NO178162B - Anordning ved rörkopling for å lette lösgjöring - Google Patents

Abstract

Anordning ved skjøt (10) mellom en drivspindel (12) med en skulderring (32) hvis skulder (34) dreies sammen med spindelen, men er aksialt bevegelig i forhold til denne. Skulderringen (32) danner ei nedre skulder (56) mot den tilgrensende rørdelen (26). Ringens skulder (34) mot spindelen blir i starten beveget aksialt i forhold til spindelen for å løsne forbindelsen til røret (24) når drivspindelen dreies i løsneretning. Dermed reduseres momentet som kreves for å løsne skjøten. I et eksempel er det innsatt et par ringer (60,62) mellom spindelen (12) og skulderringen (32), idet disse ringene har samvirkende. skråplan som ved innbyrdes dreining løsner presset mellom de flatene de ligger opp til. £

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en anordning ved rørkopling for å lette løsgjøring, i samsvar med den innledende delen av patentkrav 1.

Oppfinnelsen retter seg mot løsing av en rørseksjon ved å redusere momentet på en valgt kopling, men det vil også være klart for fagfolk at oppfinnelsen har andre anvendelser. For å forenkle blir oppfinnelsen beskrevet i forbindelse med, og som en forbedring av, framgangsmåten for rørseksjon- eller triplett-rømming ("triple back reaming") som et eksempel på en anvendelse av oppfinnelsen.

Rømming av rørseksjoner er i dag en foretrukket framgangsmåte for å trekke tilbake en borerørstreng fra et borehull i de systemene der rotasjonskraft påføres fra over plattformen, så som i rigger som benytter toppdrevet rotasjonssystem i samsvar med US-patentskrifter 4 421 179, 4 437 524, 4 449 596 og 4 458 768 eller det sidedrevne systemet som er vist i US- patentsøknad S/N 762,507 (5. august 1985).

I tilbakerømning i rørseksjonene er drivspindelen eller drivstammen, koplet til toppen av de tre borerørslengdene, som holdes av armen på plattformen, og deretter blir gradvis hevet av løpeblokken på boreenheten, idet borerøret roteres inntil den nedre koplingen i de tre borerørslengdene er over plattformen. Rotasjon av borerøret er i samme retning i rømming som i boring. Borerørsrotasjonen blir deretter stoppet og den øvre rørlengden av den neste borerørslengden av strengen holdes av armene. Løsnetenger og støttetenger løsner så den nedre koplingen i rørseksjonen. En krafttang på boreenheten blir senere også brukt til å frakople drivspindelen fra den øvre borerørslengden. Deretter blir rørseksjonen beveget til en side av boreaksen ved hjelp av rigg-elevatoren. Denne framgangsmåten gjentas inntil hele borerørstrengen er trukket tilbake til riggen. Denne framgangmåten for rørseksjon tilbakerømming er omtalt i US-patentskrift 4 449 596.

På grunn av det momentet som er nødvendig for å løsne den øvre koplingen fra drivspindelen, må krafttangen gjøres til en del av boreenheten. I tillegg kan, når et løsne-moment påføres den nedre koplingen i seksjonen, løsning av en av de andre tre koplingene opptre først - noe som er et klart uønsket resultat.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å framskaffe en anordning som reduserer momentet som er nødvendig for å løsne den øvre koplingen i seksjonen, og dermed sikre at seksjonen frakoples ved denne koplingen.

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

Borerørskoplingen for enkel løsning (begge utførelsesformer) i samsvar med denne oppfinnelsen består av en drivspindel (stamme) eller svivel-underenhet, slik tilfellet kan være, som har en skulderring hvis skulder kan beveges aksialt, men roterbart med drivstammen for å danne en borerørskopling konvensjonelt utstyrt med skuldre slik at ved rotasjon i en retning påføres moment på konvensjonell måte for boring eller tilbakerømming. Skulderen blir først beveget aksialt i forhold til drivstammen for å løsne skuldrene når drivstammen roteres i motsatt retning eller i løsne-retning og derved redusere momentet som er nødvendig for å løsne med bare det momentet som er nødvendig for å løsne koplingen. Denne reduksjonen i moment sikrer at løsningen skjer ved toppen av seksjonen, dvs. den valgte koplingen. Denne momentreduksjonen er omtrent det halve av momentet som ellers er nødvendig for å løsne koplingen mellom borerør.

I praksis blir ved framgangsmåten for rørseksjon tilbakerømming der denne rørkoplingen for enkel løsning benyttes, en boreenhet senket til plattformen og drivstammen blir koplet til det øvre borerøret i strengen, mens strengen holdes av en arm ("spider") på plattformen. Strengen blir så frigjort og rotert idet borerørstrengen trekkes tilbake fra borehullet. Når den siste av koplingene i seksjonen (tre lengder av borerøret) er over armene, stoppes hevingen og rotasjonen av borerørsstrengen og borerørstrengen holdes så av armer ("spidres"). På dette tidspunktet blir drivstammen tilført kraft for å løsne koplingen på toppen av seksjonen som bruker støttetang på resten av borestrengen. Deretter blir seksjonen framdeles holdt av rigg-rørklaver og hensiktsmessige labber eller kiler påføres for å bryte forbindelsen på plattformnivå, slik at seksjonen frigjøres for bevegelse utav riggens hovedakse, slik at drivspindelen kan senkes og kobles til det øvre borerøret nær plattformen. Denne framgangsmåten gjentas inntil rørstrengen er blitt trukket ut.

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

fig. 1 viser et oppsnittet sideriss av et verktøy utformet i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 viser en del av et snitt etter linja 2-2 i fig. 1,

fig. 3 viser en del av et snitt etter linja 3-3 i fig. 2,

fig. 4 viser et snitt etter linja 4-4 i fig. 1,

fig. 5 viser en del av et snitt etter linja 5-5 i fig. 3,fig. 6 viser et perspektivriss av ringene til verktøyet,

fig. 7a og 7b viser projiserte eller utbrettet riss av ringene i fig. 6,

fig. 8 viser et oppsnittet sideriss som tilsvarer fig. 1 av en annen utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 9 viser et perspektivriss av ringen brukt i utførelsesformen i fig. 8,

fig. 10 viser en del av et snitt etter linja 10-10 i fig. 8,

fig. 1 r viser et snitt etter linje 11-11 i fig. 12,

fig. 12 viser et tverrsnitt etter linja 12-12 i fig. 8,

fig. 13 viser en skjematisk illustrasjon av en drivmekanisme hvor et verktøy i samsvar med oppfinnelsen kan brukes,

fig. 14 viser en skjematisk illustrasjon av en alternativ drivmekanisme hvor verktøyet i samsvar med oppfinnelsen kan brukes,

fig. 15 viser skjematisk bruken av verktøyet ved frakobling av toppen av en seksjon,

fig. 16 viser skjematisk seksjonen tatt opp fra plattformnivå, og

fig. 17 viser seksjonen mens den beveges bort.

I tegningene er verktøysforbindelsen betegnet med henvisningstall 10, og den omfatter et hult, sylindrisk rørformet legeme 12, som i det viste eksempelet er en svivelstuss eller "stuss" beregnet for å koble til en aksel 14 på borestrengen ved hjelp av ei konisk gjenget hylse 16, og en konisk utvendig gjenget rørtapp 20 på spindelen. Det rørformete organet kan alternativt være selve akselen. Den andre enden av stussen er forsynt med en utvendig gjenget konisk rørtapp 22, som skal kobles til tilsvarende innvendige gjenger på enden 24 av et borerør 26. Stussen 12 og borespindelen 14 er på samme måte som borerøret hule, for opptak av borevæske etc.

Stussen 12 er forsynt med ei nedovervendt skulder 30, som danner et parti med mindre diameter og hvorpå en ring 32 kan skyves på plass teleskopisk. Ringen 32 er forsynt med en oppragende flens 34 i avstand fra skulderen 30 slik at det dannes et sylindrisk ringrom 36. Ringen 32 er tykkest ved sin øvre del og er konisk avsmalnet mot ei nedre endeflate 40, mens den øvre og tynnere delen passer teleskopisk inn over stussen. Hensiktsmessige O-ringer 42 og ei skrotpakning 44 er plassert på hensiktsmessig måte for å holde ringrommet 36 så rent som mulig, og opprettholde trykktetning i forhold til de innvendige borevæskene.

Ringen 32 er forbundet med stussen 12 på en slik måte at en begrenset aksiell bevegelse av ringen 32 tillates. Denne forbindelsen mellom ringen 32, nedenfor kalt skulderringen, til stussen omfatter et par låsetapper 46 og 48 plassert i tversgående rette boringer (boring 50 i fig. 2 i skulderringen), som er tangentielt i inngrep i et omkretsspor 52 i stussen (fig.2), over ringrommet 36. Låsetappene holdes på plass av låsesplinter idet bare én er vist i fig.2 og 3 og betegnet 54.

Som vist i fig. 1 er borerøret 26 vist bunnsatt, dvs. at det har endeflata 56 i anlegg mot endeflata 40 til skulderringen 32. Denne stillingen for borerøret er vanlig og en skulder som tilsvarer skulderen 56 vil ligge an på tilsvarende måte ved den nedre enden av borerøret slik at det dannes en vanlig borestreng.

Som nevnt foran er det fastslått at momentet som kreves for å løsne rørforbindelsen er omtrent jevnt fordelt mellom friksjonen fra gjengene og friksjonen fra skuldrene som ligger an mot hverandre. Ifølge oppginnelsen reduseres momentbehovet for å løsne ei slik kobling vesentlig ved å redusere løsnemomentet for skuldrene. Hvordan dette skjer er beskrevet nærmere nedenfor.

Som vist i fig. 1 og 3 er det i ringrommet 36 plassert et par ringer 60 og 62 som samvirker, og i deres normale eller utvidete tilstand danner anlegg mot hhv. skulder 30 og flensen 34. Disse ringene 60 og 62 er best vist i fig. 6 og som vist i utbrettet riss i fig. 7a og 7b er de forsynt med par av samsvarende eller komplimentære heliske flater 64 og 66 (i fig. 7a og 7b vist som skråplan eller ramper). Vinklene på skråplanet er omtrent 4° i forhold til horisontalen. Ringen 60 er forsynt med vertikale skuldre 70, som ligger an mot vertikale skuldre 72 på den andre ringen 62 for å hindre relativ dreining i en retning. To par utsparinger 74 og 76 tillater relativ glidebevegelse langs de heliske flatene i motsatt retning. Disse skuldrene og utsparingene er plassert nær enden til hver helisk flate. Ringene 60 og 62 vil rotere mot hverandre i en første retning når de skal ekspandere (medurs sett ovenfra fra stussen 12), og vil tillate glidebevegelse mellom ringene i den andre retning (moturs sett i samme retning) pga. utsparingene 74 og 76. Denne nedoverrettete glidebevegelsen senker det totale momentet som kreves for å løsne forbindelsen, dvs. at skråplanbevegelsen krever mindre dreiemoment for en gitt vekt, som en funksjon av den aktuelle friksjonen enn den direkte glidefriksjonen mellom de to skuldrene 40 og 56. Denne glidebevegelsen reduserer også den samlete tykkelse på de to ringene, slik at skulderringen 32 kan løsgjøres fra skulderen 56 i løpet av en del av en omdreining mot stussen 12. Denne reduksjonen er vist med pilene 80.1 dette tilfellet vil reduksjonen i ringhøyden og dermed bevegelsen av skulderen 40 bort fra skulderen 56 være omtrent 0,1 mm (5/1000").

I tillegg til funksjonen til de heliske flatene 64- 66, er hver ring forsynt med låseframspring eller - knaster hhv. 82 og 84, som strekker seg vertikalt (slik det er vist i tegningen), og er innsatt i radiale slisser 86 og 90 i hhv. ringen 32 og stussen 12. Disse knastene låser hver ring i forhold til de respektive støttekomponenter.

Når stussen 12 roteres medurs, kan således forbindelsen mellom stussen 12, sammen med ringen 3"2 og overdelen av det aktuelle borerøret 26 settes sammen på vanlig måte med de to skuldrene 40 og 56 i anlegg mot hverandre, som om forbindelsen ifølge oppfinnelsen var et annet borerør. I denne stillingen vil rotasjon av stussen 12 drive borerøret slik at det virker på vanlig måte.

Når det er ønskelig å løsne stussen 12 fra borerøret 26, dvs. løsne forbindelsen, vil dreining av stussen 12 moturs forårsake at de to ringene 60 og 62 glir i forhold til hverandre, og dermed får redusert høyde,slik at skulderen 40 kommer ut av inngrep med skulderen 56.

For å forsyne dette løsneverktøyet 10 med en selwirkende tilbakeføring er ringene 60 og 62 også forsynt med radialt utragende tilbakeføirngsknaster 92 og 94 (i et forksjellig plan fra knastene 82 og 84, slik det er vist i fig. 4 og 6). Sammensatt er ringene 60 og 62 omgitt av en splittring 96 (fig. 1 og 4) også kalt en "stor C-ring", som griper tett inn med de to tilbakeføringsknastene 92 og 94. Når skjøten blir satt sammen, dvs. stussen 12 dreid medurs, vil splittringen 96 være i sin sammentrukne stilling rundt ringene. Når stussen 12 derimot dreies for løsning, vil den relative bevegelsen mellom ringene 60 og 62 forårsake at splittringen 92 utvides pga. den innbyrdes forskyvningen mellom knastene 92 og 94. Når det nødvendige løsnemomentet har adskilt skuldrene 40 og 58, vil fjørvirkningen fra splittringen presse ringene 60 og 62 tilbake til utgangsstillingen og dermed gjøre verktøyet 10 klart for ny bruk. Tykkelsen på splittringen 96 er naturligvis lik eller litt mindre enn tykkelsen på de to ringene 60 og 62 i helt sammenført stilling, slik at ringen 32 kan bevege seg bort fra enden av borerøret.

Fig. 8-12 illustrerer en andre utførelsesform av opfinnelsen, som omfatter komponenter som tilsvarer dem som er beskrevet ovenfor, og for komponenter med lik funksjon er det brukt samme henvisningstall med tillegg "a" for å forenkle beskrivelsen. De komponentene som er identiske vil ha samme henvisningstall.

Ved denne utførelsesformen er denne stussen 12a forsynt med en tilsvarende tapp-muffe konstruksjon 16 og 22, og muffa på borerøret 26 er vist med anlegg mot skulderen 40a på skulderringen 32a.

Ved denne utførelsesformen er imidlertid skulderringen 32a forsynt med innvendige venstre gjenger 100, som samvirker med tilsvarende utvendige gjenger 102 på stussen 12a. Under sammenføyning blir skulderringen 32a skrudd på stussen moturs.

Ved denne utførelsesformen har rommet 36a en splittring 104, også kalt en C-ring, som er forbundet med skulderringen 32a ved hjelp av en tapp 106, som griper inn i en sliss 112 i splittringen 104. Tappen holdes på plass på ringen 32a ved hjelp av en splint 116 innsatt i et spor 122 i tappen 106. Plassert sentralt, dvs. i den åpningen 126 i splittringen 104 er en tredje eller sentertapp 130 med en diameter som fyller rommet 126, og ligger an mot endene til splittringen 104. denne tappen 130 er forbundet med stussen 12a, som vist i fig. 11. Dreining av stussen 12a medurs eller i åpnretningen, vil bringe endene av splittringen til å ligge an mot tappen 130 og hindre enhver relativ bevegelse mellom stussen 12a og skulderringen 32a. Ved dreining av stussen 12 moturs eller i åpnretningen for å åpne forbindelsen med borerøret 26, vil imidlertid tappen 130 få splittringen 104 til å utvide seg. Utvidelse av splittringen 104 skjer når skulderringen 32 dreies medurs. Denne dreiningen forårsakes av den første friksjonsmotstanden som virker mot åpning av skuldrene 40a og 56. Tappene 106 og 130 er festet til hhv. stussen 12a og skulderringen 32a, og står hver i inngrep med motstående ender av splittringen 104. Under denne utvidelsen vil skulderringen 32a bevege seg oppover på gjengene 100-102. Gjenger 100-102 virker som ramper på tilsvarende måte som de heliske flatene 64 og 66 i eksempelet ovenfor. Straks det nødvendige momentet for å løsne skuldrene 40a og 56 er tilstede vil splittringen 104 forårsake at verktøyet 10 føres tilbake ved sammentrekning og forårsaker relativ bevegelse mellom skulderringen og stussen 12a.

I fig. 13-17 er det vist en skjematisk illustrasjon av framgangsmåten for håndtering av et borerør som består av tre deler.

Fig. 13 illustrerer den drivmekanismen som er beskrevet i US-PS 762.507. Som nevnt ovenfor, hvor ei drivrørdrevet øvre drivrørsforing 140 drevet av et drivrør 142 og en motor 144 gir effekt til å dreie borestrengen. Drivrørsforinga 140 heves og senkes med ei løfteblokk 146, og er forbundet til det skjematisk illustrerte tårnoppbygningen 150, og til en vinsj 152. En hensiktsmessig styremekanisme 154 er plassert på plattformnivå holder borestrengen under løsning, slik det vil bli beskrevet nedenfor. Løsneverktøyet 10 er vist i forbindelse med drivrørsforinga.

Fig. 14 illustrerer drivsystemet i samsvar med de førstnevnte patentskriftene foran, med en drivenhet 160 som blir hevet og senket med ei blokk 146 og er forsynt med vanlige klaver 148 for å holde borerøret. Løsneverktøyet 10 er oså vist koblet til drivenheten 60. Fig. 15 illustrerer bruken av løsneverktøyet 10 i samsvar med oppfinnelsen for å løsne akselen fra den øvre borerørslengden når seksjonen holdes av styremekanismen 154 på plattforfhnivå. Denne løsningen skjer etter at akselen eller stussen er blitt sammenkoblet med borerøret på plattformnivå, og borestrengen hevet, og samtidig hevet og dreiet inntil tre rørlengder og deler av den fjerde er klar av plattformen når den fjerde rørlengden holdes av styremekanismen. Det er også vist vanlige, løsne- og strammetenger 162 og 164. Fig. 17 viser seksjonen fjernet, mens den holdes av klavene 148 og plasseres på et hensiktsmessig sted på plattformen.

Bruken av løsneverktøyet 10 i samsvar med søknaden sikrer at når det utøves dreiemoment på drivrørsforinga 140 eller drivenheten 160 vil den øvre del av seksjonen, og bare den bli fjernet ved å redusere løsnemomentet som kreves i denne forbindelse, dvs. den øvre skjøten i seksjonen.

I tillegg til den bruken som er beskrevet ovenfor, kan oppfinnelsen brukes andre plasser hvor det er ønskelig å redusere løsnemomentet ved en valgt forbindelse mellom rørdeler.

Claims (4)

1. Anordning ved rørkopling for å lette løsgjøring, hvor rørdelene omfatter: et første rør (12) med utvendige gjenger som danner en tapp (22) og et andre rør (26) med ei muffe-tildragingsflate (56) og med innvendige gjenger som danner ei muffe (24), idet tappen (22) er anordnet til å skrus inn i muffa (24), en tapp-rampering (60) som er i inngrep med tappen (22) for rotasjon med denne, og en skulderfing-rampering (62) som er i inngrep med skulderringen (32) for rotasjon med denne, hvor ramperingene (60, 62) har tilpassede skråflater (64, 66) som glidbart inngriper hverandre når ramperingene (62, 64) roteres i forhold til hverandre, noe som resulterer i en økt aksial lengde på de monterte ramperingene (60, 62) når ramperingene har blitt rotert i forhold til hverandre i en første retning, og en redusert aksial lengde når ramperingene (60, 62) har blitt rotert i forhold til hverandre i en andre retning; karakterisert ved videre å omfatte: en skulderring (32) som omgir tappen (22) og roterer med denne og som har ei tildragingsflate (40) som er anordnet for å ligge an mot muffe-tildragingsflata (56) når tappen (22) skrus inn i muffa (24); slik at tettingsrotasjonsbevegelse av tappen (22) i en første retning i forhold til muffa (24) etter skulderring-tildragingsflata (40) inngriper muffe-tildragingsflata (56) og mens ramperingene (60, 62) er i den økte aksiale lengden, føyer sammen tappen (22) med muffa (24); og der etterfølgende løsende rotasjonsbevegelse av tappen (22) i en andre retning i forhold til muffa (24) medfører at tappen (22) og tapp-ramperingen (60) roterer i forhold til skulderringen (32) og skulderring-ramperingen (62) i den andre retningen til redusert aksial lengde for å tillate at tappen (22) koples fra muffa (24) med mindre moment enn nødvendig for sammenføyning; og en fleksibel splittring (96), som omkranser ramperingene (60, 62); idet ramperingene (60, 62) er utstyrt med radiale projiseringer (92, 94) som er anordnet for å settes inn i splitten på splittringen (96) og som er på linje med hverandre når ramperingene (60, 62) er i den økte lengden hvor projiseringene (92, 94) er anordnet for å beveges ut av linja og bevirke at splitten utvides idet ramperingene (60, 62) beveges til sin reduserte lengde når tappen (22) koples fra muffa (24); fleksibiliteten i splittringen (96) presser igjen projiseringene (92, 94) på linje med hverandre for å bevirke at ramperingene (60, 62) automatisk går tilbake til økt aksial lengde etter at tappen (22) har blitt koplet fra muffa (24).

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at skulderringen (32) har en sylindrisk del som innlukker ramperingene (60, 62) og teleskopisk mottar første rør (12).

3. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved videre å omfatte: en knast (82) på tapp-ramperingen (60) som er lokalisert i en radial fordypning (86) i første rør (12) for å bevirke at tappramperingen (60) roterer med tappen (12); og en knast (84) på skulderring-ramperingen (62) som er lokalisert i en radial fordypning (90) i skulderringen (32) for å bevirke at skulderramperingen (62) roterer med skulderringen (32).

4. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved videre at første rør (12) og skulderringen (32) har i aksial avstand anbrakte motstående flater (30, 34), og der ramperingene (60, 62) er posisjonert mellom de motstående flatene (30, 34).