로 HTHS(230)를 이동시킬 수 있다(도 146). 그 다음, 방법(20600)은 도 207로 진행할 수 있다.
단계(20702)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 사용하여 케이싱(214)을 약 180도 회전시킬 수 있다(도 146). 단계(20704)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 147). 단계(20706)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 147). 또한, 단계(20708)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 147). 단계(20710)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있다(도 147). 또한, 단계(20712)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282) 중 하나에 걸쳐있는 케이싱(214) 주위로 그리퍼(482, 484)를 이동시킬 수 있다(도 148). 단계(20714)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다(도 148).
단계(20716)로 이동하면, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 단계(20718)에서, 시스템이, VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되지 않는 것으로 판단하는 경우에, 방법(20600)은 단계(20720)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 480)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(20600)은 단계(20716)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(20718)로 돌아가면, 시스템(100)이, VTHS(400)의 LTH(420)가 BHA(214)와 체결되는 것으로 판단하는 경우, 방법(20600)은 단계(20722)로 이동할 수 있고 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1 및 제2 그리퍼(280, 282)를 개방할 수 있다(도 149). 또한, 단계(20724)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다(도 150).
도 208의 단계(20802)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다(도 151). 단계(20804)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있다. 단계(20806)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 복귀시켜 수평 케이싱 (214) 보관 랙으로부터 다음 케이싱(214)을 회수할 수 있다. 또한, 단계(20808)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422) 상의 아암(430)을 수직 이송 위치로 회전시킬 수 있다(도 151). 단계(20810)에서, 시스템(100)은 UTH(422)의 아암(430)을 LTH(420)의 아암(430)과 수직 정렬시킬 수 있다. 단계(20812)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼(482)와 제2 그리퍼(484)를 개방할 수 있다. 단계(20814)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)를 하강시킬 수 있다. 또한, 단계(20816)에서, 시스템(100)은, 그리퍼(482, 484)가 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484) 위로 케이싱(214) 주위에 있을 때까지, UTH(422)의 아암을 연장시킬 수 있다(도 152). 단계(20818)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 UTH(422)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)를 폐쇄할 수 있다. 단계(20820)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 단계(20822)에서, 시스템이, VTHS(400)의 UTH(422)가 케이싱(214)과 체결되지 않는 것으로 판단하는 경우에, 방법(20600)은 단계(20824)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 UTH(422)의 그리퍼(482, 422)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(20600)은 단계(20820)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 한편, 단계(20822)에서, VTHS(400)의 UTH(422)가 케이싱(214)과 체결되는 경우, 방법(20600)은 도 209의 단계(20902)로 계속할 수 있다.
단계(20902)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)에서 VTHS(400)의 UTH(422)의 아암으로 이송시킬 수 있다(도 153). 또한, 단계(20904)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)를 해제할 수 있고(도 153), 단계(20906)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)를 케이싱(214)을 따라 하강시킬 수 있다(도 153). 단계(20908)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다. 또한, 단계(20910)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 시스템이, VTHS(400)의 LTH(420)가 단계(20912)에서 케이싱(214)과 체결되지 않는 것으로 판단하는 경우에, 방법(20600)은 단계(20914)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 LTH(420) 상의 그리퍼(482, 422)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(20600)은 단계(20910)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(20912)로 돌아가면, VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 경우, 방법(20600)은 단계(20916)로 이동할 수 있고 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 해제할 수 있다(도 154). 단계(20918)에서, 시스템(100)은 LTH(420)와 케이싱(214)을 UTH(422)를 향해 수직 축을 따라 상승시킬 수 있다(도 154). 또한, 단계(20920)에서, 시스템(100)은 케이싱(214) 주위에서 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 폐쇄할 수 있다.
단계(20922)로 이동하면, 시스템(100)은 VTHS(400)의 UTH(422)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 시스템이, VTHS(400)의 UTH(422)가 단계(20924)에서 케이싱(214)과 체결되지 않는 것으로 판단하는 경우에, 방법(20600)은 단계(20926)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 UTH(422) 상의 그리퍼(482, 422)를 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(20600)은 단계(20924)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(20924)로 돌아가면, VTHS(400)의 UTH(422)가 케이싱(214)과 체결되는 경우, 방법(20600)은 도 210의 단계(20102)로 이동할 수 있다.
단계(20102)에서, 시스템(100)은 UTH(422)와 케이싱(214)을 VTHS(400)의 지지 구조물을 따라 상승시킬 수 있다(도 155). 단계(20104)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)를 사용하여 다음 케이싱(214)을 관형재 보관 영역(200)에서 제3 수평 축을 따라 시추공 영역(300)으로 연장시킬 수 있다(도 155). 또한, 단계(20106)에서, 시스템(100)은 제1 수직 축을 따라 VTHS(400)의 LTH(420)를 하강시킬 수 있다(도 155). 단계(20108)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 수평 이송 위치로 회전시킬 수 있다. 또한, 단계(20110)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 그리퍼와 제2 그리퍼를 개방할 수 있다. 단계(20112)에서, 시스템(100)은, HTHS(230)의 아암(244) 상의 그리퍼(280, 282) 중 하나에 걸쳐있는 케이싱(214) 주위로 LTH(420)의 그리퍼(482, 484)를 이동시킬 수 있다(도 156). 단계(20114)에서, 시스템(100)은 다음 케이싱(214) 주위에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430) 상의 제1 및 제2 그리퍼를 폐쇄할 수 있다(도 156).
단계(21016)로 이동하면, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 것을 확인할 수 있다. 단계(21018)에서, LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되지 않는 경우에, 방법(20600)은 단계(21020)로 이동할 수 있고, 시스템(100)은 그리퍼(482, 284)를 조절할 수 있다. 그 후, 방법(20600)은 단계(21016)로 복귀하고 설명된 대로 계속할 수 있다. 한편, 단계(21018)에서, LTH(420)가 케이싱(214)과 체결되는 경우, 방법(20600)은 단계(21022)로 진행할 수 있고 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244) 상의 제1(280) 및 제2 그리퍼(282)를 개방할 수 있다(도 157). 그 후, 단계(21024)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 HTHS(230)의 아암(244)에서 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)으로 이송시킬 수 있다(도 158). 그 다음, 방법(20600)은 도 211로 이동할 수 있다.
도 211의 단계(21102)에서, 시스템(100)은 케이싱(214)을 수평 위치에서 수직 위치로 VTHS(400)의 LTH(420)의 아암(430)을 이용해 회전시킬 수 있다(도 159). 또한, 단계(21104)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)의 아암(244)을 후퇴시킬 수 있다(도 159). 단계(21106)에서, 시스템(100)은 HTHS(230)를 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 단계(21108)로 이동하면, 시스템(100)은, 이전 케이싱(214)의 하단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴과 정렬되도록, VTHS(400)의 UTH(422) 상의 아암을 회전시킬 수 있다(도 159). 또한, 단계(21110)에서, 시스템(100)은, 다음 케이싱(214)의 상단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴과 정렬되도록, VTHS(400)의 UTH(420) 상의 아암을 회전시킬 수 있다(도 160). 단계(21112)에서, 시스템(100)은, 이전 케이싱(214)의 하단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴 내에 있을 때까지, VTHS(400)의 UTH(422)를 하강시킬 수 있다(도 161). 단계(21114)에서, 시스템(100)은, 다음 케이싱(214)의 상단이 VTHS(400)의 수직 지지 부재에 장착된 툴 내에 있을 때까지, VTHS(400)의 LTH(420)를 상승시킬 수 있다(도 161). 그 후, 단계(21116)에서, 시스템(100)은, UTH(422)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)와 LTH(420)의 아암(430) 상의 그리퍼(482, 484)를 사용하여, VTHS(400)의 수직 지지 부재 상에 장착된 툴 내에서 이전 케이싱(214)을 다음 케이싱(214)에 결합시킬 수 있다(도 162). 또한, 단계(21118)에서, 시스템(100)은, VTHS(400)의 수직 지지 부재 상에 장착된 툴을 사용하여, 이전 케이싱(214)과 다음 케이싱(214)을 함께 소정의 토크 값으로 조여 케이싱 스택을 형성할 수 있다(도 163).
도 212를 계속 보면, 단계(21202)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을 VTHS(400)의 수직 지지 부재로부터 멀리 연장시키고, 케이싱 스택을 VTHS(400)에 장착된 툴 밖으로 멀리 이동시킬 수 있다(도 164). 단계(21204)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)를 수직 보관 랙을 향해 회전시킬 수 있다(도 164). 또한, 2단계(21206)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420)와 UTH(422)의 아암을 VTHS(400)의 수직 지지 부재로부터 멀리 연장시키고, 케이싱 스택을 수직 보관 랙으로 이동시킬 수 있다(도 165). 그 다음, 단계(21208)에서, 시스템(100)은 수직 보관 랙(702)으로 케이싱 스택을 하강시킬 수 있다(도 166). 단계(21110)로 이동하면, 시스템(100)은 케이싱 스택이 수직 보관 랙과 체결되는지 확인할 수 있다. 그 후, 시스템(100)이, 케이싱 스택이 단계(21112)에서 수직 보관 랙과 체결되지 않는 것으로 판단하는 경우, 방법(20600)은 단계(21114)로 진행할 수 있고, 시스템(100)은 수직 보관 랙 내부에서 케이싱 스택을 조절할 수 있다. 그 다음, 방법(20600)은 단계(21110)로 복귀하고 본원에 설명된 대로 계속할 수 있다. 단계(21112)로 돌아가면, 케이싱 스택이 수직 보관 랙과 체결되는 경우, 방법(20600)은 단계(21116)로 진행할 수 있다. 단계(21116)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)의 아암 상의 그리퍼를 개방할 수 있다(도 167). 또한, 단계(21118)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)의 아암을 후퇴시킬 수 있다(도 167). 마지막으로, 단계(21120)에서, 시스템(100)은 VTHS(400)의 LTH(420) 및 UTH(422)를 중립 또는 대기 위치로 복귀시킬 수 있다. 그 다음, 방법(20600)은 종료될 수 있다.
상기 방법은 관형재를 핸들링하기 위한 일련의 규정 단계를 개략적으로 설명하지만, 단계는 (예를 들어, 유정으로부터 파이프와 케이싱을 회수하거나 이들을 수평 보관 영역으로 이동시키기 위해) 역순으로 수행될 수 있음을 이해할 수 있다. 또한, 단계는 생략되거나 규정된 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 특정 경우에, HTHS(230)는 파이프 또는 케이싱을 유정 중심에 직접 위치시키고 이들을 이전 드릴 파이프 또는 케이싱 안으로 회전시킬 수 있다. 다른 경우에, HTHS(230)는 유정 중심 밖으로 관형재(예, 드릴 파이프, 케이싱, 서브, BHA 구성 요소 등)를 회전시키고 이들 관형재를 관형재 보관 영역 내의 적절한 수평 보관 랙 또는 수직 보관 랙으로 복귀시킬 수 있다. 또한, HTHS(230)는 VTHS(400)의 UTH(422)에 관형재를 직접 전달하거나 UTH(422)로부터 직접 관형재를 수용할 수 있다.
본원에 설명된 시스템(100)은 다양한 서브 시스템, 예를 들어 HTHS(230), VTHS(400), 트랙 장착 로봇 아암(500), 철제 러프 넥(600) 및 TDS(800)를 통해, 드릴 파이프, 케이싱, 서브, BHA 구성 요소, 및 다른 관형재를 비교적 빠르게 이동시킬 수 있다. 예를 들어, VTHS(400)는 수직 보관 랙 중 하나로부터 파이프, 파이프 스택, 케이싱 또는 케이싱 스택을 회수하여 이를 60초 이하의 시간 내에 유정 중심 위에 배치할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 55초 이하, 50초 이하, 45초 이하, 40초 이하, 35초 이하, 30초 이하, 또는 25초 이하의 시간 내에 이 작동을 수행할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 10초 이상, 예컨대 15초 이상, 또는 20초 이상의 시간 내에 이 작업을 수행할 수 있다. VTHS(400)는 본원에 설명된 최대 및 최소 시간 중 임의의 시간을 포함하는 범위 내에서 이 작업을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
또 다른 양태에서, VTHS(400)는 45초 이하의 시간 내에 관형재(예, 파이프, 파이프 스택, 케이싱, 케이싱 스택, 서브 또는 BHA 구성 요소)를 이전 관형재에 찔러 회전시킬(스틱-업) 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 40초 이하, 35초 이하, 30초 이하, 25초 이하, 20초 이하, 또는 15초 이하의 시간 내에 이 작동을 수행할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 5초 이상, 예컨대 7초 이상, 10초 이상, 또는 12초 이상의 시간 내에 이 작업을 수행할 수 있다. VTHS(400)는 본원에 설명된 최대 및 최소 시간 중 임의의 시간을 포함하는 범위 내에서 이 작업을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
또 다른 양태에서, VTHS(400)는 90초 이하의 시간 내에 수직 보관 랙에서 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱 또는 케이싱 스탠드를 회수하고 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱 또는 케이싱 스탠드를 이전 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱에 찔러 회전(스틱-업)시킬 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 80초 이하, 예컨대 70초 이하, 60초 이하, 50초 이하, 또는 40초 이하의 시간 내에 이 작동을 수행할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 20초 이상, 예컨대 25초 이상, 30초 이상, 또는 35초 이상의 시간 내에 이 작업을 수행할 수 있다. VTHS(400)는 본원에 설명된 최대 및 최소 시간 중 임의의 시간을 포함하는 범위 내에서 이 작업을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
또 다른 양태에서, VTHS(400)는 120초 이하의 시간 내에 드릴 파이프 또는 케이싱의 스탠드를 구축할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 110초 이하, 예컨대 100초 이하, 90초 이하, 또는 80초 이하의 시간 내에 이 작동을 수행할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 40초 이상, 예컨대 45초 이상, 50초 이상, 55초 이상, 60초 이상, 65초 이상, 70초 이상, 또는 75초 이상의 시간 내에 이 작업을 수행할 수 있다. VTHS(400)는 본원에 설명된 최대 및 최소 시간 중 임의의 시간을 포함하는 범위 내에서 이 작업을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
다른 양태에서, VTHS(400)는 180초 이하의 시간 내에 드릴 파이프 또는 케이싱의 스탠드를 구축하고 이를 수직 보관 랙에 배치할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 170초 이하, 예컨대 160초 이하, 150초 이하, 140초 이하, 130초 이하, 120초 이하, 또는 110초 이하의 시간 내에 이 작동을 수행할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 75초 이상, 예컨대 80초 이상, 85초 이상, 90초 이상, 95초 이상, 100초 이상, 또는 105초 이상의 시간 내에 이 작업을 수행할 수 있다. VTHS(400)는 본원에 설명된 최대 및 최소 시간 중 임의의 시간을 포함하는 범위 내에서 이 작업을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
또 다른 양태에서, HTHS(230)는 100초 이하의 시간 내에 수평 보관 랙에서 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱 또는 케이싱 스탠드를 회수하고 이 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱 또는 케이싱 스탠드를 VTHS(400)에 이송시킬 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 90초 이하, 예컨대 80초 이하, 70초 이하, 또는 60초 이하의 시간 내에 이 작동을 수행할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 20초 이상, 예컨대 25초 이상, 30초 이상, 35초 이상, 40초 이상, 45초 이상, 50초 이상, 또는 55초 이상의 시간 내에 이 작업을 수행할 수 있다. VTHS(400)는 본원에 설명된 최대 및 최소 시간 중 임의의 시간을 포함하는 범위 내에서 이 작업을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
다른 양태에서, HTHS(230)는 100초 이하의 시간 내에 수평 보관 랙에서 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱 또는 케이싱 스탠드를 회수하고 이 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱 또는 케이싱 스탠드를 유정 중심에서 이전 파이프, 파이프 스탠드, 케이싱 또는 케이싱 스탠드에 이송시키고(스틱-업) 이를 스틱 업 상태로 회전시킬 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 90초 이하, 예컨대 80초 이하, 70초 이하, 또는 60초 이하의 시간 내에 이 작동을 수행할 수 있다. 다른 양태에서, VTHS(400)는 20초 이상, 예컨대 25초 이상, 30초 이상, 35초 이상, 40초 이상, 45초 이상, 50초 이상, 또는 55초 이상의 시간 내에 이 작업을 수행할 수 있다. VTHS(400)는 본원에 설명된 최대 및 최소 시간 중 임의의 시간을 포함하는 범위 내에서 이 작업을 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
드릴 파이프 보관 시스템
도 213 내지 도 216을 이제 참조하면, 드릴 파이프 보관 시스템이 나타나 있고, 일반적으로 21300으로 지정된다. 도 213은 드릴 파이프 보관 시스템(21300)의 상부도이다. 나타낸 바와 같이, 드릴 파이프 보관 시스템(21300)은 일반적으로 직사각형 하우징(21302)을 포함할 수 있고, 이는 중심 개구(21304)를 갖는다. 중심 개구(21304)를 크기 조절하고 형상화시켜 그 안에 관형재 핸들링 시스템, 예를 들어 본원에 설명된 VTHS(400)를 수용할 수 있다.
도 213에 나타낸 바와 같이, 드릴 파이프 보관 시스템(21300)은 복수의 파이프 지지 아암(21306)을 포함할 수 있고, 이는 하우징(21302)의 내부 벽(21308)에서 중심 개구(21304)의 중심(21310)을 향한 내부 방향으로 일반적으로 연장될 수 있다. 복수의 파이프 보관 베이(21312)는 인접한 파이프 지지 아암(21306) 사이에 설치될 수 있다.
도 214는 도 213의 원(214)에서 취한 드릴 파이프 보관 시스템(21300)의 상세도이다. 도 214에 나타낸 바와 같이, 각각의 파이프 지지 아암(21306)은 제1 표면(21314)과 제2 표면(21316)을 포함할 수 있다. 제1 주름형 구조물(21318)은 각 파이프 지지 아암(21306)의 제1 표면(21314)에 고정될 수 있다. 또한, 제2 주름형 구조물(21320)은 각 파이프 지지 아암(21306)의 제2 표면(21316)에 고정될 수 있다. 각각의 주름형 구조물(21318, 21320)은 돌출부(21322)와 채널(21324)이 연속으로 교대 형성될 수 있다. 돌출부(21322)는 드릴 파이프 보관 시스템(21300)의 전체 높이를 따라 (즉, 페이지 내로) 연장될 수 있고, 돌출부(21322)와 그 사이의 채널(21324)은 수직일 수 있고 서로에 대해 드릴 파이프 보관 시스템(21300)의 길이 방향 축에 실질적으로 평행할 수 있다. 또한, 돌출부(21322)는 각 파이프 지지 아암(21306)의 표면(21314, 21316)으로부터 멀리 개별 파이프 보관 베이(21312)로 연장될 수 있다.
도 213 및 도 214에 나타낸 바와 같이, 드릴 파이프 보관 시스템(21300)의 각 파이프 지지 아암(21306)은 일련의 래치(21326)를 포함할 수 있고, 이는 주름형 구조물(21318, 21320)에 형성된 채널(21324)과 중첩되는 영역으로부터 개별 파이프 보관 베이(21312)로 연장될 수 있다. 특정 양태에서, 각각의 래치(21326)는 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동할 수 있다. 또한, 각각의 래치(21326)는 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 일제히 이동할 수 있다. 특히, 도 215 및 도 216에 나타낸 바와 같이, 래치(21326)는 액추에이터 링크 (21328)에 연결되거나 그렇지 않으면 결합될 수 있고, 액추에이터 링크(21328)는 화살표(21330)로 표시된 바와 같이 선형으로 이동할 수 있다. 액추에이터 링크(21328)는 액추에이터(미도시)에 연결될 수 있다. 액추에이터는 기계적 액추에이터, 전기적 액추에이터, 또는 이들의 조합일 수 있다. 액추에이터 링크(21328)가 제1 방향으로 이동하는 경우, 각각의 래치(21326)는 피봇(21332)을 중심으로 연장 위치로 회전할 수 있고, 도 215에 나타내 바와 같다. 액추에이터 링크(21328)가 제1 방향과 대향하는 제2 방향으로 이동하고, 각각의 래치(21326)는 후퇴 위치로 이동할 수 있고, 도 216에 나타내 바와 같다. 일 양태에서, 래치(21326)는 일제히 이동할 수 있다. 다른 양태에서, 래치(21326)는 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 또한, 래치(21326)는 스프링 구동될 수 있다.
도 213 및 도 214를 다시 참조하면, 래치(21326)가 후퇴 위치에 있는 경우, 파이프 보관 베이(21312)는 제1 크기의 드릴 파이프(21334)를 수용할 수 있고, 제1 크기의 드릴 파이프(21334) 각각은 일련의 제1 보관 개구(21336)에 보관될 수 있고, 이 개구는, 특정 파이프 보관 베이(21312)의 측면에 있는 인접한 파이프 지지 아암(21306) 상에 형성된 대향 채널(21324) 사이에 설치된다. 각 채널(21324)의 측면에 있는 대향 돌출부(21322)는 제1 거리(D1)만큼 분리될 수 있고, 이는 제1 크기의 드릴 파이프(21334) 각각의 직경보다 작고, 제1 크기의 드릴 파이프(21334) 각각은 개별 제1 보관 개구(21336)에 남는다.
래치(21326)가 연장 위치에 있는 경우, 파이프 보관 베이(21312)는 제2 크기의 드릴 파이프(21338)를 수용할 수 있고, 제2 크기의 드릴 파이프(21338) 각각은 일련의 제2 보관 개구(21340)에 보관될 수 있고, 이 개구는, 특정 파이프 보관 베이(21312)의 측면에 있는 인접한 파이프 지지 아암(21306) 상에 형성된 대향 돌출부(21322) 사이에 설치된다. 대향 돌출부(21322)를 분리하는 제1 거리(D1)는, 제2 크기의 드릴 파이프(21338) 각각의 직경보다 클 수 있고, 제2 보관 개구(21340) 각각은 한 쌍의 래치(21326)에 의해 측면 배치될 수있고, 이는 제2 크기의 드릴 파이프(21338) 각각을 개별 제2 보관 개구(21340)에 유지한다. 따라서, 파이프 보관 시스템(23100)은, 래치(21326)의 연장 또는 후퇴 여부에 따라 다양한 크기의 파이프를 수용 및 보관할 수 있다.
상이한 양태 및 구현예가 많이 가능하다. 이들 양태 및 구현예의 일부는 본원에 설명된다. 본 명세서를 읽은 후, 당업자는 이들 양태 및 구현예가 단지 예시일 뿐이며 본 발명의 범주를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 구현예는 아래 나열된 항목 중 하나 이상을 따를 수 있다.
구현예
구현예 1. 지하 작업을 수행하기 위한 시스템으로서,
관형재 보관 영역;
유정 중심 영역; 및
관형재를 이동시키도록 구성된 로봇 아암을 포함하고, 상기 로봇 아암은 장비 바닥에 결합되고 상기 관형재 보관 영역을 향해 상기 유정 중심 영역 사이의 거리를 횡단하도록 구성되는, 시스템.
구현예 2. 구현예 1에 있어서, 상기 로봇 아암은 상기 장비 바닥 상의 트랙에 결합되고, 상기 로봇 아암은 상기 관형재 보관 영역과 유정 중심 영역 사이의 거리를 상기 트랙 상에서 횡단하도록 구성되는, 시스템.
구현예 3. 구현예 1에 있어서, 상기 관형재 보관 영역에 관형재 핸들링 시스템을 추가로 포함하고, 상기 로봇 아암과 상기 관형재 핸들링 시스템은 상호 작용하고 물체를 교환하도록 구성되는, 시스템.
구현예 4. 구현예 3에 있어서, 상기 로봇 아암은 상기 관형재 보관 영역에서 상기 관형재 핸들링 시스템과 서브-유형 관형재를 교환하도록 구성되는, 시스템.
구현예 5. 구현예 4에 있어서, 상기 로봇 아암은 그리퍼를 포함하고, 상기 그리퍼에 서브-유형 관형재를 유지하고 상기 서브-유형 관형재를 상기 관형재 보관 영역의 관형재 핸들링 시스템의 그리퍼로 전달하도록 구성되는, 시스템.
구현예 6. 구현예 1에 있어서, 상기 유정 중심 영역은 상기 장비 바닥의 개구로 정의된 적어도 하나의 시추공을 포함하는, 시스템.
구현예 7. 구현예 6에 있어서, 상기 유정 중심 영역에 인접한 적어도 하나의 관형재 핸들링 시스템을 추가로 포함하고, 상기 적어도 하나의 시추공은, 상기 유정 중심 영역에 인접한 적어도 하나의 관형재 핸들링 시스템과 상기 로봇 아암 사이에 배치되는, 시스템.
구현예 8. 구현예 7에 있어서, 상기 로봇 아암은, 상기 유정 중심 영역에서 상기 관형재 핸들링 시스템과 상호 작용하고 적어도 하나의 물체를 상기 관형재 핸들링 시스템의 그리퍼와 상기 로봇 아암의 그리퍼 사이에서 교환하도록 구성되는, 시스템.
구현예 9. 구현예 6에 있어서, 상기 유정 중심 영역에 인접한 적어도 하나의 철제 러프 넥을 추가로 포함하고, 상기 로봇 아암은 상기 철제 러프 넥과 상호 작용하고 물건을 교환하도록 구성되는, 시스템.
구현예 10. 구현예 1에 있어서, 상기 로봇 아암은,
베이스;
상기 베이스에 결합된 적어도 하나의 아암; 및
상기 아암에 결합된 그리퍼를 포함하는, 시스템.
구현예 11. 구현예 10에 있어서, 상기 베이스는 상기 장비 바닥 상의 트랙에 결합되는, 시스템.
구현예 12. 구현예 11에 있어서, 상기 베이스는, 상기 로봇 아암을 상기 장비 바닥 상의 트랙을 따라 이동시키도록 구성된 구동 시스템을 포함하는, 시스템.
구현예 13. 구현예 10에 있어서, 상기 베이스는, 상기 베이스에 대해 상기 적어도 하나의 아암을 수직 축 중심으로 회전시키도록 구성된 적어도 하나의 피봇 지점을 추가로 포함하는, 시스템.
구현예 14. 구현예 10에 있어서, 상기 적어도 하나의 아암은 상기 베이스 위에 놓인 제1 관절을 포함하고, 상기 제1 관절은, 실질적으로 수평 연장된 제1 피봇 축을 갖는 제1 피봇 지점을 포함하고 상기 베이스에 대해 상기 아암을 회전시키도록 구성되는, 시스템.
구현예 15. 구현예 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 아암은 상기 제1 관절로부터 이격된 제2 관절을 추가로 포함하고, 상기 제2 관절은, 실질적으로 수평 연장된 제2 피봇 축을 갖는 제2 피봇 지점을 포함하고 상기 아암의 제2 부분에 대해 상기 아암의 제1 부분을 회전시키도록 구성되는, 시스템.
구현예 16. 구현예 15에 있어서, 상기 적어도 하나의 아암은 상기 제1 관절 및 제2 관절로부터 이격된 제3 관절을 추가로 포함하고, 상기 제3 관절은, 상기 적어도 하나의 아암의 일부분을 따라 연장된 제3 피봇 축을 갖는 제3 피봇 지점을 포함하고 상기 아암의 제2 부분에 대해 상기 아암의 제3 부분을 회전시키도록 구성되는, 시스템.
구현예 17. 구현예 16에 있어서, 상기 적어도 하나의 아암은 상기 제1 관절, 제2 관절, 및 제3 관절로부터 이격된 제4 관절을 추가로 포함하고, 상기 제4 관절은, 상기 적어도 하나의 아암의 일부분을 따라 연장된 제4 피봇 축을 갖는 제4 피봇 지점을 포함하고 상기 아암의 제3 부분에 대해 상기 아암의 제4 부분을 회전시키도록 구성되는, 시스템.
구현예 18. 구현예 17에 있어서, 상기 아암의 제4 부분에 결합된 그리퍼를 추가로 포함하는, 시스템.
구현예 19. 구현예 18에 있어서, 상기 그리퍼는 상기 아암의 제4 부분과 독립적으로 회전하도록 구성되는, 시스템.
구현예 20. 구현예 1에 있어서, 상기 로봇 아암은, 철제 러프 넥, 상기 유정 중심 영역의 관형재 핸들링 시스템, 상기 관형재 보관 영역의 관형재 핸들링 시스템, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 시스템과 관형재를 교환하도록 구성되는, 시스템.
구현예 21. 구현예 20에 있어서, 상기 로봇 아암은, 관형재의 특징을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함하되, 상기 특징은 관형재의 유형, 관형재의 크기, 관형재의 직경, 관형재의 배향 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 시스템.
구현예 22. 구현예 21에 있어서, 상기 로봇 아암의 센서에 결합되고 상기 관형재의 특징에 대한 정보를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 논리 장치를 추가로 포함하는, 시스템.
구현예 23. 구현예 22에 있어서, 상기 논리 장치는, 상기 로봇 아암에서 적어도 하나의 다른 시스템으로 관형재를 교환하는 동안에 적어도 하나의 다른 시스템과 통신하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 철제 러프 넥, 상기 유정 중심 영역의 관형재 핸들링 시스템, 상기 관형재 보관 영역의 관형재 핸들링 시스템, 또는 이들의 임의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 시스템.
구현예 24. 구현예 1에 있어서, 상기 로봇 아암은 외부 명령 없이 자동화된 이동으로 구성되는, 시스템.
구현예 25. 지하 작업을 수행하기 위한 방법으로서,
유정 중심 영역과 관형재 보관 영역 사이에서 로봇 아암으로 관형재를 이동시키는 단계를 포함하되, 상기 로봇 아암은 상기 유정 중심 영역과 상기 관형재 보관 영역 사이의 거리의 적어도 일부를 횡단하도록 구성되는, 방법.
구현예 26. 구현예 25에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 유정 중심 영역에서 관형재를 체결하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 27. 구현예 25에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 관형재 보관 영역에서 관형재를 체결하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 28. 구현예 25에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 관형재 보관 영역 근처에서 관형재를 체결하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 29. 구현예 26 내지 구현예 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 체결 단계는, 상기 로봇 아암의 그리퍼로 관형재를 파지하여 상기 그리퍼에서 상기 관형재의 전체 무게를 지지하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 30. 구현예 29에 있어서, 상기 이동 단계는, 상기 로봇 아암의 제1 피봇 지점, 제2 피봇 지점, 제3 피봇 지점 또는 제4 피봇 지점 중 적어도 하나를 중심으로 상기 로봇 아암을 회전시켜 상기 관형재의 위치에 대해 상기 관형재의 위치를 체결하는 동안 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
구현예 31. 구현예 29에 있어서, 상기 이동 단계는, 유정 중심 영역과 상기 관형재 보관 영역 사이에서 상기 장비 바닥을 따라 일정 거리를 횡단하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
구현예 32. 구현예 31에 있어서, 상기 횡단 단계는, 트랙 상에서 상기 장비 바닥의 일부를 따라 상기 로봇 아암을 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 33. 구현예 29에 있어서, 상기 이동 단계는, 철제 러프 넥, 상기 유정 중심 영역의 관형재 핸들링 시스템, 상기 관형재 보관 영역의 관형재 핸들링 시스템, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 시스템과 관형재를 교환하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
구현예 34. 구현예 33에 있어서, 상기 교환 단계는,
상기 관형재를 상기 로봇 아암의 그리퍼에 체결하는 단계;
상기 관형재를 상기 적어도 다른 하나의 시스템의 일부분 내에 체결하는 단계;
상기 적어도 하나의 시스템이 상기 관형재를 적절하게 체결했는지 확인하는 단계; 및
상기 전체 관형재를 상기 적어도 하나의 다른 시스템으로 이송하기 위해 상기 로봇 아암의 그리퍼를 해제하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 35. 구현예 34에 있어서, 상기 로봇 아암의 그리퍼에 상기 관형재를 체결하는 단계는, 상기 관형재의 적어도 하나의 특징을 감지하는 단계를 포함하되, 상기 특징은 관형재의 유형, 관형재의 크기, 관형재의 직경, 관형재의 배향 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 방법.
구현예 36. 구현예 25에 있어서, 관형재를 체결하지 않는 경우에 상기 로봇 아암을 휴지 위치에 배치하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
구현예 37. 구현예 36에 있어서, 상기 휴지 위치에서, 상기 로봇 아암은, 관형재를 체결하는 경우의 용적 공간 프로파일에 비해 용적 공간 프로파일을 더 적게 유지하는, 방법.
구현예 38. 구현예 37에 있어서, 상기 휴지 위치에서, 상기 로봇 아암은, 상기 용적 공간 프로파일을 최소화하여 다른 시스템이 충돌없이 상기 로봇 아암 주위를 이동할 수 있는 용적을 증가시키는, 방법.
구현예 39. 구현예 25에 있어서, 상기 로봇 아암은,
베이스;
상기 베이스에 결합된 적어도 하나의 아암; 및
상기 아암에 결합된 그리퍼를 포함하는, 방법.
구현예 40. 파이프 보관 시스템으로서,
복수의 파이프 지지 아암; 인접한 파이프 지지 아암 사이에 설치된 복수의 파이프 보관 베이; 상기 파이프 지지 아암으로부터 각각의 파이프 보관 베이 안으로 연장되고 복수의 채널을 설치하는 복수의 돌출부(상기 각각의 채널은 인접한 돌출부 쌍 사이에 설치됨); 및 복수의 래치를 포함하되, 상기 래치는 후퇴 위치(상기 래치가 대향하는 채널 사이에서 일련의 제1 파이프 보관 개구를 설치하도록 후퇴하는 위치)와 연장 위치(상기 래치가 대향하는 돌출부 사이에서 일련의 제2 파이프 보관 개구를 설치하도록 파이프 보관 베이 안으로 연장되는 위치) 사이에서 이동 가능한, 파이프 보관 시스템.
구현예 41. 구현예 40에 있어서, 상기 래치는 실질적으로 일제히 이동하는, 파이프 보관 시스템.
구현예 42. 구현예 41에 있어서, 상기 제1 파이프 보관 개구는 상기 제2 파이프 개구보다 더 큰, 파이프 보관 시스템.
구현예 43. 구현예 41에 있어서, 상기 래치는 기계적으로 작동되는, 파이프 보관 시스템.
구현예 44. 구현예 41에 있어서, 상기 래치는 전기적으로 작동되는, 파이프 보관 시스템.
구현예 45. 구현예 41에 있어서, 상기 래치는 독립적으로 이동하는, 파이프 보관 시스템.
구현예 46. 구현예 41에 있어서, 상기 래치는 스프링으로 작동되는, 파이프 보관 시스템.
본원에 설명된 구현예의 명세서 및 예시는 다양한 구현예의 구조물에 대한 일반적인 이해를 제공하기 위한 것이다. 명세서 및 예시는 본원에 설명된 구조물 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 모든 요소 및 특징에 대한 포괄적이고 종합적인 설명으로서 역할하고자 의도되지 않는다. 별도의 구현예가 또한 단일 구현예에서 조합되어 제공될 수도 있고, 반대로, 간결함을 위해 단일 구현예의 맥락에서 설명된 다양한 특징이 또한 별도로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한, 범위에 명시된 값에 대한 참조는, 해당 범위 내의 모든 각각의 값이 포함된다. 많은 다른 구현예는 본 명세서를 읽은 후에만 당업자에게 명백할 수 있다. 본 개시의 범주를 벗어나지 않고 구조적 대체, 논리적 대체, 또는 다른 변화가 이루어질 수 있도록, 다른 구현예가 본 개시로부터 사용되고 도출될 수 있다. 따라서, 본 개시는 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 혜택, 다른 이점 및 문제에 대한 해결책은 특정 구현예에 관해 위에서 설명되었다. 그러나, 임의의 혜택, 이점 또는 해결책을 더욱 두드러지게 하거나 생성시킬 수 있는 혜택, 이점, 문제에 대한 해결책, 및 임의의 특징부(들)을, 임의의 또는 모든 청구범위의 중요하거나 필수적이거나 본질적인 특징부로서 유추되어서는 안된다.
도면과 조합된 설명은 본원에 개시된 교시를 이해하는 것을 보조하기 위해 제공된다. 다음 논의는 교시의 특정 구현 및 구현예에 주안점을 둘 것이다. 이 주안점을 제공하여 교시의 설명을 보조하고, 교시의 범주 또는 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안된다. 그러나, 다른 교시는 본원에서 확실히 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하다" "포함한" "포함한다" "포함하는" "갖다" "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비-배타성 포함을 다루기 위해 의도된다. 예를 들어, 특징부의 목록을 포함한 방법, 물품 또는 장치는 반드시 이들 특징부로만 제한되는 것은 아니나, 이러한 방법, 물품, 또는 장치에 명시 적으로 나열되지 않거나 고유한 다른 특징부를 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "또는"은 포함성 및 비-배타성인 "또는"을 지칭한다. 예를 들어, A 또는 B의 조건은 다음 중 임의의 하나를 만족한다: A가 참(또는 존재)이고 B가 거짓(또는 부재), A가 거짓(또는 부재)이고 B는 참(또는 존재), 및 A와 B 모두 참(또는 존재).
또한, "일" 또는 "하나"의 사용은 본원에 설명된 요소와 구성품을 설명하기 위해 사용된다. 이는 편의상 그리고 본 발명의 범주에 대한 일반적인 지각을 제공하기 위해 단순히 사용된다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 판독되어야 하고, 단수는 또한 복수를 포함하거나, 반대의 경우도, 달리 의미되지 않는 것이 명확하지 않다면, 마찬가지이다. 예를 들어, 단수 품목이 본원에 설명되는 경우에, 하나 이상의 품목이 단수 품목 대신에 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 품목이 본원에 설명되는 경우에, 단수 품목이 하나 이상의 품목을 대체할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 재료, 방법, 및 예시는 단지 예시적이고 제한하고자 의도되는 것은 아니다. 본원에 설명되지 않는 한, 특정 재료 및 방법 행위에 관한 많은 세부 사항은 통상적이며 구조물 기술 및 해당 제조 기술 내의 참고 서적 및 기타 문헌에서 찾을 수 있다.
상기 개시된 주제는 제한적이지 않고 예시적인 것으로 간주되며, 첨부된 청구 범위는, 본 발명의 진정한 범주에 속하는 모든 수정, 개선 및 기타 구현예를 이렇게 포함하도록 의도된다. 따라서, 특허법이 최대로 허용하는 한, 본 발명의 범주는 다음의 청구범위 및 그 균등물에 대한 가장 넓게 허용 가능한 해석에 의해 결정되어야 하며, 전술한 상세한 설명에 의해 제약되거나 제한되지 않아야 한다.

Claims (15)

  1. 지하 작업을 수행하기 위한 시스템으로서,
    관형재 보관 영역;
    유정 중심 영역; 및
    관형재를 이동시키도록 구성된 로봇 아암을 포함하고, 상기 로봇 아암은 장비 바닥에 결합되고 상기 관형재 보관 영역을 향해 상기 유정 중심 영역 사이의 거리를 횡단하도록 구성되는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로봇 아암은 상기 장비 바닥 상의 트랙에 결합되고, 상기 로봇 아암은 상기 관형재 보관 영역과 유정 중심 영역 사이의 거리를 상기 트랙 상에서 횡단하도록 구성되는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 관형재 보관 영역에 관형재 핸들링 시스템을 추가로 포함하고, 상기 로봇 아암과 상기 관형재 핸들링 시스템은 상호 작용하고 물체를 교환하도록 구성되는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 로봇 아암은 상기 관형재 보관 영역에서 상기 관형재 핸들링 시스템과 서브-유형 관형재를 교환하도록 구성되는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 로봇 아암은 그리퍼를 포함하고, 상기 그리퍼에 서브-유형 관형재를 유지하고 상기 서브-유형 관형재를 상기 관형재 보관 영역의 관형재 핸들링 시스템의 그리퍼로 전달하도록 구성되는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 로봇 아암은 외부 명령 없이 자동화된 이동으로 구성되는, 시스템.
  7. 지하 작업을 수행하기 위한 방법으로서,
    유정 중심 영역과 관형재 보관 영역 사이에서 로봇 아암으로 관형재를 이동시키는 단계를 포함하되, 상기 로봇 아암은 상기 유정 중심 영역과 상기 관형재 보관 영역 사이의 거리의 적어도 일부를 횡단하도록 구성되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 유정 중심 영역에서 관형재를 체결하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 관형재 보관 영역에서 관형재를 체결하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 관형재 보관 영역 근처에서 관형재를 체결하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 체결 단계는, 상기 로봇 아암의 그리퍼로 관형재를 파지하여 상기 그리퍼에서 상기 관형재의 전체 무게를 지지하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 파이프 보관 시스템으로서,
    복수의 파이프 지지 아암;
    인접한 파이프 지지 아암 사이에 설치된 복수의 파이프 보관 베이,
    상기 파이프 지지 아암으로부터 각각의 파이프 보관 베이 안으로 연장되고 복수의 채널을 설치하는 복수의 돌출부(상기 각각의 채널은 인접한 돌출부 쌍 사이에 설치됨); 및
    복수의 래치를 포함하되, 상기 래치는 후퇴 위치(상기 래치가 대향하는 채널 사이에서 일련의 제1 파이프 보관 개구를 설치하도록 후퇴하는 위치)와 연장 위치(상기 래치가 대향하는 돌출부 사이에서 일련의 제2 파이프 보관 개구를 설치하도록 파이프 보관 베이 안으로 연장되는 위치) 사이에서 이동 가능한, 파이프 보관 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 래치는 실질적으로 일제히 이동하는, 파이프 보관 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 파이프 보관 개구는 상기 제2 파이프 개구보다 더 큰, 파이프 보관 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 래치는 기계적으로 작동되거나 전기적으로 작동되는, 파이프 보관 시스템.
KR1020207034217A 2018-04-27 2019-04-29 지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법 KR102666231B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862663973P 2018-04-27 2018-04-27
US62/663,973 2018-04-27
PCT/EP2019/060932 WO2019207158A1 (en) 2018-04-27 2019-04-29 System and method for conducting subterranean operations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210021958A true KR20210021958A (ko) 2021-03-02
KR102666231B1 KR102666231B1 (ko) 2024-05-17

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
GB202018562D0 (en) 2021-01-06
US20210277728A1 (en) 2021-09-09
CN112074646B (zh) 2024-02-27
SG11202010243YA (en) 2020-11-27
SA520420433B1 (ar) 2022-09-14
US11015402B2 (en) 2021-05-25
CN112074646A (zh) 2020-12-11
US20190330933A1 (en) 2019-10-31
NO20201295A1 (en) 2020-11-25
WO2019207158A1 (en) 2019-10-31
US11549319B2 (en) 2023-01-10
GB2588319A (en) 2021-04-21
GB2588319B (en) 2023-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506003B2 (en) System and method for conducting subterranean operations
US10822891B2 (en) System and method for conducting subterranean operations
US11377914B2 (en) System and method for conducting subterranean operations
US11015402B2 (en) System and method for conducting subterranean operations
US10190374B2 (en) Vertical pipe handling system and method
EP2713003B1 (en) Method of interconnecting a drill rod with a drill string by means of a threaded connection, rod handling system and drill rig
EP1828536A1 (en) A system for handling pipes between a pipe rack and a derrick, and also a device for assembling and disassembling pipe stands
KR102666231B1 (ko) 지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법
KR102666232B1 (ko) 지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법
KR102666230B1 (ko) 지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법
KR102666229B1 (ko) 지하 작업을 수행하기 위한 시스템 및 방법
WO2014179741A1 (en) System and method for manipulating tubulars for subterranean operations

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right