NO172303B

NO172303B - Anordning for haandtering av boreroer

Info

Publication number: NO172303B
Application number: NO86860800A
Authority: NO
Inventors: George I Boyadjieff
Original assignee: Varco Int
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1993-03-22
Also published as: NO172303C; KR860008351A; DE3689129T2; EP0199664A3; DE406986T1; DE3689129D1; JPH0434673B2; DE3650303D1; EP0406986B1; EP0406986A3; EP0406986A2; CA1254194A; DE199664T1; EP0199664B1; KR900003242B1; NO860800L; JPS61250290A; US4709766A; DE3650303T2; EP0199664A2

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører maskiner som brukes ved kopling av en rekke rørseksjoner til eller fra den øvre enden av en brønnrørstreng. En maskin i samsvar med oppfinnelsen kan utføre alle rørbehandlingsoperasjoner i løpet av en rundtur for borestrengen ut av og så tilbake inn i brønnen med færre personer på riggen og uten manuelle rørhåndteringstrinn og kan også brukes for å håndtere brønnrør-

Maskinen omfatter en bærer, fortrinnsvis en vertikalt ragende søyle, som bærer organ som holder et rør i vertikal stilling og som kan flytte røret fra brønnaksen til en lagringsplate. To synkroniserte drivmekanismer kan gripe inn med søylen på vertikalt atskilte steder og kan drives til å flytte inngrepsdelene i søylen slik at søylen flyttes horisontalt mens røret som bæres holdes vertikalt. I en tilbaketrukket stilling på ei side av brønnaksen kan rørseksjonen flyttes sideveis i forhold til søylen slik at det flyttes til en inngrepsstilling. For dette formålet omfatter de synkroniserte drivmekanismene fortrinnsvis svingbare koplinger som monterer søylen slik at den svinger om en vertikal akse for å vende mot et fingerbord ("racking board"). To rørholderenheter kan flyttes horisontalt i samsvar med hverandre i forhold til søylen, fortrinnsvis av en parallellogram-påvirkningsmekanisme, for å utøve funksjonen å føre inn i inngrep eller ut av inngrep. Rørholderanordningen kan være montert på ei vogn som kan flyttes oppover og nedover i forhold til hovedsøylen i apparatet. Maskinen kan også omfatte en spinner og momentnøkkel som kan danne og bryte koplinger mellom ftf£Btfetl9en 99 en seksjon som blir forbundet til eller atskilt fra strengen. Disse elementene kan flyttes oppover og nedover med vogna og rørholderenheter, og torsjons-nøkkelen kan også flyttes oppover og nedover i forhold til spinneren og andre deler av apparatet. Maskinen kan omfatte en styringsstasjon som er tilpasset til å bære en operatør og er montert for bevegelse i forhold til den bærende søylen med rørholderenhetene og andre elementer.

I de vedlagte tegningene viser

fig. 1 et sideriss av maskinen vist i inngrep med en borestreng,

fig. 2 viser et riss forfra langs linja 2-2 i fig. 1,

fig. 3 viser et forstørret fragmentarisk planriss av rørstøtteplater langs linja 3-3 i fig. 1,

fig. 4 viser riggulvet langs linja 4-4 i fig. 1,

fig. 5 er et riss hovedsaklig langs linja 5-5 i fig. 3 som viser maskinen i stilling for å støtte et rør i det planet,

fig. 6 viser et forstørret fragmentarisk sideriss sett bakfra langs linja 6-6 i fig. 1,

fig. 7 viser et fragmentarisk vertikalsnitt primært langs linja 7-7 i fig. 6,

fig. 8, 9 og 10 er planriss av rørholderenhetene og spinne-nøklene på linjene 8-8, 9-9 og 10-10 i fig. 7,

fig. 11 viser et vertikalsnitt langs linja 11-11 i fig.7,

fig. 12 viser et forstørret fragmentarisk utspilt bilde langs linja 12-12 i fig. 1,

fig. 13 viser et fragmentarisk vertikalsnitt primært langs linja 13-13 i fig. 12,

fig. 14 viser et riss langs linja 14-14 i fig. 13,

fig. 15 er et fragmentarisk sideriss sett bakfra langs linja 15-15 i fig. 13,

fig. 16 viser et fragmentarisk vertikalsnitt langs linja 16-16 i fig. 14,

fig. 17 er et horisontalsnitt langs linja 17-17 i fig.13,

fig. 18 er et forstørret øvre planriss av elevatoren langs linja 18-18 i fig. 1,

fig. 19 er et delvis sideriss og delvis tverrsnittsriss av elevatoren langs linja 19-19 i fig. 18,

fig. 20 og 21 viser forstørrete fragmentariske vertikalsnitt langs linjene 20-20 og 21-21 i fig. 3,

fig. 22 er et fragmentarisk riss som i fig. 1, som viser maskinen idet den blir brukt for å føre brønnrøret inn i brønnen, og

fig. 23 og 24 er forstørrete horisontale snitt langs linjene 23-23 og 24-24 i fig. 22.

Fig. 1 viser rørhåndteringsraaskinen 10 inne i en borerigg 11 som omfatter et tårn 12 som har et riggulv 13 som inneholder en åpning 14 inne i hvilken et kilebelte 15

er anordnet for å fastholde en borestreng 16 som strekker seg nedover inn i en brønn 18. Strengen kan vendes under boring av et rotasjonsbord 19 som inneholder en åpning 14 eller av en øvre drivmotor som er forbundet til den øvre enden av og vertikalt bevegelig med strengen. Strengen omfatter en rekke rør 20 som hver har en nedre utvendig gjenget tappende 21 som er forbundet til en øvre innvendig gjenget lagerende 22 av den neste delen. I løpet av en enkelttur blir strengen delt i seksjoner på tre og tre delrør 23 som flyttes inn i et fingerbord 24. Strengen heves og senkes av en fjernstyrt elevator 25 som er opphengt via ledd 26 fra en løpeblokk 27 som er opphengt på en line 28 fra en kronblokk 29 og kan påvirkes oppover og nedover av heiseverk 30. Maskinen 10 omfatter en vertikal søyle 31 til hvilken tre vogner 32, 33 og 34 er montert for vertikal bevegelse hvor de øvre to vognene 32 og 33 omfatter en parallellogrammekanisme 35 med øvre og nedre armer 36 og 37 som bevegelig bærer en øvre rørholderenhet 38 og en nedre rørholderenhet 39. Vogna 33 omfatter også en rørspinner 40, og vogna 34 bærer en momentnøkkel 41 og et styrehus eller en styrings-stasjon 42. To synkroniserte drivenheter 43 og 44 beveger de øvre og nedre endene av søylen mot venstre og mot høyre som vist i fig. 1 og en roterende drivenhet 45 (fig.

13) dreier den om en vertikal akse 46.

Søylen 31 er stiv og omfatter to parallelle vertikale søyleelementer 47 som er koplet sammen av en øvre horisontal koplingsdel 48 og en nedre horisontal kopling 49 som begge er festet stivt til elementene 47. Elementene 47 bærer et øvre par vertikale skinne-elementer 50 og et nedre par skinner 50a (fig. 6). En stiv bunnflate 42<*>festet til riggulvet 13 omfatter to parallelle sidestenger 51, en horisontal øvre plate 52 som bærer to horisontale skinner 53 (fig. 4) som strekker seg parallelt med og like langt fra et vertikalt plan 54 som inneholder brønnens vertikal akse 17 og strekker seg radialt med hensyn på den. Ei vogn 55 (fig. 12) omfatter øvre og nedre plater 56 og 57 som er sammenføyd av vertikale koplinger 58 og har hjul 59 som ruller langs spor 53 og har flenser 60 som holder hjulene på skinnene for å styre vogna for bare rettlinjet horisontal bevegelse langs en akse 61 som krysser brønnaksen 17. Vogna flyttes langs denne aksen av en ledeskrue 62 som drives av en motor 63 via en selv bremsende snekkeanordningstransmisjon 64. En mutter 65 på skruen er festet til vogna 55 for å flytte den langs aksen 61.

Søylen 31 er dreibart koplet til vogna 55 av en vertikal tapp 66 som rager fra søylen inn i en sentral åpning 167 i et drev 67 som er montert på vogna slik at det blir rotasjon om aksen 46 av lagre 68 og blir fastkilt til tappen 66 ved 166. Et drev 67 som griper inn med en plate 69 som kan påvirkes langs en horisontal akse 70 av stempel- og sylindermekanismer 71 for å snu drevet og søylen 31 om aksen 46. Vekten av søylen bæres på vogna 55 av et kulelager 72 og blir overført til bunnflata 42' av hjul 59. Søylen kan låses mot rotasjon fra stillingen i fig. 1 ved innføring av en tapp 73 (fig. 12) gjennom en vertikal passasje 74 i delen 49 og en åpning 75 i vogna 55. I denne stillingen har rørholder- og påvirkningselementene 38, 39, 40 og 41 sine gripedeler aksialt innstilt med hverandre og alle sentrert om aksen 17 i brønnen for å holde og drive et rør som strekker seg vertikalt langs den aksen. En rotasjonsaktuator 45 kan dreie søylen nøyaktig 90° i hver retning fra stillingen i fig. 1, idet dreiebevegelsen blir begrenset av hensiktsmessige stoppeskuldre i 90°-stillingene. Den øvre enden av søylen 31 er montert av en rettlinjet drivmekansime som er synkronisert til den rettlinjete drivenheten på den nedre enden av søylen for å bevege øvre og nedre ender unisont og holde søylen og et båret rør kontinuerlig i direkte vertikal stilling. Den øvre drivenheten omfatter en ledeskrue 77 som er montert på en sentral del 76 av støtteplata 24 av lagre 78 for rotasjon om en horisontal akse 79 som er parallell med aksen 61 og skjærer aksene 17 og 46. En motor 80 driver skruen 77 ved selvbremsende snekkeoverføring 81 til å påvirke en mutter 82 som er koplet til en struktur 83 som bærer en vertikal dreietapp 84 som er sentrert om aksen 46. Tappen 84 befinner seg inne i åpninger i to plater 85 som er festet til søylen. Strukturen 83 omfatter ei plate 86 som bærer to par ruller 87 som er montert for rotasjon om atskilte vertikale akser 187 og inngrep med to parallelle horisontale styrerør 88 som er festet til delen 76 og kan ha kvadratiske vertikale snitt som rager inn i ringformete spor i rullene for å styre konstruksjonen 83 for bevegelse langs aksen 79. Motorer 80 og 63 blir energisert nøyaktig unisont og påvirker alltid de øvre og nedre skruene og de øvre og nedre endene av søylekonstruksjonen i nøyaktig samsvar med hverandre.

Vogna 32 har to øvre ruller 89 (fig. 6) som griper inn med den bakre enden av sporene 50 og to nedre ruller 90 griper inn med framenden av sporene 50 for å styre vogna for bevegelse bare opp og ned langs søylen 31 og parallelt med aksen 46. Vogna 32 kan omfatte ei plate 91 og to deler 92 som bærer ruller 89 og forbundet dreibart ved 93 til stempelet i en stempel- og sylindermekansime 94 hvis sylinder er hengslet til to sideplater 96 i armen 36 ved 95. Aksene for hengselforbindelser 93 og 95 er fortrinnsvis horisontale og parallelle for å gjøre stempel- og sylindermekansimen i stand til å svinge armen mellom stillingene i fig. 1 og 5. Armen 36 kan være utformet av metallplater som er sveiset sammen og som omfatter plater 96 og en tverrdel 97, fra hvilken en lagerflens 98 kan rage for å få forbindelse ved 198 til deler 92 av vogna 32 for å få svingebevegelse om en horisontal akse 99 parallell med aksen til rullene 89 og 90 og hengselforbindelser 93 og 95. Ruller 90 kan være montert roterbart på plater 96 på armen 36 og således tjene to formål ved å styre vogna for bevegelse oppover og nedover og også montere armen 36 for å få dreiebevegelse om aksen 100 for rullene 90.

Vogna 33 omfatter ei vertikal plate 101 og to parallelle sideplater 102 som roterbart bærer øvre ruller 103 og dreier om en horisontal akse 104 og griper inn med den bakre enden av sporene 50a, og nedre ruller 105 som dreier om en parallell horisontal akse 106 og griper inn med framsidene av sporene. Armen 37 kan omfatte to plater 108 som er koplet dreibart ved hjelp av lagre 109 til vognas sideplater 102 for å montere armen 37 for svingebevegelse om en horisontal akse 110 parallell med og atskilt under og vertikalt innstilt med aksen 100. De to armene 36 og 37 har identiske effektive lengder og danner deler av parallellogram-mekanismen 35 som gjør at armene svinger nøyaktig unisont med hverandre. Vogner 32 og 33 er festet sammen for bevegelse oppover og nedover unisont av en stiv vertikal stang 111 som i sin øvre ende er forbundet til vognas 32 deler 92 av en bolt 112 og ved sin nedre ende til vognas 33 plate 101 av en bolt 113 og danner en tredje side av parallellogram-mekanismen idet den fjerde side dannes av en annen stiv vertikal stang 114 som er festet ved en kopling 115 til enheten 39 og av en dreibar kopling 116 til armen 36. Legemet 117 i enheten 39 kan være stivt festet til stanga 114 for alltid å holde enheten 39 i direkte horisontal stilling idet aksen i gripekjeftene 118 i enheten 39 er i vertikal stilling. Den øvre enden av stanga 114 kan være stivt koplet til et legeme 118 i rørholderenheten 38 for å holde enheten i direkte horisontal stilling og parallell med den nedre enheten 39, idet gripeaksen 119 i enheten 38 strekker seg vertikalt og på linje med gripeaksen 120 i den nedre enheten 39. Enheten 39 er dreibart forbundet til armen 37 ved 121. Avstanden mellom aksene 110 og 121 ved endene av armen 37 er nøyaktig lik avstanden mellom aksene

100 og 116 ved endene av armene 36, og de effektive lengdene av konstruksjonen som strekker seg vertikalt mellom dreibare koplinger 116 og 121 og består av stanga 114 og legemet i den nedre gripeenheten 39 er eksakt lik den effektive lengden av konstruksjonen som forbinder vognene 32 og 33 og omfatter stanga 111.

Rørspinneren 40 (fig. 10) kan omfatte et legeme 121 som er løsbart festet til vogna 33 og båret på ei bunnplate 202 i vogna og festet der av festeorgan 228. Legemet 121 bærer to indre ruller 122 og to ytre ruller 123 som dreier rundt fire parallelle vertikale akser 222 og blir drevet i hver retning om disse aksene av individuelle motorer unisont med hverandre. Ruller 122 er festet på steder for å gripe inn med innsida av brønnrøret 23, og de ytre rullene 123 er montert på armer 224 som er dreibart koplet ved 125 til legemet 121 i spinneren for å få svingebevegelse mellom den åpne stillingen angitt med heltrukken linje i fig. 10 der de er atskilt med en avstand som er større enn diameteren av røret som skal holdes og lukket stilling markert med stiplet linje der fire av rullene griper inn med røret for å drive det roterende. Armer 124 åpnes og lukkes av stempel- og sylindermekanismer 126 hvis sylindre er festet til legemet 121, og stemplene er festet til armene 224. I rullenes lukkete tilstand er aksen til spinneren og til et rør som holdes og drives av den, innstilt nøyaktig vertikalt med aksen til rørholderenhetene 38 og 39 i stillinger som angitt i fig. 1 for slik å spinne et rør som holdes av disse enhetene. Vogner 32 og 33 påvirkes oppover og nedover sammen av en vertikal stempel- og sylindermekanisme 127 hvis sylinder kan være festet til søylen 31 og hvis stempel kan være festet ved 128 til den øvre vognas plate 91.

Styrehuset 42 (fig. 13) er et hult kammer 129 inne i hvilket en operatør kan sitte på et sete 130 slik at en kan påvirke styreorgan 131 og se momentnøkkelen 41 og et inngrepet rør gjennom et transparent nedre frontvindu 132. Han kan også se andre deler av mekanismen gjennom øvre vinduer 133 og kan se video-monitorer 134 inne i styrehuset og motta signaler fra tre videokameraer 135, 136 og 137. Kameraer 135 og 137 blir båret av enheter 38 og 39 og er rettet mot enheter 38 og 39 og ethvert rør som blir holdt slik i alle stillinger av enhetene 38 og 39 for å lage bilder av enhetene og rørene på de korresponderende monitorene. Kamera 136 blir båret av søylen 31 og ser undersida av støtteplata og rør som er holdt i en av dennes sider når søylen og styrehuset blir snudd for å vende sideveis mot den sida av støtteplaten som er representert i fig. 5. Styrehuset 42 er stivt festet til vogna 34, som har ruller 138 som er i inngrep med den bakre enden av sporene 50a og ruller 139 som griper inn i den framre enden av disse sporene for å styre vogna 34 og styrehuset for bare oppover-og nedoverrettet bevegelse langs sporene. Momentnøkkelen 41 er også festet til vogna 34, under styrehuset, for bevegelse oppover og nedover med vogna og styrehuset og kan omfatte en øvre del 140 for inngrep med en øvre av to rørkoplingsender som er innbyrdes forbundet, og en nedre del 141 for inngrep med den nedre av de to sammenkoplete koplingsendene. Den øvre delen 140 omfatter to gripekjefter 142 som er dreibart sammenkoplet ved 143 slik at det blir påvirkning av deres venstre ender slik det framgår av fig. 17 mot og bort fra hverandre og mellom rørgripestillingen angitt med stiplet linje i denne figuren der rørnøkkelen kan beveges bort til å av av et rør og den åpne stillingen angitt med heltrukken linje. En stempel- og sylindermekanisme 144 åpner og lukker kjeftene. Den nedre delen 141 av momentnøkkelen er hovedsaklig den samme som den øvre delen 140, inkludert to kjefter lik kjeftene 142 som kan påvirkes mellom gripetilstand og løsgjort tilstand av en andre stempel- og sylindermekanisme 145. Etter at momentnøkkelen er plassert i stilling ved en av koplingene i rørstrengen, griper delene 140 og 141 endene av hhv. de to rørdelene og blir så dreid i forhold til hverandre om rørenes akse 17 for enten å bryte eller danne en gjenget forbindelse mellom rørene. Delene blir dreid av to tileggs stempel- og sylindermekanismer 146 og 147, av hvilke den enes sylinder er forbundet med den øvre delen 140 av momentnøkkelen og stempelet er forbundet til den nedre delen 141 av momentnøkkelen, og den andres sylinder og stempel er forbundet "in reverse", slik at mekanismene 146 og 147 kan rotere de to delene av momentnøkkelen i en retning i forhold til hverandre og om aksen til det røret som er grepet. Delene 140 og 141 er hensiktsmessig forbundet til legemet i vogna 34 for å holde dem mot vertikal bevegelse i forhold til vogna og mot horisontal forskyvning i forhold til denne fra stillinger der deres gripekjefter er hensiktsmessig innstilt med den vertikale aksen til spinneren 40.

Styrehuset 42 er forbundet til bærere 32 og 33 av en vertikal stempel- og sylindermekanisme 148 hvis sylinder er festet til vogna 33 og hvis stempelstang 149 er koplet ved 150 til huset og dermed tillate at huset og momentnøkkelen blir beveget vertikalt med den øvre parallellogrammekanismen og også vertikalt i forhold til denne av mekanismen 148 inn i inngrep med to sammenkoplete koplingsender for å danne eller bryte en forbindelse derimellom. Kjefter 118 i enheten 39 har gripe dies 218 med skuldre som strekker seg både vertikalt og horisontalt for å holde tilbake rotasjons-bevegelse av røret og også bære vekten av hele røret fra enheten 39. Kjeftene er forbundet ved 149 og 150 til legemet 117 i enheten 39 for svingebevegelse om parallelle vertikale akser 153 mellom gripestillingene markert med heltrukkken linje i fig. 9 og de åpne stililngene markert med stiplet linje. Stempelet i en stempel- og sylindermekanisme 152 hvis sylinder er stivt festet til legemet 117 påvirker en del 154 langs en horisontal akse 155, idet delen 154 er dreibart forbundet ved 156 og 157 til to ledd 158, som i sin tur er dreibart forbundet ved 159 og 160 til kjefter 118, for å åpne og lukke kjeftene ved aksial bevegelse av stempelet. Stanga 114 holder legemet 117 i en stilling der aksene til de dreibare koplingene 153 strekker seg direkte vertikalt, og aksene 120 til kjeftene 118 og et rør holdt av dette er direkte vertikal og innstilt med aksen 119 i den øvre rørholdende enheten og aksene til spinneren 04 og momentnøkkelen 41 i de indre stillingene av armene 36 og 37 i fig. 1 og 7.

Enheten 38 (fig. 8) har to armer 161 som er forbundet dreibart ved 162 til legemet 118'av enheten 38 og til sylinderen i en stempel- og sylindermekanisme 163. En del 164 som påvirkes av stempelet i mekanismen 163 er dreibart forbundet ved 165 til to links 166 som er hengslet ved 167 til armene 161 for å åpne og lukke armene ved aksial bevegelse av stempelet. Kjeftarmene 161 bærer ruller 168 som i deres lukkete stilling griper inn med røret og dreier om vertikale akser for å muliggjøre fri rotasjon av røretom aksen 119 mens det holdes innstilt med aksen 119, og som i åpen stilling er langt nok borte for bevegelse bort til å av av røret. Alle de dreibare og roterende aksene i leddene i fig. 8 og 9 strekker seg direkte vertikalt for å oppnå den omtalte typen operasjon.

Støtteplata 24 omfatter to konstruksjoner 169 og 170 som er på motsatte sider av den sentrale delen 76 og hver av disse har en rekke atskilte parallelle horisontale anslag 171 som danner styrebaner 172 mellom the anslagene for mottak av øvre ender av rør. Lengdeaksene 173 til styrebanene 172 strekker seg loddrett på aksene 61 og 79 som inneholder planet 54 og derfor på retningen for tilbaketrekkings-bevegelsen av søylekonstryksjonen. Rørene holdes inne i styrebaner 172 av to rekker av segmentformete stenger 174 påvirket av to motorer 175 og 176. Motor 175 virker via reduksjonsinnretningen 178 til å drive et horisontalt skaft 177 idet det bærer tannhjul 179 som har framspring 180. Hver 174 omfatter en rekke ledd 181 som er forbundet dreibart ved 182, idet hvert ledd inneholder en åpning som kan motta et av tannhjulframspringene 180 for å drive stanga i lengderetning over de forskjellige styrebanene 172. I en tilbaketrukket stilling for hver stang henger alle unntatt en eller to ender av leddene i denne stanga nedover som vist ved 183 i fig. 20. Ved rotasjon av hjulet 179 i fig. 20 i retning mot urviseren blir leddene beveget mot venstre og over de forskjellige rørstyrebanene 172. Hvert tannhjul 179 er roterbart om the skaftet 177 og kan bli fastkilt til skaftet ved påvirkning av en individuell koplingsarm 184. En operatør i styrehuset kan påvirke enhver av koplingsaemene til å drive en tilknyttet stang som holder et tilsvarende rør i inngrep. Ved frigjøring av koplingsarmen låser en tilknyttet individuell bremse 185 automatisk stanga.

Styrebanene 172a på de venstre endene av støtteplate-delene 169 og 170 i fig. 3 er bredere enn de andre styreveiene for å motta boreringer. Bare alternerende staver 174 benyttes til å rage over styrebanene 172a, idet endesegmentene av disse stavene kan gripe inn med portdeler 186 hengslet ved 187 for å svinge dem mellom den inaktive stilingen markert med heltrukken linje i fig. 20 og den aktive stilingen markert med stiplet linje.

Elevatoren 25 (fig. 18 og 19) omfatter et stivt legeme 188 tilpasset til å rage om et rør og har løkker 189 som griper inn med to opphengnings links 26. Fire kiler 191 i legemet kan påvirkes vertikalt av stempel- og sylindermekanismer 195 mellom stillingen markert med stiplet linje i fig. 19 der de er trukket tilbake oppover og radialt utover for å tillate at rørkoplingene i rørstrengen beveger seg vertikalt gjennom elevatoren og den aktive stilingen markert med heltrukne linjer der deres hellende indre overflater 192 griper inn med hellende skulderflater 193 på rørkoplingene for å bære en del av rørstrengen fra elevatoren. En nedre hals 194 i elevatorlegemet medvirker til å anbringe den bort på en del av røret. Sylinderen 196 i hver mekanisme 195 er en del av en del 197 som inneholder to sperreelementer 198 som hvert har et sylindrisk stykke 199 som mottas inne i en radialtragende passasjebane 200 i delen 197 og styrt av dette for bevegelse radialt med hensyn på elevatorens vertikale akse 190. Et hode 202 i den indre enden av stykket 199 mottas inne i en utsparing 203 i en tilsvarende kile, mens ei fjær 204 virker mot et ytre hode 205 i elementet 198 for å tvinge den og den forbundne kilen radialt utover. Når kilen er i sin øvre stilling, holder fjæra 204 den utover mot legemet 188 og hindrer nedoverrettet bevegelse av kilen inntil den tvinges til å beveges ned av mekanismen 205 på kilen og legemet 188 fører kilen innover for å bære et borerør. Stempelstanga 206 i hver mekanisme 195 beveger seg langs en vertikal akse 208 og er forbundet ved sine øvre og nedre ender til ører 207 i legemet 188.

Fig. 22-24 viser maskinen 10 idet den brukes til å bidra til å senke en borerørstreng 220 inn i en brønn, idet maksinen holder en del av borerøret 220a innstilt med den øvre enden 221 av borerørstrengen i hullet, og virker til å rotere delen 220a for å skru dens nedre utvendig gjengete ende 222 inn i den øvre innvendig gjengete lagerenden 223 av strengen. I fig. 22 er søylen 31 trukket tilbake til høyre i stillingen vist i fig. 1, slik at enheten 38 og momentnøkkelen 41 ikke kommer i kontakt med brønnrøret. To kjefter. 224 er festet til kjefter 118 i enheten 39 ved hjelp av festeorgan 225, for å kunne påvirkes av mekanismene 152 mellom gripetilstand og åpen tilstand i fig. 23. Kjefter 224 har indre flater 226 som er kurvet i samsvar med brønnrørdelen 220a og tilpasset til å gripe brønnrøret og plassere det mot horisontal bevegelse mens den tillater rotasjon og vertikal bevegelse av brønnrøret i forhold til kjefter 224. Brønnrøret blir rotert av en brønnrørtang 227 som er montert på vogna 33. Når apparatet brukes for å senke brønnrøret, blir spinneren 40 fjernet fra vogna 33 ved atskillelse av festeorganene 228, og tanga 227 er festet til vogna 33 av festeorgan 229. Tanga 227 har et legeme 230 med en hoveddel 231 til hvilken to kjefter 232 er er forbundet dreibart ved 331 for å få bevegelse mellom de lukkete stillingene markert med heltrukken linje i fig. 24 og de åpne stillingene markert med stiplete linjer der en del av brønnrøret kan beveges inn i og ut av tanga. I lukket

tilstand griper gripeelementene 234 brønnrøret og kan drives roterende om aksen 17 av en fjernstyrt motor 225 til å dreie brønnrøret og danne og bryte en gjenget forbindelse. Kjefter 231 kan åpnes og lukkes av stempel- og sylindermekanismer

233 og kan låses løsbart i lukket tilstand av en sperre-mekanisme 236 som drives av en stempel- og sylindermekanisme 336. Brønnrøret er opphengt og senket inn i inngrep med den øvre lagerenden 221 av brønnrørstrengen av en elevator 237 som er henger fra løpeblokken blokk 27.

Under en boreoperasjon er søylen 31 i beredsskaps-stilling vist med stiplete linjer ved 31' i fig. 1, idet rørhåndteringsenhetene 38 og 39, spinneren 40 og moment-nøkkelen er trukket tilbake fra inngrep med rørstrengen. Grensen for området for svingebevegelse av armene 36 og 37 er slik at i deres ytterste indre stillinger i fig. 1 har rørholderenhetene 38 og 39 sine akser vertikalt innstilt med aksene til spinneren 40 og momentnøkkelen 41, slik at alle disse enhetene er plassert for å få simultant inngrep med en rekke of rør når søylekonstruksjonen påvirkes innover til stillingen som er markert med heltrukken linje i fig. 1. Før slik påvirkning senkes elevatoren 25 til den øvre enden av den øvre rekken av rør, og elevatorens kiler påvirkes nedover til de bærer røret under fjernstyring av heiseverkets operatør som påvirker en ventil 209 som fordeler trykkfluid til sylindrene i elevatoren. Elevatoren og strengen blir så heist til stillingen i fig. 1, og deretter kan kilemontasjen 15 be satt til å gripe inn med strengen rett under den øvre del av rekken og bære strengen i brønnen. Elevatoren blir så løsnet ved fjernstyring og trukket oppover bort fra strengen, og operatøren påvirker så en vender 210 i huset 42 for å energisere motorene 63 og 80 samtidig og unisont til å bevege de øvre og nedre endene av søylekonstruksjonen 31 mot venstre i nøyaktig synkronisert forhold og til stillingen i fig. 1 som er markert med heltrukken linje, der søylekonst-ruksjonen forblir vertikal og de forskjellige vertikalt innstilte enhetene 38, 39, 40 og 41 alle mottas rundt rørrekken. Kjeftene er fullstendig åpne under en slik bevegelse av søylekonstruksjonen mot venstre slik at enhetene 38, 39 og 41 kan bevege seg om røret. Den venstre enden av den horisontale flaten av søylekonstruksjonen er nøyaktig bestemt for å nøyaktig anbringe enhetene 38, 39, og 41 nøyaktig på brønnsenterlinja med en stopper som begrenser bevegelse mot venstre i den stillingen og slik hindrer at det blir nødvendig med utstyr for nøyaktig styring av plasseringen av søylen av operatøren. Ved påvirkning av en annen vender eller ventil 211 i styrehuset, påvirker operatøren stempel- og sylindermekanismen 148 til å bevege styrehuset og momentnøkkelen oppover og nedover ettersom det er nødvendig for å bringe de øvre og nedre delene av moment-nøkkelen inn i godt inngrep med den nedre enden av en rørdel og den øvre enden av en annen rørdel. Denne bevegelsen kan bli supplementert ved påvirkning av stempel- og sylindermekansimen 127 til å bevege alle vognene oppover og nedover langs søylekonstruksjonen. Operatøren påvirker så en tilleggsstyreventil eller vender 212 i styrehuset til å stenge momentnøkkelens 41 kjefter og forårsake at moment-nøkkelen tvinges til å rotere koplingsenden som er grepet inn med dens øvre del i retning mot urviseren i forhold til den tilkoplete koplingsenden som er i inngrep med dens nedre del. Torsjonsnøkkelen kan deretter bli åpnet , og deretter kan spinnerens 48 kjefter lukkes og motorene i denne spinneren bli påvirket av drift av en annen vender eller vendere 213 i styrehuset for å forårsake at spinneren griper og raskt roterer stand 23 i forhold til resten av strengen. På det tidspunktet da spinneren er klemt på røret påvirker operatøren en annen vender eller ventil 214 i styrehuset for å stenge kjeftene i den øvre rørholderenheten 38 slik at det er mulig for denne enheten å anbringe den øvre delen av rørrekken mens spinneren løsner den fra strengen. Etter at rørrekken er blitt rotert, påvirker operatøren en annen ventil eller vender 215 i styrehuset til å stenge kjeftene i den nedre rørholderenheten 39 tett nok på røret til å løfte røret idet vertikal bevegelse av denne blir oppnådd ved å påvirke stempel- og sylindermekanismen 127 til å trekke de forskjellige vognene 32, 33 og 34 og tilkoplete deler oppover langt nok til å bevege den nedre enden av rørrekken fullstendig ut av den øvre boksenden av resten av borestrengen.

Operatøren påvirker deretter igjen motorene 63 og 80 unisont til å trekke tilbake søylekonstruksjonen og den bårete rørekken til høyre mot den stillingen som er markert med stiplete linjer i fig. 1, men med røret og tilkoplete deler hevet litt over de omtalte stillingene i fig. 1. I løpet av en slik tilbaketrekning kan boreren begynne å senke elevatoren for å plukke ut den neste etterfølgende rør som skal fjernes av maskinen. Når søylekonstruksjonen 31 når stillingen som er representert med stiplete i fig. 1 eller før dette dersom det er ønskelig, påvirker operatøren en vender eller ventil 216 i styrehuset til å energisere den roterende drivenheten 45 på bunnen av søylekonstruksjonen og dreie søylen og de delene som blir båret inkludert det opphengte røret 23 90° om aksen 46 for således å svinge røret til en side av den sentrale delen 76 av støtteplate-montasjen 24, som fra stillingen 23a i fig. 3 til stillingen 23b. Vandringen mot høyre av søylekonstruksjonen fortsetter inntil røret når en stilling motsatt en av de rørmottakende styrebanene 172 i the støtteplatemontasjen. Eksempelvis ville et første rør normalt bli flyttet til et sted motsatt styrebanen 172 som er plassert helt til høyre i fig. 3, som til stillingen 23c. Operatøren frigjør så spinneren og påvirker en vender eller ventil 217 i styrehuset og forårsaker fordeling av trykkvæske til mekanismen 94 som virker til å svinge armene 36 og 37 og enhetene 38 og 39 og røret som blir båret derved fra stillingen markert med stiplete linjer i fig. 5 til en stillingsom den som er vist med heltrukne linjer i den figuren. Røret beveger seg nedover idet det beveger seg sideveis inntil det når enden av styreveien 172 eller kommer i kontakt med et tidligere innført rør i den samme styrebanen. Når røret når dette hensiktsmessige stedet, påvirker operatøren et styreorgan 218 til å påvirke en av motorene 175 eller 176 og en av koplingsarmene og bremsemontasjene 184-185 til å bevege en av stengene 174 over styrebanen 172 og låse røret i stilling. Operatøren påvirker så mekanismem 127 til å senke vognene 32, 33 og 34 inntil røret griper inn med riggulvet. Enhetene 38 og 39 blir så fjernstyrt åpnet av operatøren, stempel- og sylindermekanismen 94 blir påvirket til å svinge armene til tilbaketrukkete stillinger der bevegelsen er begrenset av stoppere, og maskinen blir bragt tilbake til klar-stilling ved å forflytte søylen mot venstre og dreie søylekonstruksjonen om aksen 46. Prosedyren kan gjentas for hvert etterfølgende rør inntil alle er lagret i støtteplate-montas jen.

Prosedyren for å returnere strengen tilbake inn i brønnen er i de fleste henseender den motsatte av den som er omtalt ovenfor. Maskinen blir først innstlit i forhold til en av styrebanene 172, og armene 36 og 73 blir så forlenget inntil enhetene 38 og 39 kommer i kontakt med røret og stopper. Disse enhetene blir så lukket om røret, og røret blir hevet av fra gulvet ved heving av vognene og den tilkoplete mekanismen. Armene og røret som bæres blir så svingt til fullstendig tilbaketrukket stilling, moment-nøkkelen blir justert vertikalt slik at dens øvre del griper inn med den nedre enden av røret, og spinneren blir klemt på røret. Maskinen blir forflyttet horisontalt til klar-posisjonen og rotert 90° mot brønnsenterlinja, hvor den kan vente dersom strengen ennå ikke er i stilling for å motta røret. Etter at strengen som allerede er i hullet er blitt senket til en stilling nær riggulvet og opphengt via kilemekanismen 15, kan operatøren flytte søylekonstruksjonen 31 og røret som bæres til brønnsenterlinja, og vogner 32, 33 og 34 kan senkes for å bevege røret nedover inn i inngrep med strengen, slik at spinneren 40 kan drive røret roterende inn i den øvre lagerenden av strengen, og torsjonstanga 41 kan gjøre koplingen tett. En automatisk innvendig låsing som er vist ved 219 mellom den nedre rørholderenheten 39 og spinneren 49 frigjør automatisk enheten 39 fra tilstanden der den klemmes ved inngrep med stigerøret ("pipe stand") når spinneren er energisert, for å tillate at spinneren dreier røret. Enheten 38 bidrar til å anbringe røret under spinningen og dreieoperasjonen. Etter at røret er blitt forbundet til strengen, kan operatøren la elevatoren 25 gripe inn med den øvre enden av det tilførte røret, og med alle enhetenes 38, 39, 40 og 41 kjefter åpne, kan søylekonstruksjonen 31 og de delene som bæres bli trukket tilbake til klar-stilling og deretter flyttet dreiende og horisontalt for å løfte opp det neste røret fra støtteplaten.

Når maskinen skal brukes for å senke en streng med brønnrør ned i en brønn, er kjeftene 224 forbundet til rørholderenheten 39, spinneren 40 er fjernet fra vogna 33, og rørtanga 227 er festet til vogna 33. Søylekonstruksjonen 31 er trukket tilbake mot høyre en kort avstand fra stillingen vist i fig. 1 til stillingen i fig. 2 der kjeftenes 224 rørgripedeler og rørtanga 227 er innstilt med brønnens akse 17. Kjeftene 224 kan være åpne som i stillingen vist med stiplete linjer i fig. 23, og gripeelementene 234 i rørtanga 227 kan være trukket radialt utover til de åpne stillingene der elevatoren 237 og et opphengt rør 220a av brønnrør kan senkes langs aksen 236 og nedover inn i brønnrørtanga 227 til en stilling som den vist i fig. 22. Kjeftene 224 kan så lukkes for å gripe brønnrøret tett for å anbringe det mot horisontal bevegelse mens det tillater roterende og vertikal bevegelse av brønnrøret. Brønnrørstangas drivmotor 235 blir så energisert av en operatør i styrehuset 42 til å gripe brønnrørdelen 220a og rotere den slik at dens nedre gjengete ende 222 koples til brønnrørstrengens lagerende 221. Tanga kan tilpasses til å tillate nedoverrettet bevegelse av brønnrørdelen under fullføring av gjengetilkoplingen, for å tillate at gjengene 222 føres inn i lageret 221. Dersom det er ønsklig kan vogna 33 også senkes med brønnrørrekken under fullføring av koplingen via gjenger.

Mens delen 220a tilføres strengen 200, blir strengen båret av en kilemontasje 238 i riggulvet. Etter at delen 220a er festet til strengen, kan montasjen 238 frigjøres, og elevatoren 237 kan senkes for å drive delen 220a inn i brønnen. Tanga 227 kan åpnes og søylekonstruksjonen 31 beveges til høyre inntil den øvre enden av delen 220a er rett over kilemontasjen 238, og kilemontasjen kan så påvirkes til å bære strengen slik at elevatoren kan atskilles fra delen 220a for å løfte opp den neste brønnrørdelen og gjenta de ovenfor omtalte trinnene med denne idet prosessen fortsetter inntil en ønsket lengde av brønnrøret er senket ned i brønnen.

Claims

1. Anordning for håndtering av borerør i en rigg (11) der en streng (16) av røret strekker seg vertikalt langs en akse (17) av en brønn (18) og med et fingerbord (24) for mottak og holding av en serie rørseksjoner (20) fra strengen (16) i vesentlig vertikal stilling, omfattende en rørhåndteringsinnretning (31) som er vesentlig vertikal og bevegbar generelt horisontalt for lagring av rørseksjonene (20) i fingerbordet (24) eller henting derfra, idet rørhåndteringsinnretningen (31) har øvre og nedre ender, der den øvre enden av rørhåndteringsinnretningen (31) er dreibart koplet til ei støtte (83), to vertikalt skilt og vertikalt tilpasset rørgripehoder (38, 39) båret av rørhåndteringsinnretningen (31) for bevegelse sammen med denne og anordnet for å holde rørseksjoner (20) under slik bevegelse, hvor det første av rørgripehodene (38, 39) er støttet på ei første vogn (32) som er bevegbar med rørhåndteringsinnretningen (31) og oppover og nedover i forhold til denne, og drivenheter (43, 44, 45) for bevegelse av rørhåndteringsinnretningen (31) og rørgripehodene (38, 39) mellom en første posisjon der rørhåndteringsinnretningen (31) er vesentlig vertikal og rørgripehodene (38, 39) beholder rørseksjonen (20) vertikalt på linje med brønnens (18) akse (17), og en andre stilling der rørhåndterings-innretningen (31) er forskjøvet horisontalt fra den første stillingen og der rørgripehodene (38, 39) er posisjonert for å bevege en rørseksjon (20) holdt ved disse inn i og ut av fingerbordet (24), karakterisert vedat den nedre enden av rørhåndteringsinnretningen (31) er montert på en base (42') hvor rørhåndteringsinnretningen (31) er roterbar om en vertikal akse (46) parallell med brønnaksen (17), at det første rørgripehode (38) er montert på en første arm (36) vippbart koplet til den første vogna (32) og det andre rørgripehodet (39) er montert på en andre arm (37) vippbart koplet til ei andre vogn (33) bevegbar med rørhåndterings-innretningen (31) og oppover og nedover i forhold til denne, idet vognene (32, 33) er koplet sammen med ei første stang (111) og idet en mekanisme er framskaffet for å svinge armene oppover og nedover sammen i forhold til første og andre vogner, og at en momentnøkkel (41) for sammenføyning og skilling av skjøter mellom en rørseksjon (20) og strengen (16) såvel som en spinner (40) for rask rotasjon av rørseksjonen (20) er montert til rørhåndteringsinnretningen (31) for bevegelse med denne mellom første og andre stilling og for bevegelse oppover og nedover i forhold til rørhåndteringsinnretningen (31).

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert vedat den omfatte drivmidler (127) for aktivering av parallellogrammekanismen (35) og rørgripe-hodene (38, 39) og en båret vertikal rørseksjon (20) oppover og nedover i forhold til rørhåndterings-innretningen (31).

3. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert vedat den omfatte drivmidler (127) for aktivering av momentnøkkelen (41) og spinneren (40) oppover og nedover i forhold til rørhåndteringsinnretningen (31).

4. Anordning i samsvar med krav 1-3, karakterisert vedat den omfatte drivmidler (148, 149) for aktivering av momentnøkkelen (41) oppover og nedover i forhold til spinneren (40).

5. Anordning i samsvar med krav 1-4, karakterisert vedat drivmidlene (148, 149) også aktiverer parallellogrammekanismen (35), rørgripehodene (38, 39) og spinneren (40).

6. Anordning i samsvar med krav 1-5, karakterisert vedat drivenhetene (43, 44, 45) omfatter to synkroniserte drivenheter (43, 44) som er i inngrep med rørhåndteringsinnretningen (31) nær øvre og nedre ender av denne og er anordnet for å bevege de øvre og nedre ender av rørhåndteringsinnretningen (31) sammen mot og bort fra aksen (17), og et drivmiddel (45) for effektrotasjon av rørhåndteringsinnretningen (31) dreibart om den vertikale aksen (46) for å vende i en gitt retning mot fingerbordet (24).

7. Anordning i samsvar med krav 1-6, karakterisert vedat den omfatter en styrestasjon (42) for en operatør og som er båret ved rørhånd-teringsinnretningen (31) for bevegelse av denne mellom den første og andre posisjon.

8. Anordning i samsvar med krav 7, karakterisert vedat styrestasjonen (42) er bevegbar oppover og nedover i forhold til rørhåndterings-innretningen (31).

9. Anordning i samsvar med krav 7-8, karakterisert vedat momentnøkkel (41) er båret ved styrestasjon (42).

10. Anordning i samsvar med krav 7-9, karakterisert vedat styrestasjonen (42) er montert på ei tredje vogn (34) bevegbar med rørhåndterings-innretningen (31) mellom første og andre posisjon og oppover og nedover i forhold til rørhåndteringsinnretningen (31).