NL1029961C2 - Derrick and method for bringing one or more drill pipes into a wellbore with enclosed pressure. - Google Patents
Derrick and method for bringing one or more drill pipes into a wellbore with enclosed pressure. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1029961C2 NL1029961C2 NL1029961A NL1029961A NL1029961C2 NL 1029961 C2 NL1029961 C2 NL 1029961C2 NL 1029961 A NL1029961 A NL 1029961A NL 1029961 A NL1029961 A NL 1029961A NL 1029961 C2 NL1029961 C2 NL 1029961C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- support member
- derrick
- borehole
- mast
- drill
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000009844 basic oxygen steelmaking Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 2,2'-piperazine-1,4-diylbisethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCN1CCN(CCS(O)(=O)=O)CC1 IHPYMWDTONKSCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007990 PIPES buffer Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
-
- 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
- E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
-
- 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
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
- E21B21/085—Underbalanced techniques, i.e. where borehole fluid pressure is below formation pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
♦♦
BOORTOREN EN WERKWIJZE VOOR HET DAARMEE IN EEN BOORPUT MET INGESLOTEN DRUK BRENGEN VAN EEN OF MEER BOORPIJPENDRILLING AND METHOD FOR THAT PUTING ONE OR MORE DRILLING PIPES INTO A DRILLING PUSH WITH CONCLUDED PRESSURE
De uitvinding heeft betrekking op een boortoren, omvattende een boven of nabij een boorput te plaatsen mast en met de mast verbonden middelen voor het dragen van in de boorput neer te laten boorpijpen. Een dergelijke boortoren is 5 algemeen bekend, en wordt gebruikt om boorputten te vormen op plaatsen waar olie of gas in de bodem aanwezig is.The invention relates to a derrick, comprising a mast to be placed above or near a borehole and means connected to the mast for carrying drill pipes to be lowered into the borehole. Such a derrick is generally known, and is used to form wells in places where oil or gas is present in the soil.
Het meest kenmerkende onderdeel van de bekende boortoren is de mast of torenconstructie, in het algemeen een slanke vakwerk-piramide, die boven de boorlocatie geplaatst 10 of daar opgebouwd wordt, en die rust op een fundament naast of rond de boorlocatie. Bovenin deze mast is een hijswerk aangebracht, waarmee boorpijpen achtereenvolgens van de grond aan de voorzijde van de mast opgenomen kunnen worden en vervolgens gecontroleerd in de boorput neergelaten kunnen 15 worden. De bekende boortoren is verder voorzien van een werkvloer of boorvloer, die een integraal, dragend onderdeel daarvan vormt en star met de mast verbonden is. In de boortoren bevindt zich op enige afstand recht boven de boorput het hijswerk. In deze boorvloer is een opening 20 gevormd voor het doorlaten van de boorpijpen. Verder zijn op deze boorvloer middelen aanwezig waarmee de boorpijpen roterend aangedreven kunnen worden, meestal in de vorm van een draaitafel met daarin een meeneemstang met niet-ronde doorsnede, de zogeheten "kelly". Tenslotte is de boortoren 25 nog voorzien van middelen om een boorspoeling door de boorpijpen naar beneden in de bodem te pompen, waarna deze boorspoeling weer naar boven komt door de holle ruimte tussen de boorpijpen en de wand van de boorput. In feite is de boortoren dus een hijskraan met meerdere functies, te weten 30 het hijsen van de boorpijpen, het ronddraaien van de _1029961-The most characteristic part of the known derrick is the mast or tower construction, in general a slender half-timbered pyramid, which is placed above the drilling location or erected there, and which rests on a foundation next to or around the drilling location. At the top of this mast a hoist is arranged, with which drill pipes can successively be lifted from the ground at the front of the mast and subsequently lowered in a controlled manner into the borehole. The known derrick is further provided with a work floor or drilling floor, which forms an integral, supporting part thereof and is rigidly connected to the mast. The hoist is located in the derrick at some distance directly above the well. An opening 20 is formed in this drilling floor for passage of the drill pipes. Furthermore, means are present on this drilling floor with which the drill pipes can be rotated, usually in the form of a turntable with a carrier rod with a non-round cross-section, the so-called "kelly". Finally, the derrick 25 is provided with means for pumping a drilling mud through the drill pipes down into the ground, after which this drilling mud comes up again through the hollow space between the drill pipes and the wall of the well bore. In fact, the derrick is therefore a crane with multiple functions, namely hoisting the drill pipes, rotating the rotary
VV
2 boorpijpen tijdens het boorproces en het opslaan van de boorpijpen gedurende het verwisselen van de boorkop.2 drill pipes during the drilling process and the storage of the drill pipes during the changing of the drill bit.
Overigens wordt in moderne boortorens in plaats van een draaitafel in de boorvloer veelal gebruik gemaakt van een 5 zogeheten "topdrive" bovenin de mast voor het doen roteren van de boorpijpen. Een dergelijke "topdrive" bestaat uit een of meer motoren die via een overbrenging verbonden zijn met een roteerbaar aansluitstuk, waaraan telkens een boorpijp wordt bevestigd. De "topdrive" is opgehangen aan het hijswerk 10 in de mast, en kan daardoor omhoog en omlaag bewogen worden.For that matter, in modern drilling towers instead of a turntable in the drilling floor, use is often made of a so-called "top drive" at the top of the mast for rotating the drill pipes. Such a "top drive" consists of one or more motors which are connected via a transmission to a rotatable connecting piece, to which a drill pipe is each time attached. The "top drive" is suspended from the hoist 10 in the mast, and can therefore be moved up and down.
Om naar olie of gas te kunnen boren wordt eerst een boorlocatie aangelegd. Voordat met het daadwerkelijke boren wordt begonnen, wordt op de plek waar geboord moet worden een zware stalen buis de grond ingeheid. Deze buis, ook wel 15 "conductor" genoemd, kan op sommige plaatsen wel tot tachtig meter diep reiken, en wordt aangebracht om tijdens het boren van de eerste tientallen meters het nieuwe boorgat niet uit te wassen. Tevens dient deze "conductor" ter bescherming van het grondwater. Om het bovenste deel van de "conductor" 20 wordt, wanneer de boorlocatie zich op het land bevindt, vervolgens een betonnen putkelder aangelegd. In deze putkelder staan tijdens de boring veiligheidsafsluiters, de zogeheten "blowout preventers" of BOP's, en het bovenste mechanische gedeelte van de boorputafwerking, ook wel 25 "wellhead" genaamd. Boven de putkelder wordt dan de eigenlijke boortoren opgebouwd.To drill for oil or gas, a drilling location is first laid. Before the actual drilling is started, a heavy steel pipe is driven into the ground at the place where drilling is to take place. This tube, also known as a "conductor", can reach a depth of up to eighty meters in some places, and is installed so as not to wash out the new borehole during the drilling of the first tens of meters. This "conductor" also serves to protect groundwater. Around the upper part of the "conductor" 20, when the drilling location is on land, a concrete well cellar is then installed. In this well cellar there are safety valves, the so-called "blowout preventers" or BOPs, and the upper mechanical part of the wellbore finish, also called "wellhead", during the drilling. The actual derrick is then erected above the pit cellar.
Om met behulp van de zo gevormde boortoren een put te boren wordt eerst een boorkop bevestigd aan een boorpijp, die vervolgens met behulp van het hijswerk door de draaitafel 30 neergelaten wordt. De draaitafel brengt de boorpijp in roterende beweging, waardoor de boorkop zich onder invloed van het gewicht van de boorpijp in de bodem ingraaft en zo een boorgat begint te vormen. Wanneer de boorpijp over 10299614 ! 3 : nagenoeg zijn gehele lengte in de bodem verdwenen is wordt met behulp van het hijswerk een volgende boorpijp in de boortoren opgenomen en boven de vorige boorpijp gebracht. Vervolgens worden de boorpijpen, die aan hun einden voorzien 5 zijn van schroefdraad, met elkaar verbonden, waarna het boren wordt voortgezet. Zo wordt een boorstreng gevormd door telkens boorpijpen op de reeds in de bodem verdwenen pijpen te bevestigen. Een bepaald deel van het gewicht van de boorstreng rust daarbij op de boorkop, die zich daardoor 10 steeds verder in de put ingraaft, terwijl de rest van het gewicht gedragen wordt door de boortoren.In order to drill a well with the aid of the drilling tower thus formed, a drill head is first attached to a drill pipe, which is then lowered by the turntable 30 by means of the hoisting operation. The turntable causes the drill pipe to rotate, causing the drill head to burrow into the ground under the influence of the weight of the drill pipe and thus to form a borehole. When the drill pipe about 10299614! 3: practically its entire length has disappeared into the ground, with the aid of the hoisting a subsequent drill pipe is taken up in the derrick and brought above the previous drill pipe. The drill pipes, which are provided with screw thread at their ends, are then connected to each other, after which drilling is continued. A drill string is thus formed by attaching drill pipes to the pipes that have already disappeared into the ground. A certain part of the weight of the drill string then rests on the drill bit, which thereby penetrates further and further into the well, while the rest of the weight is borne by the derrick.
Teneinde het door de boorkop weggegraven bodemmateriaal uit het boorgat af te voeren, wordt deze gespoeld met een vloeistof, de zogeheten "mud", die door de 15 holle boorstreng in de put gepompt wordt. Deze boorspoeling, meestal een mengsel van klei, water en eventueel chemische stoffen, wordt langs de buitenzijde van de boorstreng weer omhoog gestuwd en neemt daarbij het door de boorkop vermalen gesteente of boorgruis mee naar de oppervlakte. De 20 boorspoeling dient verder voor het koelen van de boorkop en heeft een pleisterende werking op de wand van het boorgat. Bovengronds wordt het boorgruis uit de boorspoeling gezeefd, waarna deze weer terug gepompt wordt in de boorstreng. Zo wordt een gesloten systeem gevormd.In order to remove the bottom material dug by the drill head from the borehole, it is flushed with a liquid, the so-called "mud", which is pumped into the well through the hollow drill string. This drilling mud, usually a mixture of clay, water and possibly chemical substances, is pushed up again along the outside of the drill string and thereby takes the rock or drill cuttings ground by the drill bit to the surface. The drilling mud further serves to cool the drill bit and has a plastering effect on the wall of the borehole. Above ground, the drill cuttings are sieved from the drilling mud, after which it is pumped back into the drill string. A closed system is thus formed.
25 De zware, viskeuze boorspoeling voorkomt tevens dat gas of olie door het boorgat naar de oppervlakte kan ontsnappen. De druk die in het boorgat heerst is het gevolg van de vloeistofkolom boven de boorkop. De door deze vloeistofkolom uitgeoefende druk op de bodem van het boorgat 30 wordt bij het boren van olie- of gasputten groter gekozen dan de druk die in de bodem heerst, de zogeheten formatiedruk. Deze drukverhouding wordt aangeduid als overgebalanceerd ("overbalanced"), en is de gangbare uitgangstoestand. Het 1029961*5 4 overgebalanceerd boren brengt echter enkele nadelen met zich mee. Zo kan door de hogere druk onderin het boorgat vuil, bijvoorbeeld boorgruis in het olie- of gashoudende deel van de bodem binnendringen, hetgeen leidt tot een vermindering 5 van de productiecapaciteit. Daarnaast kan het boren onder deze omstandigheden vertraagd worden, aangezien het door de boorbeitel losgemaakte boorgruis door de heersende overdruk tussen boorspoeling en formatiedruk aan de bodem van het boorgat wordt gedrukt en zo door de boorkop meermaals wordt 10 vermalen alvorens uiteindelijk door de boorspoeling afgevoerd te worden. Daarom wordt ernaar gestreefd om de mate van overbalans van de vloeistof kolom zoveel mogelijk te beperken en indien mogelijk zelfs een situatie te creëren waarin de druk uitgeoefend door de vloeistofkolom kleiner wordt dan de 15 heersende bodemdruk.The heavy, viscous drilling mud also prevents gas or oil from escaping through the borehole to the surface. The pressure prevailing in the borehole is due to the liquid column above the drill bit. The pressure exerted by this liquid column on the bottom of the borehole 30 when drilling oil or gas wells is chosen to be greater than the pressure prevailing in the bottom, the so-called formation pressure. This pressure ratio is referred to as overbalanced, and is the current initial state. However, the 1029961 * 5 4 over-balanced drilling involves some drawbacks. Thus, due to the higher pressure at the bottom of the borehole, dirt, for example drill cuttings, can penetrate into the oil or gas-containing part of the bottom, which leads to a reduction in production capacity. In addition, drilling can be delayed under these conditions, since the drill cuttings loosened by the drill bit are pressed by the prevailing overpressure between drilling mud and formation pressure at the bottom of the borehole and thus ground several times by the drill bit before finally being discharged by the drilling mud. . Therefore, the aim is to limit the degree of overbalance of the liquid column as much as possible and, if possible, even to create a situation in which the pressure exerted by the liquid column becomes smaller than the prevailing bottom pressure.
Om deze op zichzelf instabiele situatie - immers, ongecontroleerd zal het verschil tussen beide drukken steeds groter worden tot uiteindelijk geen vloeistof kolom meer aanwezig is - te kunnen controleren zijn aanpassingen in het 20 gehele systeem noodzakelijk. Daar waar in eenIn order to be able to control this per se unstable situation - after all, uncontrolled, the difference between the two pressures will become increasingly larger until ultimately no liquid column is present anymore - adjustments are necessary in the entire system. There where in one
overgebalanceerde toestand gewerkt wordt met een open boorgat, waarbij de veiligheidsafsluiters geopend zijn, moet er bij een verlaagde vloeistofdruk gewerkt worden in een gesloten boorgat. Door het sluiten van de 25 veiligheidsafsluiters wordt een gesloten systeem gecreëerd waarbij het verschil in druk tussen de vloeistofkolom en de bodemdruk als ingesloten druk aan de bovenzijde van het IIn an overbalanced state, working with an open borehole, with the safety shut-off valves open, working with a reduced fluid pressure in a closed borehole. By closing the safety valves a closed system is created in which the difference in pressure between the liquid column and the bottom pressure as enclosed pressure on the top of the I
boorgat meetbaar wordt. Deze nieuwe situatie, waarbij de bodemdruk niet meer wordt gebalanceerd door de vloeistof 30 kolom, wordt daarom ondergebalanceerd of "underbalanced" genoemd.borehole becomes measurable. This new situation, in which the soil pressure is no longer balanced by the liquid column, is therefore called underbalanced.
Om onder deze nieuwe omstandigheden veilig te kunnen blijven werken moeten aanpassingen aan het samenstelsel van 1 029961-.In order to continue working safely under these new circumstances, adjustments to the system of 1 029961- must be made.
5 veiligheidsafsluiters worden uitgevoerd, additionele afsluiters toegevoegd, en tevens de werkwijze worden aangepast omdat nu alle werkzaamheden uitgevoerd moeten worden met gesloten veiligheidsafsluiters. Naast aanpassingen 5 aan bovengrondse samenstelsel van veiligheidsafsluiters is er ook een aanpassing noodzakelijk aan de boorstreng zelf, deze moet namelijk worden voorzien van een afsluitmechanisme die terug stroming van boorspoeling vanuit de boorput naar de binnenkant van de boorstreng verhinderd.5 safety valves are carried out, additional valves are added, and the method is also adjusted because all work must now be carried out with closed safety valves. In addition to adaptations to the above-ground assembly of safety valves, an adaptation to the drill string itself is also necessary, namely, it must be provided with a shut-off mechanism that prevents back flow of drilling fluid from the well to the inside of the drill string.
10 Naast de benodigde aanpassingen aan het samenstelsel van veiligheidsafsluiters zijn er ook aanpassingen noodzakelijk aan de conventionele boortoren en de daarmee uit te voeren werkwerkwijze. Door de verandering van overgebalanceerd naar ondergebalanceerd en de daarmee gepaard 15 gaande druk in de nu gesloten boorput zal ook een verandering optreden in het gedrag van de streng boorpijpen. Tijdens het proces van het uit de boorput trekken van de streng boorpijpen zal het gewicht hiervan evenredig met het afnemen van de lengte verminderen. Aangezien de in boorput aanwezige 20 druk een kracht uitoefent op de gesloten onderzijde van de boorstreng en hierdoor een naar bovengerichte kracht uitoefent, zal er moment komen dat deze kracht groter zal zijn dan het op dat moment nog aanwezige gewicht van de boorstreng. Vanaf dat moment zal de boorstreng door de in de 25 put aanwezige druk naar boven worden gedrukt, en kan deze door een conventionele boortoren, die in feite niets meer is dan een hijskraan, niet meer gecontroleerd worden. Vanaf nu hoeft er niet meer gehesen te worden maar moet er met het verder afnemen van het gewicht van de boorstreng steeds meer 30 tegendruk worden uitgeoefend op de boorstreng om deze gecontroleerd uit het boorgat alsnog te laten komen.In addition to the required adjustments to the assembly of safety valves, adjustments are also required to the conventional derrick and the working method to be performed with it. Due to the change from over-balanced to under-balanced and the associated pressure in the now closed borehole, a change will also occur in the behavior of the string of drill pipes. During the process of pulling the string of drill pipes out of the well bore, the weight thereof will decrease in proportion to the decrease in length. Since the pressure present in the borehole exerts a force on the closed underside of the drill string and thereby exerts an upwardly directed force, there will come a time when this force will be greater than the weight of the drill string still present at that moment. From that moment on, the drill string will be pushed upwards by the pressure present in the well, and it can no longer be checked by a conventional derrick, which in fact is nothing more than a crane. From now on it is no longer necessary to lift, but as the weight of the drill string further decreases, more and more counter pressure must be exerted on the drill string to have it come out of the borehole in a controlled manner.
Voor het uitoefenen van deze gecontroleerde manier van uitbouwen is een aparte installatie nodig, die wordt 1 029961a 6 aangeduid als "hydraulic workover" installatie of "snubbing unit" nodig, en die in staat is om de vereiste naar beneden gerichte krachten uit te oefenen.To perform this controlled expansion, a separate installation is required, which is referred to as "hydraulic workover" installation or "snubbing unit", and which is capable of exerting the required downward forces.
Het aanbrengen van de noodzakelijke veranderingen aan 5 het stelsel van veiligheidsafsluiters, het aanbrengen van de "hydraulic workover" installatie in de conventionele boortoren zijn niet alleen tijdrovend en dus duur, maar brengen ook een verhoogd veiligheidsrisico met zich mee.Making the necessary changes to the system of safety valves, making the "hydraulic workover" installation in the conventional derrick are not only time-consuming and therefore expensive, but also entail an increased safety risk.
De uitvinding heeft dan ook tot doel een boortoren te 10 verschaffen, waarmee naast normale boringen ook speciale bewerkingen in een boorgat met ingesloten druk kunnen worden uitgevoerd, zonder dat daartoe gebruik gemaakt hoeft te worden van afzonderlijke constructies en diensten van derden. Volgens de uitvinding wordt dit bij een boortoren van het 15 hiervoor beschreven type bereikt, doordat de draagmiddelen ingericht zijn voor het naar keuze op de boorpijpen uitoefenen van een trekkracht of drukkracht. Door de boortoren zelf op deze wijze geschikt te maken om boorpijpen niet slechts gecontroleerd in een boorgat te laten zakken, 20 maar daar echt in te drukken, kan worden afgezien van het gebruik van een afzonderlijke eenheid, zoals een "hydraulic workover unit" of een "snubbing unit" wanneer de drukverhouding in het boorgat ondergebalanceerd wordt.The invention therefore has for its object to provide a derrick with which, in addition to normal bores, special operations can also be carried out in a borehole with enclosed pressure, without having to make use of separate constructions and services of third parties. According to the invention this is achieved with a derrick of the type described above, in that the carrying means are adapted to exert a tensile force or compressive force on the drill pipes as desired. By making the derrick itself suitable for lowering drill pipes into a borehole in a controlled manner, but actually pressing it in, it is possible to dispense with the use of a separate unit, such as a "hydraulic workover unit" or a "snubbing unit" when the pressure ratio in the borehole is underbalanced.
Bij voorkeur omvatten de draagmiddelen ten minste 25 twee op verschillende hoogtes met de mast verbonden, in hoogterichting daarlangs verplaatsbare draagorganen. Door de boorpijpen met behulp van deze onafhankelijk van elkaar verplaatsbare draagorganen op geschikte wijze te manipuleren, kunnen met een en dezelfde boortoren verschillende functies 30 worden uitgeoefend.The carrying means preferably comprise at least two carrying members connected to the mast at different heights, which members are movable in height direction along them. By appropriately manipulating the drill pipes with the aid of these independently displaceable supporting members, different functions can be performed with one and the same derrick.
Wanneer althans het bovenste draagorgaan middelen vertoont voor het roterend aandrijven van de boorpijpen, kan dit gebruikt worden bij alle werkzaamheden, zowel boringen 1029961- 7 als "workovers", in een overgebalanceerde situatie. In dat geval verdient het de voorkeur dat de roterende aandrijfmiddelen van het bovenste draagorgaan gevormd worden door een zogeheten "topdrive".If at least the upper support member has means for rotating the drill pipes, this can be used in all activities, both bores 1029961-7 and "workovers", in an overbalanced situation. In that case it is preferred that the rotating drive means of the upper support member are formed by a so-called "top drive".
5 Met voordeel zijn bij de boortoren volgens de uitvinding de draagorganen ingericht om tijdens een boorbewerking samen te werken, waarbij het bovenste draagorgaan ingericht is om boorpijpen in een neergaande beweging in de boorput neer te laten, en het tweede 10 draagorgaan ingericht is om de boorpijpen aan het eind van de neergaande beweging over te nemen en vast te houden. Zo kan de boortoren conventioneel gebruikt worden in een ! overgebalanceerde situatie.Advantageously, in the derrick according to the invention, the support members are adapted to cooperate during a drilling operation, the upper support member being adapted to lower drill pipes into the borehole in a downward movement, and the second support member is adapted to engage the drill pipes. at the end of the downward movement and hold. For example, the derrick can be used conventionally in a! over-balanced situation.
Bij voorkeur is de boortoren volgens de uitvinding 15 verder nog voorzien van een derde draagorgaan, dat op een onder de twee andere draagorganen gelegen hoogte met de mast verbonden is en in hoogterichting daarlangs verplaatsbaar is.Preferably, the derrick according to the invention is furthermore provided with a third support member, which is connected to the mast at a height below the two other support members and is movable along the height thereof.
Dit derde of onderste draagorgaan, dat in feite in de plaats komt van de vaste boorvloer van een conventionele boortoren, 20 biedt in combinatie met de twee andere draagorganen een groot aantal verschillende mogelijkheden om boorpijpen te manipuleren in zowel de overgebalanceerde als ondergebalanceerde toestand van de boorput.This third or lower support member, which in fact replaces the fixed drilling floor of a conventional derrick, offers in combination with the two other support members a large number of different possibilities to manipulate drill pipes in both the over-balanced and under-balanced condition of the well bore. .
Bij voorkeur is het derde draagorgaan losneembaar met 25 de mast verbonden. Zo kan dit derde draagorgaan verwijderd en opgeslagen worden wanneer het niet nodig is, dus tijdens normaal gebruik van de boortoren, waardoor de twee andere draagorganen onbelemmerd langs de mast kunnen bewegen.Preferably, the third support member is releasably connected to the mast. This third support member can thus be removed and stored when it is not necessary, i.e. during normal use of the derrick, whereby the two other support members can move unimpeded along the mast.
Wanneer het derde draagorgaan flexibele middelen 30 vertoont voor het verbinden daarvan met een op de boorput geplaatste veiligheidsafsluiter, wordt voorkomen dat bij werkzaamheden in een ondergebalanceerde toestand de 1029961a 8 constructie van de boorput belast wordt door daarbij optredende, naar beneden gerichte krachten.When the third support member has flexible means for connecting it to a safety valve placed on the borehole, it is prevented that when working in an under-balanced condition the construction of the borehole is loaded by downward forces occurring thereby.
Het tweede en derde draagorgaan kunnen dan dus ingericht zijn om tijdens een bewerking in een boorput met 5 ingesloten druk samen te werken, waarbij het tweede draagorgaan ingericht is om onderdelen in een neergaande slagbeweging in de boorput te dwingen, en het derde draagorgaan op zijn plaats blijft en ingericht is om de onderdelen vast te houden en optredende krachten in te leiden 10 in de mast.The second and third support members can then be adapted to cooperate during an operation in a borehole with enclosed pressure, the second support member being adapted to force parts into the borehole in a downward stroke movement, and the third support member in place remains and is arranged to hold the parts and to introduce occurring forces into the mast.
Verder is de boortoren met voordeel voorzien van ten minste één met de mast verbonden, in hoogterichting daarlangs verplaatsbaar bordes. Op dit bordes, dat zelf in het boorproces geen dragende functie vervult, kunnen tijdens het 15 boren gebruikte gereedschappen en instrumenten worden bewaard, en kan personeel dat in de boortoren aanwezig moet zijn een plaats vinden. Doordat het bordes in hoogte instelbaar is, kan het proces van het opmaken van de boorstreng of het daaruit verwijderen van boorpijpen op elke 20 gewenste hoogte plaats vinden.Furthermore, the derrick is advantageously provided with at least one platform connected to the mast, which platform can be moved along it in height. On this platform, which itself does not perform any supporting function in the drilling process, tools and instruments used during drilling can be stored, and personnel that must be present in the derrick can find a place. Because the platform is adjustable in height, the process of making up the drill string or removing drill pipes therefrom can take place at any desired height.
In een voorkeursuitvoering is de boortoren volgens de uitvinding nog voorzien van een met de draagmiddelen samenwerkende inrichting voor het aanvoeren van boorpijpen. Hierdoor kan het proces van het inbrengen of uitbouwen van 25 boorpijpen grotendeels gemechaniseerd worden, zodat daarbij niet of nauwelijks menselijke inbreng nodig is. Dit is van belang, omdat het hanteren van boorpijpen op de boorvloer tot de meest risicovolle werkzaamheden op en rond een boortoren behoort. Bij voorkeur vertoont deze aanvoerinrichting 30 middelen voor het vanuit een liggende positie oprichten en aan de draagmiddelen overgeven van de boorpijpen. Zo kunnen de pijpen eenvoudig liggend naast de boortoren worden opgeslagen.In a preferred embodiment the derrick according to the invention is further provided with a device for supplying drill pipes cooperating with the carrying means. As a result, the process of inserting or removing drill pipes can be largely mechanized, so that little or no human input is required. This is important because the handling of drill pipes on the drilling floor is one of the most risky activities on and around a derrick. This feed device 30 preferably comprises means for erecting the drill pipes from a lying position and transferring them to the supporting means. This way, the pipes can easily be stored lying next to the derrick.
1029961- 91029961-9
De uitvinding betreft verder een werkwijze voor het in een boorput met ingesloten druk brengen van een of meer boorpijpen. Zoals gezegd wordt tot nu toe, wanneer in een boorput een ingesloten druk heerst, dus de druksituatie 5 ondergebalanceerd is, naast of in de boortoren een afzonderlijke "hydraulic workover" of "snubbing" eenheid geplaatst. Deze "hydraulic workover" of "snubbing" eenheid, die meestal door speciaal voor dat doel ingehuurd personeel wordt bediend, heeft voorzieningen om boorpijpen langs of 10 door de veiligheidsafsluiters in het boorgat te dwingen, zonder dat daarbij olie of gas ontsnapt. Het gebruik van dergelijke eenheden en het bijbehorend personeel is kostbaar en leidt tot grote vertraging.The invention further relates to a method for introducing one or more drill pipes into a wellbore with enclosed pressure. As stated, until now, when an enclosed pressure prevails in a well, so the pressure situation is under-balanced, a separate "hydraulic workover" or "snubbing" unit is placed next to or in the derrick. This "hydraulic workover" or "snubbing" unit, which is usually operated by personnel specifically hired for that purpose, has provisions for forcing drill pipes along or through the safety valves in the borehole, without escaping oil or gas. The use of such units and associated personnel is costly and leads to major delays.
Met de uitvinding wordt nu beoogd een dergelijke 15 werkwijze voor te stellen, waarbij kan worden afgezien van het gebruik van afzonderlijke installaties of het inschakelen van derden. Volgens de uitvinding wordt dit bereikt door voor het in een boorput met ingesloten druk brengen van een of meer boorpijpen gebruik te maken van een boortoren als 20 hiervoor beschreven, waarbij de werkwijze het aan de draagmiddelen ophangen van de boorpijp(en) en het onder uitoefening van een drukkracht in de boorput naar beneden dwingen daarvan omvat.The invention now has for its object to propose such a method, wherein the use of separate installations or the engagement of third parties can be dispensed with. According to the invention, this is achieved by using a derrick as described above for introducing one or more drill pipes into an underpressured borehole, the method of suspending the drill pipe (s) from the carrying means and exercising force of a compressive force in the wellbore.
Als onderdeel van deze werkwijze wordt bij voorkeur 25 voorafgaand aan het in de boorput dwingen van de boorpijp(en) het derde draagorgaan op flexibele wijze met een op de boorput geplaatste veiligheidsafsluiter verbonden en aan de mast gefixeerd. Door de starre bevestiging van het draagorgaan aan de mast en zijn flexibele verbinding met de 30 veiligheidsafsluiter(s) wordt de boorput gevrijwaard van enigerlei naar beneden gerichte belasting als gevolg van de door de boortoren uitgevoerde processen.As part of this method, prior to forcing the drill pipe (s) into the borehole, the third support member is preferably flexibly connected to a safety valve placed on the borehole and fixed to the mast. Due to the rigid attachment of the support member to the mast and its flexible connection with the safety valve (s), the borehole is protected from any downwardly directed load as a result of the processes carried out by the derrick.
1029981¾ 101029981¾ 10
Daarbij is de werkwijze met voordeel zo ingericht, dat het tweede draagorgaan de boorpijp(en) in een neergaande slagbeweging in de boorput dwingt, en het derde draagorgaan op zijn plaats blijft, de boorpijp(en) vasthoudt en 5 optredende krachten inleidt in de mast. Het tweede en derde draagorgaan kunnen daartoe voorzien zijn van vasthoudelementen of "slips", waarvan er afwisselend een op de boorpijp aangrijpt en een de boorpijp doorlaat, waardoor deze "slips" de boorpijp als het ware aan elkaar doorgeven.The method is advantageously arranged in such a way that the second support member forces the drill pipe (s) into the borehole in a downward stroke movement, and the third support member remains in place, holds the drill pipe (s) and introduces occurring forces into the mast . To this end, the second and third support members may be provided with retaining elements or "slips", one of which alternately engages the drill pipe and one passes the drill pipe, whereby these "slips" pass the drill pipe to each other as it were.
10 Doordat de voor het inbrengen van de boorpijpen noodzakelijke handelingen worden uitgevoerd door het tweede en derde draagorgaan, kan het bovenste draagorgaan andere handelingen uitvoeren, zoals het aanvoeren en aan elkaar bevestigen of juist van elkaar nemen van boorpijpen, terwijl de ruimte 15 boven het tweede draagorgaan beschikbaar blijft voor het tijdelijk opslaan van de boorpijpen.Because the operations required for the insertion of the drill pipes are performed by the second and third support members, the upper support member can perform other operations, such as supplying and fastening or disassembling drill pipes from each other, while the space above the second support member remains available for temporarily storing the drill pipes.
Bij een andere variant van de werkwijze volgens de uitvinding wordt tussen het tweede en derde draagorgaan een systeem van telescopische sluisbuizen aangebracht, waarvan 20 een stationaire buitenste sluisbuis aan het derde draagorgaan en een binnenste sluisbuis aan het tweede draagorgaan bevestigd en daardoor bewogen wordt. Met behulp van een dergelijk systeem van sluisbuizen, ook wel aangeduid als "telescopic deployment tubes" (TDT), kunnen boorpijpen met 25 afwijkende vormen, die niet op een andere wijze in een boorput met ingesloten druk kunnen worden gedrukt, toch in de boorput onder druk worden ingebracht.In another variant of the method according to the invention, a system of telescopic lock tubes is arranged between the second and third support member, a stationary outer lock tube of which is attached to the third support member and an inner lock tube to the second support member and thereby moved. With the aid of such a system of sluice tubes, also referred to as "telescopic deployment tubes" (TDT), drill pipes with different shapes, which cannot be pressed in another way into a wellbore with enclosed pressure, can nevertheless be placed in the wellbore. pressure.
Met voordeel worden bij deze werkwijze de boorpijp(en) door het bovenste draagorgaan opgenomen en aan 30 het tweede draagorgaan aangeboden. Doordat de voor het inbrengen van de boorpijpen noodzakelijke handelingen worden uitgevoerd door het tweede en derde draagorgaan, blijven immers het bovenste draagorgaan en de ruimte boven het tweede 1029961- 11 draagorgaan beschikbaar voor andere handelingen, zoals het manipuleren van boorpijpen met behulp van de "topdrive", het aan elkaar bevestigen of juist van elkaar nemen van boorpijpen en dergelijke. Hierdoor kan er efficiënt en veilig 5 worden gewerkt.Advantageously in this method the drill pipe (s) are received by the upper support member and presented to the second support member. Because the operations required for inserting the drill pipes are performed by the second and third support members, the upper support member and the space above the second support member remain available for other operations, such as manipulating drill pipes with the aid of the "top drive" "the fixing or disassembly of drill pipes and the like. This makes it possible to work efficiently and safely.
Daarbij kunnen ook de boorpijp(en) door het bovenste draagorgaan roterend worden aangedreven.The drill pipe (s) can also be rotated by the upper support member.
De uitvinding wordt nu verder toegelicht aan de hand van een voorbeeld, waarbij verwezen wordt naar de bij gevoegde 10 tekening, waarin:The invention will now be further elucidated with reference to an example, wherein reference is made to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 een schematisch zijaanzicht is van een boortoren volgens de uitvinding tijdens normaal bedrijf, waarbij in de boorput een overgebalanceerde drukverhouding heerst, 15 Fig. 2 een met fig. 1 overeenkomend aanzicht.is van de boortoren tijdens bedrijf bij ingesloten druk, dus wanneer in de boorput een ondergebalanceerde drukverhouding heerst, enFIG. 1 is a schematic side view of a derrick according to the invention during normal operation, with an over-balanced pressure ratio prevailing in the wellbore, FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 of the derrick during operation at enclosed pressure, i.e. when there is an under-balanced pressure ratio in the wellbore, and
Fig. 3 een met fig. 1 en 2 overeenkomend aanzicht is 20 van de boortoren wanneer deze gebruikt wordt met een stelsel van telescopische sluisbuizen.FIG. 3 is a view similar to FIGS. 1 and 2 of the derrick when used with a system of telescopic lock tubes.
Een boortoren 1 (fig. 1) die opgebouwd is op een boorlocatie DL omvat een mast 2 die in het getoonde voorbeeld j | excentrisch geplaatst is, dus naast in plaats van recht boven 25 een boorput 3 (waarvan hier slechts het bovenste deel getoond is). Deze mast 2 is geplaatst op een ondersteuning of "substructure" 4 rond de boorput 3. Met de mast 2 zijn draagmiddelen verbonden, hier in de vorm van een drietal draagorganen 5, 6 en 7, waarvan het onderste draagorgaan 7 30 losneembaar is (en in deze figuur niet getoond is). De draagorganen 5, 6, 7, die wel recht boven de boorput 3 opgehangen zijn (zoals schematisch aangegeven met een streep-stippellijn), zijn onafhankelijk van elkaar in hoogterichting t 02996Vr; 12 beweegbaar langs de mast 2. Verder is aan de mast een bordes 8 opgehangen, dat eveneens in hoogterichting verplaatsbaar is. Op dit bordes 8, waarop bedienend personeel P kan plaatsnemen, bevindt zich een cabine 9.A derrick 1 (Fig. 1) which is built up at a drilling location DL comprises a mast 2 which in the example shown | is located eccentrically, i.e. next to, instead of directly above, a well 3 (of which only the upper part is shown here). This mast 2 is placed on a support or "substructure" 4 around the borehole 3. Support means are connected to the mast 2, here in the form of three support members 5, 6 and 7, the lower support member 7 of which is detachable (and is not shown in this figure). The supporting members 5, 6, 7, which are suspended directly above the well bore 3 (as schematically indicated by a dashed line), are independent of each other in height direction 02996 VR; 12 movable along the mast 2. Furthermore, a platform 8 is suspended from the mast, which platform is also movable in height. A cabin 9 is located on this platform 8, on which operating personnel P can sit.
5 Het bovenste draagorgaan 5 is voorzien van (hier schematisch weergegeven) middelen 17 voor het roterend aandrijven van daaraan te bevestigen boorpijpen (hier niet getoond), in de vorm van een zogeheten "topdrive". Ook het tweede draagorgaan 6 is voorzien van (hier niet getoonde) 10 middelen voor het roterend aandrijven van de boorpijpen, in dit geval in de vorm van een draaitafel.The upper support member 5 is provided with (17 schematically shown here) means 17 for rotatingly driving drill pipes to be attached thereto (not shown here), in the form of a so-called "top drive". The second support member 6 is also provided with means (not shown here) for rotatingly driving the drill pipes, in this case in the form of a turntable.
Op de boorlocatie DL is ook een aanvoerinrichting 10 opgesteld, waarmee de boorpijpen 29, die liggend zijn opgeslagen op rekken in de nabijheid van de boortoren 1, naar 15 de boortoren 1 gebracht en opgericht kunnen worden. Deze aanvoerinrichting 10 is hier voorzien van een arm 11 met een daarlangs beweegbaar aangrijpingsorgaan 30, dat de boorpijpen 29 opneemt. Door de arm 11 op te richten en het aangrijpingsorgaan 30 tegelijkertijd te draaien wordt de 20 boorpijp 29 vanuit de liggende stand naar een verticale stand op een vastgestelde positie boven het bordes 8 gebracht, waar de boorpijp 29 dan wordt geplaatst. De arm 11 met het aangrijpingsorgaan 30 keert dan terug naar zijn uitgangspositie.A feed device 10 is also arranged at the drilling location DL, with which the drill pipes 29, which are stored lying on racks in the vicinity of the derrick 1, can be brought to the derrick 1 and erected. This supply device 10 is here provided with an arm 11 with an engaging member 30 which is movable along it and which receives the drill pipes 29. By raising the arm 11 and simultaneously turning the engaging member 30, the drill pipe 29 is brought from the lying position to a vertical position at a predetermined position above the platform 8, where the drill pipe 29 is then placed. The arm 11 with the engaging member 30 then returns to its starting position.
25 De boorput 3 is aan de bovenzijde voorzien van een stelsel 12 van veiligheidsafsluiters, een zogeheten "BOP stack". In het getoonde voorbeeld, waarbij de druk in de boorput 3 groter is dan de druk van de formatie waarin geboord wordt, en er dus sprake is van een overgebalanceerde 30 drukverhouding, is het afsluiterstelsel 12 geopend. Overigens wordt dit afsluiterstelsel 12 in het getoonde voorbeeld gevormd door twee plunjerafsluiters ("ram BOP's") 13, 14 en een ringvormige afsluiter ("annular BOP") 15, terwijl aan de 1 02 9 9S Via_ 13 onderzijde van het afsluiterstelsel 12 nog een leiding 16 voor boorspoeling is aangesloten.The borehole 3 is provided on the top with a system 12 of safety valves, a so-called "BOP stack". In the example shown, in which the pressure in the borehole 3 is greater than the pressure of the formation being drilled, and thus there is an over-balanced pressure ratio, the valve system 12 is opened. Incidentally, in the example shown, this valve system 12 is formed by two plunger valves ("ram BOPs") 13, 14 and an annular valve ("annular BOP") 15, while at the bottom of the valve system 12 another pipe 16 for drilling mud is connected.
De boortoren 1 wordt in deze configuratie als volgt gebruikt. De aanvoerinrichting 10 voert telkens een boorpijp 5 aan, die in een daarvoor aangewezen positie op het bordes 8 geparkeerd wordt. Daar wordt de boorpijp overgenomen door het bovenste draagorgaan 5, dat daartoe eerst langs de mast 2 naar zijn onderste stand 5' wordt verplaatst. Daarna beweegt het eerste draagorgaan 5 zich naar boven, terwijl de boorpijp 10 vanuit zijn parkeerpositie naar een positie recht boven de boorput 3 wordt bewogen. Aan de onderzijde van de eerste boorpijp wordt bijvoorbeeld eerst de (hier niet getoonde) boorkop gekoppeld, waarna elke volgende aangevoerde boorpijp op de vorige wordt geschroefd.The derrick 1 is used in this configuration as follows. The feeding device 10 in each case supplies a drill pipe 5, which is parked on the platform 8 in a designated position. There, the drill pipe is taken over by the upper support member 5, which for that purpose is first moved along the mast 2 to its lower position 5 '. The first support member 5 then moves upwards, while the drill pipe 10 is moved from its parking position to a position directly above the well bore 3. On the underside of the first drill pipe, for example, first the drill head (not shown here) is coupled, after which each subsequent supplied drill pipe is screwed onto the previous one.
15 Nadat de boorpijp zo verbonden is met hetzij de boorkop, hetzij de voorgaande boorpijp, wordt het bovenste draagorgaan 5 gecontroleerd langs de mast 2 omlaag bewogen. Daarbij zakt de boorpijp door een opening in het tweede draagorgaan 6 en door het afsluiterstelsel 12, dat normaal 20 geopend is, in de boorput 3. De snelheid waarmee het bovenste draagorgaan 5 de boorpijp in de boorput 3 laat zakken hangt af van de condities in de boorput 3. Tegelijkertijd met het neerlaten daarvan kan de boorpijp - en daarmee de gehele daaronder hangende boorstreng - door de "topdrive" 17 in 25 rotatie gebracht worden. Door de combinatie van het gewicht van de boorstreng en de rotatiebeweging daarvan, graaft de boorkop zich in de bodem van de boorput 3, die daardoor steeds verder wordt uitgediept.After the drill pipe is thus connected to either the drill head or the previous drill pipe, the upper support member 5 is moved down the mast 2 in a controlled manner. The drill pipe then sinks through an opening in the second support member 6 and through the valve system 12, which is normally open, into the borehole 3. The speed with which the upper support member 5 lowers the drill pipe into the borehole 3 depends on the conditions in the borehole 3. Simultaneously with the lowering thereof, the drill pipe - and with it the entire drill string below it - can be rotated by the "top drive" 17. Due to the combination of the weight of the drill string and the rotational movement thereof, the drill bit digs into the bottom of the borehole 3, which is thereby deepened further and further.
Wanneer het bovenste draagorgaan 5 zijn onderste 30 stand 5' bereikt heeft, kan de "topdrive" 17 worden stopgezet en wordt de boorpijp vastgegrepen door het tweede draagorgaan 6, of eventueel het derde draagorgaan 7, die daartoe voorzien zijn van (hier niet getoonde) aangrijpingsmiddelen. Daarna 1 Q29flfi1 -_ 14 wordt de "topdrive" 17 losgekoppeld van de boorpijp, die zich dan ongeveer ter hoogte van het bordes 8 bevindt. Het bovenste draagorgaan 5 neemt dan weer een volgende boorpijp over van de aanvoerinrichting 10 en beweegt naar boven om het 5 boren te hervatten.When the upper support member 5 has reached its lower position 5 ', the "top drive" 17 can be stopped and the drill pipe is gripped by the second support member 6, or possibly the third support member 7, which are provided for this purpose with (not shown here) engaging means. Thereafter, the "top drive" 17 is disconnected from the drill pipe, which is then located approximately at the height of the landing 8. The upper support member 5 then takes over a further drill pipe from the feed device 10 and moves upwards to resume drilling.
Als het boren beëindigd of onderbroken wordt, bijvoorbeeld om de boorkop te verwisselen, worden de hiervoor beschreven bewerkingen in omgekeerde volgorde uitgevoerd. De boorstreng wordt dan door het bovenste draagorgaan 5 per 10 lengte van de boorpijpen uit de boorput 3 gehesen en door het tweede draagorgaan 6 vastgehouden, waarna telkens de bovenste boorpijp wordt losgenomen en opgeslagen.If the drilling is terminated or interrupted, for example to change the drill bit, the above-described operations are performed in reverse order. The drill string is then lifted out of the borehole 3 by the upper support member 5 per length of the drill pipes and retained by the second support member 6, whereafter the upper drill pipe is each removed and stored.
Mocht zich tijdens het boorproces een situatie voordoen waarin de formatiedruk in de boorput 3 groter wordt 15 dan de hydrostatische druk van de vloeistofkolom daarin, en mocht het wenselijk zijn die situatie in stand te laten, dan wordt dus de drukverhouding in de boorput 3 ondergebalanceerd. In dat geval kan het boorproces worden onderbroken en kunnen door het uitvoeren van bepaalde 20 aanpassingen de boortoren en het samenstel 12 van veiligheidsafsluiters geschikt gemaakt worden voor deze nieuwe werksituatie. Daartoe wordt gebruik gemaakt van het feit dat de draagmiddelen van de boortoren 1 volgens de uitvinding niet slechts zijn ingericht voor het uitoefenen 25 van trek- of hijskrachten, maar ook de mogelijkheid bieden om drukkrachten op de boorpijpen uit te oefenen.If during the drilling process a situation occurs in which the formation pressure in the borehole 3 becomes greater than the hydrostatic pressure of the liquid column therein, and if it is desirable to maintain that situation, the pressure ratio in the borehole 3 is therefore underbalanced. In that case the drilling process can be interrupted and by making certain adjustments the derrick and the assembly 12 of safety valves can be made suitable for this new working situation. To that end, use is made of the fact that the carrying means of the derrick 1 according to the invention are not only adapted to exert tensile or hoisting forces, but also offer the possibility of exerting compressive forces on the drill pipes.
De configuratie van de boortoren 1 wordt dan eerst aangepast door het aan de mast 2 ophangen van het derde draagorgaan 7 (fig. 2). Dit draagorgaan 7 wordt op een 30 geschikte hoogte aan de mast 2 bevestigd, ter plaatse van de bovenzijde van het afsluiterstelsel 12. Dit afsluiterstelsel 12 is meestal eerst uitgebreid in vergelijking met de normale bedrijfstoestand van de boortoren 1, door het toevoegen van 1029961-_ 15 een of meer extra afsluiters 18, 19, 20, die een rol spelen bij het gecontroleerd doorlaten van boorpijpen. Het afsluiterstelsel 12 is hier in vergelijking met de vorige situatie verder uitgebreid met een omloopleiding 23 voor 5 boorspoeling rond de ringvormige afsluiter 15.The configuration of the derrick 1 is then first adjusted by suspending the third support member 7 from the mast 2 (Fig. 2). This support member 7 is attached to the mast 2 at a suitable height, at the top of the valve system 12. This valve system 12 is usually first extended in comparison with the normal operating condition of the derrick 1, by adding 1029961 15 one or more additional valves 18, 19, 20, which play a role in the controlled passage of drill pipes. Compared to the previous situation, the valve system 12 is here further expanded with a by-pass 23 for drilling fluid around the annular valve 15.
Het derde draagorgaan 7 komt dus door de grotere hoogte van het afsluiterstelsel 12 hoger boven de grond G dan : het tweede draagorgaan 6 bij normaal gebruik van de boortoren 1, wanneer het afsluiterstelsel 12 minder afsluiters omvat.The third support member 7 is therefore higher than the ground G due to the greater height of the valve system 12 than: the second support member 6 in normal use of the derrick 1, when the valve system 12 comprises fewer valves.
10 Het feit dat de hoogte van het derde draagorgaan 7 ingesteld kan worden is een voordeel in vergelijking met conventionele boortorens, waar de boorvloer op een vaste hoogte boven de grond geplaatst is, en de ruimte daaronder meestal niet toereikend is voor het plaatsen van de benodigde extra 15 veiligheidsafsluiters en "hydraulic workover" eenheid.The fact that the height of the third support member 7 can be adjusted is an advantage in comparison with conventional drilling towers, where the drilling floor is placed at a fixed height above the ground, and the space below it is usually not sufficient for placing the required extra 15 safety valves and "hydraulic workover" unit.
Daardoor moet bij conventionele boortorens een deel van dit materiaal boven de boorvloer geplaatst worden, hetgeen weer consequenties heeft voor het normale werkproces van de boortoren. (Meestal kan de eigenlijke boortoren onder die 20 omstandigheden helemaal niet meer gebruikt worden en worden alle verdere werkzaamheden uitgevoerd met behulp van de "hydraulic workover" eenheid.)As a result, with conventional derricks, part of this material must be placed above the drilling floor, which in turn has consequences for the normal working process of the derrick. (In most cases the actual derrick can no longer be used under these circumstances and all further work is carried out with the help of the "hydraulic workover" unit.)
Voordat in deze bedrijfstoestand de boorpijpen weer in de boorput 3 gedrukt kunnen worden, wordt eerst het 25 onderste draagorgaan 7 verbonden met het afsluiterstelsel 12. Daartoe is dit draagorgaan 7 voorzien van (hier niet getoonde) flexibele, drukdichte verbindingsmiddelen. Door de flexibiliteit van deze verbindingsmiddelen wordt de boorput mechanisch ontkoppeld van de boortoren. Belastingen die in de 30 boortoren 1 optreden tijdens de bewerkingen onder druk worden zo dus niet ingeleid in de boorput 3, maar in plaats daarvan opgenomen in de constructie van de draagorganen 6, 7 en de mast 2. Vanuit de mast 2 worden deze belastingen uiteindelijk 1029961“_ 16 rechtstreeks doorgeleid naar de ondersteuning 4 en de grond G.Before the drill pipes can be pressed back into the borehole 3 in this operating condition, the lower support member 7 is first connected to the valve system 12. For this purpose, this support member 7 is provided with flexible, pressure-tight connecting means (not shown here). Due to the flexibility of these connecting means, the well is mechanically disconnected from the derrick. Loads which occur in the derrick 1 during the operations under pressure are thus thus not introduced into the well bore 3, but instead are incorporated in the construction of the support members 6, 7 and the mast 2. From the mast 2 these loads are ultimately 1029961 "_ 16 directly routed to support 4 and ground G.
Voor het in de ondergebalanceerde boorput 3 drukken van boorpijpen wordt volgens de uitvinding gebruik gemaakt 5 van het tweede en derde draagorgaan 6, 7. Het bovenste draagorgaan 5 speelt bij deze bewerking geen rol, en blijft vrij om gebruikt te worden voor andere handelingen, zoals het in samenwerking met de aanvoerinrichting 10 aan- of afvoeren van boorpijpen, het doen roteren van de boorpijpen en 10 dergelijke. Hierdoor kan de boortoren 1 ook in deze situatie op de normale manier worden gebruikt, zodat geen afwijkende procedures en daarmee samenhangende veiligheidsrisico's geïntroduceerd hoeven te worden. Derhalve kan ook in deze bedrijfstoestand efficiënt en bovenal veilig gewerkt blijven 15 worden.For pressing drill pipes into the under-balanced borehole 3, according to the invention use is made of the second and third support member 6, 7. The upper support member 5 plays no role in this operation, and remains free to be used for other operations, such as supplying or discharging drill pipes in cooperation with the feed device 10, rotating the drill pipes and the like. As a result, the derrick 1 can also be used in the normal way in this situation, so that no deviating procedures and associated safety risks have to be introduced. Therefore, it is also possible to continue to work efficiently and, above all, safely in this operating condition.
Het onderste draagorgaan 7 wordt zoals gezegd gefixeerd aan de mast 2, nadat het op de gewenste hoogte is gebracht. Het tweede, in deze configuratie dus middelste draagorgaan 6 voert dan alle voor de bewerking benodigde 20 bewegingen uit. Om de boorpijpen tegen de formatiedruk in door het afsluiterstelsel 12 in de boorput te kunnen drukken, worden het tweede en derde draagorgaan 6, 7 eerst voorzien van vasthoudelementen of "slips" 21, 22, die aangrijpen op de buitenzijde van de boorpijpen, en waarvan de diameter 25 aangepast kan worden aan die van de betreffende boorpijp.The lower support member 7 is, as stated, fixed to the mast 2 after it has been brought to the desired height. The second carrier member 6, thus in the middle in this configuration, then performs all movements required for processing. In order to be able to press the drill pipes against formation pressure through the valve system 12 into the borehole, the second and third support members 6, 7 are first provided with retaining elements or "slips" 21, 22 which engage on the outside of the drill pipes, and of which the diameter can be adjusted to that of the drill pipe in question.
Wanneer een boorpijp tussen het tweede en derde draagorgaan 6, 7 is ingeklemd, wordt eerst de diameter van het vasthoudelement 22 op het derde draagorgaan 7 vergroot, zodat de boorpijp daarin vrij kan bewegen. Dan wordt het 30 tweede draagorgaan 6 omlaag bewogen, zodat de boorpijp door het onderste draagorgaan 7 en door het afsluiterstelsel 12 gedrukt wordt. Wanneer de boorpijp ver genoeg omlaag gedrukt is, wordt het vasthoudelement 22 aangetrokken, zodat de 10299613 17 boorpijp door het derde draagorgaan gefixeerd wordt. Dan wordt het vasthoudelement 21 op het tweede draagorgaan 6 gelost, zodat de boorpijp daarin vrij kan bewegen, waarna het tweede draagorgaan 6 weer omhoog bewogen wordt om deze of een 5 volgende boorpijp op een hoger punt aan te grijpen. Door zo de vasthoudelementen 21, 22 afwisselend aan te trekken en te lossen, synchroon met de verplaatsingen van het tweede draagorgaan 6, worden de boorpijpen als het ware doorgegeven tussen de draagorganen 6, 7.When a drill pipe is clamped between the second and third support members 6, 7, the diameter of the retaining element 22 on the third support member 7 is first increased, so that the drill pipe can move freely therein. The second support member 6 is then lowered, so that the drill pipe is pressed through the lower support member 7 and through the valve system 12. When the drill pipe is pressed down far enough, the retaining element 22 is attracted, so that the 10299613 17 drill pipe is fixed by the third support member. Then, the holding element 21 is released onto the second support member 6, so that the drill pipe can move freely therein, after which the second support member 6 is moved up again to engage this or a subsequent drill pipe at a higher point. By thus alternately pulling and releasing the retaining elements 21, 22, synchronously with the movements of the second support member 6, the drill pipes are, as it were, passed between the support members 6, 7.
10 Een soortgelijke werkwijze als hiervoor omschreven wordt toegepast wanneer de boortoren 1 gebruikt wordt om boorpijpen of andere onderdelen in de ondergebalanceerde boorput 3 te brengen met behulp van een systeem 24 van telescopische sluisbuizen of TDT (fig. 3). In dat geval wordt 15 de onderzijde van een buitenste, stationaire buis 25 bevestigd aan het derde draagorgaan 7, terwijl de binnenste buis 26 met zijn bovenzijde aan het tweede draagorgaan 6 wordt bevestigd. Terwijl dus het onderste draagorgaan 7 de TDT vasthoudt en optredende krachten inleidt in de mast 2, 20 beweegt het tweede draagorgaan 6 synchroon met het openen en sluiten van afsluiters 27, 28 van de TDT op en neer om boorpijpen en andere onderdelen door de TDT in de boorput 3 te sluizen. Ook in dit geval geldt dat het bovenste draagorgaan 5 vrijgehouden wordt om andere bewerkingen uit te 25 voeren.A similar method as described above is applied when the derrick 1 is used to introduce drill pipes or other components into the under-balanced well bore 3 using a system 24 of telescopic lock tubes or TDT (Fig. 3). In that case, the underside of an outer, stationary tube 25 is attached to the third support member 7, while the inner tube 26 is attached with its top side to the second support member 6. Thus, while the lower support member 7 holds the TDT and introduces occurring forces into the mast 2, 20, the second support member 6 moves up and down synchronously with the opening and closing of valves 27, 28 of the TDT to drill pipes and other components through the TDT. to close the borehole 3. Also in this case it holds that the upper support member 5 is kept free to perform other operations.
Zo kunnen dus met behulp van het nieuwe boortorenontwerp volgens de uitvinding verschillende tijdens een boorproces voorkomende bewerkingen worden uitgevoerd, waarbij althans voor wat betreft de bovengronds uitgevoerde 30 procedures geen onderscheid gemaakt hoeft te worden tussen het boren in een boorput zonder druk ("overbalanced") en het werken in een boorput met ingesloten druk ("underbalanced"). Tevens kan worden afgezien van het gebruik van afzonderlijke _ï 029961^_ 18 apparatuur en extern personeel, hetgeen leidt tot aanzienlijke besparingen.Thus, with the aid of the new derrick design according to the invention, various operations occurring during a drilling process can be carried out, wherein at least with regard to the above-ground procedures it is not necessary to make a distinction between drilling in a borehole without pressure ("overbalanced") and working in a well-under-enclosed well-borehole. The use of separate equipment and external personnel can also be dispensed with, which leads to considerable savings.
Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een voorbeeld, zal het duidelijk zijn dat deze 5 daartoe niet is beperkt. Zo kunnen alle beschreven en getoonde onderdelen van de boortoren in vorm, afmetingen en aantal gevarieerd worden. Ook kunnen de verschillende nieuwe aspecten van de beschreven werkwijze en boortoren in allerhande combinaties, zelfs tezamen met elementen van 10 conventionele werkwijzen of boortorens, gebruikt worden met behoud van de daarmee samenhangende voordelen.Although the invention has been explained above with reference to an example, it will be clear that it is not limited thereto. All described and shown parts of the derrick can thus be varied in shape, dimensions and number. The various new aspects of the described method and derrick can also be used in all sorts of combinations, even together with elements of conventional methods or derricks, while retaining the associated advantages.
De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de nu volgende conclusies.The scope of the invention is therefore solely determined by the following claims.
1029961a_1029961a_
Claims (18)
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1029961A NL1029961C2 (en) | 2005-09-15 | 2005-09-15 | Derrick and method for bringing one or more drill pipes into a wellbore with enclosed pressure. |
| PCT/NL2006/000460 WO2007032673A1 (en) | 2005-09-15 | 2006-09-15 | Drilling rig and method for introducing one or more drilling pipes into an underbalanced well using same |
| AT06783925T ATE430871T1 (en) | 2005-09-15 | 2006-09-15 | DRILLING RACK AND METHOD FOR INSERTING ONE OR MORE DRILL PIPE IN A VACUUM PRESSURE WELL THEREOF |
| PL06783925T PL1924756T3 (en) | 2005-09-15 | 2006-09-15 | Drilling rig and method for introducing one or more drilling pipes into an underbalanced well using same |
| CA002619932A CA2619932A1 (en) | 2005-09-15 | 2006-09-15 | Drilling rig and method for introducing one or more drilling pipes into an underbalanced well using same |
| EP06783925A EP1924756B1 (en) | 2005-09-15 | 2006-09-15 | Drilling rig and method for introducing one or more drilling pipes into an underbalanced well using same |
| DE602006006698T DE602006006698D1 (en) | 2005-09-15 | 2006-09-15 | BORE AND METHOD OF INTRODUCING ONE OR MORE DRILLING PIPES IN A BOTTOM LUBRICATING HOLE |
| US12/067,146 US20090211813A1 (en) | 2005-09-15 | 2006-09-15 | Drilling rig and method for introducing one or more drilling pipes into an underbalanced well using same |
| NO20081746A NO333188B1 (en) | 2005-09-15 | 2008-04-10 | Drilling rig and method for introducing ± one or more drill bits into an underbalanced well using the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1029961A NL1029961C2 (en) | 2005-09-15 | 2005-09-15 | Derrick and method for bringing one or more drill pipes into a wellbore with enclosed pressure. |
| NL1029961 | 2005-09-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1029961C2 true NL1029961C2 (en) | 2007-03-16 |
Family
ID=36168445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1029961A NL1029961C2 (en) | 2005-09-15 | 2005-09-15 | Derrick and method for bringing one or more drill pipes into a wellbore with enclosed pressure. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090211813A1 (en) |
| EP (1) | EP1924756B1 (en) |
| AT (1) | ATE430871T1 (en) |
| CA (1) | CA2619932A1 (en) |
| DE (1) | DE602006006698D1 (en) |
| NL (1) | NL1029961C2 (en) |
| NO (1) | NO333188B1 (en) |
| PL (1) | PL1924756T3 (en) |
| WO (1) | WO2007032673A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107218000B (en) * | 2017-07-27 | 2019-02-15 | 中石化石油工程机械有限公司第四机械厂 | Multi-cylinder lifting and rotation integrated form ocean hydraulic workover unit |
| CN114293939B (en) * | 2021-12-29 | 2023-09-12 | 河北永明地质工程机械有限公司 | Core drilling machine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6199641B1 (en) * | 1997-10-21 | 2001-03-13 | Tesco Corporation | Pipe gripping device |
| US6386284B1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-05-14 | David A. Buck | Snubbing unit drilling system |
| WO2002072996A1 (en) * | 1999-08-19 | 2002-09-19 | Gunnar Kristiansen | Device of a derrick |
| US20030159833A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Sredensek Eric M. | Dual jacking system and method |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB875127A (en) * | 1956-09-24 | 1961-08-16 | F N R D Ltd | Improvements in or relating to earth drilling rigs |
| GB894493A (en) * | 1957-08-09 | 1962-04-26 | F N R D Ltd | Improvements in or relating to earth drilling rigs |
| US3404741A (en) * | 1962-12-28 | 1968-10-08 | Ministerul Ind Petrolui Si Chi | Automated system and drilling rig for continuously and automatically pulling and running a drill-pipe string |
| US3976207A (en) * | 1975-04-07 | 1976-08-24 | Bj-Hughes Inc., Formerly Byron Jackson, Inc. | Casing stabbing apparatus |
| US4449596A (en) * | 1982-08-03 | 1984-05-22 | Varco International, Inc. | Drilling of wells with top drive unit |
| US5295536A (en) * | 1992-11-23 | 1994-03-22 | Bode Robert E | Drilling mud container apparatus |
| US6003598A (en) * | 1998-01-02 | 1999-12-21 | Cancoil Technology Corporation | Mobile multi-function rig |
| US6412576B1 (en) * | 1999-10-16 | 2002-07-02 | William J. Meiners | Methods and apparatus for subterranean drilling utilizing a top drive |
| CA2390191A1 (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-10 | Weatherford/Lamb, Inc. | Apparatus and method |
| US6367554B1 (en) * | 2000-05-26 | 2002-04-09 | Cooper Cameron Corporation | Riser method and apparatus |
| CA2322917C (en) * | 2000-10-06 | 2007-01-09 | Cancoil Integrated Services Inc. | Trolley and traveling block system |
| US6431286B1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-08-13 | Cancoil Integrated Services Inc. | Pivoting injector arrangement |
| US6951257B2 (en) * | 2001-12-05 | 2005-10-04 | Comacchio S.R.L. | Drilling mast with movable and fixed unscrewing vice |
| US6973979B2 (en) * | 2003-04-15 | 2005-12-13 | Savanna Energy Services Corp. | Drilling rig apparatus and downhole tool assembly system and method |
| EP1709287B1 (en) * | 2003-12-12 | 2016-09-28 | Varco I/P, Inc. | Method and apparatus for offline standbuilding |
| US7503394B2 (en) * | 2005-06-08 | 2009-03-17 | Frank's Casing & Rental Tools, Inc. | System for running oilfield tubulars into wellbores and method for using same |
| US7469749B2 (en) * | 2006-02-22 | 2008-12-30 | Live Well Service, A Division Of Precision Drilling Corporation | Mobile snubbing system |
| EP1953334B1 (en) * | 2007-01-08 | 2016-11-09 | National Oilwell Varco, L.P. | A pipe handling system and method |
| US7584810B1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-09-08 | Eagle Rock Manufacturing, Llc | Top drive power swivel assembly |
-
2005
- 2005-09-15 NL NL1029961A patent/NL1029961C2/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-09-15 EP EP06783925A patent/EP1924756B1/en not_active Not-in-force
- 2006-09-15 AT AT06783925T patent/ATE430871T1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-09-15 CA CA002619932A patent/CA2619932A1/en not_active Abandoned
- 2006-09-15 US US12/067,146 patent/US20090211813A1/en not_active Abandoned
- 2006-09-15 WO PCT/NL2006/000460 patent/WO2007032673A1/en active Application Filing
- 2006-09-15 DE DE602006006698T patent/DE602006006698D1/en active Active
- 2006-09-15 PL PL06783925T patent/PL1924756T3/en unknown
-
2008
- 2008-04-10 NO NO20081746A patent/NO333188B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6199641B1 (en) * | 1997-10-21 | 2001-03-13 | Tesco Corporation | Pipe gripping device |
| WO2002072996A1 (en) * | 1999-08-19 | 2002-09-19 | Gunnar Kristiansen | Device of a derrick |
| US6386284B1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-05-14 | David A. Buck | Snubbing unit drilling system |
| US20030159833A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Sredensek Eric M. | Dual jacking system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE602006006698D1 (en) | 2009-06-18 |
| WO2007032673A1 (en) | 2007-03-22 |
| US20090211813A1 (en) | 2009-08-27 |
| ATE430871T1 (en) | 2009-05-15 |
| CA2619932A1 (en) | 2007-03-22 |
| EP1924756B1 (en) | 2009-05-06 |
| NO20081746L (en) | 2008-06-11 |
| EP1924756A1 (en) | 2008-05-28 |
| PL1924756T3 (en) | 2009-11-30 |
| NO333188B1 (en) | 2013-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7228919B2 (en) | Pivoting pipe handler for off-line make up of drill pipe joints | |
| US7527100B2 (en) | Method and apparatus for cutting and removal of pipe from wells | |
| US6343662B2 (en) | Hydraulic drilling rig | |
| US8342249B2 (en) | Offshore drilling system | |
| US8793960B1 (en) | Method and support apparatus for supporting down hole rotary tools | |
| US20080060818A1 (en) | Light-weight single joint manipulator arm | |
| US9217297B2 (en) | Method and support apparatus for supporting down hole rotary tools | |
| WO2004018826A1 (en) | Subsea drilling module for use in drilling of oil and gas wells | |
| WO2011065836A1 (en) | Device for a towel for well operations and use of same | |
| NL1029961C2 (en) | Derrick and method for bringing one or more drill pipes into a wellbore with enclosed pressure. | |
| US20070240884A1 (en) | Pivoting pipe handler for off-line make up of drill pipe joints | |
| WO2020208092A1 (en) | A heave compensating system for a floating drilling vessel | |
| US3143220A (en) | Apparatus for handling pipe | |
| GB2346840A (en) | Drill deck structure | |
| US20160290071A1 (en) | Integral Self-Contained Drillstring Compensator | |
| US20220243456A1 (en) | Mast assembly for drilling rig | |
| EP1809855B1 (en) | Pivoting pipe handler for off-line make up of drill pipe joints | |
| GB2598912A (en) | Drill rig tube delivery apparatus and method | |
| NO346881B1 (en) | A system and a method for heave compensated make-up and break-out of drill pipe connections in connection with drilling | |
| GB2549258A (en) | Drillship |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: TJEERDSMA EN DE WIT BEHEER B.V. Effective date: 20070907 Owner name: BALANCE POINT CONTROL B.V. Effective date: 20071004 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20191001 |