NL8502674A

NL8502674A - DEVICE FOR USE IN DRILLING.

Info

Publication number: NL8502674A
Application number: NL8502674A
Authority: NL
Original assignee: Triten Corp
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1986-05-01
Also published as: NO851999L; GB2167105B; GB8529306D0; NO169610C; JPS61179991A; NO169610B; CA1245621A; GB2167790B; GB2167105A; DE3535200A1; FR2586748A1; GB2167790A; DE8528104U1; JPH0647902B2; BE903365A; GB8512288D0; DE3535200C2; FR2586748B1

Description

* . * ff ï NÜ33456 1 ^*. * f NÜ33456 1 ^

Inrichting voor het gebruik bij boren.Device for use in drilling.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor gebruik bij boren.The present invention relates to a device for use in drilling.

Het is tot nu toe gebruikelijk bij boorhandelingen om de boor-streng of andere buisvormige organen waarmee gewerkt wordt te draaien 5 door middel van een draaiende tafel aandrijving of een bovenaandrijving met elektrische motor. Draaiende tafel aandrijvingen zijn niet doelmatig en kostbaar. Elektrische bovenaandrijvingen hebben talrijke problemen; bijv. het bewegen en dragen van boorstrengen die tot 500 ton wegen, waarbij de gelijkstroom aan drijfmotoren zeer groot moeten zijn, en 10 dientengevolge een groot en doelmatig koel stelsel voor de motor vereisen. Bovendien bestaan er aanzienlijke mogelijke bronnen van gevaar samenhangend met het gebruik van een elektrische bovenaandrijving. Vanwege deze rnogelijke gevaren is het verkrijgen van overeenstemming net aanvaarde veiligheidsvoorschriften en verzekeringscertificering voor 15 het gebruik van elektrische bovenaandrijvingen een langdurig, kostbaar en tijdrovend proces. Er bestaan eveneens talrijke constructieve en functionele nadelen samenhangend met het gebruik van elektrische bovenaandrijvingen. Zo gebruikt een elektrische bovenaandrijving volgens de stand der techniek een kostbaar druklager om de boorstreng te dragen.It has hitherto been common in drilling operations to rotate the drill string or other tubular members being operated by a rotary table drive or an electric motor top drive. Rotating table drives are not efficient and expensive. Electric top drives have numerous problems; eg moving and carrying drill strings weighing up to 500 tons, the direct current to drive motors must be very large, and consequently require a large and efficient motor cooling system. In addition, there are significant potential sources of danger associated with the use of an electric top drive. Because of these potential hazards, obtaining compliance with accepted safety regulations and insurance certification for the use of electric top drives is a lengthy, costly, and time consuming process. There are also numerous structural and functional drawbacks associated with the use of top electric drives. For example, a prior art electric top drive uses an expensive thrust bearing to support the drill string.

20 Een andere elektrische bovenaandrijving volgens de stand der techniek heeft een elektrische motor, die verplaatst is ten opzichte van de as die de boorstreng draagt, hetgeen onbalans in de verdeling van het opgebrachte reactiemoment veroorzaakt.Another prior art electric top drive has an electric motor displaced from the shaft carrying the drill string, causing imbalance in the distribution of the applied torque.

Volgens een kenmerk van de onderhavige uitvinding is in of voor 25 het gebruik bij een boorinrichting met ten minste twee zich naar boven uitstrekkende geleidingsrails in een inrichting voorzien omvattende: - a) een draagframe, dat op de geleidingsrails aangebracht kan worden en dat daarlangs bewogen kan worden, en b) een bovenaandrijving aangebracht op het draagframe, gekenmerkt 30 doordat c) de bovenaandrijving omvat een hydraulisch bedienbare motor met een holle aandrijfas.According to a feature of the present invention, in or for use in a drilling rig with at least two upwardly extending guide rails, there is provided in a device comprising: - a) a support frame which can be mounted on the guide rails and which can be moved therealong and b) a top drive is mounted on the support frame, characterized in that c) the top drive comprises a hydraulically actuated motor with a hollow drive shaft.

Bij voorkeur is de bovenaandrijving aangebracht op het draagframe, zodat deze tijdens gebruik in een in hoofdzaak horizontaal vlak tussen 35 een werkzame stand en een onderhoudsstand gedraaid kan worden.The top drive is preferably mounted on the support frame, so that during use it can be rotated in a substantially horizontal plane between an active position and a maintenance position.

Bij voorkeur omvat de inrichting pijpplaatsingsmiddelen aangebracht op het draagframe en werkzaam om pijp op zijn plaats te heffen onder de bovenaandrijving.Preferably, the device includes pipe positioning means mounted on the support frame and operative to lift pipe in place under the top drive.

Ucl £74 2 ï *Ucl £ 74 2 ï *

Bij voorkeur is het pijpplaatsingsmiddel aangebracht op het draagframe, zodat deze tijdens gebruik in een in hoofdzaak horizontaal vlak verplaatsbaar is.Preferably, the pipe positioning means is arranged on the support frame, so that it can be moved in a substantially horizontal plane during use.

Bij voorkeur omvat de inrichting een pijpverdraai-inrichting aan-5 gebracht op het draagframe, zodat deze tijdens gebruik in een in hoofdzaak horizontaal vlak verplaatsbaar is.Preferably, the device comprises a pipe twisting device mounted on the support frame, so that it can be moved in a substantially horizontal plane during use.

< De onderhavige uitvinding voorziet eveneens in of voor het gebruik bij een boorinrichting met ten minste twee zich naar boven uitstrekkende geleidingsrails, en een draagframe, dat op de geleidingsrail aange- 10 bracht kan worden en dat daarlangs bewogen kan worden, in een inrichting voor het plaatsen van een pijp omvattende: - a) een plaatsingsarm, b) een kom in de plaatsingsarm voor het dragen van een pijp, c) een zijdelingse opening in de kom om de pijp de kom te kunnen 15 laten binnentreden, d) intrekbare grendelmiddel en aangebracht over de opening, en e) middelen voor het verbinden van de inrichting aan de drager zodat de inrichting tijdens gebruik in een in hoofdzaak horizontaal vlak verplaatst kan worden.The present invention also provides or for use in a drilling rig having at least two upwardly extending guide rails, and a support frame, which can be mounted on and guided along the guide rail, in an apparatus for placing a pipe comprising: - a) a positioning arm, b) a bowl in the positioning arm for carrying a pipe, c) a lateral opening in the bowl to allow the pipe to enter the bowl, d) retractable locking means and arranged over the opening, and e) means for connecting the device to the carrier so that the device can be moved in a substantially horizontal plane during use.

20 Bij voorkeur omvat de inrichting middelen voor het tijdens gebruik naar boven en naar beneden brengen van de plaatsingsarm.Preferably, the device comprises means for raising and lowering the positioning arm during use.

Voor een beter begrip van de uitvinding en om aan te geven hoe deze verwezenlijkt kan worden wordt thans als voorbeeld verwezen naar de bijgaande tekeningen, waarin: - 25 Figuur 1 een schematisch zijaanzicht is van een boorinrichting voorzien van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding;For a better understanding of the invention and to indicate how it can be realized, reference is now made by way of example to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic side view of a drilling device provided with a device according to the present invention;

Figuur 2 een bovenaanzicht is van de pijpplaatsingsinrichting genomen langs de lijn II-II uit fig. 1;Figure 2 is a plan view of the pipe placement device taken along line II-II of Figure 1;

Figuur 3 een doorsnede-aanzicht is van een jukverbinding; 30 Figuur 4 een doorsnede-aanzicht is van een van spiebanen voor ziene snelkoppeling;Figure 3 is a cross-sectional view of a yoke connection; Figure 4 is a cross-sectional view of one of keyways for quick coupling;

Figuur 5 een doorsnede langs de lijn V-V uit figuur 4 is;Figure 5 is a section along line V-V of Figure 4;

Figuur 6 een bovenaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede is van een verbreek/maak-verdraai-i nri chti ngsamenstel; 35 Figuur 7 een zijaanzicht is van het samenstel uit figuur 8;Figure 6 is a plan view, partially in section, of a break / make-twist device assembly; Figure 7 is a side view of the assembly of Figure 8;

Figuur 8 op vergrote schaal een detail van het samenstel getoond in figuur 7 toont;Figure 8 shows an enlarged detail of the assembly shown in Figure 7;

Figuur 9 een onderaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede is van het benedendeel van het samenstel uit figuur 7; 40 Figuur 10 een doorsnede langs de lijn X-X uit figuur 9 is; en 8502 674 3Figure 9 is a bottom view, partly in section, of the lower part of the assembly of Figure 7; Figure 10 is a section along line X-X of Figure 9; and 8502 674 3

Figuur 11 een doorsnede langs de lijn XI-XI uit figuur 9 is.Figure 11 is a section along line XI-XI of Figure 9.

Uit fig. 1 blijkt dat een bovenaandrijving 10 opgehangen wordt aan een in de handel verkrijgbare wervel 11 eventueel voorzien van jukver-bindingen 12. De jukverbindingen 12 zijn op hun beurt bevestigd met een 5 loopblok 13, dat door kabels met een kroonblok 14 in de boortoren 15 bevestigd is. De bovenaandrijving 10 is aan een draagframe 16 bevestigd, aat glijdend aangebracht is op geleidingsrails 17, die op de boortoren 15 aangebracht zijn. De bevestiging van de bovenaandrijving 10 aan de as van de wervel 11 kan verwezenlijkt worden door een eende-10 lige van schroefdraad voorziene holle as of met gebruik van een van spiebanen voorziene snelkoppeling 18. Het hydraulische flufdum dat de bovenaandrijving 10 bedient, wordt door pijpen 19 en slangen 20 geleid van een vennogensbron 21 aangebracht op een geschikt punt. De bovenaandrijving 10 heeft een holle as 30 met een van schroefdraad voorzien bo-15 veneinde 30a voor verbinding met de van spiebanen voorziene snelkoppeling 18.It can be seen from Fig. 1 that a top drive 10 is suspended from a commercially available swirl 11 optionally provided with yoke connections 12. The yoke connections 12 are in turn fastened with a running block 13, which is connected by cables with a crown block 14 in the derrick 15 is attached. The top drive 10 is attached to a support frame 16, which is slidably mounted on guide rails 17 mounted on the derrick 15. The attachment of the top drive 10 to the shaft of the vortex 11 can be accomplished by a one-piece threaded hollow shaft or by using a keyed quick coupling 18. The hydraulic fluid operating the top drive 10 is piped 19 and hoses 20 conducted from a power source 21 arranged at a suitable point. The top drive 10 has a hollow shaft 30 with a threaded top end 30a for connection to the keyed quick-release coupling 18.

De bovenaandrijving 10 is op zodanige wijze aan het draagframe 16 bevestigd dat deze in een horizontaal vlak om scharnierpennen 22 gedraaid kan worden op het van wielen voorziene draagframe 16 voor onder-20 houd of voor het uit bedrijf nemen. Een plaatsingsarm 23 voor boorpijp is eveneens op zodanige wijze scharnierend bevestigd aan het draagframe 16 dat deze gedraaid kan worden in een horizontaal vlak naar een op-neempunt voor boorpijp met gebruik van cilinders 24 (figuur 2). De plaatsingsarm 23 voor een boorpijp kan naar een punt bewogen worden dat 25 de boorpijp 66 direkt boven de hartlijn van de put plaatst die geboord wordt. Extra cilinder(s) 25 (figuur 1) brengen dan de boorpijp 66 om-hooy orn een geschroefde verbinding te maken met hetzij: het van schroefdraad voorziene benedeneinde 30b van de holle as 30, het van schroefdraad voorziene benedeneinde van een aanpasstuk 27 voor een hef-30 verbinding (indien dit gebruikt wordt), of het van schroefdraad voorziene einde van het beschermingsnevensamenstel 67, indien dit gebruikt wordt. Aangezien de bewegende kracht van de bovenaandrijving 10 gecentreerd is om de holle as 30, zijn de reactiekrachten in hoofdzaak in evenwicht en wordt in hoofdzaak concentrische balanceerkracht op de 35 boorstreng opgelegd.The top drive 10 is attached to the support frame 16 in such a way that it can be rotated in a horizontal plane about pivot pins 22 on the wheeled support frame 16 for maintenance or decommissioning. A drill pipe deployment arm 23 is also hingedly attached to the support frame 16 so that it can be rotated in a horizontal plane to a drill pipe receptacle using cylinders 24 (Figure 2). The drill pipe locating arm 23 can be moved to a point that places the drill pipe 66 directly above the centerline of the well being drilled. Additional cylinder (s) 25 (Figure 1) then bring the drill pipe 66 to make a screwed connection to either: the threaded bottom end 30b of the hollow shaft 30, the threaded bottom end of an adapter 27 for a lift-30 joint (if used), or the threaded end of the protection secondary assembly 67, if used. Since the moving force of the top drive 10 is centered about the hollow shaft 30, the reaction forces are substantially balanced and substantially concentric balancing force is imposed on the drill string.

Een verdraai-inrichting met een bovendeel 26 en een benedendeel 31, is eveneens zodanig scharnierend verbonden met het draagframe 16 dat dit weggedraaid kan worden in een horizontaal vlak om toegang voor onderhoud of verwijderen mogelijk te maken.A twisting device having an upper part 26 and a lower part 31 is also hingedly connected to the support frame 16 so that it can be pivoted away in a horizontal plane to allow access for maintenance or removal.

40 Uit figuur 1 blijkt dat de plaatsingsarm 23 voorzien is van een 00ΰ2 o 7 * S' i 4 kom 33 die een tapse zitting heeft om te paren met de werktuigverbin-ding van de boorpijp. Een zijdelingse opening 35a is aanwezig waarover een grendel 35 zich uitstrekt. De grendel 35 kan verplaatst worden om het binnentreden van een boorpijp mogelijk te maken. De grendel 35 5 wordt onder veerbelasting naar de gesloten stand gedreven. De boorpijp kan belast worden door duwen in de opening 35a. Een cilinder 36 wordt gebruikt om de grendel 35 naar de open stand te bewegen. Cilinder 25 beweegt, indien bediend, de boorpijp 66 in aanraking met het parende schroefdraad op het beschermingsnevensamenstel 67. De grendel 35 kan 10 eveneens met de hand bediend worden.40 Figure 1 shows that the positioning arm 23 is provided with a 002 2 7 7 4 cup 33 which has a tapered seat to mate with the tool connection of the drill pipe. A side opening 35a is provided over which a latch 35 extends. The latch 35 can be moved to allow entry into a drill pipe. The latch 35 is driven to the closed position under spring load. The drill pipe can be loaded by pushing into the opening 35a. A cylinder 36 is used to move the latch 35 to the open position. Cylinder 25, when operated, moves the drill pipe 66 into contact with the mating threads on the protection sub-assembly 67. The latch 35 can also be operated manually.

Uit figuur 3 blijkt dat elke jukverbinding 12 een zuiger 34 heeft, die naar boven in een pompeilinder 34a gedreven wordt door onder druk staand fluïdum dat het inwendige van de pompei!inder 34a uit een accumulator 38 binnentreedt. De inwendige kracht werkt als een druk-15 veer. Indien de zuiger 34 naar beneden bediend wordt door een belasting wordt de potentiële energie opgeslagen binnen de hydraulische accumulator 38. Indien de last vervolgens verminderd wordt, zoals indien een deel van de boorstreng losgeschroefd wordt, zal de afstand tussen de bevestigingsgaten 43a en 43b afnemen, waarbij de eigenlijke boorstreng 20 stilstaand zal blijven in het gat en zal de wervel 11 naar boven bewegen wanneer de van schroefdraad voorziene organen van de boorstreng gescheiden worden. Indien de delen losgeschroefd zijn wordt het bovendeel naar boven geheven vrij van de eigenlijke boorstreng door de werking van de zuiger 34 in de pompei!inder 34a. Indien de last geheel verwij-25 derd is, zal de afstand tussen de bevestigingsgaten 43a en 43b bij een minimum zijn. Pakkingafdichtingen 37 zijn om de zuiger 34 aanwezig.It can be seen from Figure 3 that each yoke connection 12 has a piston 34 which is driven upward into a pump cylinder 34a by pressurized fluid entering the interior of the pump cylinder 34a from an accumulator 38. The internal force acts as a compression spring. If the piston 34 is actuated downward by a load, the potential energy is stored within the hydraulic accumulator 38. If the load is subsequently reduced, such as if part of the drill string is unscrewed, the distance between the mounting holes 43a and 43b will decrease, the actual drill string 20 remaining stationary in the hole and the vortex 11 moving upward as the threaded members are separated from the drill string. When the parts are unscrewed, the top part is lifted upwards free from the actual drill string by the action of the piston 34 in the pump 34. If the load has been completely removed, the distance between the mounting holes 43a and 43b will be at a minimum. Gasket seals 37 are provided about piston 34.

Uit fig. 4 en 5 blijkt dat de van spiebanen voorziene snelkoppeling 18 omvat (a) een buisvormig oryaan 40 voorzien van een mannetjes spievertanding en een verlenging die een afdichtelement 42 draagt, en 30 (b) een deel 41 voorzien van een vrouwtjes spievertanding die samen werkt met de mannetjes spievertanding. Een van schroefdraad voorziene kraag 39 paart rnet het schroefdraad op het deel 41. Een inwendige schouder 45 op de kraag 39 rust tegen een uitsteeksel 44 op orgaan 40 en grendelt daardoor het samenstel als een van spiebaan voorziene en 35 afgedichte eenheid. Moment wordt via de spiebanen overgedragen.It can be seen from Figures 4 and 5 that the keyed quick-release coupling 18 comprises (a) a tubular body 40 provided with a male splined tooth and an extension carrying a sealing member 42, and (b) a portion 41 provided with a female splined tooth. cooperates with the males splined teeth. A threaded collar 39 pairs the threads on the portion 41. An inner shoulder 45 on the collar 39 rests against a projection 44 on member 40 and thereby locks the assembly as a keyed and sealed unit. Moment is transferred via the keyways.

Uit figuur 6 blijkt dat het bovendeel 26 van de verdraaiïngs-inrichting een kokerdeel 56 heeft stevig bevestigd aan draagorganen 50. Een schaarblok 52 is met pennen 58 bevestigd aan inwendige schaardrager 53. Schaarblokken 51 en 52 kunnen naar binnen en naar buiten op gel ei-40 dingen 57 bewegen. Cilinder 60 beweegt, indien onder druk gebracht in 8502 37 4 c 5 c s kamer 65, schaarblok 51 in aanraking met buisvormige werkstuk 62.It can be seen from Figure 6 that the upper part 26 of the twisting device has a sleeve part 56 securely fastened to support members 50. A scissor block 52 is attached to internal scissor support 53 with pins 58. Scissor blocks 51 and 52 can retract inward and outward on gel. 40 things 57 move. Cylinder 60, when pressurized in 8502 37 4 c 5 c s chamber 65, shear block 51 contacts tubular workpiece 62.

Indien schaarblok 51 werkstuk 62 aangrijpt, beweegt een reactiekracht inwendige schaardrager 53 in een richting weg van het werkstuk 62 totdat schaarblok 52, dat bevestigd is aan de inwendige schaardrager 53, 5 gedwongen wordt werkstuk 62 aan te grijpen. Tijdens bedrijf brengt druk in kamer 65 een aangrijpkracht voort, die van tanden voorziene scharen 64 stevig aangrijpt tegen werkstuk 62. Bij de omgekeerde handeling wordt cilinder 60 in kamer 63 onder druk gebracht, waardoor schaarblok 51 weg van werkstuk 62 bewogen wordt. Na gedeeltelijke beweging zal het 10 schaarblok 51 aanslagen 54 aanraken, hetgeen het lichaam van de cilinder 60 en de inwendige schaardrager 53 naar binnen naar het werkstuk 62 zal doen bewegen. Deze werking drijft het schaarblok 52 weg van werkstuk 62.When scissor block 51 engages workpiece 62, a reaction force moves internal scissor carrier 53 in a direction away from workpiece 62 until scissor block 52 attached to internal scissor carrier 53, 5 is forced to engage workpiece 62. During operation, pressure in chamber 65 generates a gripping force which engages toothed shears 64 tightly against workpiece 62. In the reverse operation, cylinder 60 in chamber 63 is pressurized, moving shear block 51 away from workpiece 62. After partial movement, the scissor block 51 will contact stops 54, which will cause the body of the cylinder 60 and the internal scissor carrier 53 to move inward toward the workpiece 62. This action drives the shear block 52 away from workpiece 62.

Uit figuur 9, dat een onderaanzicht is van het benedendeel 31 van 15 de verdraaifnysinrichting, blijkt dat een kokerdeel 56' stevig bevestigd is aan een cirkel vormige geleidingsplaat 55. Schaarblok 52' is met pennen 58' bevestigd aan een schaardrager 53'. Schaarblokken 51' en 52' zijn in staat om naar binnen en naar buiten te bewegen en worden door geleidingen 57' in lijn gehouden. Cilinder 60' beweegt, indien onder 20 druk gebracht in kamer 65', schaarblok 51' om buisvormig werkstuk 62 aan te raken. Wanneer blok 511 werkstuk 62 aangrijpt, beweegt een reactiekracht inwendige schaardrager 53' in een richting weg van het werkstuk 62 totdat matrijsblok 52' werkstuk 62 aangrijpt. Tijdens bedrijf brengt druk in kamer 65' een aangrijpkracht voort, die van tanden 25 voorziene scharen 64' stevig tegen werkstuk 62 drukt.From Figure 9, which is a bottom view of the lower part 31 of the twisting fusing device, it can be seen that a sleeve part 56 'is firmly attached to a circular guide plate 55. Scissor block 52' is attached to a scissor support 53 'with pins 58'. Scissor blocks 51 'and 52' are able to move in and out and are held in line by guides 57 '. Cylinder 60 ', when pressurized into chamber 65', moves shear block 51 'to touch tubular workpiece 62. When block 511 engages workpiece 62, a reaction force internal shear carrier 53 'moves in a direction away from workpiece 62 until die block 52' engages workpiece 62. During operation, pressure in chamber 65 'produces an engagement force which presses shears 64' provided with teeth 25 firmly against workpiece 62.

Bij de omgekeerde handeling wordt cilinderblok 60' in een kamer 61' onder druk gebracht, waardoor schaarblok 51' weg van werkstuk 62 bewogen wordt. Na gedeeltelijk bewegen zal het schaarblok 51' aanslagen 54' aanraken, hetgeen het lichaam van cilinder 60' naar het werkstuk 62 30 doet bewegen. Aangezien inwendige schaardrager 53' met cilinder 60' verbonden is, zal inwendige schaardrager 53' naar het werkstuk 62 bewegen en schaarblok 52' weg van het werkstuk 62 drijven, waarbij de kracht overgebracht wordt door pennen 58' die het schaarblok 52' bevestigen aan inwendige schaardrager 53'. Momentarmen 68 zijn stevig beves-35 tigd aan kokerdeel 56'.In the reverse operation, cylinder block 60 'is pressurized into a chamber 61', moving shear block 51 'away from workpiece 62. After partial movement, the shear block 51 'will contact stops 54', causing the body of cylinder 60 'to move toward workpiece 62. Since internal scissor carrier 53 'is connected to cylinder 60', internal scissor carrier 53 'will move towards workpiece 62 and drive scissor block 52' away from workpiece 62, transferring force through pins 58 'securing scissor block 52' to interior scissor carrier 53 '. Moment arms 68 are firmly attached to box section 56 '.

Uit figuur 8 en 10 blijkt dat de cirkel vormige geleidingsplaat 55 omvat een geleidingslip 69, die gebruikt zal worden bij het bevestigen van het samenstel volgens figuur 9 aan het bovendeel van de verdraai-ïngsinrichting afgebeeld in figuur 6.It can be seen from Figures 8 and 10 that the circular shaped guide plate 55 includes a guide lip 69 which will be used in attaching the assembly of Figure 9 to the top of the twisting device shown in Figure 6.

40 In figuur 11 is een typische doorsnede door hetzij het boven- 3502674 w ί 6 verdraaiIngsdeel of het beneden-verdraaiIngsdeel afgebeeld, dat de werkwijze voor het bevestigen van een inwendige schaardrager (53, 53') aan een schaarblok (50, 52') met gebruik van een pen (58, 58') toont.40 Figure 11 shows a typical section through either the top 3502674 w 4 6 rotating part or the bottom rotating part showing the method of attaching an internal shear carrier (53, 53 ') to a shear block (50, 52') using a pen (58, 58 ').

Aan de hand van figuur 7 blijkt dat de cilinders 70 aan bijbeho-5 rende mornentamien 68 van de verdraailngsinrichting bevestigd zijn via een asondersteuning bij het stangeinde. Het cilinderpompeinde is met het bovendeel verbonden via een scharnierverbinding 71 en de reactie wordt tegengegaan door het bovendeel. Indien de cilinders 70 bekrachtigd worden, zal het benedendeel de hartlijn van de benedenschaarblok 10 om hartlijn y draaien. De geleidingslip 69 draait in een ringvormige groef 72 (figuur 8). Indien de bouten 73 verwijderd worden kan de verdraailngsinrichting vrij scharnieren in een horizontaal vlak op draagframe 16.Referring to Figure 7, it is apparent that the cylinders 70 are attached to associated mornentamines 68 of the twisting device via a shaft support at the rod end. The cylinder pump end is connected to the top part via a hinge connection 71 and the reaction is stopped by the top part. When the cylinders 70 are energized, the lower part will rotate the centerline of the lower shear block 10 about centerline y. The guide lip 69 rotates in an annular groove 72 (Figure 8). If the bolts 73 are removed, the turning device can pivot freely in a horizontal plane on support frame 16.

Bij deze uitvoering treden boorfluïda voor de put de boorstreng 15 door een gebruikelijke buigzame slang binnen verbonden met de wervel 11 afgebeeld in figuur 1. De wervel 11 heeft een holle as waardoor fluïdum in de holle as 30 van de bovenafdrijving 10 gaat en verder door de holle delen van de overige nevensamenstellen of inrichtingen in het inwendige van de boorstreng.In this embodiment, well drilling fluids enter the drill string 15 through a conventional flexible hose connected to the vortex 11 shown in Figure 1. The vortex 11 has a hollow shaft through which fluid passes into the hollow shaft 30 of the top drive 10 and further through the hollow parts of the other ancillary assemblies or devices inside the drill string.

20 De onderstaande opeensomming vergelijkt bepaalde kenmerken (maar niet alle) van de uitvoering beschreven aan de hand van de tekeningen met uitvoeringen bekend uit U$-A-4.449.596 en met de boorwervel van het soort Bowen ES-7 Electric Drilling Swivel:20 The list below compares certain features (but not all) of the features described with reference to the drawings with features known from U $ -A-4,449,596 and with the Bowen ES-7 Electric Drilling Swivel drill whirl:

In onderstaande vergelijking wordt de stand der techniek aangege-25 ven door de letter PA en een voorkeursuitvoering door de letters PE.In the equation below, the prior art is indicated by the letter PA and a preferred embodiment by the letters PE.

Bowen ES-7 Electric Drilling Swivel PA: Elektrisch vermogen wordt van de generatorkamer geleid naar de 30 eenheid door met rubber bedekte elektrische kabels. Gevaar voor beschadiging en vonkvorming is altijd aanwezig. Een ongeluk op het moment waarop gassen uit de putmond aanwezig zijn kan desastreus zijn.Bowen ES-7 Electric Drilling Swivel PA: Electric power is conducted from the generator room to the 30 unit by rubber covered electrical cables. Danger of damage and sparking is always present. An accident when gases from the wellhead are present can be disastrous.

PE: Bediend door hydraulisch fluïdum. Er bestaat geen gevaar van vonkvorming. De hydraulische vermogenseenheid is in een veilig gebied 35 aangebracht.PE: Operated by hydraulic fluid. There is no danger of sparking. The hydraulic power unit is located in a safe area 35.

PA: Totaal gewicht van het boorstelsel ongeveer 18.000 kg.PA: Total weight of the drilling system about 18,000 kg.

PE: Totaal gewicht 9.000 kg of minder.PE: Total weight 9,000 kg or less.

PA: In het geval van mechanische falen is het volledig uit de boorinrichting naar beneden brengen noodzakelijk, waarbij de vervanging 40 van de elektrische bovenaandrijving complex is en tijd inneemt.PA: In the case of mechanical failure, complete lowering out of the drill is necessary, with the replacement of the top electric drive being complex and time consuming.

8502 674 r * 7 PE: Eenheid is ontworpen om snelle vervanging van de hydraulische bovenaandrijving mogelijk te maken. Vanwege dit kenmerk wordt op verschillende uren van het buiten bedrijf zijn gespaard.8502 674 r * 7 PE: Unit is designed to allow rapid replacement of the top hydraulic drive. Due to this characteristic, savings are made at different hours of non-operation.

PA: Alle installaties zijn voorzien van een gebruikelijk aandrijf-5 stelsel (met draaibare tafel) dat startklaar is vanwege de aanzienlijke tijd uit bedrijf indien vervanging van een elektrische bovenaandrijving vereist is.PA: All installations are equipped with a conventional drive system (with rotating table) that is ready to start because of the considerable time out of operation if an electric top drive replacement is required.

PE: De betrouwbaarheid van dit stelsel en het gemak van vervangen daarvan stelt gebruikers in staat de draaibare tafel aandrijfstel seis 10 niet meer te gebruiken; reserve hydraulische motoren en onderdelen vormen de enige toerusting die achter de hand gehouden moet worden. Dit bespaart honderdduizenden US-dollars aan kosten met betrekking tot de boorinrichting.PE: The reliability of this system and its ease of replacement allows users to discontinue use of the rotary table drive train seis 10; spare hydraulic motors and parts are the only equipment to be kept on hand. This saves hundreds of thousands of US dollars in costs related to the drilling rig.

PA: Certificaten voor gevaarlijk gebied zijn vereist voor de tal-15 rijke veiligheidsinrichtingen gebruikt om stelsels te observeren ontworpen om deze eenheid veilig te maken voor gebruik op een gevaarlijke plaats. Dit kost tijd en is kostbaar.PA: Hazardous Area Certificates are required for the numerous safety devices used to observe systems designed to make this unit safe for use in a hazardous location. This takes time and is expensive.

PE: Elektrische inrichtingen zijn onder de boorvloer aangebracht in een onder druk staande veiligheidskamer, die in elk geval normaliter 20 reeds aanwezig is. De veelheid van gebruikte waarneeminrichtingen bij de elektrische aandrijving is niet vereist.PE: Electric devices are arranged under the drilling floor in a pressurized safety chamber, which is in any case normally already present. The multiplicity of sensing devices used in the electric drive is not required.

PA: Tijdens boren wordt bij overmatig gewicht van het bit of wrijving van het gat de boorbit tot stilstand gebracht en de elektrische motor stopt. Het is gebruikelijk om het gewicht van het bit te vermin-25 deren. Aanyezien het volledige elektrische potentiaal opgebracht blijft worden, versnelt de boor plotseling van nul tot 250 OPM in een fractie van seconden. Dit veroorzaakt het te vastzetten van het verbindings-schroefdraad van het werktuig en ruïneert de boorpijp. De boorsteng kan eveneens slaan en de wand van het gat beschadigen. Mechanische 30 reactie wordt naar de boortoren overgebracht door het draagmechanisme en deze trilling beschadigt de constructie en is zeer luidruchtig.PA: During drilling, if the bit is excessively weighted or the hole frictioned, the drill bit is stopped and the electric motor stops. It is common to reduce the weight of the bit. As the full electrical potential continues to be applied, the drill suddenly accelerates from zero to 250 RPM in a fraction of seconds. This causes the tool's connecting threads to be tightened and ruins the drill pipe. The drill bit can also strike and damage the hole wall. Mechanical reaction is transmitted to the derrick by the carrying mechanism, and this vibration damages the structure and is very noisy.

PE: Vanwege de eigen aard daarvan is hydraulisch vermogen veel vloeiender. Het mechanisme van het bewegende fluïdum is zodanig dat versnelling na stilstand geleide!ijker en gelijkmatiger zal zijn. Min-35 der schade aan het boorgat en toerusting worden toegebracht.PE: Due to its nature, hydraulic power is much smoother. The mechanism of the moving fluid is such that acceleration after standstill will be more calmer and more uniform. Less-35 of the damage to the borehole and equipment is done.

PA: Lucht die de binnenkant van de elektrische boormotor spoelt is bij het eerst opstarten en steeds wanneer een veiligheidsinrichting in werking treedt noodzakelijk. Dit kan 10 tot 30 minuten vereisen.PA: Air flushing the inside of the electric drill motor is necessary at first start-up and whenever a safety device is activated. This may take 10 to 30 minutes.

PE: Geen spoelen is vereist omdat er geen 1uchtkoelstelsel be-40 staat.PE: No flushing is required because there is no air cooling system.

5 0 2 6 7 4 t 8 PA: Bij zo toegeruste eenheden bestaat het gevaar van water dat in de elektrische motor lekt gevolgd door enige schade of corrosief falen van het water aan lucht-warmtewisselaar gebruikt on de lucht van de motor te koelen. Deze stelsels zijn vereist indien stringente veilig-5 heidsmaatregelen noodzakelijk zijn zoals bij platforms op de Noordzee. Dit kan de motor doen falen.5 0 2 6 7 4 t 8 PA: In units so equipped, there is a risk of water leaking into the electric motor followed by any damage or corrosive failure of the water to the air heat exchanger used to cool the motor air. These systems are required if stringent safety measures are necessary, such as for platforms in the North Sea. This can cause the engine to fail.

PE: Een dergelijk stelsel is niet vereist.PE: No such system is required.

PA: Voor het maken van de boorpijpverbinding wordt de boorpijp opgenomen hetzij door de hefkom en het benedeneinde daarvan in de eerdere 10 pijp gestoken. Daarna is menselijke vaardigheid vereist om de aandrijfas naar beneden in het schroefdraad te geleiden om deze vast te schroeven. Schade aan het schroefdraad kan plaatsvinden.PA: To make the drill pipe connection, the drill pipe is received either through the lifting cup and the lower end thereof inserted into the previous pipe. After that, human skill is required to guide the drive shaft down into the threads to screw it on. Thread damage can occur.

PE: De hanteerinrichting voor pijp bij deze eenheid heeft een hydraulisch heforgaan om het schroefdraad aan te grijpen. Het juist stel-15 len zal minimale druk op het schroefdraad verzekeren. Dit gaat veel sneller dan indien de borende persoon op bekwame wijze en met oordeel elke pijpverbinding moet maken.PE: The pipe handling device on this unit has a hydraulic lifting device to engage the threads. Correct adjustment will ensure minimal pressure on the threads. This is much faster than if the drilling person has to make every pipe connection skillfully and with judgment.

PA: Indien een lengte boorpijp opgenomen wordt waarvan het einde ongeveer 1 m boven de boorvloer uitsteekt, moet het orgaan dat de pijp 20 hanteert naar buiten gekanteld worden. Aangezien de kom van het opneem-werktuig gedraaid wordt, is de hoek onjuist voor de pijp. De grendels op het opneemwerktuig moeten eveneens met de hand gesloten worden hetgeen tijd kost.PA: If a length of drill pipe is included, the end of which protrudes about 1 m above the drill floor, the member handling the pipe 20 must be tilted outwards. Since the cup of the pick-up tool is turned, the angle is incorrect for the pipe. The latches on the pick-up tool must also be closed manually, which takes time.

PE: Het in hoofdzaak perfect in lijn liggen en oriëntatie van 25 het hanteermechanisme van de pijp wordt verwezenlijkt via mechanische aanslagen en cilinders om de noodzakelijke beweging voort te brengen.PE: The substantially perfect alignment and orientation of the pipe handling mechanism is accomplished via mechanical stops and cylinders to produce the necessary movement.

De grendel staat onder veerbelasting om automatisch te sluiten indien de pijp geladen wordt. Een cilinder zal de grendel bedienen naar de open stand. Dit wordt door afstandsbesturing gedaan hetgeen veel veili-30 ger is. Dit stelsel is eveneens veel veiliger dan de handmethode.The bolt is under spring load to close automatically when the pipe is loaded. A cylinder will operate the latch to the open position. This is done by remote control which is much safer. This system is also much safer than the manual method.

PA: Kost veel meer.PA: Costs much more.

PE: Dit stelsel kost veel minder. Daarbij wordt geen rekening gehouden met de toerusting die een uitvoerende niet hoeft te kopen, zoals een extra wervel en/of aandrijving voor draaibare tafel, hetgeen de be-35 sparing verscheidene honderdduidenden Amnerikaanse dollars zou maken.PE: This system costs much less. This does not take into account the equipment that an executive does not have to buy, such as an additional swirl and / or rotary table drive, which would save several hundred dollars American dollars.

PA: Het aanbrengen van deze eenheid op boorinrichtingen ter land of het opnieuw aanbrengen op buitengaatse boortorens is zeer gecompliceerd vanwege de afmeting en verschillend stelsel.PA: Applying this unit to land rigs or reassembling to offshore drilling rigs is very complicated due to its size and different system.

PE: Het opnieuw aanbrengen op elk bestaande boorinrichting kan 40 veel gemakkelijker verwezenlijkt worden vanwege de afmeting en het 8502674 * » 9 gewicht alsmede de eenvoud van ontwerp.PE: Reassembly to any existing drilling rig can be accomplished much more easily because of its size and 8502674 * 9 weight as well as simplicity of design.

PA: Het gesloten koel stelsel met lucht verzamelt koolstof, hetgeen van de borstels afkomstig is. Dit kan tot inwendige kortsluiting leiden.PA: The closed air cooling system collects carbon, which comes from the brushes. This can lead to an internal short circuit.

PE: Borstels worden niet gebruikt.PE: Brushes are not used.

5 PA: Het herhaald stilstaan van de elektrische hoofdmotor in het bijzonder gedurende meer dan enkele momenten, bij aanzienlijke stroom zal schade aan het anker toebrengen en later draaien zal tot falen leiden.5 PA: Repeated standstill of the main electric motor in particular for more than a few moments, at significant current will damage the armature and turn later will lead to failure.

PE: Dergelijke stilstandproblemen bestaan niet.PE: No such downtime problems exist.

10 De hierboven beschreven uitvoering blijkt bij vergelijking met die bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.449.596 in de volgende opzichten van voordeel te zijn: PA: Vereist twee circulerende wervels omdat een een geheel is met het vermogensnevensamenstel en de andere gebruikt moet worden indien de 15 eenheid in de boorinrichting naar beneden gebracht wordt.The above-described embodiment has been found to be advantageous in the following respects in comparison with that disclosed in U.S. Patent 4,449,596: PA: Requires two circulating vortices because one is one with the power sub-assembly and the other must be used if the unit is lowered into the drilling rig.

PE: Slechts een wervel is vereist. Huidige prijs voor een 500 ton wervel (Continental Emsco): S 43.290,00.PE: Only one vertebra is required. Current price for a 500 ton vertebra (Continental Emsco): S 43,290.00.

PA: Vereist het tegen explosie-bestendig zijn van het met lucht werkende koel stelsel. Het onderhavige probleem gebruikt een waaier aan-20 gebracht op een draagorgaan of boorvloer en lucht wordt door een 20 cm diameter flexibel rubberkanaal geleid. Dit weinig wegende kanaal wordt vaak met de wind weggeblazen en beschadigd door het hangen aan de boortorenconstructie. Warme lucht wordt naar de atmosfeer afgevoerd waardoor een gevaarlijke toestand ontstaat. Documentatie voor een wissel-25 stroomwaaiermotor.en toestemming voor de met gelijkstroom aangedreven motor kost tijd en is kostbaar.PA: Requires explosion-proofing of the air-operated cooling system. The present problem uses a fan mounted on a support member or drill floor and air is passed through a 20 cm diameter flexible rubber channel. This low-weight channel is often blown away with the wind and damaged by hanging from the derrick construction. Warm air is vented to the atmosphere, creating a hazardous condition. Documentation for an AC-25 impeller motor and permission for the DC-powered motor takes time and is expensive.

PE: De hydraulische olie wordt door aan de boortoren toegevoerd water gekoeld, dat door een oliekoeler gecirculeerd wordt. Deze inrichting wordt op een bestaande veilige plaats aangebracht.PE: The hydraulic oil is cooled by water supplied to the derrick, which is circulated by an oil cooler. This device is installed in an existing safe place.

.30 PA: Het totale gewicht, breedte en diepte is veel groter; vereist ongeveer 13,8 m verticale boortorenhoogte..30 PA: The total weight, width and depth is much greater; requires approximately 13.8 m vertical derrick height.

PE: Deze eenheid vereist minder dan 10,8 m.PE: This unit requires less than 10.8 m.

PA: Deze inrichting heeft geen stijg- en daalmechanisme om belasting op schroefdraad van de boorstee! tijdens het losschroeven te ver-35 mi nderen.PA: This device does not have a rise and fall mechanism to withstand stress on the drill bit threads! during the unscrewing.

PE: Tegenwichtmechanisme is aanwezig.PE: Counterbalance mechanism is in place.

• PA: Eenheid moet teruggezwenkt worden teneinde de bekleding van de put aan te brengen.• PA: Unit must be pivoted back to apply well casing.

PE: Al het normale boren en het aanbrengen van bekleding wordt met 40 de standaardeenheid uitgevoerd.PE: All normal drilling and cladding is done with 40 the standard unit.

3302 6743302 674

Claims

Device for use in a drilling machine with at least two upwardly extending guide rails, which device comprises 5: - a) a carrier fin, which can be fitted on and guided along the guide rails, and b) a top drive mounted on the support frame, characterized by c) the top drive (10) comprises a hydraulically actuated motor with a hollow drive shaft (30).

2. Device as claimed in claim 1, characterized in that the top drive (10) is arranged on the support frame (16), so that it can be hinged in use in a substantially horizon-plane between an active position and the maintenance position.

The device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises pipe blasting means (23) mounted on the support frame (16) and acting to lift pipe in place below the top drive (10).

Device according to claim 3, characterized in that the pipe-positioning means (23) is arranged on the support frame (16) in such a way that it can be moved in a substantially horizontal plane during use.

Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it comprises a pipe twisting device (26, 31) mounted on the support frame (16) below the top drive (10) to make and break pipe connections.

Device according to claim 5, characterized in that the pipe twisting device (26, 31) is arranged on the support frame (16), so that it can be moved in a substantially horizontal plane during use.

Device for use in a drilling rig with at least two upwardly extending guide rails (17) and a support frame (16) which can be mounted on and guided along the guide rails (17), characterized in that the pipe placing device 35 comprises: - a) a positioning arm (23), b) a bowl (33) in the positioning arm (23) for carrying a pipe »c) a lateral opening (35a) in the bowl (33) to allow a pipe to enter the bowl (33), 3502 674 • fr, -Cv d) retractable latch and (35) applied over the opening, and e) means for connecting the device with the support frame (16) so that the device can be moved in a substantially horizontal plane during use.

Device according to claim 7, characterized in that it comprises means (25) for raising and lowering the positioning arm (23) during use. o 5 \ J i 0/4