NL8601992A - Boren met zijdelingse aandrijving. - Google Patents

Description

N.0. 34009 1

Boren met zijdelingse aandrijving

Deze uitvinding heeft betrekking op het boren van olie- en gasput-ten, ter zee en op het land, en is in het bijzonder gericht op een werkwijze en een inrichting voor het drievoudig boren van dergelijke putten (drie stukken boorpijp die aan elkaar verbonden zijn als een 5 eenheid).

Het conventionele en meest verbreide boorsysteem omvat een platform met een draaitafel op een platform dat bestemd is om een koppel uit te oefenen op een in verticale richting beweegbare meeneemstang en op een boorpijp, een boortoren, en een samenstelling met een op en neer 10 beweegbare katrol in de boortoren teneinde de boorpijp door een opening in het platform omhoog en omlaag te bewegen. Elk stuk boorpijp wordt afzonderlijk aan de samenstelling met de op en neer beweegbare katrol verbonden en in de draaitafel naar beneden gelaten teneinde het gat van de put te boren. In dit conventionele systeem wordt de boorpijp uit het 15 gat van de put verwijderd door een omgekeerde procedure, waarbij een stuk per keer op het niveau van het platform wordt losgenomen. Dit conventionele systeem wordt toegepast op continu beweegbare platforms zoals op schepen, half-onderdompelbare vaartuigen, en op vaste platforms zoals opvijzelbare installaties of platforms met onder trekkracht 20 staande poten voor het boren van putten, en op vaste platforms voor het boren van putten op land.

Kortgeleden is er een systeem ontwikkeld voor het drievoudig boren. In een dergelijk systeem worden drie boorpijpen aan elkaar verbonden als een eenheid en worden dan naar beneden gelaten als een eenheid 25 door het platform. Dit drievoudige boorsysteem wordt geacht sneller te zijn dan het conventionele systeem aangezien de drie boorpijpen aan elkaar verbonden worden buiten het boorgebied. Gebleken is ook dat het drievoudige boorsysteem bijzondere voordelen bezit tijdens het verwijderen. Voor verdere details van dergelijke systemen wordt verwezen naar 30 US-A-4.421.179, 4.437.524; 4.449.596; en 4.458.728 op naam van Boyadjieff.

In de geoctrooieerde systemen, ook aangeduid als aan de bovenkant aangedreven systemen, beweegt een grote, op rails gemonteerde motor in verticale richting in de boortoren, teneinde de bovenste boorpijp van 35 de uit drie boorpijpen bestaande eenheid in draairichting aan te drijven. Het geoctrooieerde systeem voor het aandrijven aan de bovenkant bezit, hoewel daarmee tijd wordt bespaard, echter ook belangrijke nade- S5019S2 * * 2 1 en· Het installeren van de eenheid voor het aan de bovenkant aandrijven vereist aanzienlijke aanpassingen van een bestaande installatie aangezien de hoogte van de boortoren moet worden vergroot. Door het grote koppel worden de rails zwaar belast. De eenheid voor het aan de 5 bovenkant aandrijven leidt tot de noodzaak om in het gebied van de boortoren een 22,5 m lange kabel van 1000 Amp. aan te brengen, hetgeen altijd een groot risico vormt, speciaal op een beweegbaar platform waarin bewegingscompensatoren worden toegepast. Degenen die het systeem voor het aan de bovenkant aandrijven toepassen maken zich ook zorgen 10 over de stilstandtijd aangezien de grote motor een ingewikkelde inrichting is, en het bedienend personeel houdt vaak de conventionele draaitafel en de aandrijving voor de meeneemstang achter de hand. Vanwege het gewicht van de aandrijving aan de bovenkant moet de aandrijving aan de bovenkant bovendien terzijde gesteld worden en moet een haak aange-15 bracht worden aan de op en neer beweegbare katrol voor het behandelen van zware hoorbuizen.

De onderhavige uitvinding vormt zowel een verbetering voor het conventionele boorsysteem met een enkele boorpijp alsmede systemen voor het drievoudig boren waarbij gebruik gemaakt wordt van de eenheid voor 20 de aandrijving aan de bovenkant en bezit derhalve de volgende voordelen: bestaande boorgereedschapen kunnen worden gebruikt, het is een goedkoop systeem, het kan op elke installatie met zo weinig mogelijk aanpassingen 25 worden geïnstalleerd, het is niet nodig om elektrische aandrijvingen met een hoog vermogen op de boortoren te plaatsen, een inwendig systeem voor het verhinderen van erupties kan worden toegepast; 30 het is eenvoudig, bezit een laag gewicht en het is niet nodig om de bemanning opnieuw op te leiden of speciaal te trainen, het kan gebruikt worden op drijvende inrichtingen met bestaande bewegingscompensatoren, en het toepassen van zware hoorbuizen is mogelijk.

35 Aan de vakman zal het duidelijk zijn, uit de tekeningen, de samenvatting en de hierna gegeven gedetailleerde beschrijving, dat er vele andere voordelen verbonden zijn aan deze uitvinding die hierboven niet in detail zijn genoemd.

De inrichting en de werkwijze van deze uitvinding omvatten een 40 verticaal aangebrachte vaste meeneemstang die zich in wezen over de '3601 8 3 2 * "* 3 hoogte van de boortoren uitstrekt en die aangedreven wordt door een conventionele motor die geplaatst is nabij het platformniveau of daaronder, met een de door de meeneemstang aangedreven bus die verbonden is aan de meeneemstang teneinde daardoor te worden aangedreven. De door de 3 meeneemstang aangedreven bus beweegt in verticale richting ten opzichte van de meeneemstang en is verbonden aan een aandrijfas voor een boor-pijp op een boorsamenstelling door een aandrijvingssamenstel ling. Door middel van de verticale beweging van de door de meeneemstang aangedreven bus en de kettingwiel samenstelling wordt een geschikt koppel aange-10 bracht op de boorpijp teneinde het drievoudig boren en verwijderen mogelijk te maken.

Een bovenste koppel ver!oopstuk is ook voorzien van middelen voor het behandelen van de zware hoorbuizen.

Figuur 1 toont een zijaanzicht van een typische boortoren op een 15 platform zonder een draaitafel, en met de zijdelingse aandrijving volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een vergroot aanzicht van het boorsysteem afgebeeld in figuur 1 in het door de pijl 2 omcirkelde gebied.

Figuur 3 toont een zijaanzicht volgens de lijn 3-3 van figuur 2, 20 van het boorsysteem.

Figuur 4 toont een dwarsdoorsnede volgens de lijn 4-4 van figuur 2, met de samensteling van de kettingwiel aandrijving voor het aanbrengen van het koppel op de boorpijp.

Figuur 5 toont een aanzicht overeenkomstig dat van figuur 4, doch 25 met de samenstelling voor het aanbrengen van het koppel op de boorpijp in de vorm van een riemschijfsamenstelling.

Figuur 6 toont een dwarsdoorsnede volgens de lijn 6-6 van figuur 4 met het aandrijvende kettingwiel en een gedeelte van de door de meeneemstang aangedreven bus die in verticale richting weggebroken is ten-30 einde zijn verbinding aan de door de meeneemstang aangedreven bus te tonen.

Figuur 7 toont een dwarsdoorsnede, volgens de lijn 7-7, van figuur 6, met de door door de meeneemstang aangedreven bus.

Figuur 8 toont een zijaanzicht in dwarsdoorsnede volgens de lijn 35 8-8 van figuur 4, van het aangedreven kettingwiel.

Figuren 9 en 10 tonen zij- en vooraanzichten, die overeenkomen met. figuren 2 en 3, doch met bewegingscompensatoren als onderdeel van het boorsysteem.

Figuur 1 toont een platform 10 met een centrale opening 12, waar-40 door het boren en verwijderen kan worden uitgevoerd, en een boortoren 8S01992 ï" * 4 14 met een conventionele afmeting en van conventioneel soort ondersteund op het platform 10. Het boorsysteem 16 voor het omhoog en omlaag bewegen van de daaraan verbonden boorpijp is in de boortoren 14 geplaatst en slechts gedeeltelijk in de tekening afgebeeld. Het boor-5 systeem 16 zal hierna in detail worden beschreven doch er wordt er hierop gewezen dat drie stukken boorpijp 20 aan elkaar verbonden zijn als een eenheid boven het platform voor het boren en het verwijderen. Dit wordt het drievoudig boren of het verwijderen genoemd, en die drievouden welke boven het platform getoond zijn, zijn verbonden aan over-10 eenkomstige eenheden onder het platform. Het middelpunt van de opening 12, de bewegingslijn van de inrichting 16 en de draai as van de boorpijp 20 bevinden zich op de hartlijn van de boortoren 14, op de conventionele manier. Deze wordt aangeduid als de hoofd- of booras. Het platform en de boortoren kunnen geplaatst zijn op een drijvende inrichting (bij-15 voorbeeld een schip of een half-onderdompelbaar vaartuig) of op een vast platform op zee (bijvoorbeeld van het soort met onder trek staande poten) voor het boren op een onderzeese put, of kan onderdeel vormen van een landinstallatie voor het boren van een put op het land.

Volgens deze uitvinding, en zoals afgebeeld in figuur 4, strekt 20 een langwerpige massieve staaf 22 met platte zijden 24 (drie afgebeeld) zich in wezen uit over de hoogte van de boortoren 14 en is verbonden aan een motor en een tandwielkast 26, afgebeeld onder het platform 10 en aan een zijde van de opening 12. De motor kan de conventioneel horizontaal gemonteerde motor zijn die tegenwoordig toegepast wordt voor 25 het aandrijven van draaitafels. Een tweede opening 28 is aangebracht in het platform 10 aan een zijde van de opening 12 teneinde de verbinding van de stang 22 aan de motor en de tandwielkast 26 mogelijk te maken. Deze langwerpige stang 22, die aangeduid wordt als meeneemstang, is centraal geplaatst ten opzichte van de verticaal aangebrachte gel ei-30 dingsmiddelen in de vorm van profiel organen 30 (I-balken) die op verschillende plaatsen bevestigd zijn over de hoogte van de boortoren, evenwijdig aan de hoofdas. Elk geschikt middel kan verschaft worden voor het met een voldoende sterkte bevestigen van de gel eidingsmiddelen aan de boortoren teneinde elk koppel te weerstaan dat daarop wordt aan-35 gebracht; veertien staven 32 zijn schematisch aangeduid in figuur 1.

De motor en de tandwielkast 26 kunnen op het platformniveau zijn geplaatst of daarboven, al naar de wens van het bedienend personeel, en op een geschikte wijze bevestigd worden aan het platform of een lager gedeelte van de boortoren. De belangrijkste vereiste is dat de motor en 40 de tandwielkast geplaatst zijn aan een zijde van de opening 12 en zoda- 860 1 99 2 5 nig verbonden dat de verticaal geplaatste meeneemstang verdraaid wordt. Verder kunnen geschikte lagers (niet afgebeeld) voor de meeneemstang verschaft worden op de bovenkant en onderkant daarvan en op elke geschikte wijze verbonden worden aan de boortoren teneinde de meeneem-5 stang te stabiliseren en het verdraaien van de meeneemstang met een zo laag tragelijke wrijving mogelijk te maken.

Door de meeneemstang wordt een door de meeneemstang aangedreven bus 34 draaiend aangedreven (afgebeeld in streep!ijnen in figuur 4 doch meer gedetailleerd in figuur 7) die op een draaginrichting 36 in het 10 profiel orgaan 30 met geschikte lagers 40 geplaatst is teneinde de verticale beweging van het draagorgaan en de door de meeneemstang aangedreven bus te vergemakkelijken. Slechts vier van de acht lagers 40 zijn afgebeeld, welke op geschikte wijze bevestigd zijn aan een draaginrichting 36. Het aantal en soort van dergelijke lagers wordt overgeia-15 ten aan de vakman.

De door de meeneemstang aangedreven bus 36 is voorzien van een aantal rollen 42 (drie afgebeeld), die in de vorm van een driehoek zijn aangebracht, zodat hij kan samenwerken met een overeenkomstig aantal platte zijden 24 op de meeneemstang zodat de meeneemstang een koppel 20 kan aanbrengen op de bus. De uitvoering van de rollen hangt af van het aantal platte zijden van de meeneemstang. Zoals afgebeeld zijn de rollen 42 van de draaitafel zelf voorzien van geschikte lagers 44 teneinde hun draaiing te vergemakkelijken met betrekking tot de meeneemstang en teneinde de wrijving gedurende de verticale beweging van de door de 25 meeneemstang aangedreven bus 34 zo klein mogelijk te maken op de meeneemstang.

In de in figuren 4 en 7 afgebeelde uitvoering is de door de meeneemstang aangedreven bus 36 op geschikte wijze bevestigd aan een ket-tingwiel 46 teneinde te verdraaien met de door de meeneemstang aange-30 dreven bus 36, en een aandrijfketting 50 die daaraan gekoppeld is aan te drijven. Dit kettingwiel 46 vormt ook het aandrijvende element van een kettingwielsamenstelling welke nog moet worden beschreven. In de afgebeelde uitvoering zijn de middelen voor het bevestigen van de door de meeneemstang aangedreven bus 36 aan het kettingwiel 46 een aantal 35 bouten 52. Geschikte lagers 54, die geplaatst zijn tussen een ketting-wielhuis 56 en het kettingwiel 46 vergemakkelijken de draaibeweging, met een zo klein mogelijke wrijving.

Een groter kettingwiel 62, bevestigd voor het draaien van een aandrijfas 64, is op aandrijvende wijze verbonden aan het kettingwiel 46 40 door middel van de aandrijfketting 50. De aandrijfas is centraal van «601992 6 een boring voorzien voor het boorflufdum, zoals gebruikelijk is. Zoals afgeheeld in de figuren 1, 4 en 8 omvat het huis 56 de kettingwiel-uitvoering, en bevat olie voor het smeren en koelen van de kettingwiel-uitvoering, en geschikte afdichtingen 70 zijn op alle noodzakelijke 5 plaatsen aangebracht voor het verhinderen van lekkage. De aandrijfas 64 vormt onderdeel van het boorsysteem 16 en brengt een draaiende beweging aan op de boorpijp, en alle aangedreven elementen, de door de meeneem-stang aangedreven bus en de kettingwieluitvoering zijn geplaatst op een katrol 68 die in verticale richting beweegt als onderdeel van het boor-10 systeem 16. Het kettingwiel 62 is net zoals het kettingwiel 46 voorzien van geschikte lagers 66 tussen het kettingwiel en het huis 56 teneinde de wrijving zo klein mogelijk te maken.

Figuur 5 toont een andere uitvoering van de kettingwielaandrij-vingssamenstelling. In dit figuur zijn de twee kettingwielen 46 en 62 15 en de ketting 50 vervangen door twee schijven 46a en 62a en een aandrijf riem 50a. Deze laatste elementen bezitten dezelfde verwijzingstekens doch met het aanhangsel "a", aangezien zij op dezelfde wijze werken als een aandrijvingssamenstelling in de vorm van de kettingwielsamenstel ling.

20 Het zal duidelijk zijn dat de kettingwielsamenstél ling of de riem-aandrijvingssamenstelling als voorbeeld zijn gegeven. Andere aandrij-vingsmiddelen zoals een tandwiel aandrijving kunnen gebruikt worden teneinde een koppel over te brengen door middel van de door de meeneem-stang aangedreven bus op de boorsamenstelling.

25 Tot zover zal het duidelijk zijn dat deze uitvinding op verscheidene punten verschilt van de stand van de techniek. De door de meeneem-stang aangedreven bus bevindt zich niet langer op het platformniveau noch op de hoofd- of booras, en vormt ook geen aandrijvend element teneinde een koppel aan te brengen op een in verticale richting beweegbare 30 meeneemstang. Eerder is de door de meeneemstang aangedreven bus een aangedreven element en de meeneemstang is het aandrijvende element en de laatste is vast ten opzichte van het platform. Met andere woorden werken de door de meeneemstang aangedreven bus en de meeneemstang volgens deze uitvinding precies tegengesteld met betrekking tot hun wer-35 king in een conventioneel boorsysteem. Het moet ook duidelijk zijn dat indien de verticale meeneemstang en zijn krachtbron aan een zijde geplaatst zijn van de hoofdas en de door de meeneemstang aangedreven bus in verticale richting kan bewegen, een grote motor en de daaruit voortvloeiende complicaties met een elektrische kabel voor een hoog vermogen 40 voor het aandrijven van een dergelijke grote motor op de bovenkant van 8601992 7 de boortoren zijn opgeheven. Bovendien zal het duidelijk zijn dat, met het weglaten van de motor voor het aan de bovenkant aandrijven, de hoogte van de boortoren niet hoeft te worden vergroot. Zodoende kan een conventionele boortoren worden geconstrueerd, of een conventionele δ boortoren kan opnieuw worden uitgerust, zodanig dat hij geschikt is voor het drievoudig boren en verwijderen.

In verband met een verdere gedetailleerde beschrijving van het boorsysteem 16 voor het omhoog en omlaag bewegen van de boorpijpen en andere buisvormige organen, evenals het omhoog en omlaag bewegen van de 10 draaitafel en de kettingwieluitvoering, wordt de aandacht nu gericht op de figuren 2, 3, 9 en 10.

Deze figuren tonen het boorsysteem 16 voor het omhoog en omlaag bewegen van de boorpijp dat ook gebruikt wordt voor het omhoog en omlaag bewegen van de door de meeneemstang aangedreven bus en de ketting-15 wielaandrijvingsuitvoering, en de getoonde uitvoering toont ook de middelen daarmee de zware buizen omhoog en omlaag bewogen kunnen worden.

Zodoende bevat het boorsysteem 16 een op en neer beweegbare katrol 80 die gewoonlijk verbonden is aan een kroonkatrol (niet afgebeeld) op de bovenkant van de boortoren. De kroonkatrol ondersteunt een scharnier 20 82, de voor de meeneemstang aangedreven bus 36 en de kettingwielaan-drijvingsuitvoering 46 tot 62 (of 46a tot 62a) die ondersteund wordt op de katrol 68, en die verbonden is aan de aangedreven as 64, een inwendige eruptie-afsluiter 86, een hydraulisch scharnier 90, een zwaar koppel verloopstuk 92 met een bovenste klep 94 voor de meeneemstang die 25 daaronder geplaatst is, een onderdeel 86 voor het koppelen met een in-steekorgaan 100 dat daaraan bevestigd is. Koppelingen 102 bevestigen een hefinrichting 104 voor de boorpijp aan het.zware koppelverloopstuk 92.

Teneinde zware buizen te behandelen, kan een bovenste koppelver-30 loopstuk 106 verbonden worden aan de op en neer beweegbare katrol 80 en door zware koppelingen 102 aan het zware koppelverloopstuk 92 verbonden worden.

De hefinrichting 104 voor de boorpijp is verbonden aan de bovenkant van drie boorpijpen die aan elkaar verbonden zijn voor het koppe-35 len van de pijp.

Figuren 9 en 10 tonen het boorsysteem 16 met een bewegingsconden-sator 110 daaraan bevestigd teneinde het feit te illustreren dat deze uitvinding toegepast kan worden op een dergelijke uitrusting. Aangezien alle andere delen van het boorsysteem 16 hetzelfde zijn als beschreven 40 in figuren 1, 2 en 3, bezitten zij dezelfde verwijzingstekens. Aange- sa o 1 S3 2 8 zien bewegingscompensatoren oud zijn en goed bekend, wordt een verdere beschrijving van hun werking niet noodzakelijk geacht.

Claims (13)

1. Systeem voor het boren van een olie of een gasput, bevattende: eerste middelen voor het omhoog bewegen, omlaag bewegen en het draaien van een boorpijp door een opening in een platform teneinde een 5 boorbeitel omlaag te bewegen, omhoog te bewegen en aan te drijven in de genoemde put; welke opening en eerste middelen volgens een verticale as werken; en tweede middelen die volgens een tweede verticale as werken tenein-10 de een koppel aan te brengen op de genoemde boorpijp.

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij de genoemde tweede middelen het genoemde koppel aanbrengen aan de bovenkant van de genoemde boorpijp.

3. Systeem volgens conclusie 2, waarbij een aantal boorpijpen ver-15 bonden is als een eenheid en het koppel aangebracht wordt op de bovenkant van de eenheid.

4. Systeem volgens conclusie 2, waarbij de genoemde boorpijp telkens bestaat uit een uit drie delen bestaande eenheid en het koppel aangebracht wordt op de bovenkant van de eenheid.

5. Systeem voor het boren van een olie en gasput, met een platform met een opening waardoor de boorhandelingen kunnen worden uitgevoerd en verder bevattende een boortoren op het genoemde platform die gecentreerd is ten opzichte van de genoemde opening, gekenmerkt door aandrijvingsmiddelen, 25 een langwerpig staafmiddel dat geplaatst is binnen de genoemde boortoren en verbonden aan de genoemde aandrijfmiddelen teneinde daardoor te worden gedraaid, welke staafmiddelen evenwijdig lopen aan het midden van de genoemde opening en de verticale hartlijn van de genoemde boortoren, 30 aangedreven middelen die reageren op het koppel dat aangebracht wordt op de genoemde staafmiddelen door de genoemde aandrijfmiddelen en verbonden aan de boormiddelen waarmee de boorhandelingen moeten worden uitgevoerd door de genoemde opening.

6. Systeem volgens conclusie 5, waarbij de genoemde boormiddelen 35 meer dan een boorpijpstuk bevatten dat daaraan verbonden is wanneer de genoemde aangedreven middelen daarop het koppel aanbrengen.

7. Systeem volgens conclusie 6, waarbij de genoemde staafmiddelen een meeneemstang vormen en waarbij de genoemde aangedreven middelen een door de meeneemstang aangedreven bus bevatten die in verticale richting 40 beweegbaar is op de genoemde meeneemstang. 8501992 » ï:

8. Systeem volgens conclusie 7, waarbij de genoemde aangedreven middelen ook een ketting en een kettingwiel samenstelling bevatten met een kettingwiel bevestigd aan de genoemde draaitafel en een tweede ket-tingwiel bevestigd aan een as waarbij de genoemde ketting beide ket- 5 tingwielen omgeeft en waarbij de genoemde as aandrijvend verbonden is aan de genoemde boormidelen.

9. Systeem volgens conclusie 7, waarbij de genoemde aangedreven middelen ook een riem en schijfsamenstelling bevatten met een schijf bevestigd aan de genoemde draaitafel en een tweede schijf bevestigd aan 10 een as waarbij de genoemde riem beide schijven omvat en waarbij de genoemde as aandrijvend verbonden is aan de genoemde boormiddelen.

10. Systeem volgens conclusie 9, waarbij de genoemde aangedreven middelen verticale geleidingsmiddelen bevatten die bevestigd zijn aan de genoemde boortoren teneinde de genoemde door de meeneemstang aange- 15 dreven bus te geleiden bij zijn verticale beweging.

11. Werkwijze voor het boren van een gat van een put onder een platform dat een opening bezit waardoor het boren kan worden uitgevoerd, omvattende de stappen: het omhoog en omlaag bewegen van de boorpijp langs een verticale 20 as door het midden van de genoemde opening, het aanbrengen van een kracht op de bovenkant van de genoemde boorpijp afkomstig van een krachtbron die zich op een afstand bevindt de genoemde hoofdas.

12. Werkwijze voor het boren van een gat voor een put onder een 25 platform met een opening waardoor het boren kan worden uitgevoerd, omvattende de stappen: het verschaffen van een draaiende krachtbron in een gebied van het platform doch op een afstand van de genoemde opening, het verschaffen van middelen voor het omhoog en omlaag bewegen van 30 de boorpijp door de genoemde opening en middelen voor het omhoog en omlaag bewegen die continu aangedreven worden door de genoemde krachtbron teneinde een kracht in draairichting uit te oefenen op de genoemde boorpijp, welke in wezen uitgeoefend wordt boven het platformniveau wanneer de genoemde boorpijp omhoog en omlaag bewogen wordt door de ge-35 noemde opening.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij de kracht in draairichting aangebracht wordt op de bovenkant van de genoemde boorpijp. 8601992