NO20130689A1

NO20130689A1 - Lifting device for handling equipment at a drill tire center and using the lifting device

Info

Publication number: NO20130689A1
Application number: NO20130689A
Authority: NO
Inventors: Kjell Inge Torgersen; Gjøran Midtbø
Original assignee: Dwellop As
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-11-17
Also published as: WO2014185789A1

Description

LØFTEAPPARAT FOR HÅNDTERING AV ET UTSTYR VED ET BOREDEKKS SENTER OG ANVENDELSE AV LØFTEAPPARATET LIFTING DEVICE FOR HANDLING EQUIPMENT AT A DRILLING DECK CENTER AND USE OF THE LIFTING DEVICE

Oppfinnelsen vedrører et løfteapparat til bruk på et boredekk. Nærmere bestemt ved-rører oppfinnelsen et løfteapparat for å kunne løfte forholdsvis lett utstyr ved et boredekks senter. Spesielt gjelder oppfinnelsen et løfteapparat som raskt lar seg mobilise-re ved behov og som raskt lar seg demobilisere. The invention relates to a lifting device for use on a drilling deck. More specifically, the invention relates to a lifting device to be able to lift relatively light equipment at the center of a drilling deck. In particular, the invention relates to a lifting device which can be quickly mobilized when needed and which can be quickly demobilised.

Et boredekk befinner seg over en brønns senter. Rett over brønnsenteret er boredekket forsynt med en hovedgjennomføring. Hovedgjennomføringen kan utgjøre en del av et rotasjonsbord. Et boretårn eller en boremast rager over boredekket. Boretårnets funksjon er å holde oppe et løftearrangement for en borestreng eller foringsrør. Løfte-arrangementet er innrettet til å kunne låre borestrengen eller foringsrøret ned i brøn-nen eller heve disse opp fra brønnen. Boretårnet kan være forsynt med en tårnmontert boremaskin, innen faget ofte betegnet en top drive. Den tårnmonterte boremaskinen er fastgjort til boretårnets eller boremastens løftearrangement og kan føres opp og ned over brønnsenteret. A drill deck is located over the center of a well. Directly above the well center, the drill deck is provided with a main penetration. The main feedthrough can form part of a rotary table. A derrick or derrick rises above the drilling deck. The derrick's function is to hold up a lifting arrangement for a drill string or casing. The lifting arrangement is designed to be able to lower the drill string or casing into the well or raise them up from the well. The drilling tower can be equipped with a tower-mounted drilling machine, often referred to in the field as a top drive. The tower-mounted drilling machine is attached to the derrick's or drill mast's lifting arrangement and can be moved up and down over the well center.

Boretårnets løftearrangement er innrettet til å kunne håndtere tunge løft, slik som en borestreng eller foringsrør. I enkelte arbeidsoperasjoner er det behov for å løfte opp The derrick's lifting arrangement is designed to be able to handle heavy lifts, such as a drill string or casing. In certain work operations, there is a need to lift up

lettere utstyr i nærheten av brønnsenteret samtidig som borestrengen eller foringsrør henger fra den tårnmonterte boremaskinen eller fra den tårnmonterte boremaskinens elevator. En nedihullspumpe montert på en produksjonsstreng er et eksempel på slikt lettere utstyr. lighter equipment near the well center while the drill string or casing is hanging from the tower mounted drilling machine or from the tower mounted drilling machine elevator. A downhole pump mounted on a production string is an example of such lighter equipment.

Patentskrift US 7,096,963 beskriver en strekkramme som kan fastgjøres til boretårnets løftearrangement og som er tilknyttet til et stigerørsystem. Strekkrammen er innrettet til å fastholde brønnintervensjonsutstyr som for eksempel en såkalt injektor foren kveilerørsoperasjon eller en såkalt lubrikator. Dette er forholdsvis tungt utstyr og strekkrammen er i sitt øvre parti på et tverrstag forsynt med en egen midtstilt vinsj for å heve eller senke det tunge utstyret relativt til rammen. Ved bruk av slikt utstyr er det behov for å kunne løfte forholdsvis lett utstyr inn til brønnsenteret. Til dette formål er strekkrammen på et av sine vertikale stag forsynt med en kran som er drei-bar om vertikalaksen. Kranen er forsynt med en vinsj og et heisspill. Kranen kan løfte opp utstyr til sides for rammen, og kranen kan dreies slik at utstyret føres inn over brønnsenteret. Patent document US 7,096,963 describes a tension frame which can be attached to the derrick's lifting arrangement and which is connected to a riser system. The tension frame is designed to hold well intervention equipment such as a so-called injector for coiled tubing operation or a so-called lubricator. This is relatively heavy equipment and the tension frame is in its upper part on a crossbar provided with a separate central winch to raise or lower the heavy equipment relative to the frame. When using such equipment, there is a need to be able to lift relatively light equipment into the well centre. For this purpose, the tensile frame is equipped on one of its vertical struts with a crane which can be rotated about the vertical axis. The crane is equipped with a winch and a winch. The crane can lift up equipment to the side of the frame, and the crane can be turned so that the equipment is brought in over the well center.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or to reduce at least one of the disadvantages of known technology, or at least to provide a useful alternative to known technology.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved by features that are stated in the description below and in subsequent patent claims.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen et løfteapparat som omfatter en vinsj, og hvor løfteappa ratet er forsynt med et feste innrettet til å kunne fastgjøres i et parti på undersiden av et bevegelig løftearrangement og hvor løftearrangementet beveges vertikalt over et brønnsenter. Løftearrangementet kan være posisjonert i et boretårn eller i en boremast. In a first aspect, the invention relates to a lifting device which comprises a winch, and where the lifting device is provided with a fastener arranged to be able to be fixed in a part on the underside of a movable lifting arrangement and where the lifting arrangement is moved vertically over a well center. The lifting arrangement can be positioned in a derrick or in a drilling mast.

Løfteappa ratet kan være innrettet til å kunne løsgjørbart fastgjøres til løftearrange-mentets parti. Det bevegelige løftearrangementet kan utgjøres av en tårnmontert boremaskin. Løfteappa ratet kan være innrettet til å kunne løsgjørbart fastgjøres til den tårnmonterte boremaskinen. Løfteapparatet kan være innrettet til å kunne løsgjørbart fastgjøres til den tårnmontert boremaskinens drivaksel. The lifting apparatus can be designed to be releasably attached to the part of the lifting arrangement. The movable lifting arrangement can be constituted by a tower-mounted drilling machine. The lifting apparatus can be designed to be releasably attached to the tower-mounted drilling machine. The lifting device can be designed to be releasably attached to the tower-mounted drilling machine's drive shaft.

Løfteapparatet kan være forsynt med en arm som i sitt frie endeparti er forsynt med et feste. Løfteapparatet kan være forsynt med en leddet arm. Armens feste kan være innrettet til å kunne fastgjøres til en tårnmontert boremaskin. Festet kan være innrettet til å kunne løsgjørbart fastgjøres til den tårnmonterte boremaskinens drivaksel. The lifting device can be provided with an arm which is provided with a fastener at its free end. The lifting device can be equipped with an articulated arm. The attachment of the arm may be adapted to be attached to a tower-mounted drilling machine. The attachment can be designed to be releasably attached to the tower-mounted drilling machine's drive shaft.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen en framgangsmåte ved løfting av utstyr nær og over et brønnsenter på et boredekk, hvor framgangsmåten omfatter å: - tilveiebringe et løfteapparat som beskrevet ovenfor; - posisjonere løfteapparatet på boredekket nær brønnsenteret; - senke en vertikalt bevegelig del av et løftearrangement ned til løfteapparatet; - fastgjøre løfteapparatet til et parti på undersiden av løftearrangementets bevegelige del; - heve løftearrangementets bevegelige del til en ønsket arbeidshøyde over boredekket; og - aktivisere en vinsj i løfteapparatet for å kunne heve eller senke en gjenstand opp eller ned i forhold til boredekket. Framgangsmåten kan ytterligere omfatte å fastgjøre In a second aspect, the invention relates to a method for lifting equipment near and above a well center on a drilling deck, where the method includes: - providing a lifting device as described above; - position the lifting device on the drill deck near the well center; - lowering a vertically movable part of a lifting arrangement down to the lifting apparatus; - fixing the lifting device to a part on the underside of the moving part of the lifting arrangement; - raise the moving part of the lifting arrangement to a desired working height above the drilling deck; and - activate a winch in the lifting device to be able to raise or lower an object up or down in relation to the drill deck. The method may further include fixing

løfteapparatet til et parti på undersiden av en tårnmontert boremaskin. the lifting device of a part on the underside of a tower-mounted drilling machine.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er ansku-eliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en tårnmontert boremaskin forsynt med en vinsj i en første utførel-sesform; Fig. 2 viser det samme som figur 1 i en alternativ utførelsesform; Fig. 3 viser det samme som figur 1 i en ytterligere alternativ utførelsesform; og In the following, examples of preferred embodiments are described which are illustrated in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a tower-mounted drilling machine equipped with a winch in a first embodiment; Fig. 2 shows the same as Fig. 1 in an alternative embodiment; Fig. 3 shows the same as Fig. 1 in a further alternative embodiment; and

Fig. 4 viser det samme som figur 1 i en ytterligere alternativ utførelsesform. Fig. 4 shows the same as Fig. 1 in a further alternative embodiment.

I tegningene viser henvisningstallet 1 til en tårnmontert boremaskin (topdrive) av for så vidt kjent type. Den tårnmonterte boremaskinen 1 kan ha forskjellige utforminger slik det er kjent innen faget. Den tårnmonterte boremaskinen 1 omtales derfor ikke spesielt med unntak av de deler som er nødvendige for å beskrive oppfinnelsens vir-kemåte. Den tårnmonterte boremaskinen 1 er fastgjort til et løftearrangement (ikke vist) som beveges vertikalt inne i et boretårn (ikke vist) eller beveges vertikalt langs en boremast (ikke vist). In the drawings, reference number 1 refers to a tower-mounted drilling machine (top drive) of a known type. The tower-mounted drilling machine 1 can have different designs as is known in the art. The tower-mounted drilling machine 1 is therefore not mentioned in particular, with the exception of the parts that are necessary to describe the operation of the invention. The tower-mounted drilling machine 1 is attached to a lifting arrangement (not shown) which is moved vertically inside a derrick (not shown) or is moved vertically along a drill mast (not shown).

Et løfteapparat 2 i henhold til oppfinnelsen omfatter en vinsj 3 og en vinsjholder 4. Vinsjholderen 4 omfatteren beskyttelsesramme 41 som omgir vinsjen 3. A lifting device 2 according to the invention comprises a winch 3 and a winch holder 4. The winch holder 4 comprises a protective frame 41 which surrounds the winch 3.

Vinsjen 3 er av for så vidt kjent type, og vinsjen 3 kan være drevet av en elektrisk motor eller en hydraulisk motor (ikke vist) slik det er kjent innen faget. Vinsjen 3 kan styres med hjelp av en styrekabel (ikke vist) eller den kan være trådløst styrt, for eksempel ved hjelp av radiosignaler. Vinsjen 3 er blant annet forsynt med en vaier (ikke vist) og en trommel 31. Vaieren er i sitt endeparti forsynt med en festeanordning som for eksempel en løftekrok (ikke vist). Vinsjen 3 omtales ikke nærmere da en fagperson vil vite hvordan vinsjen 3 kan fastgjøres til beskyttelsesrammen 41 og hvordan vinsjen 3 skal betjenes. Vinsjen 3 kan som et alternativ til en vaier være forsynt med en kjetting eller et tau. Vinsjen 3 kan også være forsynt med en talje (ikke vist). The winch 3 is of a known type, and the winch 3 can be driven by an electric motor or a hydraulic motor (not shown) as is known in the art. The winch 3 can be controlled using a control cable (not shown) or it can be controlled wirelessly, for example using radio signals. The winch 3 is, among other things, provided with a wire (not shown) and a drum 31. The end of the wire is provided with a fastening device such as a lifting hook (not shown). The winch 3 is not described in more detail as a professional will know how the winch 3 can be attached to the protective frame 41 and how the winch 3 is to be operated. As an alternative to a cable, the winch 3 can be provided with a chain or a rope. The winch 3 can also be provided with a pulley (not shown).

Løfteapparatet 2 omfatter et feste 5. I én utførelsesform som er vist figur 1, er festet 5 posisjonert på beskyttelsesrammens 41 øvre parti 43 og rager opp fra dette. Festet 5 er forsynt med et innvendig gjengeparti 51. Det innvendige gjengepartiet 51 passer komplementært til et utvendig gjengeparti 11 på den tårnmonterte boremaskinens 1 nedragende drivaksel 13. The lifting apparatus 2 comprises a fastener 5. In one embodiment shown in Figure 1, the fastener 5 is positioned on the upper part 43 of the protective frame 41 and projects from this. The attachment 5 is provided with an internal threaded part 51. The internal threaded part 51 fits complementary to an external threaded part 11 on the lower drive shaft 13 of the tower-mounted drilling machine 1.

Festet 5 kan være stivt fastgjort til beskyttelsesrammen 41. I denne utførelsesformen skrus drivakselen 13 med sitt utvendige gjengeparti 11 inn på det innvendige gjengepartiet 51. The attachment 5 can be rigidly attached to the protective frame 41. In this embodiment, the drive shaft 13 with its external threaded part 11 is screwed onto the internal threaded part 51.

Løfteapparatet 2 kan i alternative utførelsesformer omfatte en arm 6. Armen 6 kan være en stiv arm 6' som vist i figur 3 eller en leddet arm 6 som vist i figurene 2 og 4. Armen 6 er fastgjort til vinsjholderen 4 eller direkte i vinsjen 3 (ikke vist) og rager sidelengs ut fra vinsjholderen 4. Som vist i figurene 2 og 4 omfatter armen 6 en første arm 61 og en andre arm 63 som er dreibart forbundet i et ledd 65. Den andre armen 63 er i sitt frie endeparti forsynt med festet 5. Festet 5 er forsynt med et innvendig gjengeparti 51. Drivakselen 13 skrus med sitt utvendige gjengeparti 11 inn på det innvendige gjengepartiet 51. In alternative embodiments, the lifting device 2 can comprise an arm 6. The arm 6 can be a rigid arm 6' as shown in figure 3 or an articulated arm 6 as shown in figures 2 and 4. The arm 6 is attached to the winch holder 4 or directly in the winch 3 (not shown) and protrudes laterally from the winch holder 4. As shown in figures 2 and 4, the arm 6 comprises a first arm 61 and a second arm 63 which are rotatably connected in a joint 65. The second arm 63 is provided in its free end portion with the attachment 5. The attachment 5 is provided with an internal threaded part 51. The drive shaft 13 is screwed with its external threaded part 11 onto the internal threaded part 51.

I en alternativ utførelsesform som vist i figur 3 forsynes løfteapparatet 2 med et feste 5 i form av en festebrakett 7. Feste bra ketten 7 er dreibart fastgjort til en hylse 67 på armen 6' sitt frie endeparti. Feste bra ketten 7 er innrettet til løsgjørbart å kunne fast-gjøres på undersiden av den tårnmonterte boremaskinens 1 heismaskineri 15. Undersiden av heismaskineriet 15 er innrettet til komplementært å holde feste bra ketten 7 med tilstrekkelig styrke til at armen 6 i det vesentlige opprettholder en horisontal ori-entering når løfteapparatet 2 belastes. Festebraketten 7 kan løsbart fastgjøres på kjent måte, for eksempel med bolter (ikke vist). Fagpersonen vil forstå at festebraketten 7 kan fastgjøres på flere steder på den tårnmonterte boremaskinens 1 underside så lenge som festeområdet ligger til sides for drivakselen 13. In an alternative embodiment as shown in Figure 3, the lifting device 2 is provided with a fastener 5 in the form of a fastening bracket 7. The chain 7 is rotatably attached to a sleeve 67 on the free end portion of the arm 6'. The fixing well chain 7 is designed to be releasably fixed to the underside of the tower-mounted drilling machine 1's lift machinery 15. The underside of the lift machinery 15 is designed to complementarily hold the well chain 7 with sufficient strength so that the arm 6 essentially maintains a horizontal orientation when the lifting device 2 is loaded. The fixing bracket 7 can be releasably fixed in a known manner, for example with bolts (not shown). The person skilled in the art will understand that the attachment bracket 7 can be attached in several places on the underside of the tower-mounted drilling machine 1 as long as the attachment area is to the side of the drive shaft 13.

I utførelsesformene vist i figurene 3 og 4 kan løfteapparatet 2 dreies til sides i forhold til drivakselen 13. Dermed vil ikke løfteapparatet 2 komme i veien når den tårnmonterte boremaskinen 1 anvendes til sitt ordinære bruk. I denne utførelsesformen kan derfor løfteapparatet 2 være mer permanent fastgjort til den tårnmonterte boremaskinen 1. In the embodiments shown in Figures 3 and 4, the lifting device 2 can be turned sideways in relation to the drive shaft 13. Thus, the lifting device 2 will not get in the way when the tower-mounted drilling machine 1 is used for its ordinary use. In this embodiment, therefore, the lifting device 2 can be more permanently attached to the tower-mounted drilling machine 1.

Fagpersonen vil forstå at armen 6 kan være forsynt med én eller flere aktuatorer av kjent type (ikke vist) eller andre mekanismer av kjent type (ikke vist) som får armen 6 til å dreie om feste bra ketten 7 og om leddet 65. Slike aktuatorer eller mekanismer kan få sin energiforsyning fra den tårnmonterte boremaskinens 1 energiforsyning. Aktuatoren eller mekanismen kan være fjernstyrt, for eksempel ved hjelp av radiosig-nal. The person skilled in the art will understand that the arm 6 can be provided with one or more actuators of a known type (not shown) or other mechanisms of a known type (not shown) which cause the arm 6 to rotate about the fixed bra chain 7 and about the joint 65. Such actuators or mechanisms can get their energy supply from the tower-mounted drilling machine's 1 energy supply. The actuator or mechanism can be remotely controlled, for example by means of a radio signal.

Fagpersonen vil også forstå at løfteapparatet 2 kan løsgjørbart fastgjøres til andre deler av et bevegelig løftearrangement i et boretårn og hvor disse delene befinner seg over et brønnsenter 90. The person skilled in the art will also understand that the lifting device 2 can be releasably attached to other parts of a movable lifting arrangement in a derrick and where these parts are located above a well center 90.

Den tårnmonterte boremaskinen 1 senkes ned til et boredekk 9 og løfteapparatet 2 fastgjøres til den tårnmonterte boremaskinen 1. Den tårnmonterte boremaskinen 1 heves til ønsket høyde og løfteapparatet 2 aktiviseres for å heve og senke lett utstyr opp og ned i forhold til boredekket 9. I de utførelsesformene hvor løfteapparatet 2 er forsynt med armen 6, kan løfteapparatet 2 anvendes til å bringe lett utstyr inn til brønnsenteret 90 og bort fra brønnsenteret 90. The tower-mounted drilling machine 1 is lowered to a drilling deck 9 and the lifting device 2 is attached to the tower-mounted drilling machine 1. The tower-mounted drilling machine 1 is raised to the desired height and the lifting device 2 is activated to raise and lower light equipment up and down in relation to the drilling deck 9. In the the embodiments where the lifting device 2 is provided with the arm 6, the lifting device 2 can be used to bring light equipment into the well center 90 and away from the well center 90.

Claims

1. Lifting device (2) comprising a winch (3), characterized in that the lifting device (2) is provided with a fastener (5) arranged to be able to be fixed in a part on the underside of a movable lifting arrangement and where the lifting arrangement is moved vertically over a well center ( 90).

2. Lifting device (2) according to claim 1, where the lifting device (2) is designed to be releasably attached to the lifting arrangement.

3. Lifting device (2) according to claim 1, where the movable lifting arrangement consists of a tower-mounted drilling machine (1).

4. Lifting device (2) according to claim 3, where the lifting device (2) is designed to be releasably attached to the tower-mounted drilling machine (1).

5. Lifting device (2) according to claim 4, where the lifting device (2) is designed to be releasably attached to the tower-mounted drilling machine (1) drive shaft (13).

6. Lifting device (2) according to claim 1, where the lifting device (2) is provided with an arm (6) which in its free end part is provided with the attachment (5).

7. Lifting device (2) according to claim 6, where the lifting device (2) is provided with an articulated arm (6).

8. Lifting device (2) according to claim 6 or 7, where the attachment (5) is arranged to be able to be attached to a tower-mounted drilling machine (1).

9. Lifting device (2) according to claim 8, where the attachment (5) is designed to be releasably attached to the tower-mounted drilling machine (1) drive shaft (13).

10. Procedure for lifting equipment near and above a well center (90) on a drilling deck (9), characterized in that the procedure includes: - providing a lifting device (2) according to claim 1; - position the lifting device (2) on the drilling deck (9) near the well center (90); - lowering a vertically movable part of a lifting arrangement down to the lifting apparatus (2); - fixing the lifting device (2) to a part on the underside of the moving part of the lifting arrangement; - raise the moving part of the lifting arrangement to a desired working height above the drilling deck (9); and - activate a winch (3) in the lifting device (2) to be able to raise or lower an object up or down in relation to the drill deck (9).

11. Method according to claim 10, wherein the method further comprises attaching the lifting device (2) to a part on the underside of a tower-mounted drilling machine (1).