NO310527B1

NO310527B1 - Combined power pliers with integrated sludge extractor and thread dipping apparatus

Info

Publication number: NO310527B1
Application number: NO19996017A
Authority: NO
Inventors: Per Vatne
Original assignee: Pevatec As
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2001-07-16
Also published as: AU1899200A; WO2001049968A1; NO996017L; EA200200609A1; EA003561B1; CA2393752A1; EP1242712A1; NO996017D0

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en krafttang omfattende en delbar spinne- og momenttang for innskruing og tilspenning av rørskjøter, og en nedenfor beliggende delbar motholdstang for fastholdelse av røret, hvilke tenger er aksielt bevegelige mot og fra hverandre. The present invention relates to a power pliers comprising a divisible spinning and torque pliers for screwing in and tightening of pipe joints, and a divisible counter-holding rod located below for retaining the pipe, which pliers are axially movable towards and apart from each other.

En spinne- og momenttang av denne type er kjent fra NO 163 973, med samme oppfinner som den foreliggende oppfinnelse. A spinning and torque pliers of this type is known from NO 163 973, by the same inventor as the present invention.

Under boring av brønner for olje og gass, det være seg på land eller til havs, brukes borerør i lengder av ca 9.5 eller 14 meter og diameter 90-170 mm. Brønnene blir under boringen sikret med foringsrør i lengder på ca 12 meter og diameter 178-510 mm. Alle disse rørlengder har gjengeskjøter som må skrues sammen med relativt stort moment for å sikre tetning og at rørskjøtene ikke løsner under rotasjon. Dette betyr at en av hovedaktivitetene under brønnboring er relatert til sammen- og fraskruing av rør. Det kan totalt dreie seg om 2-4000 slike skjøteoperasjoner per brønn. Det har de siste 25 år eksistert mekanisert verktøy for disse operasjonene. When drilling wells for oil and gas, be it on land or at sea, drill pipes are used in lengths of approx. 9.5 or 14 meters and diameters of 90-170 mm. During drilling, the wells are secured with casing pipes in lengths of approx. 12 meters and diameters of 178-510 mm. All these pipe lengths have threaded joints which must be screwed together with a relatively large torque to ensure sealing and that the pipe joints do not loosen during rotation. This means that one of the main activities during well drilling is related to connecting and unscrewing pipes. There may be a total of 2-4,000 such jointing operations per well. Mechanized tools for these operations have existed for the past 25 years.

Det eksisterende mekaniserte utstyret for skjøting av rør under boreoperasjoner inndeles i to kategorier; krafttang for borerør og krafttang for foringsrør. Disse er to forskjellige verktøy hvorav krafttangen for borerør er permanent installert på boredekket og foringsrørtangen monteres hver gang en streng av foringsrør skal settes i brønnen. Med eksisterende teknologi må disse utstyr være forskjellig bygget; foringsrør har tynnveggede skjøter mens borerør har tykkveggede skjøter. Det er betraktelig manuelt arbeid involvert for opp- og nedrigging av utstyret for foringsrøroperasjoner. The existing mechanized equipment for splicing pipes during drilling operations is divided into two categories; forceps for drill pipe and forceps for casing. These are two different tools of which the drill pipe power tongs are permanently installed on the drill deck and the casing tongs are installed each time a string of casing is to be inserted into the well. With existing technology, these devices must be differently built; casing has thin-walled joints while drill pipe has thick-walled joints. There is considerable manual labor involved in rigging up and down the equipment for casing operations.

Under uttrekking av borestrengen forekommer det i en del tilfeller at denne er full av boreslam. Strengen blir fraskrudd i lengder på ca 3 Om, og ved fraskruing av en slik lengde renner hele dennes slamvolum ut på boredekket. Dette dreier seg om volum på 125-500 liter. Det statiske trykket av slammet på boredekksnivå er på grunn av slamsøylens høyde og slammets høye egenvekt, enkelte ganger oppe i ca 5 bar. Dette kan på grunn av arbeidsmiljøet og andre praktiske årsaker ikke slippes fritt på boredekket og derfor blir en slamkåpe som omslutter rørskjøten satt på (se fig.l). Dette er en både arbeidskrevende og tidkrevende operasjon som også i en del tilfeller er forbundet med store arbeidsmiljømessige konsekvenser. De siste årene har det på norsk sektor blitt installert mekaniske opererte slamkåper. During the extraction of the drill string, it occurs in some cases that it is full of drilling mud. The string is unscrewed in lengths of approx. 3 Ohm, and when such a length is unscrewed, its entire mud volume flows out onto the drill deck. This concerns volumes of 125-500 litres. The static pressure of the mud at drill deck level is, due to the height of the mud column and the mud's high specific gravity, sometimes up to around 5 bar. Due to the working environment and other practical reasons, this cannot be released freely onto the drilling deck and therefore a mud cover is put on which encloses the pipe joint (see fig.l). This is both a labor-intensive and time-consuming operation, which is also in some cases associated with major consequences in terms of the working environment. In recent years, mechanically operated mud covers have been installed in the Norwegian sector.

Under senking av borestrengen i brønnen må rørskjøtene rengjøres og smøres før During lowering of the drill string in the well, the pipe joints must be cleaned and lubricated beforehand

sammenskruing. Dette er tradisjonelt en manuell operasjon med kost. De siste årene har det imidlertid blitt utviklet forskjellige maskiner for dette formålet, men fordi disse står separat fra krafttangen og veldig utsatt til for skader, har de ikke vært særlig vellykkede. De har også forsinket operasjonen. Det er et sterkt behov i industrien for pålitelig utstyr for denne operasjonen da det er ansett som arbeidsmiljømessig uakseptabelt med manuelt arbeid midt i en automatisert og mekanisert sekvens. screwing together. This is traditionally a manual operation with a broom. In recent years, however, various machines have been developed for this purpose, but because these are separate from the forceps and very prone to damage, they have not been very successful. They have also delayed the operation. There is a strong need in the industry for reliable equipment for this operation as it is considered environmentally unacceptable to have manual work in the middle of an automated and mechanized sequence.

Den tradisjonelle krafttangen for borerør er todelt; en øvre del med drivruller for sammenskruing av gjengene så lenge disse går lett (spinner), og en nedre del som gjør opp skjøten med moment. Dette betyr at en komplett arbeidssyklus består av mange operasjoner som styres i sekvens. Tidligere ble alle disse funksjonene manuelt kontrollert, men de senere årene er de nesten utelukkende PLS-styrte. Den mekaniske konstruksjonen er i utgangspunktet ikke egnet for automatisk sekvensstyring, hvilket har medført at arbeidssyklusen med automatiserte maskiner i mange tilfeller går mer langsomt enn manuelt opererte maskiner. The traditional drill pipe forceps are two-part; an upper part with drive rollers for screwing the threads together as long as they run easily (spinning), and a lower part that makes up the joint with torque. This means that a complete work cycle consists of many operations that are controlled in sequence. In the past, all these functions were manually controlled, but in recent years they are almost exclusively PLC-controlled. The mechanical construction is basically not suitable for automatic sequence control, which has meant that the work cycle with automated machines is in many cases slower than with manually operated machines.

Den nye krafttangen introduserer et helt nytt tangkonsept som kombinerer spinnertang og momenttang i ett, integrerer et utstyr som oppfanger og suger bort boreslam, samt integrerer et utstyr for rengjøring og smøring av gjengene. Tangelementene er dessuten lett utskiftbare slik at foringsrør også kjøres med den samme maskinen. The new power pliers introduce a completely new pliers concept that combines spinner pliers and torque pliers in one, integrates equipment that collects and sucks away drilling mud, and integrates equipment for cleaning and lubricating the threads. The tong elements are also easily replaceable so that casings can also be run with the same machine.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en krafttang av den innledningsvis nevnte art, som kjennetegnes ved at det er anordnet en væskesluse mellom spinne- og momenttangen og motholdstangen, og et avsug for evakuering fra væskeslusen av væske som renner ut fra røret under en frakoplingsoperasjon mellom rørskjøtene. In accordance with the present invention, a power tong of the kind mentioned at the outset is provided, which is characterized by the fact that a liquid lock is arranged between the spinning and torque tongs and the counter-holding rod, and a suction for evacuating from the liquid lock liquid that flows out of the pipe under a disconnection operation between the pipe joints.

I en utførelse er væskeslusen avgrenset av et fra spinne- og momenttangen nedad rettet skjørt som avgrenser omkretsmessig væskeslusen og tetter mot motholdstangen. In one embodiment, the liquid lock is delimited by a skirt directed downwards from the spinning and torque tongs, which circumscribes the liquid lock and seals against the counter-holding rod.

Med fordel kan skjørtet være av et fleksibelt materiale som avbøyer innad under aksiell bevegelse mot hverandre av momenttangen og motholdstangen. Advantageously, the skirt can be made of a flexible material which deflects inwards during axial movement towards each other of the torque clamp and the counter-holding rod.

I en andre utførelse kan væskeslusen være avgrenset omkretsmessig av en sammentrykkbar muffe eller belg. In a second embodiment, the liquid lock can be defined circumferentially by a compressible sleeve or bellows.

Med fordel kan det integreres et automatisk betjent gjengedopingsapparat som blir anordnet mellom spinne- og momenttangen og motholdstangen, hvilket gjengedopingsapparat er betjenbart før en sammenføringsoperasjon mellom rørskjøter. Advantageously, an automatically operated thread doping device can be integrated which is arranged between the spinning and torque pliers and the counter-holding rod, which thread doping device can be operated before a joining operation between pipe joints.

Hensiktsmessig kan spinne- og momenttangen, motholdstangen, væskeslusen og gjengedopingsapparatet være integrert og anordnet i en vognramme som er forflyttbar på underlaget, hvilken vognramme har en vertikal søyle for føring av spinne- og momenttangen og motholdstangen vertikalt mot og fra hverandre. Appropriately, the spinning and torque tongs, the counter-holding rod, the liquid lock and the thread doping device can be integrated and arranged in a carriage frame which is movable on the surface, which carriage frame has a vertical column for guiding the spinning and torque tongs and the counter-holding rod vertically towards and from each other.

Tengene kan innbefatte en låsemekanisme som holder det stasjonære hus sammen når tengene er i drift. Ved innspenning av momentet i rørskjøtene, kan det bli benyttet en arbeidssylinder og pal som foretar inngrep med drivringen. The tongs may include a locking mechanism that holds the stationary housing together when the tongs are in operation. When tightening the torque in the pipe joints, a working cylinder and pawl can be used which engage the drive ring.

Andre og ytterligere formål, særtrekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av for tiden foretrukne utførelser av oppfinnelsen som er gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor: Other and further purposes, distinctive features and advantages will be apparent from the following description of currently preferred embodiments of the invention given in connection with the attached drawings, where:

Fig.l viser skjematisk en situasjon under fråkopling av borerør, Fig.l schematically shows a situation during disconnection of drill pipe,

Fig.2 viser skjematisk en komplett krafttang i følge oppfinnelsen, sett fra siden, Fig.2 schematically shows a complete power pliers according to the invention, seen from the side,

Fig.3 viser skjematisk krafttangen i følge fig.2 sett ovenfra, Fig.3 schematically shows the forceps according to Fig.2 seen from above,

Fig.4 viser skjematisk krafttangen i følge fig.2 sett rett forfra, Fig.4 schematically shows the forceps according to Fig.2 seen straight from the front,

Fig.5A og 5B viser skjematisk en spinne- og momenttang sett i lengdesnitt og ovenfra respektivt, og i en inaktivert tilstand, Fig.5A and 5B schematically show a spinning and torque pliers seen in longitudinal section and from above respectively, and in an inactivated state,

Fig.6A og 6B viser skjematisk tangen i følge fig.5A og 5B i en aktivert tilstand, Fig. 6A and 6B schematically show the pliers according to Fig. 5A and 5B in an activated state,

Fig.7 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom spinne- og momenttangen, og en nedenunder beliggende motholdstang, i posisjon for sammenskruing av rørskjøter, Fig.8 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom tengene i følge fig.7, i posisjon etter sammenskruing av rørskjøtene, Fig.7 schematically shows a longitudinal section through the spinning and torque pliers, and a counter-holding rod located below, in position for screwing together pipe joints, Fig.8 schematically shows a longitudinal section through the pliers according to Fig.7, in position after screwing together the pipe joints,

Fig.9 viser skjematisk tengene i følge fig.5-8 benyttet på et 500 mm foringsrør, Fig.9 schematically shows the pliers according to Fig.5-8 used on a 500 mm casing pipe,

Fig. 10 viser skjematisk tengene i følge fig.5-8 benyttet på et 300 mm foringsrør, Fig. 10 schematically shows the pliers according to fig. 5-8 used on a 300 mm casing pipe,

Fig.l 1 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en andre utførelse av væskeslusen mellom spinne- og momenttangen og den nedenunder beliggende motholdstang, samt spyle- og gjengedopingsapparat, Fig. 12 viser den andre utførelse i følge fig.l 1 når spinne- og motholdstangen og motholdstangen er ført mot hverandre, og Fig. 13 skjematisk motholdstangen sett ovenfra med plassering av et spyleorgan og et gjengedopingsorgan respektivt. Fig.l viser en situasjon under boring av brønner for olje og gass, på land eller til havs. Det blir ofte brukt borerør i lengder av ca. 9.5 eller 14 meter og diameter 90 - 170mm. Disse blir igjen satt sammen i rørseksjoner 26 bestående av tre enkeltrør av nevnte lengde. Rørseksjonene blir avhengt i en klave 27 som henger ned fra en kronblokk i toppen av et boretårn (ikke vist). Rørseksjonene blir koplet til borestrengen ved hjelp av en krafttang 25 som kan forflyttes på boredekket mot og fra boresenter. Motsatt, under nedmontering av borestrengen, frakoples rørseksjoner bestående av tre enkeltrør fra borestrengen. Også her blir krafttangen 25 benyttet til å skru rørskjøtene fra hverandre. Fig.l 1 schematically shows a longitudinal section through a second embodiment of the liquid lock between the spinning and torque tongs and the counter-holding rod located below, as well as the flushing and thread doping apparatus, Fig. 12 shows the second embodiment according to fig.l 1 when the spinning and counter-holding rod and the counter-holding rod is guided towards each other, and Fig. 13 schematically the counter-holding rod seen from above with the placement of a flushing device and a thread doping device respectively. Fig.l shows a situation during the drilling of wells for oil and gas, on land or at sea. Drill pipes are often used in lengths of approx. 9.5 or 14 meters and diameter 90 - 170mm. These are again assembled into pipe sections 26 consisting of three individual pipes of the aforementioned length. The pipe sections are suspended in a clave 27 which hangs down from a crown block at the top of a derrick (not shown). The pipe sections are connected to the drill string by means of a forceps 25 which can be moved on the drilling deck towards and from the drilling centre. Conversely, during decommissioning of the drill string, pipe sections consisting of three individual pipes are disconnected from the drill string. Here, too, the power pliers 25 are used to unscrew the pipe joints from each other.

Den komplette, integrerte krafttangen 25 er vist i helhet i fig.2. Den består av tre hoveddeler; vogn og ramme 24 som har drift og muligheter for høydejusteringer, spinne- og momenttang 1 og motholdstang 10. Vognen 24 har hjulsett som løper på skinner som er utlagt på boredekket eller underlaget. Vognen 24 kan forflyttes på skinnene mot og bort fra boresenteret som er definert av lengdeaksen gjennom rørseksjonen 26 i fig.l. The complete, integrated forceps 25 is shown in its entirety in fig.2. It consists of three main parts; carriage and frame 24 which has operation and possibilities for height adjustments, spinning and torque pliers 1 and counter-holding rod 10. The carriage 24 has a set of wheels that run on rails which are laid out on the drilling deck or the base. The carriage 24 can be moved on the rails towards and away from the drilling center which is defined by the longitudinal axis through the pipe section 26 in fig.l.

Spinne- og momenttangen 1 er hev- og senkbar langs den vertikale ramme på vognen 24. Likeledes er motholdstangen 10 hev- og senkbar langs den samme vertikale ramme. Mellom spinne- og momenttangen 1 og motholdstangen 10 er det anordnet et skjørt 19 som avgrenser en væskesluse 35 som er beregnet på å fange opp rester av boreslam som står igjen i en rørseksjon 26 når den blir koplet fra og løftet ut av borestrengen. Dette er vist i nærmere detalj i fig.7 og 8. Fig.3 viser krafttangen 25 sett rett ovenfra. Spinne- og momenttangen 1 og motholdstangen 10 kan åpnes etter delingslinjen D for å kunne gå inn og omslutte et rør. Helt i forkant er det vist en låsemekanisme 37 med slå og lukkelås. Låsen har en innebygget aktuator. Låseaktuatoren har en kam som går i mekanisk inngrep med drivringen når denne er i posisjon for åpning av tangen 1. Dette sikrer at tangen 1 ikke åpner med mindre de roterende delene er overens med åpningene, dvs. delingslinjen D. I bakkant av tanghuset er det anordnet en hydraulisk sylinder for åpning og lukking av tangen. En tilsvarende låsemekanisme 38 er også til stede på motholdstangen 10. Fig.4 viser krafttangen 25 sett rett forfra. Et par hydrauliske sylindere 28 er festet i sine øvre ender til vognrammen 24 og i sine nedre ender til motholdstangen 10. Motholdstangen 10 har flere hjulpar 34 som går i vertikale føringer eller skinner på vognrammen 24. Ved aktivering av de hydrauliske sylindere 28 kan motholdstangen 10 bli hevet eller senket etter behov. Tilsvarende har spinne- og momenttangen 1 flere hjulpar 36 som går i vertikale føringer eller skinner på vognrammen 24. Et andre par hydrauliske sylindere 29 er i sine nedre ender festet til vognrammen 24 og i sine øvre ender festet til spinne- og momenttangen 1. De hydrauliske sylindere 29 kan likeledes heve eller senke spinne- og momenttangen 1 etter behov. Ved sammenskruing av rørskjøter nærmer spinne- og momenttangen 1 seg motholdstangen 10 i takt med gjengenes økende inngrep med hverandre. Og motsatt, ved fraskruing av rørskjøter beveger spinne- og momenttangen 1 seg bort fra motholdstangen 10 i overensstemmelse med gjengenes avtagende inngrep med hverandre. The spinning and torque tongs 1 can be raised and lowered along the vertical frame of the carriage 24. Similarly, the counter-holding rod 10 can be raised and lowered along the same vertical frame. Between the spinning and torque tongs 1 and the counter-holding rod 10, a skirt 19 is arranged which delimits a liquid sluice 35 which is intended to capture residues of drilling mud left in a pipe section 26 when it is disconnected and lifted out of the drill string. This is shown in more detail in fig.7 and 8. Fig.3 shows the forceps 25 seen directly from above. The spinning and torque pliers 1 and the counter-holding rod 10 can be opened along the parting line D to be able to enter and enclose a pipe. At the very front, a locking mechanism 37 is shown with a strike and a closing lock. The lock has a built-in actuator. The locking actuator has a cam that engages mechanically with the drive ring when this is in the position for opening the pliers 1. This ensures that the pliers 1 will not open unless the rotating parts are in line with the openings, i.e. the parting line D. At the rear edge of the pliers housing, there is provided with a hydraulic cylinder for opening and closing the tongs. A corresponding locking mechanism 38 is also present on the counter-holding rod 10. Fig.4 shows the forceps 25 seen from the front. A pair of hydraulic cylinders 28 are attached at their upper ends to the carriage frame 24 and at their lower ends to the counter-holding rod 10. The counter-holding rod 10 has several pairs of wheels 34 which run in vertical guides or rails on the carriage frame 24. By activating the hydraulic cylinders 28, the counter-holding rod 10 can be raised or lowered as needed. Correspondingly, the spinning and torque tong 1 has several pairs of wheels 36 that run in vertical guides or rails on the carriage frame 24. A second pair of hydraulic cylinders 29 are attached at their lower ends to the carriage frame 24 and at their upper ends to the spinning and torque tong 1. The hydraulic cylinders 29 can likewise raise or lower the spinning and torque tongs 1 as required. When screwing together pipe joints, the spinning and torque pliers 1 approach the counter-holding rod 10 in step with the increasing engagement of the threads with each other. Conversely, when pipe joints are unscrewed, the spinning and torque pliers 1 move away from the counter-holding rod 10 in accordance with the decreasing engagement of the threads with each other.

Med henvisning til fig. 5A og fig.5B, er en spinne- og momenttang 1 vist i nærmere detalj. Tangen 1 har et ytre, stasjonært hus 5 og et indre roterbart hus 2. Et drev 9 er opplagret i det ytre hus 5 og drevet 9 er i inngrep med tenner på en drivring 3 som står i forbindelse med og er opplagret i det roterbare hus 2. Det ytre, stasjonære hus 5, det indre roterbare hus 2 og drivringen 3 er delbare, det vil si at de kan åpnes for å gå inn mot et rør i åpen tilstand og deretter lukkes for å omslutte røret. Begge husene 5,2 og drivringen 3 har en delingslinje som de kan åpnes etter. Før åpning av husene 5,2 og drivringen 3, må delingslinjene sammenfalle. Dette innebærer at det indre, roterbare hus 2 og drivringen 3 må bli rotert i forhold til det ytre hus 5 slik at deres delingslinje D sammenfaller med delingslinjen til det ytre hus 5. With reference to fig. 5A and fig.5B, a spinning and torque pliers 1 is shown in more detail. The pliers 1 have an outer, stationary housing 5 and an inner rotatable housing 2. A drive 9 is stored in the outer housing 5 and the drive 9 engages with teeth on a drive ring 3 which is connected to and is stored in the rotatable housing 2. The outer, stationary housing 5, the inner rotatable housing 2 and the drive ring 3 are separable, that is, they can be opened to enter a pipe in the open state and then closed to enclose the pipe. Both housings 5,2 and the drive ring 3 have a dividing line along which they can be opened. Before opening the housings 5,2 and the drive ring 3, the dividing lines must coincide. This means that the inner, rotatable housing 2 and the drive ring 3 must be rotated in relation to the outer housing 5 so that their dividing line D coincides with the dividing line of the outer housing 5.

Det indre, roterbare hus 2 opptar og holder ett eller flere gripeelementer 4. Gripeelementene 4 er i form av legemer som er både elastiske og inkompresible. Det vil si at de ikke kan endre volum, bare form. Det roterbare hus 2 omfatter også en klemdel 6 som er forbundet med et hydraulisk system som kan aktivisere hydrauliske klemsylindere 7 som virker direkte på klemdelen 6. Gripeelementene 4 er avgrenset aksielt og radialt utad av selve huset 2 og klemdelen 6 slik at formendring kun kan skje i en retning radialt innad. Ved aktivisering av det hydrauliske system blir klemsylinderene 7 pådratt trykk som presser klemdelen 6 aksielt mot gripeelementene 4 med husdelen 2 som mothold. Dermed har de inkompresible legemer kun en vei å gå, nemlig radialt innad mot røret. Denne innad rettede flate har en friksjonsflate 4F. Også den utad rettede flate kan ha spesielt tildannet friksjonsflate, eventuelt knaster eller tenner som foretar inngrep med motsvarende knaster eller tenner i husdelen 2. The inner, rotatable housing 2 accommodates and holds one or more gripping elements 4. The gripping elements 4 are in the form of bodies which are both elastic and incompressible. That is, they cannot change volume, only shape. The rotatable housing 2 also comprises a clamping part 6 which is connected to a hydraulic system which can activate hydraulic clamping cylinders 7 which act directly on the clamping part 6. The gripping elements 4 are bounded axially and radially outwards by the housing 2 itself and the clamping part 6 so that shape change can only take place in a radially inward direction. When the hydraulic system is activated, the clamping cylinders 7 are subjected to pressure which presses the clamping part 6 axially against the gripping elements 4 with the housing part 2 as a counter-hold. Thus, the incompressible bodies have only one way to go, namely radially inwards towards the pipe. This inwardly directed surface has a friction surface 4F. The outward facing surface can also have a specially designed friction surface, possibly lugs or teeth that engage corresponding lugs or teeth in housing part 2.

Gripeelementene 4 er nærmere beskrevet i samtidig inngitt norsk patentsøknad nr. 19996016 med tittel: "Anordning for friksjonsinngrep mot rørvarer". The gripping elements 4 are described in more detail in the simultaneously filed Norwegian patent application no. 19996016 with the title: "Device for frictional engagement against pipework".

Fig.6A og 6B viser spinne- og momenttangen 1 i en tenkt aktivert tilstand (uten røret) og anskueliggjør formendringen som skjer i gripeelementene 4. Mellom drivringen 3 og det roterbare hus 2 er det anordnet to sylindere, pumpesylindere 8, arrangert diametralt motsatt av hverandre. Pumpesylinderene 8 er i den ene enden lagret i drivringen 3 og i motsatt ende lagret i det roterbare huset 2. Pumpesylinderene 8 utgjør forbindelsen mellom drivringen 3 og det roterbare hus 2. Imidlertid er det en bevegelsesfrihet i rotasjon mellom drivringen 3 og det roterbare hus 2. Denne bevegelsesfrihet er begrenset av slaglengden til pumpesylinderene 8. Drivringen 3 blir rotert ved hjelp av drevet 9 som blir drevet av en hydraulisk motor (ikke vist). Fig. 6A and 6B show the spinning and torque pliers 1 in an imaginary activated state (without the tube) and visualize the shape change that takes place in the gripping elements 4. Between the drive ring 3 and the rotatable housing 2 are arranged two cylinders, pump cylinders 8, arranged diametrically opposite each other. The pump cylinders 8 are at one end stored in the drive ring 3 and at the opposite end stored in the rotatable housing 2. The pump cylinders 8 form the connection between the drive ring 3 and the rotatable housing 2. However, there is a freedom of movement in rotation between the drive ring 3 and the rotatable housing 2 This freedom of movement is limited by the stroke length of the pump cylinders 8. The drive ring 3 is rotated by means of the drive 9 which is driven by a hydraulic motor (not shown).

I det roterbare huset 2 er det anordnet fire sylindere 7, kalt klemsylindere, som er i stand til å presse ned klemdelen 6 som igjen øver press mot gripeelementene 4. De fire klemsylinderene 7 står i hydraulisk forbindelse med pumpesylinderene 8 i et lukket hydraulisk system. In the rotatable housing 2 there are arranged four cylinders 7, called clamping cylinders, which are able to press down the clamping part 6 which in turn exerts pressure against the gripping elements 4. The four clamping cylinders 7 are in hydraulic connection with the pump cylinders 8 in a closed hydraulic system.

Ved rotasjon av drevet 9 og følgelig drivringen 3, presses pumpesylinderene 8 sammen. Friksjonen mellom klemdelen 6 og huset 2 er større enn mellom drivringen 3 og huset 2 slik at pumpesylinderene 8 presses helt sammen før klemdelen 6 blir dratt med i rotasjonen. Dette medfører at klemsylinderene 7 blir pådratt trykk i overensstemmelse med pumpesylinderenes 8 sammentrykning. Dette fremgår av fig. 6A og 6B. Bevegelsen i klemsylinderene 7 fører igjen til at gripeelementene 4 blir trykket sammen og får en mindre innvendig diameter som resulterer i en klemkraft mot røret. Fig.7 viser en spinne- og momenttang 1 som holder et borerør 20 som er klart for spinning inn i en muffe-ende av et andre borerør 21. Det andre borerør 21 blir fastholdt av en anordning for å gripe og fastholde et rør, heretter kalt en motholdstang 10. Den viste motholdstang 10 utgjør den enkleste konstruksjon som tar i bruk oppfinnelsen. Motholdstangen 10 omfatter et stasjonært, delt hus 15 med en hoveddel 12 og en klemdel 16 som er i forhold til røret 21 aksielt bevegelige mot hverandre. I den viste utførelse er det klemdelen 16 som kan forflyttes ved hjelp av en hydraulisk sylinder 17 og hoveddelen 12 virker som mothold. Gripeelementene 14 blir, ved aktivisering av klemdelen 16, presset sammen og skviset radialt innad mot borerøret 21. Gripeelementenes friksjonsflate 14F foretar det direkte inngrep mot borerøret 21. Motholdstangen 10 med alle komponenter kan åpnes etter en delingslinje, for å gå inn mot et rør og deretter bli lukket for omslutning av borerøret 21. Fig.8 viser en situasjon der spinne- og momenttangen 1 har skrudd tapp-enden av borerøret 20 inn i muffe-enden av borerøret 21. Under en slik innskruingsoperasjon beveger tengene 1,10 seg aksielt mot hverandre; vanligvis spinne- og momenttangen 1 mot motholdstangen 10. KlemsyUndrene 17 blir aktivisert av et ordinært hydraulisk system som leverer trykk til stempelet i klemsylindrene 17. By rotation of the drive 9 and consequently the drive ring 3, the pump cylinders 8 are pressed together. The friction between the clamping part 6 and the housing 2 is greater than between the drive ring 3 and the housing 2 so that the pump cylinders 8 are pressed completely together before the clamping part 6 is dragged along in the rotation. This means that the clamping cylinders 7 are subjected to pressure in accordance with the compression of the pump cylinders 8. This is evident from fig. 6A and 6B. The movement in the clamping cylinders 7 in turn causes the gripping elements 4 to be pressed together and to have a smaller internal diameter, which results in a clamping force against the pipe. Fig.7 shows a spinning and torque pliers 1 which holds a drill pipe 20 which is ready for spinning into a socket end of a second drill pipe 21. The second drill pipe 21 is held by a device for gripping and holding a pipe, hereafter called a counter-holding rod 10. The shown counter-holding rod 10 constitutes the simplest construction that uses the invention. The counter-holding rod 10 comprises a stationary, divided housing 15 with a main part 12 and a clamping part 16 which are axially movable towards each other in relation to the tube 21. In the embodiment shown, it is the clamping part 16 that can be moved by means of a hydraulic cylinder 17 and the main part 12 acts as a counter-hold. The gripping elements 14 are, upon activation of the clamping part 16, pressed together and squeezed radially inwards towards the drill pipe 21. The friction surface 14F of the gripping elements engages the drill pipe 21 directly. then be closed to surround the drill pipe 21. Fig.8 shows a situation where the spinning and torque tongs 1 have screwed the spigot end of the drill pipe 20 into the socket end of the drill pipe 21. During such a screwing-in operation, the tongs 1,10 move axially towards each other; usually the spinning and torque pliers 1 against the counter-holding rod 10. The clamping devices 17 are activated by an ordinary hydraulic system which delivers pressure to the piston in the clamping cylinders 17.

Etter at gjengeskjøten er skrudd sammen, blir en sylinder for tiltrekning av innspenningsmomentet i rørskjøtene aktivert. Det nedre rør 21 blir fortsatt holdt fast av motholdstangen 10. Sylinderen skyver en flertannet pal i inngrep med tennene på drivringen 3 og dreier denne, huset 2, klemdelen 6 og det fastholdte rør 20 til det forutbestemte innspenningsmoment i rørskjøten er oppnådd. After the threaded joint is screwed together, a cylinder for attracting the tightening torque in the pipe joints is activated. The lower tube 21 is still held in place by the counter-holding rod 10. The cylinder pushes a multi-toothed pawl into engagement with the teeth of the drive ring 3 and turns this, the housing 2, the clamping part 6 and the held tube 20 until the predetermined tightening torque in the tube joint is achieved.

En tilsvarende sylinder og pal er anordnet på motsatt side av tanghuset 2 for løsgjøring av momentinnspente rørskjøter. Det nedre rør 21 blir fastholdt av motholdstangen 10. Hele kleminnretningene kan reverseres ved å stille om ventiler mellom pumpesylinderene 8 og klemsylinderene 7. Fig.7 og 8 viser også slamskjørtet 19 i nærmere detalj. Slamskjørtet 19 tetter mellom de to tengene 1,10.1 og med at denne tangkonstruksjonen omslutter rørskjøten fullstendig, kan det oppnås et tett kammer, eller sluse 35, mellom de to tengene 1,10 ved hjelp av skjørtet 19. Dette kammeret settes under undertrykk (vakuum) slik at boreslammet blir sugd effektivt bort i de tilfellene dette er påkrevet. Et apparat 11 for høytrykksspyling og smøring av gjengepartiene er også montert i denne væskeslusen 35. Det vises til fig. 11 -13 for en nærmere omtale av dette apparatet 11. Fig.8 viser en situasjon der tengene 1,10 er ført helt sammen og slamskjørtet 19 avbøyer innad. Alternativer til skjørtet 19 er muffe eller belg som kan utføre samme funksjon. Det vesentlige er at det kan dannes et tett avlukke i form av en væskesluse 35 som holder på slammet til det er blitt evakuert. Fig.9 viser en annen situasjon der en variant av spinne- og momenttangen 1' blir brukt på et 20" foringsrør 30 som har en gjenget tapp-ende 32 som skal skrus inn i en gjenget muffe-ende 33 i et motsvarende foringsrør 31. Foringsrøret 31 blir fastholdt av en variant av motholdstangen 10'. Spinne- og momenttangen 1' har en utforming og et kraftmoment som er spesielt tilpasset de tilspenningsmomenter som gjelder for foringsrør. Fig. 10 viser nok en situasjon der en variant av spinne- og momenttangen 1" blir brukt på et 13 3/8" foringsrør 40 som har en gjenget tapp-ende 42 som skal skrus inn i en gjenget muffe-ende 43 i et motsvarende foringsrør 41. Foringsrøret 41 blir fastholdt av nok en variant av motholdstangen 10". Spinne- og momenttangen 1" har en utforming og et kraftmoment som er spesielt tilpasset de tilspenningsmomenter som gjelder for dette mindre foringsrør 40. Fig.l 1 viser en andre utførelse av væskeslusen 35' og slamskjørtet 19' montert mellom spinne- og momenttangen 1 og motholdstangen 10. Spyle- og gjengedopingsapparatet 11 er også vist slik det kan plasseres på motholdstangen 10. Som vist er slamskjørtet 19' nå festet til det ytre, stasjonære spinne- og momenttanghus 5 og til det ytre hus 15 på motholdstangen 10. For evakuering av væsken som blir holdt i slusen 35', er et utløp 13 A corresponding cylinder and pawl is arranged on the opposite side of the pliers housing 2 for loosening torque-tightened pipe joints. The lower pipe 21 is held by the counter-holding rod 10. The entire clamping devices can be reversed by changing the valves between the pump cylinders 8 and the clamping cylinders 7. Fig.7 and 8 also show the mud skirt 19 in more detail. The mud skirt 19 seals between the two tongs 1,10.1 and with this tong construction completely enclosing the pipe joint, a tight chamber, or sluice 35, can be achieved between the two tongs 1,10 by means of the skirt 19. This chamber is placed under negative pressure (vacuum ) so that the drilling mud is sucked away effectively in those cases where this is required. An apparatus 11 for high-pressure flushing and lubrication of the threaded parts is also mounted in this liquid lock 35. Reference is made to fig. 11 -13 for a more detailed description of this device 11. Fig.8 shows a situation where the tongs 1,10 are brought completely together and the mud skirt 19 deflects inwards. Alternatives to the skirt 19 are a sleeve or bellows which can perform the same function. The essential thing is that a tight compartment can be formed in the form of a liquid lock 35 which holds the sludge until it has been evacuated. Fig.9 shows another situation where a variant of the spinning and torque pliers 1' is used on a 20" casing pipe 30 which has a threaded pin end 32 which is to be screwed into a threaded sleeve end 33 in a corresponding casing pipe 31. The casing 31 is held in place by a variant of the counter-holding rod 10'. The spinning and torque tongs 1' have a design and a torque that is specially adapted to the tightening torques that apply to casing pipes. Fig. 10 shows yet another situation where a variant of the spinning and torque tongs 1" is used on a 13 3/8" casing 40 which has a threaded stud end 42 which is to be screwed into a threaded socket end 43 in a corresponding casing 41. The casing 41 is held by yet another variant of the counter retaining rod 10" . The spinning and torque tongs 1" have a design and torque that is specially adapted to the tightening torques that apply to this smaller casing 40. Fig.l 1 shows a second embodiment of the liquid lock 35' and the mud skirt 19' mounted between the spinning and torque tongs 1 and the anti-holding rod 10. The flushing and thread doping apparatus 11 is also shown as it can be placed on the anti-holding rod 10. As shown, the mud skirt 19' is now attached to the outer, stationary spinning and torque tong housing 5 and to the outer housing 15 on the anti-holding rod 10. For evacuation of the liquid which is kept in the lock 35' is an outlet 13

og en renne 18 anordnet i huset 15. Rennen 18 leder væsken mot utløpet 13. En vakuumslange kan monteres til utløpet 13 for lukket evakuering av væsken. and a chute 18 arranged in the housing 15. The chute 18 guides the liquid towards the outlet 13. A vacuum hose can be fitted to the outlet 13 for closed evacuation of the liquid.

Fig. 12 viser hvordan slamskjørtet 19' blir trykt sammen og folder seg på samme måte som en muffe eller belg. Fig. 12 shows how the mud skirt 19' is pressed together and folds in the same way as a sleeve or bellows.

Spyle- og gjengedopingsapparatets 11 plassering er vist i fig. 13. Nærmere bestemt er det vist et spyleorgan 1 IA i form av en dyse for vasking av gjengene på en rørende. Denne operasjon skjer mens væskeslusen er intakt og spylevæsken kan evakueres som beskrevet ovenfor. Det er også vist et gjengedopingsorgan 1 IB i form av en smøredyse for påføring av nytt smøremiddel på gjengene i rørendene før rørene blir skrudd sammen. Spyle- og gjengedopingsapparatet 11 står i forbindelse med innretninger for å skape spyletrykk via slanger og rør. Spyle- og gjengedopingsapparatet er tilrettelagt for både manuell og automatisk betjening av spyleorganet 1 IA og smøredysen 1 IB og kan opereres uavhengig av hverandre. Om nødvendig, kan flere spyleorganer 1 IA og smøredyser 1 IB plasseres på hensiktsmessige steder på motholdstangen 10, eventuelt på spinne- og momenttangen 1. The location of the flushing and thread doping apparatus 11 is shown in fig. 13. More specifically, a flushing member 1 IA is shown in the form of a nozzle for washing the threads on one end of the pipe. This operation takes place while the liquid lock is intact and the flushing liquid can be evacuated as described above. Also shown is a thread doping device 1 IB in the form of a lubrication nozzle for applying new lubricant to the threads in the pipe ends before the pipes are screwed together. The flushing and thread doping apparatus 11 is connected to devices for creating flushing pressure via hoses and pipes. The flushing and thread doping apparatus is arranged for both manual and automatic operation of the flushing device 1 IA and the lubrication nozzle 1 IB and can be operated independently of each other. If necessary, several flushing devices 1 IA and lubrication nozzles 1 IB can be placed in appropriate places on the counter-holding rod 10, possibly on the spinning and torque pliers 1.

Claims

1. Power pliers (25) comprising a divisible spinning and torque pliers (1) for screwing in and tightening a first pipe (20) into a second pipe (21), and a divisible counter-holding rod (10) located below for securing the second pipe (21) ), which tongs (1,10) are axially movable towards and apart from each other, characterized in that a liquid lock (35) is arranged between the spinning and torque tongs (1) and the counter-holding rod (10), and a suction for evacuation from the liquid lock ( 35) of liquid flowing out from the pipe (20) during a disconnection operation between the joints of the pipes (20,21).

2. Power pliers as specified in claim 1, characterized in that the liquid lock (35) is delimited by a skirt (19) directed downwards from the spinning and torque pliers (1) which circumscribes the liquid lock (35) and seals against the counter-holding rod (10).

3. Power pliers as stated in claim 2, characterized in that the skirt (19) is made of a flexible material which deflects inwards during axial movement towards each other of the spinning and torque pliers (1) and the counter-holding rod (10).

4. Forceps as stated in claim 1, characterized in that the liquid lock (35) is bounded circumferentially by a compressible sleeve or bellows.

5. Power pliers as specified in one of claims 1-4, characterized in that a flushing and thread doping device (11) is arranged between the spinning and torque pliers (1) and the counter-holding rod (10), which flushing and thread doping device (11) is operable before a joining operation between pipe joints.

6. Power pliers as stated in one of claims 1-5, characterized in that the spinning and torque pliers (1), the counter-holding rod (10), the liquid lock (35) and the flushing and thread doping device (11) are integrated and arranged in a carriage frame (24) which is movable on the base, which carriage frame (24) has a vertical column for guiding the spinning and torque tongs (1) and the counter-holding rod (10) vertically towards and apart from each other.

7. Power pliers as stated in one of claims 1-6, characterized in that the spinning and torque pliers (1) and the counter-holding rod (10) include a locking mechanism that holds the stationary housing (2) together when the pliers (1,10) are in operation.

8. Power pliers as stated in one of claims 1-7, characterized in that the tightening torque is set by a working cylinder and pawl which engages the drive ring (3).