NO177018B - Anordning for sammenföyning av rördeler - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en anordning for sammenkopling av rør i en borerigget, i samsvar med den innledende delen av patentkrav 1. Oppfinnelsen er særlig egnet i et borearrangemnet med en øvre drivenhet ("top drive") og vil bli be-skrevet primært for slik anvendelse, selv om det vil være klart at noen av oppfinnelsens trekk også kan anvendes på andre typer boreapparater.

Tidligere er kjent framgangsmåte og anordning for å tillate at borestrengen i et boresystem med en øvre drivenhet skyves oppover og fra bunnen i hullet hver gang en rørlengde tilføres til den øvre enden av strengen, for å redusere muligheten for at strengen blir sittende fast i hullet eller dersom det gjelder en brønn til havs som er boret fra et flytende fartøy, og hindre skade på strengen på grunn av bølgebevegelse. Denne kjente anordningen omfatter en rørholder som er istand til å gripe inn med den øvre gjengete enden av strengen på et nivå noe over riggulvet og som holder strengen på plass mot rotasjon idet en rørlengde blir forbundet via gjenger til dens øvre ende. I en utførelsesform er tanga montert for å får svingebevegelse mellom en aktiv stilling for inngrep og holding av den øvre enden av strengen på et hevet nivå og en sideveis tilbaketrukket stilling der rørholderen forblir under boringen.

Fra US 2 450 934 er kjent en anordning med en rammemontasje som er bevegelig langs en borestreng. Rammemontasjen bærer en rørholder som er anordnet for å gripe en rørstrengseksjon i nærheten av dennes øvre ende, for å holde den mot rotasjon. Videre er anordnet ei krafttang og spinner for festing og løsgjøring av en kopling mellom en rørstrengseksjon og borestrengen som strekker seg inn i brønnen. I tillegg er det ved den øvre enden av en vertikal glidepost anordnet en manipulerings-arm for posisjonering av ytterligere rørlengdeseksjoner på linje med borestrengen. Manipuleringsarmen er ikke bevegelig i vertikal retning. Dermed er også den vertikale bevegelsen av rørholderen for å holde den øvre enden av borestrengen begrenset, og denne kjente anordningen passer ikke for bruk ved kopling av ytterligere rørlengdeseksjoner til en borestreng ved en lokasjon som er i en vesentlig vertikal avstand fra borerigg-gulvet.

Fra US 2 850 929 er kjent en anordning for posisjonering av rør, omfattende en rørspinner som er anordnet for å dreie røret mellom en aktiv og inaktiv posisjon. Det er ikke vist noen rørholder som kan gripe den øvre enden av en borestreng for å holde den mot rotasjon. Anordningen er heller ikke vertikalt bevegelig i sin aktive posisjon.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å framskaffe en anordning som kan brukes ved dannelse av en gjenget forbindelse i en rørlengde på et hevet nivå som omtalt ovenfor. En slik anordning skal virke både til å holde den øvre gjengete enden av rørkoplingen på plass mot rotasjon og til å plassere en tilleggs-lengde av røret over og innstilt med den øvre enden av strengen for å forenkle styrt montering av tilleggslengden inn i den øvre delen av strengen.

Oppfinnelsens formål oppnås med en anordning med trekk som angitt i den karakteriserende delen av patentkrav 1. Ytterligere trekk framgår av de tilhørende uselvstendige krav.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere ved hjelp av eksempel på utførelse og med referanse til vedlagte tegninger, der

fig. 1 viser en utførelsesform av oppfinnelsen i et boersystem med øvre drivenhet,

fig. 2 viser forstørret og fragmentarisk et riss som tilsvarer en del av fig. 1 der spesielle elementer er vist i snitt,

fig. 3 viser et sideriss langs linja 3-3 i fig. 2,

fig. 4 viser et forstørret, horisontalt snitt langs linja 4-4 i fig. 3,

fig. 5 viser et fragmentarisk sideriss langs den samme linja som fig. 3 og viser leddene som bærer elevatoren i deres sideveis ragende stillinger,

fig. 6 viser endel av anordningen i fig. 1 etter at boringen er fortsatt til et punkt der boremontasjen med øvre drivenhet har nådd riggulvet,

fig. 7 viser et neste trinn av den totale boreoperasjonen, idet rørlengden er trukket oppover fra stillingen i fig. 6 til et forutbestemt nivå,

fig. 8 viser et neste trinn, der boremontasjen med øvre drivenhet er atskilt fra boretsrengen og blir trukket oppover,

fig. 9 viser boremontasjen med øvre drivenhet etter at den er blitt forbundet til en rørlengde som skal tilføres til rørlengden og har trukket denne rørlengden til et sted nær den øvre enden av strengen,

fig. 10 viser et forstørret, fragmentarisk riss som viser rørholder- og sentreringsenheten i tilstanden i fig. 9,

fig. 11 viser et neste trinn der rørlengden som skal tilføres til strengen er hevet og beveget av sentreringsenheten til en stilling rett over og innstilt med den øvre enden av rørlengden,

fig. 12 viser et forstørret, horisontalt riss langs linja 12-12 i fig. 10,

fig. 13 viser et forstørret, horisontalt riss langs linja 13-13 i fig. 10, og fig. 14 viser et vertikalt snitt langs linja 14-14 i fig. 13.

Riggen 10 vist i fig. 1 omfatter et tårn 11 som har et riggulv 12 på sin nedre ende som inneholder en åpning 13 gjennom hvilken en rørlengde 14 rager nedover inn i jorda 15 for å bore en brønn 16. Rørlengden er utformet på vanlig måte av et stort antall rørdeler som er innbyrdes forbundet ved gjengete koplinger 17 og har en borkrone 81 på den nedre enden av strengen. Strengen drives roterende av en øvre driv-boreenhet 19 som er forbundet til den øvre enden av strengen og beveger seg oppover og nedover med denne langs brønnens vertikale akse 20. En rørhåndterings-montasje 21 henger i boreenheten og kan drives til å holde strengen eller en rørdel i en tilstand og til å danne og bryte gjenge-forbindelser på bunnen av boreenheten.

Borefluid blir tilført inn i den øvre enden av den rørformete rørlengden gjennom en svivel 22 som er forbundet til den øvre enden av driv-enheten 19, idet svivelen og den tilkoplete driv-enheten og rørhåndteringsanordningen henger fra en løpeblokk 23 som er opphengt og som beveger seg oppover og nedover av en line 24 som er forbundet i sin øvre ende til en kronblokk 25 og påvirket av konvensjonelle heiseverk 26. Boreenheten 19, rørhåndteringsanordningen 21 og de tilkoplete delene styres for vertikal bevegelse langs aksen 20 av to vertikale styreskinner eller -spor 27 som er stivt festet til tårnet 11. Boreenheten 19 er festet til ei vogn ved 28 (se fig. 2 og 3) som har ruller 29 som griper inn med og er anbragt av skinner 27 og styrt av disse skinnene for å få vertikal bevegelse oppover og nedover langs skinnene parallelt med aksen 20.

Driv-enheten 19 omfatter et hus 30 som er forbundet til vogna 28 i en fast stilling i forhold til denne under boringen og "tripping"-operasjoner, og som inneholder en motor som er vist ved 31 i fig. 3. Huset 30 har en rørformet vertikal del 32 inne i hvilken et vertikalt rørformet roterende element eller drivaksel 33 befinner seg ved hjelp av lagre vist ved 34 slik at det blir rotasjon i forhold til huset om anordningens vertikale akse 20. Motoren driver drivakselen 33 roterende om aksen 20 gjennom et reduksjonsgir vist ved 35 og som befinner seg inne i en nedre del 36 av huset 30. Svivelen 22 kan ha konvensjonell utforming, inkludert et ytre legeme 37 inne i hvilket et rørformet element 38 forbundet til den øvre enden av drivakselen 33 er roterbar, idet borefluidet føres nedover gjennom svivelen og det rørformete drivakselen 33 i boreenheten inn i rørlengden fra et U-formet rør 40. Svivelen henger i en løpeblokk ved hjelp av en vanlig bøyle 41.

Rørhåndteringsanordningen 21 er opphengt og beveger seg oppover og nedover ved hjelp av boreenheten 19 og omfatter ei rørtang 42, en elevator som henger i en bæredel 44 via to ledd 45, en leddvippemekanisme 158 for å svinge leddene og elevatoren til siden for brønnaksen, et par vridningsstoppere 46 som holder delen 44 på plass mot rotasjon, og en konstruksjon 47 som bærer og påvirker rørtanga 42. Rør-håndteringsanordningen kan forbindes til boreenheten 19 via en montasje 48 som holder delene av rørhåndteringsanordningen på plass mot rotasjon i forhold til boreenheten under en boreoperasjon, men kan tillate rotasjon når rørlengden er atskilt fra drivakselen 33 i boreenheten og blir hevet eller senket av elevatoren 43.

Rørhåndteringsmontasjen 21 omfatter en hul rørdel eller underenhet 49 forbundet via gjenger til bunnen av drivakselen 33 i boreenheten ved 50 og har en utvendig gjenget tappdel 51 på sin nedre ende og kan forbindes til en innvendig gjenge 52 i den øvre koplingsenden 60 i den øvre delen 14' i rørlengden 14, for å gjøre boreenheten i stand til å roterende drive rørlengden gjennom elementene 33 og 49. Elementet 49 kan ha en utvendig riflet del 53 nær dets nedre ende for samvirkning med rørtanga ved dannelse og brytning av en forbindelse med den øvre enden av rørlengden.

Rørtanga 42 omfatter en rigid legemekonstruksjon 54 som henger ned fra den øvre bore-drivenheten i konstruksjonen 47, og omfatter en øvre del 55 av rørtanga og en nedre del 56. Delen 55 inneholder innvendige rifler 57 som er plassert under og ute av inngrep med den riflete delen 53 av elementet 49 i stillingen i fig. 2 og 3 og er bevegelig oppover inn i inngrep med rifler 53 i en øvre stilling av den øvre delen av rørtanga (se stiplete linjer 55' i fig. 3). I denne øvre stillingen, er delene 49 og 55 kilt sammen av riflene for å tillate at delen 55 påfører dreining av elementet 49 om aksen 20. Denne dreiningen utvikles av to stempel- og sylindermekanismer 58 (fig.

3) hvis sylindre er stivt forbundet til rørtangas legeme 54 og hvis stempler er forbundet til ører 59 på elementet 55 for å rotere elementet om aksen 20. Rørtanga kan kraftpåvirkes oppover og nedover mellom stillingene vist med heltrukken linje og stiplet linje i fig. 3 av en vertikalt ragende stempel- og sylindermekanisme 147, hvis stempel er forbundet til den nedre enden av konstruksjonen 47 ved hjelp av hvilken rørtanga er opphengt og hvis sylinder er forbundet til rørtangas legeme 54.

Den nedre delen 56 av rørtanga omfatter et legeme 156 som kan mottas ved den øvre, innvendige gjengete koplingsenden 60 av den øverste delen av rørlengden 14 og er stivt forbundet til rørtangas legemekonstruksjon 54. Et stempel 61 som befinner seg inne i en sylinder 61' båret av legemekonstruksjonen 54 kan påvirkes av fluidtrykk til å tvinge en gripekjeftkonstruksjon 62 inne i legemet 59 av delen 56 mot og bort fra en andre gripekjeftkonstruksjon 63 for å gripe den øvre koplingsenden 60 og holde den på plass mot rotasjon mens element 49 dreies i enhever retning av den øvre delen 55 av rørtanga for å danne og bryte den gjengete forbindelsen mellom element 49 og koplingsenden 60.

Elevatoren 43 kan ha enhver konvensjonell konstruksjon og omfatter to legeme-deler 68 som er hengslet sammen ved 69 for å få åpne- og lukkebevegelse slik at elevatoren blir istand til å bli plassert om og til å bli fjernet fra borerøret. En sperre-mekanisme 70 holder løsbart de to delene i lukket stilling, der elevatoren er istand til å bære hele vekten av rørlengden. For dette formålet kan delene 68 sammen danne en innvendig ringform te oppovervendt skulder 71 som kan gripe inn med den for-størrete koplingsenden 60 ved den øvre enden av rørlengden for å hindre nedoverrettet bevegelse av rørlengden i forhold til elevatoren. Alternativt kan elevatoren være av en type som inneholder kiler for å gripe og støtte den øvre borerørdelen. Elevatoren har løkker 72 på motsatte sider og som griper inn med de nedre løkke-delene 73 i leddene 45, hvis øvre løkker 74 griper inn med løkker 75 i bærerdelen 44 for å henge opp elevatoren og rørlengden derfrå ved spesielle operasjons-betingelser i anordningen.

Hver av vridningsstopperne 46 omfatter et ytre sylindrisk legeme 76 (fig. 2) som strekker seg vertikalt gjennom en passasje i bærerdelen 44.og bærer denne bærerdelen ved inngrep av en nedre flens 78 på legemet 76 med undersida av bærerdelen. En stang 79 er forbundet ved sin øvre ende til boreenheten og opphengt i denne og rager nedover inn i et rørformet legeme 76 og har et forstørret hode 80 ved sitt nedre endelager vendt oppover mot ei fjær 81 i legemet 76 hvis øvre endelager vendt oppover mot en skulder 82 i legemet 76 for å støtte dette legemet, slik at den øvre boreenheten og stanga 79 støtter bærerdelen 44 fjærende via fjæra 81. De to vrid-ingsstopperne rager vertikalt langs to vertikale akser 83 som er parallelle med anordningens vertikale akse 20 og forskjøvet til diametralt motsatte sider av denne aksen.

Ledd-tippemekanismen 158 omfatter en stiv del 159 (fig. 1, 3 og 5), som er hengslet forbundet ved 160 for å bære delen 44 for å få svingebevegelse om en horisontal akse mellom stillingene i fig. 3 og 5. Delen 159 har to armer som rager nedover nær de to leddene 45 hhv. og er festet til disse ved hjelp av kjeder eller andre fleksible koplingsorgan 162. En fluidpåvirket belg 163 plassert mellom bærerdelen 44 og delen 159 virker når den påføres trykk innvendig til å svinge delen 159 utover fra sin stiling i fig. 3 til stillingen i fig. 5, idet delen 159 trekker leddene sideveis til deres hellende stillinger i fig. 5 der elevatoren 43 blir flyttet til en side av brønnaksen for å gripe inn med og løfte opp en rørlengde.

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder spesielt i forbindelse med den ovenfor omtalte anordningen med øvre drivenhet, en rørholder- og sentreringsenhet 84 for bruk i forbindelse med en tilført rørlengde til den øvre enden av strengen. Denne montasjen er fortrinnsvis i en avstand over riggulvet 12 for å gjøre rørlengden i stand til å bli trukket opp fra bunnen av brønnen mens tilleggsrøret er forbundet til strengen. Behovet for å tilføre rør opptrer selvfølgelig når boreenheten når sin nederste stilling nær riggulvet som vist i fig. 6. Idet anordningen når stillingen, griper elevatoren 43 fortrinnsvis inn med et kilebelte 85 plassert på riggulvet inne i åpningen 13, og holdes av dette kilebeltet på plass mot videre bevegelse nedover idet boreenheten 19 og strengen og rørtanga 42 fortsetter sine bevegelser nedover i forhold til elevatoren 43, leddene 45 og bærerdelen 44, inntil rørtanga når stillingen i fig. 6 med inngrep med eller helt nær elevatoren. Denne relative vertikale bevegelsen av delene tillates ved nedoverrettet glidebevegelse av ytre legemer 76 av vridniningsstopperne 46 i forhold til delen 44 og inne i boringer 44a i den delen der de mottas glidbart. Etter at hullet er boret til den dybden som er vist i fig. 6, blir heiseverket påvirket til å heve boreenheten og den tilkoplete strengen til stillingen som er vist i fig. 7, der den øvre innvendig gjengete koplingsenden 60 av strengen er plassert på et nivå vesentlig over riggulvet 12, hvilket nivå i de fleste tilfeller er for høyt til at en person som står på riggulvet kan nå koplingsenden 60 for å utføre en kopling til denne. I den nederste stillingen i fig. 6 av boreenheten kan den øvre koplingsenden 60 av strengen være i en avstand på omtrent 60 cm over nivået for riggulvet, og i stillingen i fig. 7 trekkes koplingsenden 60 fortrinnsvis oppover minst omtrent 3 meter over riggulvet og fortrinnsvis mellom omtrent 3 og 4 meter over riggulvet.

Kilebeltet 85 påvirkes fortrinnsvis hydraulisk eller på annen måte, til å gripe rør-lengden og støtte den ved nivået i fig. 7. Før en slik påvirkning er kilebeltet selvfølg-elig i en løsgjort tilstand der den ikke griper røret eller på noen måte interfererer med vertikal bevegelse av rørlengden av boreenheten. Kilebeltet kan ha enhver konvensjonell konstruksjon og er typisk vist i det den omfatter et antall koniske kiler 86 som kan påvirkes oppover og nedover av sylindre 87 i forhold til en kile-"beholder" 88 mellom en nedre stilling der kilene griper og støtter brønnrøret og en øvre løs-gjort stilling der rørlengden kan beveges oppover og nedover uten interferens av kilebeltet.

Etter at kilene er plassert, blir rørtanga 42 påvirket til å bryte gjengeforbindelsen mellom den øvre ytterste koplingsenden 60 av rørlengden og rotasjonselementet 49 i rørhåndteringsanordningen. For dette formålet blir stempel- og sylindermekanismen 147 (fig. 3) påvirket til å heve rørtanga til den stillingen som er vist med stiplete linjer i fig. 3 der den øvre delen 55 av tanga griper inn med rifler 53 i elementet 49, og den nedre delen 56 av rørtanga kan gripe koplingsenden 60 av rørlengden ved påvirkning av stempelet 61 i fig. 4. Mens rørtanga er i denne tilstanden blir stempel-og sylindermekanismene 58 energisert til å dreie delen 55 av rørtanga i forhold til rørlengden og således bryte den gjengete forbindelsen mellom rotasjonselementet 49 i boreenheten og strengen. Motoren 31 i boreenheten blir så energisert til raskt å spin-ne elementet 49 i en retning for å fulstendig frakople den fra den øvre enden av strengen, frigjøre boreenheten og rørhåndteringsmekanismen til å blir trukket oppover som vist i fig. 8 til toppen av riggen for å løfte opp en rørlengde 14' som skal tilføres til strengen som vist i fig. 9. Rørstrengseksjonen 14 kan være et antall rør som strekker seg vertikalt som vist ved 41 a i fig. 9. Røret 14" løftes av elevatoren 43 som griper inn med den og deretter hever drivenheten og det tilkoplete røret 14" ved oppoverrettet bevegelse av løpe-blokken. For å forenkle denne prosessen påvirkes leddene 45 fortrinnsvis av leddvippeinnretningen 158 til deres skrå stillinger i fig. 5 og 9, der elevatoren kan henge det tilførte røret på et sted til siden for brønn-aksen 20. Idet det opphengte røret 14" beveger seg innover til stillingen i fig. 9, kan en operatør dirigere det inn i inngrep med rørholder- og monterinsgmontasjen 84, slik at den blir plassert og styrt av denne montasjen idet driv-enheten og røret blir beveget innover til stillingen i fig. 11 med innstilling med den øvre enden av rør-lengden for tilkopling til denne.

Fig. 8 viser den tilbaketrukne inaktive stillingen der rørholder- og sentreringsenheten 84 blir holdt under den egentlige boreoperasjonen, dvs. mens rørlengden blir rotert av driv-enheten til å bore brønnen. Rørholder- og sentreringsenheten forblir i denne stillingen i fig. 8 inntil etter at rotasjonsstanga 49 i driv-enheten er blitt fra-koplet fra den øvre koplingsenden 60 av rørlengden og drive-montasjen er beveget oppover bort fra rørlengden som vist i fig. 8. Idet driv-montasjen fortsetter sin bevegelse oppover mot stillingen i fig. 9, kan rørholder- og monterinsgmontasjen 84 svinges fra sin inaktive stilling i fig. 8 til sin aktive stilling i fig. 10.

Montasjen 84 omfatter ei vogn 89 (fig. 13), som er montert bevegelig av to parallelle vertikale hjelpe-spor eller skinner 90 som kan være plassert litt til høyre for hovedsporene 27 som vist i fig. 8-14 og kan være stivt festet til disse ved knekter eller andre organ vist ved 91 i fig. 13. Spor 90 kan ha kanalformet horisontal tverrsnittform som vist i fig. 13, slik at hver kanal på motsatte sider kan være i inngrep med to ruller 92 og 93 på vogna.

Vogna har et stivt legeme 94 til hvilket rullene er roterbart montert og typisk omfatter en hovedsaklig rørformet stiv del 95 som strekker seg horisontalt mellom de to sporene 90 og fortrinnvis har rektangulært vertikalt tverrsnitt som vist i fig. 14. På sine motsatte ender kan denne lagerliknende rektangulære delen 95 bære to parallelle vertikale plater 96 som typisk har utforming som vist i fig. 14, idet rullene 92 og 93 er roterbart båret av disse platene på steder for godt inngrep med sporene . Som en vil forstå, er de to rullene 92 som bæres av de to platene 96 montert for rotasjon om en felles horisontal akse 97, og et andre par ruller 93 er montert for rotasjon om en andre horisontal akse 98 parallell med aksen 97. Rommet S mellom overflatene 99 av hver rull 92 som griper inn med spor og de tilsvarende rullene 93 er vesentlig større enn rommet s mellom sporflatene 100 som griper inn med disse rullene, slik at hele vogna kan svinge om hjulenes 92 akse 97 mellom den tilbaketrukne stillingen i fig. 8 der rullene 93 ikke griper inn med sporene og den aktive stilingen i fig. 10 der alle rullene griper inn med sporene.

Vogna 89 og de andre bestanddelen av rørholder- og sentreringsenheten 84 påvirkes oppover og nedover og dreibart av to like generelt vertikalt ragende parallelle stempel- og sylindermekanismer 101, som kan ha sine sylindre hengslet forbundet ved sine øvre ender til innsidene av sporene 90 som vist ved 102 og deres stempel-stenger kan være hengslet forbundet ved 103 til innsidene av platene 96. Når rør-holder- og sentreringsenheten er i den aktive tilstanden i fig. 10, der alle rullene 92 og 93 griper inn med sporene, kan montasjen 84 beveges oppover og nedover av stempel- og sylindermekanismer 101 mellom stillingen vist med heltrukken linje i fig. 10 og stillingen vist med stiplet linje i den samme figuren, til å gripe inn med og gripe den øvre koplingsenden 60 av rørlengden på forskjellige nivåer og dermed hindre behovet for nøyaktig vertikal innstilling av den enden av rørlengden. I stillingen i fig. 10 griper vognas ruller 92 inn med to horisontale stopporgan 104 som rager ut fra sporene for dermed å hindre videre bevegelsespåvirkning av rullene 92 slik at ved fortsatt nedoverrettet påvirkning av stemplene i mekanismene 101 vil platene svinge om rullenes 92 akse 97 til den tilbaketrukne stillingen i fig. 8 av rørholder- og monterinsgmontasjen. Den motsatte virkningen vil selvfølgelig finne sted når stemplene påvirkes oppover, da platene 96 og holderen på vogna 89 og alle delene montert på denne først svinger om aksen 97 til stillingen i fig. 10, idet enhver tileggsbevegelse rettet oppover av stemplene tjener til å flytte rørholder- og sentreringsenheten oppover til en ønsket stilling. For å sikre denne typen påvirkning er kop-lingspunktet 103 mellom hvert av stemplene i mekanismene 101 og tilsvarende plate 96 i vogna 89 langt nok til høyre i fig. 8 til å sikre at i alle stillinger av rørholder-og sentreringsenheten er gravitasjonssenteret CG for rørholder- og sentreringsenheten til venstre for punkt 103 og aksen 204 for stemplene og også selvfølgelig til høyre for dreie-akse 97. Vekten av montasjen er dermed langt nok til venstre til å sikre at montasjen vil svinge fra stillingen i fig. 8 til stillingen i fig. 10 ved gravitasjon når oppoverrettet kraft utøves av stempel- og sylindermekanismene mot platene ved 103.

Den rektangulære legemedelen 95 av vogna 89 bærer stivt en avlang arm 105 som kan være av hovedsaklig rektangulært vertikalt snitt lik den beskrevne formen av delen 95 og rager langs en akse 106 og bærer en tang- eller rørholder-montasje 107 på sin ytre ende. I de aktive stillingene av rørholder- og sentreringsenheten i fig. 10 og 14 rager lengdeaksen 106 til armen 105 fortrinnsvis direkte horisontalt fra plass-eringen av sporene og skjærer den vertikale aksen 20 til brønnen og rørlengden, og i den inaktive stillingen av rørholder- og sentreringsenheten i fig. 8 rager armen 105 og dennes akse 106 fortrinnsvis vertikalt ved et sted midtveis mellom de to sporene 90. Ved sin ytre ende kan armen 105 ha to knaster 108 som rager i motsatte retninger fra denne og inneholde vertikale åpninger 108a inne i hvilke to hengseltapper 109 mottas for å forbinde et par kjefter 110 og 111 hengslende til de to ørene 108 for å få svingebevegelse om tappenes vertikale akser 112 og 113. Hver av kjeftene 110 og 111 kan være utformet av to parallelle øvre og nedre stive plater 114 og 115, stivt festet sammen atskilt av vertikale koplinger og omfatter to kjefter 116 som bærer klembakker 117 for inngrep med den øvre koplingsenden 60 av rørlengden og som holder den mot rotasjon. På deres motsatte ender er platene 114 og 115 til tangarm-ene 110 og 111 hengslende forbundet ved 118 til sylindrene i et par stempel- og sylindermekanismer 119, hvis stempler er hengslet ved 120 til hverandre og til armen 195. Således er mekanismene 119 påvirkbare av trykkfluid til å bevege kjeftene 110 og 111 inn i og ut av inngrep med borerøret.

I tillegg til rørholderanordningen 107 omfatter montasjen 84 en sentreringsenhet 121, som griper inn med og plasserer tilførselsrøret 14" ved dettes tilkopling til rør-lengden. Denne sentreringsenheten 121 kan omfatte en stiv, avlang legemedel 122 hvis lengdeakse 123 strekker seg parallell med og rett over aksen 106 til rørholderen 107 i den aktive stillingen for delene vist i fig. 14. Denne legemedelen 122 er montert ved en parallellogram-mekanisme 124 for hovedsaklig horisontal bevegelse mellom stillingene i fig. 10 og 11, mens det skjer en kontinuerlig opprettholdelse av delen 122 og dennes akse 123 horisontal og parallell med aksen 106 til rørholdertanga. Parallellogrammekanismen 124 omfatter et første par ledd 125 hengslet ved deres ender 126 til delen 122 for å få relativ hengselbevegelse om en horisontal akse 127 og forbundet ved deres nedre ender 128 for å få relativ hengselbevegelse om en horisontal akse 129. Et annet liknende par parallellogramledd 130 er forbundet ved 130 til delen 122 for å få relativ hengselbevegelse om aksen 141 og er forbundet ved deres nedres ender 142 til armen 105 for å få relativ hengselbevegelse om en akse 143. Alle aksene 127, 129, 141 og 143 er horisontale og parallelle med hverandre, og er vinkelrette på et plan som inneholder lengdeaksene 106 og 123 til delene 105 og 122. Som vist i fig. 12 kan to ledd 125 spre seg slik at det blir en økt avstand ved deres nedre ender, og leddene 130 kan på samme vis spre seg slik at det blir en økt avstand ved deres nedre ender.

Sentreringsenhetens 121 hovedlegeme 122 bærer ved sin øvre side to kjefter 144, 145, som er hengslet til delen 122 ved 146 og 147 for å få relativ hengslingsbeveg-else om atskilte vertikale akser mellom stillingene markert med stiplete og heltrukne linjer i fig. 12. To fjærer 148 tvinger disse kjeftene mot hverandre og til stillingene markert med heltrukne linjer i fig. 12, og motstår fjærende spredning av kjeftene til stillingene markert med stiplete linjer. For dette formålet bærer fjærene 149 ved motsatte ender mot vertikale platedeler 149 av kjeftene og to knekter 150 festet til delen 122 og rager utover fra denne. På sine innsider har kjeftene vertikale flater 151 som gradvis løper sammen mot hverandre i retning mot høyre som vist i fig. 12. Innover under disse flatene 151 har de to kjeftene utsparinger 152 som vender mot hverandre for å motta motsatte sidedeler av røret 14" på en måte som effektivt plasserer det mot horisontal bevegelse. Hver av disse utsparingene 152 kan definereres av to vertikale flater 153 plassert ved en vinkel med hverandre som vist i fig. 12.

Sentreringsenheten påvirkes mellom stillingene i fig. 10 og 11 av en stempel- og sylindermekanisme 154, hvis sylinder og stempel kan forbindes hhv. til armen 105 og et av leddene 130 slik det er vist i fig. 14. Denne stempel- og sylindermekanismen kan lages slik at den har et begrenset vandringsområde som bestemmer stillingene som sentreringsenheten påvirkes til i fig. 10 og 11. I tilstanden i fig. 10 er den vertikale aksen 155 for den rørmottakende vertikale passasjen definert av de to utsparingene 152 i kjeftene 144 og 145 forskjøvet til venstre for hovedaksen 20 for brønnen og rørstrengen. I stillingen i fig. 11 holder stempel- og sylindermekanismen 154 kjeftene 144 og 145 i en stilling der den vertikale aksen for den rørmottakende passasjen eller utsparingen utformet av utsparinger 152 i kjeftene og således er aksen for et rør som holdes slik direkte vertikalt innstilt med hovedbrønnaksen 20.

For å kort beskrive en syklus for bruk av den omtalte anordningen blir under en egentlig boreoperasjon boreenheten 19 og det tilkoplete rørhåndterinsganordningen og rørlengden 27 drevet gradvis nedover langs skinner 27, idet rørlengden og bore-kronen blir drevet roterende av motoren i enheten 19 idet dette anordningen gradvis går nedover gjennom stillingen i fig. 1 og til slutt til den nederste stillingen i fig. 6 nær riggulvet. Under slik boring er rørholder- og sentreringsenheten 84 i tilbaketrukket stilling i fig. 8 og holdes i denne stillingen av stempel- og sylindermekanismer 101, og er så plassert for å hindre interferens med driften av boreutstyret. Når boringen har fortsatt til tilstanden i fig. 6, blir rørlengden trukket oppover fra bunnen av brønnen ved heving av boreenheten og strengen til stillingen i fig. 7, og strengen blir så opphengt i denne tilstanden uavhengig av boreenheten ved påvirkning av kile-mekanismen 85 til den aktive gripetilstanden. Boreenheten og rørhåndteirngsmekan-ismen som er opphengt der kan så frakoples fra den øvre koplingsenden 60 av strengen ved først å påvirke sylinderen 147 til å heve rørtanga 42 til stillingen 55' markert med stiplete linjer i fig. 3, deretter bruke rørtanga til å bryte den gjengete forbindelsen og til slutt energisere motoren 31 til å løsne elementet 49 fullstendig fra strengen. Elevatoren 43 blir så åpnet og så atskilt fra rørlengden, og borenheten og tilkoplete deler blir trukket oppover som vist i fig. 8 og til stillingen vist i fig. 9. Etter at boreenheten og rørhåndteringsmekanismen er blitt trukket oppover bort fra den øvre koplingsenden 60 av strengen, blir stempel- og sylindermekanismene 101 fluidpåvirket til å utøve en kraft rettet oppover på vognen i montasjen 84 ved 103 og således svinge montasjen fra stillingen i fig. 8 til den aktive stillingen i fig. 10 som tidligere omtalt. Dersom den øvre koplingsenden 60 av rørlengden er på et nivå noe over det som er vist i fig. 10, kan den oppoverrettete kraften som utøves av stempel-og sylindermekanismene 101 fortsette å trekke rørholder- og sentreringsenheten 84 oppover til en stilling så som den stillingen som er markert med stiplete linjer i fig. 10 eller en annen stilling mellom stillingene markert med heltrukne og stiplete linjer i fig. 10 der rørholderen 107 kan være passende plassert for å gripe inn med og gripe koplingsenden 60. Denne bevegelsen av stempel- og sylindermekanismen 101 blir holdt i denne stillingen, og sylinderenhetene 119 i rørholderen 107 blir så påvirket til å bevege de høyre endene av kjeftene 110 og 111 bort fra hverandre som vist i fig. 13 og dermed klemme de ytre endene av kjeftene og klembakkene 117 som derved blir båret tett mot den øvre koplingsenden 60 av rørlengden slik at den holdes på plass mot rotasjon. Klembakkene 117 er av en type som har tenner som er utformet for å hindre rotasjonsbevegelse av røret når tanga griper røret.

Når den øvre lagerenden av rørlengden slik er holdt på plass mot rotasjon av tang-anordningen 107, blir sylinderen 154 påvirket til å bevege sentreringsenheten 121 mot venstre til den utstrakte stillingen i fig. 10 og 14. På dette tidspunkt er elevatoren 43 på driv-boremontasjen blitt forbundet til den øvre enden av rørlengden 14" som bli tilført, med elevatoren i sin sideveis forskjøvne stilling i fig. 9. Røret blir mens det henger i elevatoren 43 svingt horisontalt inn i kjeftene 144 og 145, som fra stillingen markert med stiplete linjer i disse figurene. Under slik bevegelse griper røret inn med sammenløpende overflater 151 på kjeftene og sprer dem fra hverandre mot fjærkraften 148, idet røret beveger seg inn i den begrensende passasjen utformet av motstående utsparinger 152 i kjeftene. Fjærene returnerer kjeftene sammen mot røret og låser dermed røret på plass inne i kjeftene. Flatene 153 i kjeftene rager vertikalt og omslutter røret tett for å effektivt styre det for bare nedover- og oppoverrettet bevegelse idet driv-enheten trekker røret oppover fra nivået vist i fig. 10 til den stillingen som er vist med stiplete linjer i fig. 11, og deretter blir stempel- og sylindermekanismen 154 påvirket til å bevege kjeftene 144 og 145 og røret de inneholder mot høyre til den stillingen som er vist med heltrukne linjer i fig. Ili direkte vertikal og aksial innstilling med koplingsenden 60 av rørlengden.

Mens røret 14" som tilføres holdes av sentreringsenheten 121 i stillingen i fig. 11 med aksial innstilling med den øvre koplingsenden 60 av rørlengden, blir driv-boreenheten 19 og mekanismen som er opphengt i denne senket langs aksen 20, for å montere den nedre enden av røret 14" inn i den øvre koplingsenden 60 av rørlengd-en, som vist ved 14"' i fig. 11. Fortsatt senking av driv-enheten tillater at elevatoren 43 glir nedover langs utsiden av den øvre endedelen 14", og til slutt til en tilstand der den nedre enden av rotasjonsstanga 49 på driv-enheten beveger seg inn i inngrep med den øvre enden av røret 14". Gjengeforbindelsene på de øvre og nedre endene av røret 14" blir så dannet ved rotasjon av element 49 av motoren 31, idet rørlengd-en blir holdt på plass mot rotasjon av rørholderen 107. Etter at gjengeforbindelsene er fullstendig dannet på denne måten, blir sylindrene 119 påvirket til å åpne kjeftene 110 og 111 langt nok til å tillate at rørholder- og sentreringsenheten 84 kan svinge om en horisontal akse 97 fra stillingen i fig. 14 til den tilbaketrukne stillingen i fig.

8. Slik svingebevegelse blir satt i gang ved påvirkning av sylindre 101 som utøver nedoverrettet kraft på vogna 89 på steder 103 slik at først beveges hele montasjen 84 nedover inntil rullene 92 griper inn med stopporgan 104, og deretter svinges hele montasjen 84 om aksen for disse rullene som tidligere omtalt. Under slik svingebevegelse er kraften som utøves av stempel- og sylindermekanismene 101 stor nok til å overvinne motstanden fra fjærene 148 i sentreringsenheten 121, slik at idet sentreringsenheten 121 svinger i retning med urviseren som vist i fig. 11 griper røret 14" inn med to av de sammenløpende flatene 153 av kjeftene 144 og 145 og fører disse kjeftene fra hverandre akkurat langt nok til å tillate at sentreringsenheten beveger seg fullstendig ut av inngrep med røret 14". Når rørholder- og sentreringsenheten når stillingen i fig. 8, er den fullstendig ute av banen for vertikal bevegelse av drive-boremontasjen og tilknyttete deler, slik at boreoperasjonen da kan gjentas, med rotasjon av strengen av driv-boreenheten og samtidig gradvis nedoverrettet bevegelse av strengen inntil anordningen igjen når tilstanden i fig. 6 der den ovenfor omtalte rekken av trinn gjentas for å tilføre et annet rør til den øvre enden av strengen.

En operatør kan fjernstyre hele operasjonen av rørholder- og sentreringsenheten 84 fra riggulvet, typisk ved påvirkning av tre ventiler 170, 171 og 172 i fig. 1, som styrer fordelingen av trykkfluid til og fra hhv. sylindre 101, 119 og 154.

Claims (6)

1. Anordning for sammenkopling av rør i en borerigg, omfattende ei vogn (89) som er vertikalt bevegelig langs en føringsstruktur i boreriggen, en rørholder (107) montert på vogna (89), idet vogna er bevegelig mellom en aktiv stilling der holderen (107) er på linje med boreaksen for å gripe borerørstrengen ved dennes øvre ende, og holde den mot rotasjon om boreaksen, og en inaktiv stilling der rørholderen (107) er til side for aksen, og et sentreringsenhet (121) som har kjefter (144, 145) anordnet for å gripe en rørlengde (14") som skal tilkoples rørlengden, og som er bevegelig i forhold til rørholderen (107) mellom en første stilling til side for boreaksen, og en andre stilling der kjeftene (144, 145) er på linje med boreaksen, karakterisert ved at sentreringsenheten (121) er montert til vogna (89) sammen med rørholderen (107) slik at disse sammen kan beveges vertikalt langs føringsstrukturen.

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved videre å omfatte et stempel/sylinder-arrangement (101) for å aktivere vogna (89) mellom sin aktive og inaktive stilling.

3. Anordning i samsvar med krav 1-2, karakterisert ved videre å omfatte et stempel/sylinder-arrangement (154) for å bevege sentreringsenheten (121) mellom den første og den andre stillingen i forhold til rørholderen (107).

4. Anordning i samsvar med krav 1-3, karakterisert ved at det omfatter et parallellogram-ledd som kopler sentreringsenheten (121) til vogna (89) for å få bevegelse generelt horisontalt i forhold til denne mellom første og andre stilling for sentreringsenheten (121) i den aktive stillingen for rørholderen (107).

5. Anordning i samsvar med krav 1-4, karakterisert ved å omfatte et stopporgan (104) på føringsstrukturen (90, 91) for å begrense vertikal bevegelse av vogna (89) i en nedoverretning, inngrep av vogna (89) med stopporganet (104) gir vipping av rørholderen (107) og sentreringsenheten (121) fra aktiv til inaktiv stilling.

6. Anordning i samsvar med krav 5, karakterisert ved at ruller (92, 93) er festet til vogna (89) og griper i motsatte retninger mot førings-strukturen (90, 91) på en måte som styrer vogna (89) for den vertikale bevegelsen, stopporganet (104) begrenser vertikal bevegelse av en (92) av rullene (92, 93) ved en forutbestemt lokasjon, slik at rørholderen (107) og sentreringsenheten (121) og en annen (93) av rullene (92, 93) svinger vesentlig om den ene rullen (92) mellom den aktive og inaktive posisjon.