NO20110461A1

NO20110461A1 - Boretarn

Info

Publication number: NO20110461A1
Application number: NO20110461A
Authority: NO
Inventors: Mattis Storhaug; Adam Franciscus Johannes Maria Lambregts
Original assignee: Ulstein Sea Of Solutions Bv
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-09-26
Also published as: NO333460B1

Description

Den foreliggende oppfinnelse gjelder en tårnstruktur, for eksempel et boretårn som brukes for brønnoperasjoner. The present invention relates to a tower structure, for example a derrick used for well operations.

Boretårn har hatt mer eller mindre samme konstruksjon de siste 70-80 årene. De fleste av disse konstruksjonene benytter et fagverk av bjelker som sammen danner et tårn eller en mast som støtter boreutstyret. Boretårn brukes på land, på offshore oljeplattformer og rigger, i tillegg til på boreskip, som typisk er utstyrt med et boretårn over en "moon pool". Det tradisjonelle designet på en derrick-struktur er en boltet stålkonstruksjon som former en gitterramme typisk til en rektangulær mast eller et tårn. En "V-dør" nederst på tårnet blir holdt åpen, uten hindring i form av kryssgående bjelker eller annet konstruksjonselement. Dette gjøres for å tillate at borestrengen og rørene kan løftes opp inn i rommet inne i boretårnet. Bore towers have had more or less the same construction for the last 70-80 years. Most of these structures use a truss of beams that together form a tower or mast that supports the drilling equipment. Derricks are used on land, on offshore oil platforms and rigs, as well as on drilling ships, which are typically equipped with a derrick above a "moon pool". The traditional design of a derrick structure is a bolted steel structure that forms a lattice frame typically into a rectangular mast or tower. A "V-door" at the bottom of the tower is kept open, without obstruction in the form of cross beams or other structural elements. This is done to allow the drill string and pipes to be lifted up into the space inside the derrick.

Rigger, som halvt nedsenkbare rigger og oppjekkbare rigger, kan være spesialdesignede strukturer eller tilpassede lektere. De taues til borestedet, hvor de forankres eller jekkes opp på havbunnen. Et boretårn plassert over en "moon pool" i dekket på riggen brukes til boreoperasjoner. Rigs, such as semi-submersible rigs and jack-up rigs, can be specially designed structures or custom barges. They are towed to the drilling site, where they are anchored or jacked up on the seabed. A derrick placed above a "moon pool" in the deck of the rig is used for drilling operations.

Boreskip kan være eksisterende skipsdesign ettermontert med boreutstyr, eller de kan leveres med skrog og strukturer som er spesielt designet for boreoperasjoner. Boreskip brukes vanligvis for leteboring av ny olje eller gassbrønner offshore og på dypt vann. Et boreskip kan også brukes som en plattform for å utføre brønnvedlikehold eller ferdigstillingsarbeid som installasjon av forings- og produksjonsrør eller undervannsmanifolder. Boreskip er helt uavhengige og er i stand til å bore på dypt vann (dybder over 2500 meter). Dette gir fordeler i forhold til faste plattformstrukturer og mindre selvstendige mobile løsninger som halvt nedsenkbare og oppjekkbare rigger. Et boreskip kan seile relativt raskt mellom områder og utføre boreoperasjoner uten behov for andre fartøy. Drillships can be existing ship designs retrofitted with drilling equipment, or they can be supplied with hulls and structures specifically designed for drilling operations. Drillships are usually used for exploratory drilling of new oil or gas wells offshore and in deep water. A drillship can also be used as a platform to perform well maintenance or completion work such as installation of casing and production pipes or subsea manifolds. Drillships are completely independent and are capable of drilling in deep water (depths over 2,500 metres). This offers advantages compared to fixed platform structures and less independent mobile solutions such as semi-submersible and jack-up rigs. A drilling ship can sail relatively quickly between areas and carry out drilling operations without the need for other vessels.

Seiletid og tid brukt til klargjøring når boreskipet eller riggen ikke er i operasjon er en stor kostnad for operatøren. Tiltak gjøres for å minimere seiletid ved å ta raskeste rute mellom boreområder. En konflikt mellom seiletid og tid brukt ved klargjøring oppstår når det er nødvendig for skipet å passere gjennom skipsruter med broer med fast høyde, slik som Panamakanalen, Suezkanalen og Bosporosstredet. Disse rutene har høydebegrensninger for skipsfart på grunn av høyden på veibroer, som Bridge of the Americas over inngangen til Panamakanalen, Suezkanalbroen (også kjent som Shohada 25. January Bridge) og Bosporosbroen. Av de tre, har Bosporosbroen minst klaring med en høydegrense på 58 meter over vannlinjen for at fartøy skal kunne passere fritt under broen. En høyere grense er mulig med spesielle forberedelser, og i dag er denne maksimale høydegrensen 62 meter. Sailing time and time spent preparing when the drillship or rig is not in operation is a major cost for the operator. Measures are taken to minimize sailing time by taking the fastest route between drilling areas. A conflict between sailing time and time spent in preparation occurs when it is necessary for the ship to pass through shipping routes with bridges of fixed height, such as the Panama Canal, the Suez Canal and the Bosphorus Strait. These routes have height restrictions for shipping due to the height of road bridges, such as the Bridge of the Americas over the entrance to the Panama Canal, the Suez Canal Bridge (also known as the Shohada 25 January Bridge) and the Bosphorus Bridge. Of the three, the Bosphorus Bridge has the least clearance with a height limit of 58 meters above the waterline for vessels to pass freely under the bridge. A higher limit is possible with special preparations, and today this maximum height limit is 62 metres.

Siden klaringen under disse broene er mindre enn den vanlige høyden som kreves for et boretårn på et boreskip eller rigg så er det ofte nødvendig for boretårnet å være demontert for å tillate skipet eller riggen å bruke disse rutene. Tiden som påløper for demontering og remontering av boretårn og boreutstyr, igangkjøring av sammenstilt struktur og utstyr og testing etter driftsstart kan være flere måneder. Tid og kostnad forbundet med demontering og remontering / igangkjøring er lavere enn reisetiden og tilhørende kostnader for en alternativ rute som unngår høydebegrensning, derfor foretar operatører rutinemessig en slik demontering og remontering / igangkjøring. Men den tapte tiden til demontering og remontering / igangkjøring og også kostnadene er fortsatt store, og derfor er det klart ønskelig å redusere tiden og kostnadene involvert ved gjennomfart i høydebegrensede skipsruter. Since the clearance under these bridges is less than the usual height required for a derrick on a drilling ship or rig, it is often necessary for the derrick to be dismantled to allow the ship or rig to use these routes. The time required for dismantling and reassembling the derrick and drilling equipment, commissioning the assembled structure and equipment and testing after the start of operation can be several months. The time and cost associated with disassembly and reassembly / commissioning is lower than the travel time and associated costs for an alternative route that avoids height restrictions, therefore operators routinely carry out such disassembly and reassembly / commissioning. But the time lost to disassembly and reassembly/commissioning and also the costs are still large, and therefore it is clearly desirable to reduce the time and costs involved when transiting in height-restricted ship routes.

For å løse dette problemet, har senkbare eller høydejusterbare boretårnsstrukturer blitt utviklet. For eksempel beskriver KR 10-2010-0004898 et boretårn med en hengslet toppdel, hvor den øverste delen kan senkes over til sidene av boretårnet enten i ett stykke eller delt i to. Også US 2010/176079 redegjør for et boretårn der den øvre delen, som støtter kroneblokka, kan foldes sidelengs eller trekkes tilbake på jekker for å redusere den totale høyden. Tårnene i KR 10-2010-0004898 og US 2010/176079 er begge boltede stålkonstruksjoner som beskrevet ovenfor. To solve this problem, lowerable or height-adjustable derrick structures have been developed. For example, KR 10-2010-0004898 describes a derrick with a hinged top part, where the top part can be lowered over to the sides of the derrick either in one piece or split in two. US 2010/176079 also describes a derrick where the upper part, which supports the crown block, can be folded sideways or pulled back on jacks to reduce the overall height. The towers in KR 10-2010-0004898 and US 2010/176079 are both bolted steel structures as described above.

Sett fra et første aspekt gir den foreliggende oppfinnelse et boretårn for boreoperasjoner, der boretårnet innbefatter: en fast struktur for å støtte fastmontert boreutstyr slik som en rørstabler; og en foldbar toppstruktur med en oppreist stilling og en sammenfoldet stilling, hvor da toppstrukturen i oppreist stilling er for å støtte en toppdrevet boremaskin og hvor i det minste en del av toppstrukturen er arrangert for å foldes rundt og/eller ved siden av del av det fastmonterte boreutstyret på den faste strukturen slik at når toppstrukturen er i sammenfoldet stilling vil høyden av boretårnet være redusert til høyden av det fastmonterte boreutstyret uten å forstyrre det fastmonterte boreutstyret. Viewed from a first aspect, the present invention provides a derrick for drilling operations, the derrick including: a fixed structure for supporting fixed drilling equipment such as a pipe stacker; and a collapsible top structure having an upright position and a collapsed position, wherein the top structure in the upright position is for supporting a top driven drilling machine and wherein at least a portion of the top structure is arranged to be folded around and/or adjacent to part thereof fixed drilling equipment on the fixed structure so that when the top structure is in the folded position the height of the derrick will be reduced to the height of the fixed drilling equipment without disturbing the fixed drilling equipment.

Med denne ordningen senkes boretårnet ned til høyden på det faste boreutstyret uten å forstyrre dette så det fastmontert boreutstyret montert på fast struktur ikke trenger å bli flyttet eller demontert. Begrepet 'fastmontert boreutstyr", som brukes i dette dokumentet refererer til boreutstyr som typisk er montert og festet på plass på en statisk del av et boretårn. Slikt fastmontert boreutstyr kan bestå av rørhåndteringsutstyr, tilknyttede rørhåndteringsarmer og fingerbord. Dette fastmonterte boreutstyret står i motsetning til deler av boreutstyret som ikke er fast, men i stedet er bevegelig og støttes på kabler og / eller skinner. Det løse utstyret kan omfatte toppdrevet boremaskin og vandreblokk. Den foldbare toppstrukturen er derfor utformet slik at den kan flyttes fra oppreist stilling til senket stilling uten å bli hindret av det fastmontert boreutstyret montert på fast struktur. Dette er svært gunstig fordi det fastmonterte boreutstyret er komplisert og krever justering når det er installert. Siden det fastmonterte boreutstyret ikke blir forstyrret er det ikke behov for at det skal demonteres eller flyttes når toppstrukturen er senket; som en konsekvens er det ikke nødvendig å montere og igangsette boreutstyret når boretårnet varierer fra senket eller oppreist stilling. Dette fører til betydelige effektiviseringsgevinster sammenlignet med konvensjonelle boltede fagverksstrukturer. With this arrangement, the derrick is lowered to the height of the fixed drilling equipment without disturbing it, so the fixed drilling equipment mounted on a fixed structure does not need to be moved or dismantled. The term 'fixed drilling equipment' as used in this document refers to drilling equipment that is typically mounted and fixed in place on a static part of a derrick. Such fixed drilling equipment may consist of pipe handling equipment, associated pipe handling arms and fingerboards. This fixed drilling equipment is in contrast to parts of the drilling equipment that are not fixed but instead are movable and supported on cables and/or rails. The loose equipment may include the top-driven drill and walking block. The collapsible top structure is therefore designed so that it can be moved from an upright position to a lowered position without to be obstructed by the fixed-mounted drilling equipment mounted on fixed structure. This is very beneficial because the fixed-mounted drilling equipment is complicated and requires adjustment when installed. Since the fixed-mounted drilling equipment is not disturbed, there is no need for it to be dismantled or moved when the top structure is lowered; as a consequence it is not necessary to m load and start the drilling equipment when the derrick varies from a lowered or upright position. This leads to significant efficiency gains compared to conventional bolted truss structures.

Den toppdrevne boremaskinen og tilhørende deler vil nødvendigvis bli påvirket av senkingen av toppstrukturen, men disse delene er ikke fast innspent. I stedet er de bevegelig støttet av kabler og skinner. Boremaskinen kan derfor lett flyttes ned og sikres på sine skinner på et punkt under høyden på den senkede strukturen, og den kan reises igjen like lett. Det fastmonterte boreutstyret forblir uforstyrret. I foretrukne utførelser, er boremaskinen senket på sine skinner, og sikret over boredekket. Deretter kan den øvre delen av skinnene kobles fra og senkes med styring fra de gjenværende styreskinner nedenfor og sikres over boremaskinen. The top driven drill and associated parts will necessarily be affected by the lowering of the top structure, but these parts are not permanently clamped. Instead, they are movably supported by cables and rails. The drilling machine can therefore be easily moved down and secured on its rails at a point below the height of the lowered structure, and it can be raised again just as easily. The fixed drilling equipment remains undisturbed. In preferred embodiments, the drilling machine is lowered on its rails, and secured above the drill deck. The upper part of the rails can then be disconnected and lowered with guidance from the remaining guide rails below and secured above the drilling machine.

Med arrangement av dette aspektet av oppfinnelsen kan den maksimale høyden av boretårnet reduseres ned til høyden på det fastmonterte boreutstyret på fast struktur, ettersom den foldbare toppstrukturen senkes ned rundt og / eller ved siden av fastmontert boreutstyret. I de patenterte senkbare konstruksjoner av KR 10-2010-0004898 og USA 2010/176079 vil de senkbare strukturene senkes og forblir over boreutstyrets høyde. Også i innretningen som fremgår i USA 2010/176079 hvor det benyttes en uttrekkbar topp struktur, er det nødvendig å avsette plass over det fastmonterte boreutstyret for oppbevaring av toppstrukturen. Derfor er denne innretningen fordelaktig i forhold til disse kjente høydejusterte tårnene siden den kan redusere høyden av boretårnet helt ned til det fastmonterte boreutstyrets høyde. Dette gir åpenbart den laveste høyde for boretårnet for håndtering av borestrengen (dvs. for en gitt høyde på boreutstyr) uten behov for demontering av det faste boreutstyret. With the arrangement of this aspect of the invention, the maximum height of the derrick can be reduced to the height of the fixed drilling equipment on fixed structure, as the collapsible top structure is lowered around and/or next to the fixed drilling equipment. In the patented submersible structures of KR 10-2010-0004898 and USA 2010/176079, the submersible structures will be lowered and remain above the height of the drilling equipment. Also in the device that appears in USA 2010/176079 where a retractable top structure is used, it is necessary to set aside space above the fixed drilling equipment for storing the top structure. Therefore, this device is advantageous compared to these known height-adjusted towers since it can reduce the height of the derrick right down to the height of the fixed drilling equipment. This obviously gives the lowest height for the derrick for handling the drill string (ie for a given height of drilling equipment) without the need to dismantle the fixed drilling equipment.

Boretårnet kan senkes ned til en maksimal høyde på mindre enn 60 meter, fortrinnsvis mindre enn 55 meter, mer fortrinnsvis mindre enn 52 meter. The Bridge of the Americas har en klaring på 61.3 meter ved høyvann og Bosporosbroen har en maksimal avstand på 64 meter, med en maksimal høyde for fri passasje på 58 meter. Den totale høyden av skipet vil bli summen av høyden av boretårnet (fra dekknivå) og fribord av skipet. Ved å ha en senkbar ordning som felles ned til de bestemte høydene ovenfor tårnet kan den gjøres lav nok til at et skip eller en annen flytende innretning kan passere under disse og lignende broer. The derrick can be lowered to a maximum height of less than 60 meters, preferably less than 55 meters, more preferably less than 52 meters. The Bridge of the Americas has a clearance of 61.3 meters at high tide and the Bosphorus Bridge has a maximum clearance of 64 meters, with a maximum height for free passage of 58 meters. The total height of the ship will be the sum of the height of the derrick (from deck level) and the freeboard of the ship. By having a lowering arrangement that drops down to the specified heights above the tower, it can be made low enough for a ship or other floating device to pass under these and similar bridges.

I en foretrukket utforming, omfatter folding av strukturen et arrangement av to eller flere hengslede bjelker, for eksempel boksbjelker eller søyler, hvor det er et tomrom mellom to bjelker. For eksempel kan et tomrom bli skapt av fravær av kryssbjelker eller avstivere mellom bjelkene. Dette muliggjør effektiv folding av bjelkene mot hverandre og / eller rundt eller ved siden av boreutstyret siden det under senkeoperasjonen kan dannes ett eller flere hulrom som igjen kan gi plass for deler av foldbar strukturen, for å gjøre det mulig å senke strukturen nær fast struktur og / eller å tillate deler av folding strukturen å bli plassert rundt eller ved det fastmonterte boreutstyret. In a preferred design, folding of the structure comprises an arrangement of two or more hinged beams, for example box beams or columns, where there is a void between two beams. For example, a void may be created by the absence of cross beams or braces between the beams. This enables efficient folding of the beams against each other and/or around or next to the drilling equipment since during the lowering operation one or more cavities can be formed which in turn can make room for parts of the collapsible structure, to make it possible to lower the structure close to the fixed structure and / or to allow parts of the folding structure to be placed around or at the fixed drilling equipment.

Den foldbare toppstrukturen kan bestå av to bjelker som legges til to sider av det fastmonterte boreutstyret med et tomrom mellom disse bjelkene. I dette tilfellet er de to bjelkene plassert rundt det fastmonterte boreutstyret og boreutstyret opptar tomrommet. Dette gjør at bjelkene senkes ned til høyden på det fastmonterte boreutstyret eller under uten å forstyrre det fastmonterte utstyret. The collapsible top structure may consist of two beams that are added to two sides of the fixed drilling equipment with a void between these beams. In this case, the two beams are positioned around the fixed drilling equipment and the drilling equipment occupies the void. This means that the beams are lowered to the height of the fixed drilling equipment or below without disturbing the fixed equipment.

Alternativt eller i tillegg kan den foldbare toppstrukturen omfatte bjelker som er roterbart koblet til hverandre, for eksempel ved hengsler, med et tomrom mellom disse bjelkene når den senkede strukturen er oppreist. Dette tomrommet gjør at de roterbare bjelkene kan legges tett sammen uten hindring. Helst bør tomrommet utnyttes for å muliggjøre at de roterbart knyttede bjelkene foldes fra hverandre og for å passe rundt deler av den faste strukturen når den foldbare toppstrukturen er i senket stilling. Siden det er et mellomrom mellom bjelkene er det ingen deler som hindrer bjelkene i å bli plassert nær deler av den faste strukturen. Alternatively or additionally, the collapsible top structure may comprise beams which are rotatably connected to each other, for example by hinges, with a void between these beams when the lowered structure is upright. This void allows the rotatable beams to be placed tightly together without obstruction. Ideally, the void should be utilized to enable the rotatably linked beams to be folded apart and to fit around parts of the fixed structure when the collapsible top structure is in the lowered position. Since there is a space between the beams, there are no parts that prevent the beams from being placed close to parts of the fixed structure.

Når den foldbare toppstrukturen er i oppreist stilling former den en trekantet form sett fra siden, med sider i trekanten som dannes av to bjelker av topp struktur og en del eller deler av den faste strukturen og hjørnene i trekanten blir dannet på de to punktene der de to bjelkene er koblet til fast struktur og et punkt der de to bjelkene kobles til hverandre. When the collapsible top structure is in the upright position it forms a triangular shape when viewed from the side, with sides of the triangle formed by two beams of the top structure and part or parts of the fixed structure and the corners of the triangle being formed at the two points where the two beams are connected to fixed structure and a point where the two beams are connected to each other.

En del eller deler av den foldbare toppstrukturen er fortrinnsvis bevegelig koblet til den faste strukturen på høyden av den høyeste delen av det fastmonterte boreutstyret eller under den høyden. Med denne ordningen kan delene klappes mot eller bort fra det fastmonterte boreutstyret og ned til en høyde som er den samme som eller under høyden til det fastmonterte boreutstyret. Tilkoblingen kan skje via en mekanisme arrangert for roterende bevegelse av den foldbare toppstrukturen i forhold til fast struktur, for eksempel ved hjelp av et hengsel. Tilkoblingen kan alternativt eller i tillegg være ved hjelp av et felles arrangement for en glidende tilkobling av den foldbare toppstrukturen i forhold til fast struktur. En del eller deler av den foldbare toppstrukturen kan kobles til den faste strukturen for både roterende og glidende bevegelse. A part or parts of the collapsible top structure is preferably movably connected to the fixed structure at or below the height of the highest part of the fixed drilling equipment. With this arrangement, the parts can be folded towards or away from the fixed drilling equipment and down to a height that is the same as or below the height of the fixed drilling equipment. The connection can take place via a mechanism arranged for rotary movement of the foldable top structure in relation to the fixed structure, for example by means of a hinge. The connection can alternatively or additionally be by means of a common arrangement for a sliding connection of the foldable top structure in relation to the fixed structure. A part or parts of the foldable top structure can be connected to the fixed structure for both rotary and sliding movement.

Boretårnet inneholder fortrinnsvis en aktuatormekanisme for senking og / eller reising av den foldbare toppstrukturen. Aktuatormekanismen kan omfatte en eller flere vinsjer, girmekanisme, hydraulisk aktuator eller annen egnet enhet. I en foretrukket utforming er aktuatormekanismen en vinsj festet til et punkt på en roterbar del av nedfellingsstrukturen. The derrick preferably contains an actuator mechanism for lowering and/or raising the collapsible top structure. The actuator mechanism may comprise one or more winches, gear mechanism, hydraulic actuator or other suitable device. In a preferred design, the actuator mechanism is a winch attached to a point on a rotatable part of the drop-down structure.

I et foretrukket arrangement omfatter nedfellingsstrukturen en del som er roterbart koblet til den faste strukturen på en ytre del av den faste strukturen og arrangeres for å legges sammen innvendig over den faste strukturen. In a preferred arrangement, the fold-down structure comprises a part which is rotatably connected to the fixed structure on an outer part of the fixed structure and is arranged to be folded internally over the fixed structure.

Den foldbare toppdelen kan utgjøre en første del med en roterbar tilkobling til den faste strukturen og en andre del med en roterbar tilkobling til den første delen. Fortrinnsvis er den andre delen roterbart tilkoblet til den første delen på et punkt med en avstand fra den roterbare tilkoblingen av den første delen til den faste strukturen den andre delen roterbart koblet til den første delen på et punkt med en avstand fra den roterende tilkoblingen av den første delen til den faste strukturen. Den andre delen kan være utløsbart koblet til den faste strukturen på et punkt med en avstand fra den roterbare tilkoblingen av den andre delen til den første delen. Fortrinnsvis er det tilkobling av den første delen og den andre delen på et toppunkt på toppstrukturen når den er i oppreist stilling. Forbindelsen mellom den første delen og den andre delen kan danne et festepunkt for kroneblokken og / eller for den toppdrevne boremaskinen i oppreist stilling. Når senket, kan den første delen legges ned rundt eller ved siden av det fastmontert boreutstyret og den andre delen kan bli løst fra den utløsbare forbindelsen og senkes ved siden av den faste strukturen eller oppå den første delen. The foldable top part may constitute a first part with a rotatable connection to the fixed structure and a second part with a rotatable connection to the first part. Preferably, the second part is rotatably connected to the first part at a point at a distance from the rotatable connection of the first part to the fixed structure the second part is rotatably connected to the first part at a point at a distance from the rotary connection of the first part to the fixed structure. The second part may be releasably connected to the fixed structure at a point spaced from the rotatable connection of the second part to the first part. Preferably, there is connection of the first part and the second part at a vertex of the top structure when it is in the upright position. The connection between the first part and the second part can form an attachment point for the crown block and/or for the top-driven drilling machine in the upright position. When lowered, the first part can be laid down around or next to the fixed drilling equipment and the second part can be released from the releasable connection and lowered next to the fixed structure or on top of the first part.

I en særlig foretrukket utforming består den foldbare toppstrukturen av en ramme roterbart tilkoblet i et punkt på første side av fast struktur med en skrå bjelke roterbart koblet til rammen på et annet punkt med en avstand fra det første punktet og den skråstilte bjelken er utløsbart koblet til den faste strukturen på et tredje punkt med en avstand fra det andre punktet og det første punktet. Med denne ordningen, når i oppreist stilling, kan den foldbare toppstrukturen inneholde en generell trekantet form i sett fra siden, med sidene i trekanten som dannes av rammen, den skrå bjelken og en del eller deler av den faste strukturen strukket mellom første punkt og det tredje punktet. Rammen kan være en A-ramme og har helst et tomrom som muliggjør at rammen kan foldes over og rundt deler av det fastmonterte boreutstyret på den faste strukturen. Den skrånende bjelken sklir fortrinnsvis ned en side av den faste strukturen når den foldbare toppstrukturen beveges til foldet stilling. Senkingsoperasjonen kan styres av en vinsj eller girmekanisme arrangert for å løfte rammen fra parkert mot oppreist stilling. I et foretrukket arrangement strekker rammen seg utover det første punktet i en retning bort fra det andre punktet, og senkingsoperasjonen styres av en vinsj festet til rammen på det fjerde punktet på rammen som er plassert en gitt avstand bort fra det første punktet i retning bort fra det andre punktet. In a particularly preferred design, the collapsible top structure consists of a frame rotatably connected at a point on the first side of the fixed structure with an inclined beam rotatably connected to the frame at another point spaced from the first point and the inclined beam is releasably connected to the fixed structure at a third point at a distance from the second point and the first point. With this arrangement, when in the upright position, the collapsible top structure may contain a general triangular shape in side view, with the sides of the triangle formed by the frame, the inclined beam and a part or parts of the fixed structure stretched between the first point and the third point. The frame can be an A-frame and preferably has a void that enables the frame to be folded over and around parts of the permanently mounted drilling equipment on the fixed structure. The inclined beam preferably slides down one side of the fixed structure when the collapsible top structure is moved to the folded position. The lowering operation may be controlled by a winch or gear mechanism arranged to raise the frame from the parked to the upright position. In a preferred arrangement, the frame extends beyond the first point in a direction away from the second point and the lowering operation is controlled by a winch attached to the frame at the fourth point on the frame located a given distance away from the first point in a direction away from the second point.

Den skrånende bjelken kan være en enkelt bjelke. Siden bjelken glir unna langs en side av den faste strukturen blir den ikke hindret av boreutstyr og trenger ikke å passe rundt eller ved siden av utstyret. Men i alternative arrangement kan den skrånende bjelken være flere bjelker som danner en ramme, for eksempel en andre A-ramme som står i mot den første A-rammen som er nevnt ovenfor. Dette kan tillate at begge deler av den øverste strukturen plasseres rundt boreutstyr eller deler av den faste strukturen. I andre alternative arrangement kan den skrånende bjelken skjøtes på andre og tredje punkter på en annen måte, for eksempel med en roterende tilknytning til den faste strukturen på det tredje punktet, og en utløsbar tilkobling til rammen på det andre punktet. Med dette arrangementet kan den skrånende bjelken og / eller rammen legges sammen ned på siden av den faste strukturen i den senkede konfigurasjonen. The inclined beam can be a single beam. Since the beam slides away along one side of the fixed structure, it is not obstructed by drilling equipment and does not need to fit around or next to the equipment. However, in alternative arrangements, the inclined beam may be several beams forming a frame, for example a second A-frame opposed to the first A-frame mentioned above. This may allow both parts of the upper structure to be placed around drilling equipment or parts of the fixed structure. In other alternative arrangements, the inclined beam can be joined at the second and third points in a different way, for example with a rotating connection to the fixed structure at the third point, and a releasable connection to the frame at the second point. With this arrangement, the inclined beam and/or frame can be folded down on the side of the fixed structure in the lowered configuration.

Den foldbare toppstrukturen kan gi en forskyvning av senteret av boreutstyret. Dermed kan festepunktet for kroneblokken og / eller borestreng, som kan være et koblingspunkt av deler av strukturen og / eller et toppunkt av den triangulære formen dannet av strukturen, være forskjøvet fra sentrum av den faste strukturen. Dette eksentrertearrangementet kan med fordel gi mer plass til borekabinen og / eller tilknyttede deler som skal monteres i den faste strukturen ved den sentrale borestrengen. I foretrukne utforminger oppstår det eksentrerte arrangementet fordi deler av den foldbare toppstrukturen (f.eks den første delen og den andre delen, eller tilsvarende ramme og skrå bjelke) har ulike lengder mellom deres festepunkter på fast struktur og der hvor de kobles sammen. Denne ordningen kan bistå senking siden den større lengden på én del kan gi ekstra klaring under senkingsoperasjonen. The collapsible top structure can cause a displacement of the center of the drilling equipment. Thus, the attachment point of the crown block and/or drill string, which may be a connection point of parts of the structure and/or a vertex of the triangular shape formed by the structure, may be offset from the center of the fixed structure. This eccentric arrangement can advantageously provide more space for the drill cabin and/or associated parts to be mounted in the fixed structure at the central drill string. In preferred designs, the eccentric arrangement occurs because parts of the collapsible top structure (e.g. the first part and the second part, or corresponding frame and inclined beam) have different lengths between their attachment points on the fixed structure and where they are connected. This arrangement can assist lowering since the greater length of one part can provide additional clearance during the lowering operation.

Fortrinnsvis gir ikke den foldbare toppstrukturen noen strukturell støtte for rørhåndteringsutstyret og annet fastmontert boreutstyr. Den foldbare toppstrukturen støtter fortrinnsvis vekten av boremaskinen og borestrengen under drift, mens den faste strukturen gir all nødvendig støtte til det fastmonterte boreutstyret. Som et resultat, er det ikke nødvendig med noen frakobling eller bevegelse av det fastmonterte boreutstyret når den foldbare toppstrukturen er flyttet til parkert stilling. Preferably, the collapsible top structure does not provide any structural support for the pipe handling equipment and other fixed drilling equipment. The collapsible top structure preferably supports the weight of the drilling machine and the drill string during operation, while the fixed structure provides all the necessary support for the fixed drilling equipment. As a result, no disconnection or movement of the fixed drilling equipment is required when the collapsible top structure is moved to the parked position.

I en foretrukket utforming, når i oppreist stilling, blir den øverste strukturen brukt til å støtte en eller flere av kroneblokken, boremaskin, vandreblokk, og / eller øvre deler av styreskinnene. Senkingsoperasjonen kan fordre at noen eller alle av de delene som støttes av toppstrukturen må fjernes. I en foretrukket utforming er toppstrukturen arrangert slik at i en senkingsoperasjon forblir kroneblokken koblet til toppstrukturen og beveger seg med den til sammenfoldet stilling. Toppstrukturen kan arrangeres slik at delene under kroneblokken skal fjernes i senkingsoperasjonen. In a preferred design, when in the upright position, the top structure is used to support one or more of the crown block, drill, walking block, and/or upper portions of the guide rails. The lowering operation may require some or all of the parts supported by the top structure to be removed. In a preferred design, the top structure is arranged so that in a lowering operation the crown block remains connected to the top structure and moves with it to the folded position. The top structure can be arranged so that the parts below the crown block are removed in the lowering operation.

Den foldbare toppstrukturen i boretårnet gir et festepunkt for hovedborestrengen når den er i oppreist stilling. Borestrengen strekker seg nedover gjennom boretårnet fra kroneblokken på den øvre delen av toppstrukturen. The collapsible top structure of the derrick provides an attachment point for the main drill string when in the upright position. The drill string extends down through the derrick from the crown block on the upper part of the top structure.

Fortrinnsvis er boretårnet også utstyrt med et eller flere ekstra løftelinjer. Det kan være en ekstra løftelinje for dobbel funksjonalitet, helst to ekstra løftelinjer for trippel funksjonalitet. Øvrige funksjoner for ekstra løftelinjer kan omfatte sikkerhetsventil (Blow Out Preventer - BOP) og stigerørsbygging (riser), foringsrørbygging (casing) og / eller arbeider på "juletreet' (Ventilsett: X-mas tree). Ekstra løftearrangementer kan formes av strukturer som strekker seg bort fra den faste strukturen slik at løftelinjene er utenbords i forhold til den faste strukturen. Alternativt kan det innenfor den faste strukturen utstyres med støttestrukturer for ytterligere løftelinjer. Foringsrørlinje kan plasseres inne i fast struktur. I ett foretrukket arrangement, stikker en struktur utad fra en øvre del av den faste strukturen og danner en støtte for et sekundært løftelinje samt danner et festepunkt for en del av den foldbare toppstrukturen, helst et festepunkt for tilkobling av den skrånende bjelken eller andre deler til den faste strukturen. Preferably, the derrick is also equipped with one or more additional lifting lines. There can be an additional lifting line for double functionality, preferably two additional lifting lines for triple functionality. Other functions for additional lift lines may include safety valve (Blow Out Preventer - BOP) and riser construction (risers), casing construction (casing) and / or working on the "Christmas tree" (Valve set: X-mas tree). Additional lift arrangements can be formed by structures that stretch away from the fixed structure so that the lift lines are outboard of the fixed structure. Alternatively, support structures may be provided within the fixed structure for additional lift lines. Casing line may be placed inside the fixed structure. In one preferred arrangement, a structure projects outward from an upper part of the fixed structure and forms a support for a secondary lifting line as well as forming an attachment point for part of the collapsible top structure, preferably an attachment point for connecting the inclined beam or other parts to the fixed structure.

I en foretrukket utforming utstyres den ekstra løftelinjen med en aktuatormekanisme, som eksempelvis kan være en vinsj, og aktuatormekanismen brukes også til å betjene senkingen av toppstrukturen. In a preferred design, the additional lifting line is equipped with an actuator mechanism, which can for example be a winch, and the actuator mechanism is also used to operate the lowering of the top structure.

Den faste strukturen innbefatter fortrinnsvis et integrert boredekk. Dette gjør at boretårnet danner et boretårn i enhetlig utførelse med et integrert design, hvorpå delene koblet til boredekket og boretårnet designes sammen. I noen foretrukne utforminger er boretårnet et boretårn for et boreskip og den faste strukturen er arrangert for en direkte tilkobling til strukturen av skipet. Konvensjonelt, leveres boredekket som en separat og uavhengig del som kobles til boreskipet (eller annen plattform), med selve tårnet deretter montert på boredekket. Ved å koble en enhetlig boretårn- og boredekkordning direkte på skipet er det mulig å mer effektivt utforme boretårnstrukturen og også å produsere boretårnet og boredekket i større grad i et produksjonsanlegg borte fra skipet heller enn å måtte konstruere boretårn om bord. Boreskipet (eller rigg) kan dermed bygges mye raskere. The fixed structure preferably includes an integrated drill deck. This means that the derrick forms a derrick in uniform design with an integrated design, after which the parts connected to the drilling deck and the derrick are designed together. In some preferred designs, the derrick is a derrick for a drilling ship and the fixed structure is arranged for a direct connection to the structure of the ship. Conventionally, the drilling deck is supplied as a separate and independent part which connects to the drill ship (or other platform), with the derrick itself then mounted on the drilling deck. By connecting a unified derrick and drill deck arrangement directly on the ship, it is possible to more efficiently design the derrick structure and also to manufacture the derrick and the drill deck to a greater extent in a production facility away from the ship rather than having to construct derricks on board. The drilling ship (or rig) can thus be built much faster.

Den faste strukturen kan bygges av bjelker, fortrinnsvis med et tomrom som strekker seg langs midten av strukturen og på tvers av den innvendige bredden. Konvensjonelle fagverksboretårn kan ha avstivere som strekker seg over de indre deler av boretårn, som kan redusere muligheten til å utnytte den interne plassen. The fixed structure may be constructed of beams, preferably with a void extending along the center of the structure and across the inner width. Conventional truss derricks may have braces that span the inner parts of the derrick, which can reduce the ability to utilize the internal space.

I en særlig foretrukket utforming, består den faste strukturen av en generell prismatisk form med et generelt konstant tverrsnitt langs den vertikale utstrekningen av den faste strukturen. Dermed kan tverrsnittet på toppen av den faste strukturen der den foldbare toppstrukturen er montert være den samme som tverrsnittet ved foten av den faste strukturen. Denne konstruksjonen er en fordel siden det skaper større plass inne i strukturen i strukturens fulle høyde. Dette må sammenlignes med konvensjonelle design hvor bredden av strukturen smalner mot toppen av boretårnet. In a particularly preferred design, the fixed structure consists of a generally prismatic shape with a generally constant cross-section along the vertical extent of the fixed structure. Thus, the cross-section at the top of the fixed structure where the foldable top structure is mounted can be the same as the cross-section at the base of the fixed structure. This construction is an advantage as it creates more space inside the structure at the full height of the structure. This must be compared to conventional designs where the width of the structure narrows towards the top of the derrick.

Den prismatiske strukturformen er spesielt fordelaktig når den brukes i kombinasjon med en bjelkekonstruksjon med et tomrom over innvendig bredde av strukturen, ettersom den ekstra plassen skapt av formen er åpen og enkelt kan brukes til ønskelig formål, slik som plassering av utstyr, kjøre løftelinjer for verktøyet, vinsjer og lignende, flytting av borestreng og stigerørseksjoner, plass for gjennomføring av borestrengen og så videre. Også, siden boksprofilen kan være hul kan de vertikale bjelkene med fordel brukes til å holde kabling, rør og lignende, samt fortrinnsvis også en personellheis. The prismatic structural shape is particularly advantageous when used in combination with a beam structure with a void across the internal width of the structure, as the additional space created by the shape is open and can easily be used for desired purposes, such as placing equipment, running tool lift lines , winches and the like, moving the drill string and riser sections, space for passing the drill string and so on. Also, since the box profile can be hollow, the vertical beams can advantageously be used to hold cabling, pipes and the like, and preferably also a personnel lift.

Dette arrangementet anses å være nytt og oppfinnsomt i seg selv. Den åpne strukturen gir økt synlighet for operatøren, og dette i kombinasjon med økt plass for å arbeide, gir økt sikkerhet på boredekket. This arrangement is considered to be new and inventive in itself. The open structure provides increased visibility for the operator, and this, in combination with increased space to work, provides increased safety on the drilling deck.

Derfor, sett fra et andre aspekt gir oppfinnelsen et boretårn for en boremaskin, hvor boretårnet innbefatter en struktur for å støtte boreutstyr, hvor strukturen har en generelt prismatisk form med et generelt konstant tverrsnitt langs den vertikale utstrekningen av strukturen, og hvor strukturen innbefatter støttebjelker rundt de ytre delene av strukturen og et tomrom som strekker seg over den indre bredden av strukturen. Therefore, from another aspect, the invention provides a derrick for a drilling machine, wherein the derrick includes a structure for supporting drilling equipment, wherein the structure has a generally prismatic shape with a generally constant cross-section along the vertical extent of the structure, and wherein the structure includes support beams around the outer parts of the structure and a void extending across the inner width of the structure.

Arrangementet av det andre aspektet kan innlemme noen eller alle funksjonene som beskrives i forhold til det første aspektet og foretrukne utforminger derav. Det andre aspektet kan med fordel brukes uten den foldbare toppstrukturen, for eksempel for bunnfaste offshore plattformer eller for landbaserte boreoperasjoner. Fordelene med økt areal innenfor tårnstrukturen og økt fleksibilitet i installasjon og drift av boreutstyr kan bli realisert med eller uten bruk av en foldbar toppstruktur. The arrangement of the second aspect may incorporate some or all of the features described in relation to the first aspect and preferred embodiments thereof. The second aspect can be advantageously used without the foldable top structure, for example for fixed offshore platforms or for land-based drilling operations. The benefits of increased area within the tower structure and increased flexibility in installation and operation of drilling equipment can be realized with or without the use of a collapsible top structure.

En foretrukket ordning for den generelt prismatiske strukturen har et rektangulært tverrsnitt (for eksempel et kvadratisk tverrsnitt) slik at strukturen er generelt terningformet. Selv om andre tverrsnitt kan ha fordeler anses bruk av et firesidet prisme å gi den beste muligheten for å maksimere innvendig plass og samtidig maksimere plassen for uhindrede åpninger gjennom sidene av strukturen. A preferred arrangement for the generally prismatic structure has a rectangular cross-section (eg a square cross-section) so that the structure is generally cube-shaped. Although other cross-sections may have advantages, the use of a four-sided prism is considered to provide the best opportunity to maximize interior space while maximizing space for unobstructed openings through the sides of the structure.

Hule boksbjelker danner fortrinnsvis de viktigste strukturelle elementer i strukturen og er plassert i den ytre delen av strukturen. Der strukturen har et rektangulært tverrsnitt kan boksprofilene plasseres i hjørnene av rektangelet. I foretrukne utforminger er boksprofilene hule og danner traséer for kabler og / eller rør. Alternativt og helst er også en personellheis installert i en av de hule boksprofilene. Hollow box beams preferably form the most important structural elements of the structure and are placed in the outer part of the structure. Where the structure has a rectangular cross-section, the box profiles can be placed in the corners of the rectangle. In preferred designs, the box profiles are hollow and form routes for cables and/or pipes. Alternatively and preferably, a personnel lift is also installed in one of the hollow box profiles.

Bruken av en prismatisk struktur gir spesielle fordeler når flere løftelinjer er nødvendig, siden støttestrukturer for de ekstra løftelinjene ikke trenger å forlenges særlig langt unna fra innsiden av hovedstrukturen før det er mulig å få tilgang til en fri vertikal linje til dekknivå og / eller "moon pool". The use of a prismatic structure offers special advantages when several lifting lines are required, since support structures for the additional lifting lines do not need to be extended very far from the inside of the main structure before it is possible to access a free vertical line to deck level and / or "moon pool".

I ytterligere aspekter, gir den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for operasjon av et boretårn bestående av første eller andre aspektet eller foretrukne ordning derav som beskrevet ovenfor. In further aspects, the present invention provides a method of operating a derrick comprising the first or second aspect or preferred arrangement thereof as described above.

Fremgangsmåten kan omfatte å legge sammen en foldbar toppstruktur i boretårnet, for eksempel for å tillate passasje av et marint fartøy gjennom en høydebegrenset rute. The method may include adding a collapsible top structure to the derrick, for example to allow the passage of a marine vessel through a height-restricted route.

I foretrukne utforminger, består fremgangsmåten av å senke boremaskinen fra den foldbare toppstrukturen, fortrinnsvis ved hjelp av sine styreskinner. Den boremaskinen kan da sikres over boredekket. Når styreskinnene er til stede, kan fremgangsmåten inkluderer å koble den øvre delen av skinnene, og senke den øvre delen av styreskinnene, helst med styring fra de resterende nedre deler av styreskinnene. De øvre styreskinnene kan da festes og sikres over boremaskinen. In preferred embodiments, the method consists of lowering the drill from the collapsible top structure, preferably by means of its guide rails. The drilling machine can then be secured above the drilling deck. When the guide rails are present, the method may include connecting the upper portion of the rails, and lowering the upper portion of the guide rails, preferably with control from the remaining lower portions of the guide rails. The upper guide rails can then be attached and secured above the drilling machine.

Den foldbare toppstrukturen kan utgjøre en ramme roterbart tilkoblet på et første The collapsible top structure may constitute a frame rotatably connected to a first

punkt til en første side av den faste strukturen med en skrå bjelke roterbart koblet til rammen på et annet punkt med en avstand fra det første punktet og den skrå bjelken utløsbart koblet til den faste strukturen på et tredje punkt med en avstand fra det andre punktet og det første punktet, og hvor fremgangsmåten inkluderer frakobling av den skrå bjelken fra den faste strukturen og rotering av rammen relativt til den faste strukturen for å senke den mot den faste strukturen og skli den skrå bjelken nedover. point to a first side of the fixed structure with an inclined beam rotatably connected to the frame at a second point spaced from the first point and the inclined beam releasably connected to the fixed structure at a third point spaced from the second point and the first point, and wherein the method includes disconnecting the inclined beam from the fixed structure and rotating the frame relative to the fixed structure to lower it against the fixed structure and slide the inclined beam downward.

Med dette arrangementet kan fremgangsmåten omfatte å trinnvis frakoble den skrå bjelken fra den faste strukturen samt rotere rammen relativt til den faste strukturen for å senke den mot den faste strukturen og skli den skrå bjelken nedover. Senkingsoperasjonen kan styres av en vinsj- eller girmekanisme arrangert for å løfte rammen fra parkert mot oppreist stilling. With this arrangement, the method may include stepwise disconnecting the inclined beam from the fixed structure as well as rotating the frame relative to the fixed structure to lower it against the fixed structure and slide the inclined beam downward. The lowering operation may be controlled by a winch or gear mechanism arranged to raise the frame from a parked to an upright position.

I et enda ytterligere aspekt gir oppfinnelsen en fremgangsmåte for fabrikasjon av et boretårn for en boremaskin, der fremgangsmåten innbefatter: framskaffing av en fast struktur for støtte av fastmontert boreutstyr slik som en rørstabler og framskaffing av en foldbar toppstruktur med en oppreist stilling og en sammenfoldet stilling, hvor toppstrukturen når den er i oppreist stilling danner støtte for toppdrive til en boremaskin, og hvor i det minste en del av toppstrukturen er arrangert for å folde rundt og/eller ved siden av det fastmonterte boreutstyret på den faste strukturen slik at når toppstrukturen er i foldet stilling vil høyden av boretårnet bli redusert til høyden av det fastmonterte boreutstyret uten å forstyrre det fastmonterte boreutstyret. In a still further aspect, the invention provides a method of fabricating a derrick for a drilling machine, the method comprising: providing a fixed structure for supporting fixed drilling equipment such as a pipe stacker and providing a collapsible top structure having an upright position and a collapsed position , wherein the top structure when in an upright position provides support for the top drive of a drilling machine, and wherein at least a portion of the top structure is arranged to fold around and/or alongside the fixedly mounted drilling equipment on the fixed structure such that when the top structure is in the folded position, the height of the derrick will be reduced to the height of the fixed drilling equipment without disturbing the fixed drilling equipment.

I enda et ytterligere aspekt gir oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av et boretårn for en boremaskin, der fremgangsmåten innbefatter: framskaffing av en_struktur for støtte av boreutstyr, hvor strukturen har en generelt prismatisk form med et generelt konstant tverrsnitt langs den vertikale utstrekningen av strukturen, og hvor strukturen innbefatter støttebjelker rundt de ytre delene av strukturen og hvor et tomrom strekker seg over den indre bredden av strukturen. In yet another aspect, the invention provides a method for manufacturing a derrick for a drilling machine, the method comprising: providing a structure for supporting drilling equipment, wherein the structure has a generally prismatic shape with a generally constant cross-section along the vertical extent of the structure, and wherein the structure includes support beams around the outer portions of the structure and wherein a void extends across the inner width of the structure.

Foretrukne funksjoner av fremgangsmåter for fremstilling kan være å tilby funksjoner i boretårnapparatet som omtalt ovenfor. Preferred functions of methods of manufacture may be to provide functions in the derrick apparatus as discussed above.

Den foldbare toppstrukturen av oppfinnelsen anses å gi fordeler også når den ikke senkes helt ned til høyden på fastmontert boreutstyr. Derfor, i et annet aspekt gir oppfinnelsen et boretårn for boreoperasjoner, der boretårnet innbefatter: en fast struktur for å støtte fastmontert boreutstyr som rørstabler, og en foldbar toppstruktur som har en oppreist stilling og en sammenfoldet stilling, hvor toppstrukturen i den oppreiste stillingen er for å støtte en toppdrevet boremaskin og den totale høyden når toppstrukturen er i senket stilling er redusert, og den foldbare toppstrukturen er arrangert for å danne en generelt symmetrisk last til den faste strukturen, slik at den kan bli støttet av den faste strukturen i senket stilling uten at den faste strukturen blir belastet med betydelig ekstra bøyemoment. Dette er fordelaktig da man unngår å påføre noen unormale laster på den faste strukturen. Når den er foldet er lasten generelt vertikal og derfor tåler den faste strukturen vekten av den øverste strukturen på lignende måte som den støtter vekten av ufoldet / oppreist toppstruktur. The foldable top structure of the invention is considered to provide advantages even when it is not lowered all the way down to the height of fixed drilling equipment. Therefore, in another aspect, the invention provides a derrick for drilling operations, wherein the derrick includes: a fixed structure for supporting fixed drilling equipment such as pipe stacks, and a collapsible top structure having an upright position and a collapsed position, the top structure in the upright position being for to support a top driven drilling machine and the overall height when the top structure is in the lowered position is reduced, and the collapsible top structure is arranged to form a generally symmetrical load to the fixed structure so that it can be supported by the fixed structure in the lowered position without that the fixed structure is loaded with significant additional bending moment. This is advantageous as it avoids applying any abnormal loads to the fixed structure. When folded, the load is generally vertical and therefore the fixed structure supports the weight of the top structure in a similar way as it supports the weight of the unfolded / upright top structure.

Boretårnet i dette aspektet kan inkludere hvilket som helst av de foretrukne trekk i de andre aspektene og apparater som er beskrevet ovenfor, enten alene eller i kombinasjon. Dermed kan symmetrisk lasting oppnås ved bruk av en generelt trekantet foldbar toppstruktur, fortrinnsvis en struktur hvor en del kan senkes ned over fast struktur og en del er sklidd ned for så å bli støttet på siden av den faste strukturen. The derrick in this aspect may include any of the preferred features of the other aspects and apparatus described above, either alone or in combination. Thus, symmetrical loading can be achieved using a generally triangular collapsible top structure, preferably a structure where a part can be lowered over a fixed structure and a part is slid down to be supported on the side of the fixed structure.

I et annet alternativ aspekt gir oppfinnelsen et boretårn for boreoperasjoner, der boretårnet innbefatter: en fast struktur for å støtte fastmontert boreutstyr som rørstabler, og en foldbar toppstruktur med en oppreist stilling og en sammenfoldet stilling, hvor toppstrukturen i oppreist stilling er for å støtte en toppdrevet boremaskin og hvor den totale høyden når toppstrukturen er i senket stilling er redusert og den øverste strukturen er lagt sammen rundt den faste strukturen slik at den totale høyden på boretårnet er redusert til den omtrentlige høyden på fast struktur. Bruken av en slik foldbar toppstruktur gir en optimal reduksjon i høyden. Siden den foldbare toppstrukturen senkes rundt den faste strukturen er ytterlig høyde lagt til høyden på fast struktur på grunn av toppstruktur i senket stilling minimal. Den senkede strukturen kan plasseres på toppen av den faste strukturen og / eller ved siden av den faste strukturen. Helst består den foldbare toppstrukturen av en første del som ligger oppå den faste strukturen i senket stilling og en andre del som ligger ved siden av den faste strukturen i senket stilling. Disse delene kan tilsvare den første og andre delen og / eller rammen og den skråstilte bjelken beskrevet ovenfor. In another alternative aspect, the invention provides a derrick for drilling operations, wherein the derrick includes: a fixed structure for supporting fixed drilling equipment such as pipe stacks, and a collapsible top structure having an upright position and a collapsed position, the top structure in the upright position being for supporting a top driven drilling machine and where the total height when the top structure is in the lowered position is reduced and the top structure is folded around the fixed structure so that the total height of the derrick is reduced to the approximate height of the fixed structure. The use of such a foldable top structure provides an optimal reduction in height. Since the collapsible top structure is lowered around the fixed structure, additional height added to the height of the fixed structure due to the top structure in the lowered position is minimal. The lowered structure can be placed on top of the fixed structure and/or next to the fixed structure. Preferably, the foldable top structure consists of a first part which lies on top of the fixed structure in a lowered position and a second part which lies next to the fixed structure in a lowered position. These parts may correspond to the first and second parts and/or the frame and the inclined beam described above.

Boretårnet i dette aspektet kan inkludere hvilket som helst av de foretrukne trekk i de andre aspektene og apparater som er beskrevet ovenfor, enten alene eller i kombinasjon. The derrick in this aspect may include any of the preferred features of the other aspects and apparatus described above, either alone or in combination.

Fortrinnsvis består den senkede toppstrukturen av bjelker og arrangeres slik at den senkede strukturen i senket stilling passer rundt og/eller ved den faste strukturen og ikke øker høyden på den faste strukturen med mer enn bredden på bjelkene. Ved bruk av en bjelkekonstruksjon kan den ekstra høyden lagt til høyden på den faste strukturen ved sammenslåing reduseres til profilbredde i senket stilling, selv når den senkede strukturen ligger på toppen av den faste strukturen i senket stilling. Preferably, the lowered top structure consists of beams and is arranged so that the lowered structure in the lowered position fits around and/or next to the fixed structure and does not increase the height of the fixed structure by more than the width of the beams. When using a beam structure, the additional height added to the height of the fixed structure by joining can be reduced to profile width in the lowered position, even when the lowered structure is on top of the fixed structure in the lowered position.

En foretrukket uforming av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i form av eksempler alene og med henvisning til de medfølgende tegninger, der: Figur 1 er et perspektiv av et boretårn og boreutstyr installert på et boreskip og vist fra styrbord side; Figur 2 viser boretårnet av Figur 1 fra babord side; Figur 3 er en snittvisning med de øvre deler av boretårnet unnlatt for å vise boredekk utstyr; Figur 4 er en sidevisning fra styrbord som illustrerer høydene på deler av boretårnet med tilhørende utstyr; Figur 5 viser øvre del av boretårnet i utslått stilling, med toppstrukturen av boretårnet i sin oppreiste konfigurasjon; Figur 6 er et lignende syn og viser deler som fjernes i forberedelsene for sammenslåingsoperasjonen; Figur 7 viser toppstrukturen av boretårnet i en delvis senket stilling; Figur 8 viser helt sammenslått, senket stilling, etter at sammenslåingsoperasjonen er fullført, og Figur 9 er en sidevisning fra styrbord side og illustrerer høyden på toppstrukturen etter at sammenslåing er fullført. A preferred embodiment of the invention will now be described in the form of examples alone and with reference to the accompanying drawings, where: Figure 1 is a perspective of a derrick and drilling equipment installed on a drilling ship and shown from the starboard side; Figure 2 shows the derrick of Figure 1 from the port side; Figure 3 is a sectional view with the upper parts of the derrick omitted to show drill deck equipment; Figure 4 is a side view from starboard illustrating the heights of parts of the derrick with associated equipment; Figure 5 shows the upper part of the derrick in the extended position, with the top structure of the derrick in its upright configuration; Figure 6 is a similar view showing parts removed in preparation for the merging operation; Figure 7 shows the top structure of the derrick in a partially lowered position; Figure 8 shows the fully assembled, lowered position, after the assembly operation is complete, and Figure 9 is a side view from the starboard side illustrating the height of the top structure after assembly is completed.

Boretårnet vist i figurene er designet for montering på en boreskipsvariant slik som Ulsteins X-Bow™ boreskip. Den grunnleggende konstruksjonen kan selvfølgelig enkelt tilpasses for alle boreskip og også for andre mobile borefartøyer som halvt nedfoldbare eller oppjekkbare rigger. Visse trekk ved tårnet på den foretrukne utforming kan også gi fordeler når det brukes til faste boreplattformer og lignende, samt for landbasert boring. The derrick shown in the figures is designed for installation on a drillship variant such as Ulstein's X-Bow™ drillship. The basic construction can of course be easily adapted for all drilling vessels and also for other mobile drilling vessels such as semi-foldable or jack-up rigs. Certain features of the derrick of the preferred design may also provide advantages when used for fixed drilling platforms and the like, as well as for land-based drilling.

Konstruksjonen innbefatter to hoveddeler: The construction includes two main parts:

1) Boretårnstrukturen, i utstrekning fra 2 meter over boredekket, med en "foldbar toppstruktur" for passering under broer og andre hindringer, og 2) Boredekket med understruktur, med grensesnitt til skipet på hoveddekknivå og posisjonering av alt tilhørende utstyr for stigerørstramming , ledeskiver for MUX-kabel, skiver for hydraulikk- og forsterkerlinje for oppkobling mot marine stigerør. Avledersystemet og slamreturen vil også være en del av understrukturen. 1) The derrick structure, extending from 2 meters above the drilling deck, with a "collapsible top structure" for passing under bridges and other obstructions, and 2) The drilling deck with substructure, with interface to the ship at main deck level and positioning of all associated equipment for riser tightening, baffles for MUX cable, washers for hydraulic and amplifier line for connection to marine risers. The diverter system and the sludge return will also be part of the substructure.

Boreutstyr av den typen som leveres av National Oilwell Varco (NOV) i Norge har vært brukt i foretrukket utforming, selv om det vil bli verdsatt at boretårnet kan kunne utnytte ethvert annet egnet boreutstyr. Utformingen av boretårnet gir stor fleksibilitet og plass for installasjon av boreutstyr og trenger ikke spesialdesignet boreutstyr. I denne foretrukne utforming er utstyret listet nedenfor basert på konvensjonelt boreutstyr som leveres av NOV: Drilling equipment of the type supplied by National Oilwell Varco (NOV) in Norway has been used in preferred design, although it will be appreciated that the derrick can utilize any other suitable drilling equipment. The design of the derrick provides great flexibility and space for installing drilling equipment and does not require specially designed drilling equipment. In this preferred design, the equipment listed below is based on conventional drilling equipment supplied by NOV:

• Løftevinsj for bygging av foringsrør (casing) • Lifting winch for casing construction

• Hovedvinsj for boring • Main winch for drilling

• Trommel for borevaier • Drum for drill guides

• Stigerørsstrammere (riser tensioning) • Riser tensioners (riser tensioning)

• Vaierskiver for stigerørsstrammere • Pulleys for riser tensioners

• Strekkring for stramming av stigerør • Tension ring for tightening risers

• Avleder, med stigerørsarrangement • Diverter, with riser arrangement

• Rotasjonsbord • Rotary table

• Dødlinjeanker • Dead line anchor

• Musehull med automatisert bygging av borerørsseksjoner • Mousehole with automated construction of drill pipe sections

• Hevet reserve-tang • Raised spare pliers

• Service og tilkomstkurv • Service and access basket

• Føringsarm for rørstabling • Guide arm for pipe stacking

• "Hydratong" rørtang • "Hydratong" pipe pliers

• Hjelpevinsjer og mannløftevinsjer • Auxiliary winches and man lifting winches

• "Hydraracker" rørstablemaskin (med styreskinner og parkeringslås • "Hydraracker" pipe stacker (with guide rails and parking lock

• Fingerbord • Fingerboard

• Boremaskin med føringssystem • Drilling machine with guide system

• Vandreblokk • Walking block

• Kroneblokk , med styringsskiver for vaier • Crown block, with guide discs for cables

Naturligvis er plasseringen av diverse utstyr styrt av boretårnets design, men fortrinnsmessig kan utstyrets design og sammenkoblinger mellom boreutstyret være konvensjonell. Som en konsekvens er det ikke behov for omfattende omskolering av driftspersonell. Flere detaljer av boreutstyr som brukes i dette eksemplet på utforming er gitt nedenfor. Naturally, the location of various equipment is governed by the design of the derrick, but advantageously the design of the equipment and interconnections between the drilling equipment can be conventional. As a consequence, there is no need for extensive retraining of operating personnel. More details of drilling equipment used in this example design are given below.

Som kan sees fra figurene, er boretårnet en firbent boksprofilstruktur. As can be seen from the figures, the derrick is a four-legged box profile structure.

Hovedstrukturen er en videreføring av boredekk og understruktur, som passer rett på skipets hoveddekk nedenfor. Dette medvirker til den strukturelle styrken på boretårnet og vil gjøre at det ser ut som en integrert del av boreskipet. Boredekket med understruktur og boretårnet er konstruert for å bli bygget som en komplett og ferdigstilt enhet. The main structure is a continuation of the drilling deck and substructure, which fits directly onto the ship's main deck below. This contributes to the structural strength of the derrick and will make it look like an integral part of the drilling vessel. The drill deck with substructure and derrick are designed to be built as a complete and finished unit.

Figur 1 og 2 viser styrbord og babord side av tårnet i perspektiv. Pilen merket FWD angir skipets retning forover. I figur 1 vises hovedutstyret som følger. Hovedløftelinjen langs boresenter strekker seg nedover fra den øvre delen av den foldbare toppstrukturen. Den foldbare toppstrukturen innbefatter en skrånende A-ramme 2 og en skråstilt glidende bjelke 4. Drift av den foldbare toppstrukturen er forklart nedenfor med henvisning til figurene 5 til 9. Den øverste konstruksjonen støtter ventilasjonsrør for degasser 6, kroneblokk og tilkomstplattform 8. boremaskin og vandreblokk 10 henger fra toppstrukturen sammen med den øvre delen av styreskinnene 12. Figures 1 and 2 show the starboard and port side of the tower in perspective. The arrow labeled FWD indicates the forward direction of the ship. Figure 1 shows the main equipment as follows. The main lift line along the bore center extends downward from the upper part of the collapsible top structure. The collapsible top structure includes an inclined A-frame 2 and an inclined sliding beam 4. Operation of the collapsible top structure is explained below with reference to Figures 5 to 9. The top structure supports degassing vent pipe 6, crown block and access platform 8. drilling machine and walking block 10 hangs from the top structure together with the upper part of the guide rails 12.

Boretårneksempelet er utstyrt med standard og utprøvde boreutstyr. Hovedfunksjonen er en toppdrevet boremaskin med kapasitet på 1250 tonn, styrt av en hiv kompensert vinsj 24 plassert på en plattform i den nedre delen av tårnstrukturen. For håndtering av borerør er boretårnet utstyrt med en NOV "Hydraracker" stablemaskin som kan håndtere 135 fot borerør (3 x 45 fot). Den øvre styrebanen 14 for rørhåndteringsarmene 16 til "Hydraracker" befinner seg på toppen av den firkantede boksrammen, der den firkantede boksrammen stopper og hvor den foldbare toppstrukturen begynner. Dette er en viktig funksjon siden høyden på den øvre styrebanen 14 og tilhørende deler setter maksimal høyde for visse operasjoner og det i boretårnet er de øverste delene som krever omfattende kalibrering og justering. Som forklart nedenfor, kan den foldbare toppstrukturen slås sammen ned til under denne høyden. Dette resulterer i et optimal senket arrangement, ettersom det ikke er nødvendig å demontere boretårnets kompliserte og justerte deler, mens den totale høyden av boretårnet fortsatt kan reduseres helt ned til høyden på fastmontert boreutstyr. The derrick example is equipped with standard and proven drilling equipment. The main function is a top-drive drilling machine with a capacity of 1250 tonnes, controlled by a heave compensated winch 24 located on a platform in the lower part of the tower structure. For handling drill pipe, the derrick is equipped with a NOV "Hydraracker" stacker that can handle 135 feet of drill pipe (3 x 45 feet). The upper guide path 14 for the pipe handling arms 16 of the "Hydraracker" is located on top of the square box frame, where the square box frame stops and where the collapsible top structure begins. This is an important function since the height of the upper guideway 14 and associated parts set the maximum height for certain operations and it is in the derrick that the uppermost parts require extensive calibration and adjustment. As explained below, the collapsible top structure can be collapsed below this height. This results in an optimal lowered arrangement, as there is no need to dismantle the derrick's complicated and adjusted parts, while the overall height of the derrick can still be reduced all the way down to the height of permanently mounted drilling equipment.

Fingerbord 18 for stabling av borerør og foringsrør er plassert 15,7 og 33 meter over boredekket. Som vist i figur 2, er hjelpevinsjer og mannløftevinsjer 20 plassert på en plattform på motsatt side av øvre fingerbord 18. Den hule boksstrukturen som danner boretårnets ben muliggjør integrasjon av en heis 22 inne i et av bena, sammen med rør og kabler inne i bena. Finger table 18 for stacking drill pipe and casing is located 15.7 and 33 meters above the drill deck. As shown in Figure 2, auxiliary winches and man lift winches 20 are located on a platform opposite the upper fingerboard 18. The hollow box structure forming the legs of the derrick allows for the integration of an elevator 22 inside one of the legs, along with pipes and cables inside the legs .

I bunnen av boretårnet, under boredekk, er stigerørsstrammere 26 montert. På en plattform 28 over stigerørsstrammerne 26 er dødlinjeanker og drillvaietrrommelen plassert. At the bottom of the derrick, under the drill deck, riser tensioners 26 are mounted. On a platform 28 above the riser tensioners 26, the deadline anchor and the drill wire drum are placed.

Boretårnet er designet med tre løftelinjer. I tillegg til hovedlinjen i boresentrum, har boretårnet en sekundær løftelinje 30 i den forreste enden som kan håndtere sikkerhetsventiler (BOP) 32 og stigerørbygging og en tertiær løftelinje 34 på den bakre delen for bygging av foringsrør og arbeider på juletreet. Fra den sekundære løftelinjen 30 kan BOP 32 og stigerørsdeler senkes ned i "moonpool" og videre flyttes inn til hovedborelinjen ved hjelp av en skinnebasert vogn. Den tertiære løftelinjen 34 inkluderer en vinsj 36 som med fordel også kan brukes under folding av toppstrukturen, som forklart nedenfor. The derrick is designed with three lifting lines. In addition to the main line in the drill center, the derrick has a secondary lift line 30 at the front end that can handle safety valves (BOP) 32 and riser construction and a tertiary lift line 34 at the rear for casing construction and Christmas tree work. From the secondary lifting line 30, the BOP 32 and riser parts can be lowered into the "moonpool" and further moved into the main drilling line using a rail-based carriage. The tertiary lifting line 34 includes a winch 36 which can advantageously also be used during folding of the top structure, as explained below.

Figur 3 viser boredekket i detalj i snittvisning. Boredekket inkluderer utstyr som rørtang og forhøyet hjelpetang 38, den nedre styrearmen for rørstableren 40 og en skinnemontert tilkomstkurv 42. Borekabin 44 er forhøyet og støttes av boretårnstrukturen. Dette gir en bedre oversikt for operatørene og plassen under kan utnyttes til utstyr. Boredekket vil også utstyres med et automatisert system 46 for bygging av borerørsseksjoner Stigerørsstrammerne 26 støttes av understrukturen utenfor boredekket. Figure 3 shows the drill deck in detail in a sectional view. The drill deck includes equipment such as pipe tongs and elevated auxiliary tongs 38, the lower control arm for the pipe stacker 40 and a rail-mounted access basket 42. Drill cabin 44 is elevated and supported by the derrick structure. This provides a better overview for the operators and the space below can be utilized for equipment. The drilling deck will also be equipped with an automated system 46 for building drill pipe sections. The riser tensioners 26 are supported by the substructure outside the drilling deck.

Snittvisningen av Figur 3 viser også et tverrsnitt av de fire hule boksbjelkene som danner boretårnets hovedstruktur. Personellheisen 22 vises i det fremre styrbord profilet. Dimensjonene på boretårnets boksstruktur er som følger. De aktre bena 48 har en dybde på 1,4 meter og en bredde på 2,8 meter. De fremre bena 50 har en dybde på 2,1 meter og en bredde på 2,8 meter. Bena 48, 50 er posisjonert for å matche rammene av skipet, slik at beina 48, 50 kan kobles direkte til skipets hovedstruktur. Bjelkene for den skrånende A-rammen 2 og den glidende bjelke 4 i toppstrukturen har dimensjoner på 1,4 x 1,4 meter. I tillegg til hovedstålet, omfatter boretårnstrukturen også avstivere og vindvegger. The cross-sectional view of Figure 3 also shows a cross-section of the four hollow box beams that form the derrick's main structure. The personnel lift 22 is shown in the forward starboard profile. The dimensions of the derrick's box structure are as follows. The aft legs 48 have a depth of 1.4 meters and a width of 2.8 meters. The front legs 50 have a depth of 2.1 meters and a width of 2.8 meters. The legs 48, 50 are positioned to match the frames of the ship, so that the legs 48, 50 can be connected directly to the main structure of the ship. The beams for the inclined A-frame 2 and the sliding beam 4 in the top structure have dimensions of 1.4 x 1.4 meters. In addition to the main steel, the derrick structure also includes braces and wind walls.

Boredekket er 19.6 x 21.0 meter i denne foretrukne utformingen. Den tilgjengelige plassen på boredekk er stor ettersom bredden av de øvre delene av tårnet innebærer at vinsjer og annet utstyr kan plasseres høyere i boretårnets struktur i stedet for på boredekket. Å frigjøre plass på boredekket på denne måten gir større fleksibilitet for plassering av boreutstyr, gir større plass for lagring og så videre. The drilling deck is 19.6 x 21.0 meters in this preferred design. The available space on the derrick is large as the width of the upper parts of the derrick means that winches and other equipment can be placed higher in the derrick structure rather than on the derrick. Freeing up space on the drilling deck in this way provides greater flexibility for positioning drilling equipment, provides more space for storage and so on.

Tårnet kan settes sammen og ferdigstilles borte fra boreskipet (eller annen monterings plattform) og deretter installeres på boreskipet meget enkelt ved sveising av boretårnets struktur til skipets struktur og gjøre elektriske og andre forbindelser (f.eks slamtilkoblinger). Dette betyr at det sammenstilte boretårnet kan testes uavhengig av skipet og dermed minimere testing om bord på skipet. Det samme gjelder for boreutstyr, som kan monteres i tårnet før tårnet er installert. The derrick can be assembled and completed away from the rig (or other assembly platform) and then installed on the rig very simply by welding the rig's structure to the ship's structure and making electrical and other connections (e.g. mud connections). This means that the assembled derrick can be tested independently of the ship and thus minimize testing on board the ship. The same applies to drilling equipment, which can be installed in the tower before the tower is installed.

En av de viktigste funksjonene for boretårnet er evnen til å legge ned den øvre delen for å passere under broene som Bosporus-broen for å operere i Svartehavet og Bridge of the Americas for å traversere Panamakanalen. One of the most important functions of the derrick is the ability to lower the upper part to pass under the bridges such as the Bosphorus Bridge to operate in the Black Sea and the Bridge of the Americas to traverse the Panama Canal.

Den maksimale tillatte høyden fra vannlinjen for trygg passasje under Bosporus-broen ved høyvann er 58 meter. Fartøy under denne høyden kan passere fritt under broen. Fartøy for høyder på opptil 62 meter kan passere under broen med spesielle arrangementer og forsiktighetsregler. Andre lignende broer har lignende restriksjoner. The maximum permitted height from the waterline for safe passage under the Bosphorus Bridge at high tide is 58 meters. Vessels below this height can pass freely under the bridge. Vessels for heights up to 62 meters can pass under the bridge with special arrangements and precautions. Other similar bridges have similar restrictions.

Den høyeste fastmonterte delen av boretårnet er toppen av Hydraracker ved den øvre styreskinnen 14. Den øverste konstruksjonen er senket ned til en høyde litt under "Hydraracker" som forklart nedenfor. Med skipets hoveddekk 6,2 meter over vannlinjen (maksimum dybde på skip), skal den høyeste fastmonterte delen av boretårnet være 60,1 meter over vannlinjen. Derfor, avhengig av dypgang og tidevann kan skipet passere Bosporusbroen. Det vil også lett passere andre broer som Bridge of the Americas og Suezkanal Bridge. The highest fixed part of the derrick is the top of the Hydraracker at the upper guide rail 14. The top structure is lowered to a height slightly below the "Hydraracker" as explained below. With the ship's main deck 6.2 meters above the waterline (maximum depth on a ship), the highest fixed part of the derrick must be 60.1 meters above the waterline. Therefore, depending on the draft and tide, the ship can pass the Bosphorus Bridge. It will also easily pass other bridges such as the Bridge of the Americas and the Suez Canal Bridge.

Detaljer av høydene i de ulike deler av boretårnet er illustrert i figur 4. Disse eksempelhøydene er basert på installasjon av det eksemplariske boretårnet på et Ulstein X-Bow™ boreskip. Når fullt oppreist, er toppen av boretårnet ved maksimal høyde A, som er 76 meter fra skipsdekkets nivå. Toppen av rørstableren 16 er i en høyde B på 53.9 meter. Det øvre fingerbord 18 er i en høyde C 33 meter over boredekket (39,4 meter over dekk nivå) og det nedre fingerbord 18 er i en høyde D på 15,7 meter over boredekket (22,1 meter over dekk nivå). Hovedvinsj og dødlinjeanker er på en høyde E, 13,4 meter over dekk nivå og boredekket er på F, 6,4 meter over dekk. Hoveddekket, markert som høyde G er datumpunkt for høydene over og ligger 6,2 meter fra vannlinjehøyden H på maksimum dypgang. Details of the heights in the various parts of the derrick are illustrated in Figure 4. These example heights are based on the installation of the exemplary derrick on an Ulstein X-Bow™ drillship. When fully erect, the top of the derrick is at maximum height A, which is 76 meters from the ship's deck level. The top of the pipe stacker 16 is at a height B of 53.9 metres. The upper fingerboard 18 is at a height C 33 meters above the drilling deck (39.4 meters above deck level) and the lower fingerboard 18 is at a height D of 15.7 meters above the drilling deck (22.1 meters above deck level). The main winch and deadline anchor are at a height E, 13.4 meters above deck level and the drilling deck is at F, 6.4 meters above deck. The main deck, marked as height G is the datum point for the heights above and is 6.2 meters from the waterline height H at maximum draft.

Den maksimale tillatte totale høyde til fri passasje ved Bosphorus-broen er merket som M, og er 58 meter fra vannlinjen som nevnt ovenfor. The maximum allowable overall height for free passage at the Bosphorus Bridge is marked as M, and is 58 meters from the waterline as mentioned above.

Nedlegging av toppstrukturen vil nå bli forklart med henvisning til Figurene 5 til 9. Ved å legge ned toppen for å tillate passasje gjennom skipsruter med høyderestriksjoner gir boretårnet betydelige fordeler sammenlignet med konvensjonelle skipsbårne boretårn. Typiske kjente tårn kan behøve en måned i havn for å demontere og senere remontere strukturen av boretårnet, og ytterligere tid vil være nødvendig etter ombygging for å kjøre i gang utstyret, kanskje tre eller fire uker. Derav kan total tid tapt ved bruk av konvensjonelle boretårn nærme seg 3 måneder. Med den foldbare toppstrukturen som er beskrevet her blir det ingen langvarig demontering eller remontering og senking kan skje på sjøen hvis det er nødvendig. Senkeoperasjonen kan gjennomføres på 2 eller 3 dager, til sjøs, og etter at strukturen er gjenreist er igangkjøringstiden minimal ettersom igangkjøring av utstyr, inkludert rørstableren ikke forstyrres av nedlegging og demontering av komplekst justerte og kalibrerte deler av boremaskinen ikke er nødvendig. Lowering the top structure will now be explained with reference to Figures 5 to 9. By lowering the top to allow passage through ship routes with height restrictions, the derrick offers significant advantages compared to conventional shipborne derricks. Typical known derricks may need a month in port to dismantle and later refit the structure of the derrick, and further time will be required after conversion to run the equipment, perhaps three or four weeks. Hence, total time lost when using conventional derricks can approach 3 months. With the collapsible top structure described here, there is no lengthy disassembly or reassembly and lowering can be done at sea if necessary. The sinking operation can be carried out in 2 or 3 days, at sea, and after the structure is re-erected, the commissioning time is minimal as the commissioning of equipment, including the pipe stacker is not disturbed by the shutdown and dismantling of complex aligned and calibrated parts of the drilling machine is not necessary.

Den sammenslåbare toppstrukturen innbefatter en A-ramme 2 på den bakre delen og den skråstilte glidende bjelken 4 ved fronten. A-rammen 2 er festet til tårnstrukturen med hengslede forbindelser 52 på hver side. A-ramme 2 og den glidende bjelken 4 er hengslet på toppen, i nærheten av kroneblokken 8, mens den glidende bjelken 4 er festet til strukturen nedenfor med en avtakbar låsepinne på en låsepinnekobling 54. Låsepinnekoblingens 54 struktur i tilknytning til låsepinnen har en styrende mekanisme som for eksempel en rull eller et tannstangsarrangement for senking av den glidende bjelken 4. The collapsible top structure includes an A-frame 2 at the rear and the inclined sliding beam 4 at the front. The A-frame 2 is attached to the tower structure with hinged connections 52 on each side. A-frame 2 and the sliding beam 4 are hinged at the top, near the crown block 8, while the sliding beam 4 is attached to the structure below with a removable locking pin on a locking pin coupling 54. The locking pin coupling 54 structure adjacent to the locking pin has a guiding mechanism such as a roller or rack arrangement for lowering the sliding beam 4.

Før toppstrukturen legges ned fjernes boremaskinen 10 og den øvre delen av styreskinnen 12. Figur 6 viser de fjernede delene som angitt av pilene X. Låsebolten fjernes også fra låsepinnekoblingen 54. Boremaskinen 10 og vandreblokken senkes ned mot boredekket til en parkert stilling der de blir sikret. Borelinjen blir deretter koblet fra og fjernet. Den øvre delen av styreskinnen 12, med støttestruktur, kan deretter kobles fra og senkes til en parkert stilling ovenfor boremaskinen 10, ved bruk av boretårnets hjelpevinsjer. Den øvre delen av styreskinnen 12 vil bli ledet inn på den nedre delen av styreskinnen 12 for å sikre operasjonen. Kroneblokken 8 og styreskivene kan bli i posisjon på den øvre tilkomstplattformen. Before the top structure is laid down, the drilling machine 10 and the upper part of the guide rail 12 are removed. Figure 6 shows the removed parts as indicated by the arrows X. The locking bolt is also removed from the locking pin coupling 54. The drilling machine 10 and the traveling block are lowered towards the drilling deck to a parked position where they are secured . The drill line is then disconnected and removed. The upper part of the guide rail 12, with support structure, can then be disconnected and lowered to a parked position above the drilling machine 10, using the derrick's auxiliary winches. The upper part of the guide rail 12 will be guided onto the lower part of the guide rail 12 to ensure the operation. The crown block 8 and the guide discs can be left in position on the upper access platform.

Vinsjen 36 for bygging av foringsrør i akterenden av boretårnet brukes til å senke og løfte boretårnets toppstruktur. Vinsjen 36 har en løftekapasitet på 350 tonn, mens håndtering av toppstrukturen krever omtrent 125 tonns løftekapasitet. The casing winch 36 at the aft end of the derrick is used to lower and raise the derrick top structure. The winch 36 has a lifting capacity of 350 tonnes, while handling the top structure requires approximately 125 tonnes of lifting capacity.

Etter at vinsjvaieren er festet og sikret til akterenden av A-rammen 2 kan låsepinnen på den glidende bjelken 4 fjernes, og nedlegging av toppstrukturen kan starte. Når A-ramme 2 når den horisontale parkerte stillingen vil den hvile på krybber 56 på babord og styrbord side av strukturen. After the winch cable is attached and secured to the aft end of the A-frame 2, the locking pin on the sliding beam 4 can be removed, and the laying down of the top structure can begin. When A-frame 2 reaches the horizontal parked position it will rest on cribs 56 on the port and starboard sides of the structure.

Den glidende bjelken 4 vil gli gjennom styringsmekanismen og vertikalt ned langs tårnstrukturen til A-ramme 2 når støttekrybbene 56. Når nedleggingsoperasjonen er fullført er den glidende bjelke 4 festet til skipets dekk eller til boretårnets hovedstruktur, for eksempel med vaiere. The sliding beam 4 will slide through the steering mechanism and vertically down the tower structure of A-frame 2 when the support cribs 56 are reached. When the lay-down operation is complete, the sliding beam 4 is attached to the ship's deck or to the derrick's main structure, for example by cables.

Den fullt nedfelte konfigurasjonen er vist i Figur 8 og også i fra siden på figur 9. Fra The fully collapsed configuration is shown in Figure 8 and also in the from side of Figure 9. From

Figur 9 det kan tydelig sees at på grunn av utformingen av den nedfelte strukturen er den maksimale høyden av boretårnet etter nedfelling satt av høyden på de øvre delene av rørstableren 14 og ikke av de strukturelle delene på boretårnet. A-rammen 2, som fortsatt holder kroneblokken 8 er lagt flatt og ligger under høyden av rørstableren 14. Siden den glidende bjelken 4 er stuet utenfor boretårnstrukturen i senket konfigurasjon, forstyrrer den ikke og krever heller ikke demontering av det viktigste boreutstyret. Under den nedfelte strukturen forblir de nedre delene av styreskinnene 12 og annet boreutstyr intakt, og det er ikke behov for demontering av disse delene. Også etter nedfelling er det mulig å bruke løftemulighetene gitt av den sekundære løftelinjen 30 og den tertiære løftelinjen 34, om nødvendig. Figure 9 it can be clearly seen that due to the design of the collapsed structure, the maximum height of the derrick after collapse is set by the height of the upper parts of the pipe stacker 14 and not by the structural parts of the derrick. The A-frame 2, which still holds the crown block 8, is laid flat and lies below the height of the pipe stacker 14. Since the sliding beam 4 is stowed outside the derrick structure in a lowered configuration, it does not interfere with, nor does it require disassembly of, the main drilling equipment. Underneath the lowered structure, the lower parts of the guide rails 12 and other drilling equipment remain intact, and there is no need to dismantle these parts. Even after folding down, it is possible to use the lifting possibilities provided by the secondary lifting line 30 and the tertiary lifting line 34, if necessary.

For reinstallasjon av toppstrukturen vil prosessen beskrevet ovenfor bli reversert, med vinsjen 36 som brukes til å løfte A-rammen 2 og den glidende bjelken 4 tilbake på plass. Når låsebolten settes inn i låsepinne koblingen 54 kan boremaskinen og øvre del av styreskinnen 12 igjen sammenstilles og boremaskinen kan gjøres klar til bruk i løpet av kort tid. For reinstallation of the top structure, the process described above will be reversed, with the winch 36 used to lift the A-frame 2 and the sliding beam 4 back into place. When the locking bolt is inserted into the locking pin coupling 54, the drilling machine and the upper part of the guide rail 12 can be assembled again and the drilling machine can be made ready for use within a short time.

I en typisk anvendelse, er boretårnet installert på et boreskip for dypvannsboring (12 000 fot vanndybde), med en borelinjeløftekapasitet på 1250 tonn. Som et eksempel kan egenskapene til boretårnet og boreskipet bli som følger: • Den sekundære løftelinjen (for BOP) har en kapasitet på 750 tonn. Kapasitet for bygging av foringsrør er 350 tonn. In a typical application, the derrick is installed on a drillship for deep water drilling (12,000 feet water depth), with a drill line lifting capacity of 1,250 tons. As an example, the characteristics of the derrick and the drillship can be as follows: • The secondary lifting line (for the BOP) has a capacity of 750 tonnes. Capacity for construction of casing is 350 tonnes.

• Samtidig boring og bygging av 20" foringsrør. • Simultaneous drilling and construction of 20" casing.

• Bygging av stigerør er separert fra rotasjonsbordssenter. • Riser construction is separated from rotary table center.

• Kapasitet for operasjon med 1075 tonn i rørstableområdet på boredekket. • Capacity for operation with 1,075 tonnes in the pipe stack area on the drilling deck.

• Hiv-kompensert vinsj for boreoperasjoner. • Hiv-compensated winch for drilling operations.

• Boretårnet kan håndtere sammensatte borerør på opptil 135 fots lengde, like mye som et standard 210 fots boretårn. • Designet med sammenfellbar toppstruktur gjør at høyden på boretårnet raskt kan reduseres til samme høyde som "Hydraracker" rørstabler. • Når toppen er lagt ned kan boreskipet passere under broene i Bosporus, Panamakanalen and Suezkanalen. • Designet er robust og enkelt og krever minimalt vedlikehold og inspeksjon gjennom dets levetid, sammenlignet med et konvensjonelt fagverksboretårn. • Vekten av stålstrukturen er lik eller mindre enn vekten av en konvensjonell fagverksstruktur. • Overensstemmelse med alle internasjonale regler, bestemmelser og betingelser for boreskip. • The derrick can handle composite drill pipe up to 135 feet in length, as much as a standard 210-foot derrick. • The design with collapsible top structure means that the height of the derrick can be quickly reduced to the same height as "Hydraracker" pipe stacks. • When the top is down, the drilling ship can pass under the bridges in the Bosphorus, the Panama Canal and the Suez Canal. • The design is robust and simple and requires minimal maintenance and inspection throughout its life compared to a conventional truss derrick. • The weight of the steel structure is equal to or less than the weight of a conventional truss structure. • Compliance with all international rules, regulations and conditions for drilling vessels.

• Personellheis installert i et av boretårnets ben. • Personnel lift installed in one of the derrick's legs.

• En undersjøisk sikkerhetsventil (18 3/4", 15.000 psi), med stigerørseksjoner på 21" diameter og 75' lengde. • A subsea safety valve (18 3/4", 15,000 psi), with riser sections of 21" diameter and 75' length.

Under boring vil det være mulig å gjennomføre følgende operasjoner samtidig ved bruk av de tre løftelinjene: 1. Bygging av stigerør og testing av sikkerhetsventil (BOP) på den fremre delen av boretårnet (løftekapasitet 750 tonn). 2. Bygging av foringsrør på den bakre delen av boretårnet (løftkapasitet 350 tonn). During drilling, it will be possible to carry out the following operations simultaneously using the three lifting lines: 1. Construction of risers and testing of the safety valve (BOP) on the front part of the derrick (lifting capacity 750 tonnes). 2. Construction of casing on the rear part of the derrick (lifting capacity 350 tonnes).

3. Boreoperasjoner med hovedløftelinjen. 3. Drilling operations with the main lift line.

Tabellen nedenfor angir ytterligere detaljer om hovedboreutstyr som brukes i eksempel-boretårnarrangementet: The table below sets out further details of the main drilling equipment used in the example derrick arrangement:

Som nevnt ovenfor, er en personellheis 22 installert inne i fremre styrbord ben for tilgang til de nivåene der maskiner som trenger ettersyn ligger. Strømkabler, trykkluft, hydraulikkrør og høytrykk mud ligger i de aktre benene, og brukes blant annet til å forsyne boremaskinen gjennom den fleksible slangen. Boretårnets ben vil ikke ha like tverrsnitt, ettersom heisen vil kreve et større tverrsnitt enn de andre bena, og benets design er optimalisert for styrke. As mentioned above, a personnel lift 22 is installed inside the forward starboard leg for access to the levels where machines in need of maintenance are located. Power cables, compressed air, hydraulic pipes and high-pressure mud are located in the stern legs, and are used, among other things, to supply the drilling machine through the flexible hose. The derrick's legs will not have the same cross-section, as the lift will require a larger cross-section than the other legs, and the leg's design is optimized for strength.

Personellheisen vil overholde følgende normer og direktiver: The personnel lift will comply with the following norms and directives:

• EN81: 1 - A2 (europeisk heisdirektiv) • EN81: 1 - A2 (European Lift Directive)

• DNV regler for sertifisering av heiser (1987) • DNV rules for certification of lifts (1987)

• ATEX direktivet (94/9/EC) • ATEX directive (94/9/EC)

• EN 13463 (mekanisk EX beskyttelse) • EN 13463 (mechanical EX protection)

Siden personellheisen er plassert inne i et av bena krever den ikke noen ekstra værbeskyttelse. Minimumskravene til heissjaktens størrelse (innvendig fri åpning i boretårnets ben) er 1726 x 1590 mm. Heisen vil ha stopp på seks steder: Skipets hoveddekk, boredekk, plattform for dødlinjeanker, nedre fingerbord, øvre fingerbord og et stopp nær den øverste fastmonterte delen av boretårnet. Since the personnel lift is located inside one of the legs, it does not require any additional weather protection. The minimum requirements for the lift shaft size (internal free opening in the derrick legs) is 1726 x 1590 mm. The lift will have stops at six locations: the ship's main deck, drilling deck, deadline anchor platform, lower fingerboard, upper fingerboard and a stop near the top fixed part of the derrick.

Det vil bli verdsatt at ulike alternativer og modifikasjoner er mulig mens man forblir innenfor oppfinnelsens formål som definert i kravene. I mulige alternative utføringsformer kan det i stedet for å bruke vinsjen 36 for bygging av foringsrør for å støtte den foldbare toppstrukturen brukes en egen vinsj eller en tannstangsinnretning. Den fremre og bakre plasseringen av de sekundære og tertiære løftelinjene kan reverseres. For bunnfaste plattformer og landbaserte operasjoner kan boretårnet bygges med en fast toppstruktur, dvs. uten den senkede toppstrukturen, samtidig som det gir fordeler på grunn av form og design av andre aspekter ved tårnet. It will be appreciated that various alternatives and modifications are possible while remaining within the scope of the invention as defined in the claims. In possible alternative embodiments, instead of using the casing construction winch 36 to support the collapsible top structure, a separate winch or rack device may be used. The anterior and posterior placement of the secondary and tertiary lift lines can be reversed. For bottom-fixed platforms and land-based operations, the derrick can be built with a fixed top structure, i.e. without the sunken top structure, while providing shape and design advantages to other aspects of the derrick.

Claims

1. A derrick for a drilling machine, wherein the derrick includes a structure for supporting drilling equipment, wherein the structure has a generally prismatic shape with a generally constant cross-section along the vertical extent of that structure, and wherein the structure includes support beams around the outer portions of the structure and a void extending across the inner width of the structure.

2. A derrick as in claim 1 comprising a collapsible top structure having an upright position and a collapsed position, wherein the top structure when in the upright position is for supporting a top driven drilling machine and wherein at least a portion of the top structure is arranged to be folded around and/or next to part of the fixed drilling equipment on the fixed structure so that when the top structure is in the folded position the height of the derrick will be reduced to the height of the fixed drilling equipment without disturbing the fixed drilling equipment.

3. A derrick as in claim 1 or 2 where at least one beam is hollow and generally vertically oriented, and where the vertical beam is used as a channel for one or more cables, pipes or passenger lifts.

4. A derrick as in any preceding claim, wherein the fixed structure includes an integral drilling deck.

5. A derrick as in any preceding claim, wherein the derrick is for a drilling ship and the fixed structure is arranged for direct connection to the ship's structure.

6. A method of operating a derrick as described in any preceding claim, comprising folding a collapsible top structure onto the derrick.

7. A method as in claim 6 which includes lowering a top-driven drilling machine from a collapsible top structure using the drilling machine's guide rails.

8. A method as in claim 7 which includes disconnecting an upper part of the guide rails and lowering the upper part of the guide rails with control from the remaining lower parts of the guide rails.

9. A method as in any one of claims 6, 7 or 8 wherein the collapsible top structure includes a frame rotatably connected at a first point to a first side of the fixed structure with an inclined beam rotatably connected to the frame at another point spaced from the first point and the inclined beam releasably connected to the fixed structure at a third point spaced from the second point and the first point, and wherein the method includes disconnecting the inclined beam from the fixed structure and rotating the frame relative to the fixed structure to lower it against the fixed structure and slide the inclined beam downwards.

10. A method as in claim 9 where folding/erecting can be controlled by a winch or gear mechanism that lifts the frame from the folded to an upright position.

11. A method of fabricating a derrick for a drilling machine, the method comprising: providing a structure for supporting drilling equipment, wherein the structure has a generally prismatic shape with a generally constant cross-section along the vertical extent of the structure, and wherein the structure includes support beams around the outer parts of the structure and where a void extends across the inner width of the structure.