NO321865B1

NO321865B1 - Device and method for weight compensation

Info

Publication number: NO321865B1
Application number: NO20002455A
Authority: NO
Inventors: Leendert Spreij; Steven Lee Albright; Jean Donald Bearb; Frederick Marion Leicht; Michael Warren Hayes; John Birdwell
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2006-07-17
Also published as: WO1999034088A1; EP1042582A1; NO20002455L; CA2316307C; AU741280B2; DE69809966D1; NO20002455D0; AU2615299A; CA2316307A1; DE69809966T2; EP1042582B1

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE FOR VEKTKOMPENSERING DEVICE AND PROCEDURE FOR WEIGHT COMPENSATION

Denne oppfinnelse vedrører et apparat og en fremgangsmåte,som skal gjøre det lettere å kople et rør til eller fra en rør-streng, og skal særlig, men ikke utelukkende, gjøre det lettere å kople foringsrør til eller fra en streng av foringsrør idet det brukes et toppdrevet rotasjonssystem eller en løpe-blokk i et boretårn ved en olje- eller gassbrønn. This invention relates to an apparatus and a method, which should make it easier to connect a pipe to or from a string of pipes, and should particularly, but not exclusively, make it easier to connect casing to or from a string of casing when it is used a top-driven rotary system or a runner block in a derrick at an oil or gas well.

Under boring av olje- og gassbrønner er det nødvendig med tilkopling og fråkopling av rør som skal brukes i brønnene. I den senere tid har det blitt behov for å benytte foringsrør med meget stor diameter for å kunne fore brønnen. Særlig kan moderne foringsrør være 122 cm (48") i diameter. During the drilling of oil and gas wells, it is necessary to connect and disconnect pipes to be used in the wells. In recent times, it has become necessary to use casing with a very large diameter to be able to line the well. In particular, modern casing can be 122 cm (48") in diameter.

Vekten av én enkelt rørlengde av moderne foringsrør skaper mange problemer. Foringsrør er vanligvis gjenget. Når en foringsrørlengde koples til og fra foringsrørstrengen, er det stor sannsynlighet for at gjengene vil bli skadet ved kolli-sjoner dem imellom. The weight of a single length of modern casing creates many problems. Casing is usually threaded. When a length of casing is connected to and from the casing string, there is a high probability that the threads will be damaged by collisions between them.

Det er blitt foreslått å benytte en innretning kalt en "kompensasjonsrørklave for enkeltrørlengde" (single joint compensating elevator) som beskrevet i EP-A-0 171 144. Inn-retningen gjør det mulig å kompensere for vekten av én enkelt rørlengde, slik at når rørlengden senkes eller heves til eller fra en streng, er den effektive vekt av rørlengden null. En pneumatisk belg eller lignende gjør det mulig å fo-reta små justeringer for å tillate foringsrørlengden å bli koplet til strengen av foringsrør. Anordningen tillater også overkompensering slik at ved fråkopling av en rørlengde fra foringsrørstrengen, spretter rørlengden opp fra foringrør-strengen. Anordningen henger ned fra riggens primære rørkla-ve, med en rørklave for en enkeltrørlengde hengende ned der-fra. It has been proposed to use a device called a "single joint compensating elevator" (single joint compensating elevator) as described in EP-A-0 171 144. The in direction makes it possible to compensate for the weight of a single length of pipe, so that when length of pipe is lowered or raised to or from a string, the effective weight of the pipe length is zero. A pneumatic bellows or similar allows small adjustments to be made to allow the casing length to be coupled to the string of casing. The device also allows overcompensation so that when a pipe length is disconnected from the casing string, the pipe length bounces up from the casing string. The device hangs down from the rig's primary pipe clamp, with a pipe clamp for a single length of pipe hanging down from there.

Arrangementet beskrevet ovenfor krever at anordningen festes til rørklaven før hver tilkopling eller fråkopling og fjernes fra den før nedsenking eller heving av strengen, hvilket ut-føres av den primære rørklave. Denne fremgangsmåte kaster bort verdifull riggtid. The arrangement described above requires the device to be attached to the tube clamp before each connection or disconnection and removed from it before lowering or raising the string, which is carried out by the primary tube clamp. This procedure wastes valuable rig time.

US 4,813,498 vedrører en aktiv motvekt til bruk ved oppheng-ing av en kraftsvivel for å rotere en borestreng. Motvekten innbefatter to hydrauliske motorer som forsynes med hydrau-lisk fluid fra en pumpe og akkumulatorer. Ved senking av et borerør ned til kontakt med et øvre parti av borestrengen, justeres trykket til det hydrauliske fluid som forsynes til motorene for å motvirke vekten av svivelen slik at det ikke oppstår skade som en følge av sammenstøtet som oppstår når delsammenstillingen føres i kontakt med borerøret. På liknen-de vis kan et slikt motvektstrykk benyttes for å unngå skade når borerøret går i inngrep med borestrengen. Når bærepinnene er anbrakt i bunnen av utsparingene i rammene, som vist i fi-gur 6 i US 4,813,498, kan kraftsvivelen dessuten bevirke bæring av hele borestrengen. US 4,813,498 relates to an active counterweight for use when suspending a power swivel to rotate a drill string. The counterweight includes two hydraulic motors which are supplied with hydraulic fluid from a pump and accumulators. When lowering a drill pipe down into contact with an upper part of the drill string, the pressure of the hydraulic fluid supplied to the motors is adjusted to counteract the weight of the swivel so that damage does not occur as a result of the impact that occurs when the subassembly is brought into contact with the drill pipe. In a similar way, such counterweight pressure can be used to avoid damage when the drill pipe engages with the drill string. When the support pins are placed at the bottom of the recesses in the frames, as shown in figure 6 in US 4,813,498, the power swivel can also cause the entire drill string to be supported.

Den herværende oppfinnelse tilveiebringer et apparat som skal lette tilkopling eller fråkopling av et rør til eller fra en rørstreng, hvilket apparat omfatter en vektkompenseringsanordning som kan henges opp i en løpeblokk eller et toppdrevet rotasjonssystem eller en svivel, hvor nevnte apparat videre omfatter et sentralt bæreelement for bæring av en primær-rørklave, og strekker seg gjennom et hull i en bæresammenstilling slik at nevnte sentrale bæreelement kan heves og senkes av nevnte vektkompenseringsanordning for at et rør som er festet til primærrørklaven skal kunne heves og senkes med hensyn til en rørstreng, og en stopper på nevnte sentrale bæreelement er innrettet til å gå i inngrep med en toppflate av nevnte bæresammenstilling i en lastbærende stilling hvor den kan heve og senke nevnte rørstreng. The present invention provides an apparatus which shall facilitate the connection or disconnection of a pipe to or from a pipe string, which apparatus comprises a weight compensation device which can be suspended in a running block or a top-driven rotation system or a swivel, where said apparatus further comprises a central support element for support of a primary tube clamp, and extends through a hole in a support assembly so that said central support element can be raised and lowered by said weight compensating device so that a pipe attached to the primary tube clamp can be raised and lowered with respect to a pipe string, and a stop on said central support element is arranged to engage with a top surface of said support assembly in a load-bearing position where it can raise and lower said pipe string.

Fortrinnsvis omfatter nevnte element en stamme anordnet i det vesentlige parallelt med nevnte vektkompenseringsanordning. Preferably, said element comprises a stem arranged essentially parallel to said weight compensation device.

Nevnte stamme er på fordelaktig vis stiv. Said stem is advantageously rigid.

Nevnte stamme omfatter fordelaktig et åk som skal festes til primærrørklaven. Said stem advantageously comprises a yoke to be attached to the primary pipe clamp.

Nevnte vektkompenseringsanordning omfatter fortrinnsvis i det minste én stempelsylinder. Said weight compensation device preferably comprises at least one piston cylinder.

På fordelaktig vis er nevnte i det minste ene stempelsylinder pneumatisk drevet. Advantageously, said at least one piston cylinder is pneumatically driven.

Nevnte primærrørklave kan fortrinnsvis roteres med hensyn til nevnte vektkompenseringsanordning. Said primary pipe clamp can preferably be rotated with respect to said weight compensation device.

Nevnte apparat omfatter videre fordelaktig en motor som skal rotere nevnte primærrørklave. Said apparatus further advantageously comprises a motor which is to rotate said primary tube clave.

Nevnte apparat omfatter fortrinnsvis videre en bremse som skal hindre rotasjon av nevnte primærrørklave. Said device preferably further comprises a brake which is to prevent rotation of said primary pipe clamp.

Nevnte vektkompenseringsanordning er fordelaktig festet med skjærepinner til nevnte primærrørklave. Said weight compensation device is advantageously attached with cutting pins to said primary tube harp.

Nevnte apparat er fortrinnsvis forsynt med nevnte primær-rørklave . Said apparatus is preferably provided with said primary tube clave.

Den herværende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å lette tilkopling av et rør til en rørstreng ved bruk av et apparat i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse, hvor nevnte fremgangsmåte omfatter trinnene anbringelse av et rør i nevnte apparats primærrørklave, senking av nevnte primærrørklave for å bringe nevnte rør i kontakt med en rørstreng som holdes i en edderkopp nedenfor, og tilkopling av nevnte rør til nevnte rørstreng samt senking av nevnte rørstreng hengende i nevnte primærrørklave. The present invention also provides a method for facilitating the connection of a pipe to a pipe string using an apparatus in accordance with the present invention, wherein said method comprises the steps of placing a pipe in said apparatus's primary pipe clamp, lowering said primary pipe clamp to bring said pipe in contact with a pipe string which is held in a spider below, and connecting said pipe to said pipe string as well as lowering said pipe string hanging in said primary pipe clamp.

Den herværende oppfinnelse tilveiebringer videre en fremgangsmåte som skal lette fråkopling av et rør fra en rør-streng ved bruk av et apparat i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse, hvor nevnte fremgangsmåte omfatter trinnene anbringelse av primærrørklaven på en rørstreng, løfting av nevnte rørstreng fra et borehull, fastgjøring av nevnte rørstreng i en edderkopp og fråkopling av et rør, idet nevnte apparats vektkompenseringsanordning kompenserer eller overkompenserer for vekten av nevnte rør, og heving av røret klar av nevnte rørstreng. The present invention further provides a method which shall facilitate the disconnection of a pipe from a pipe string using an apparatus in accordance with the present invention, wherein said method comprises the steps of placing the primary pipe clamp on a pipe string, lifting said pipe string from a borehole , securing said pipe string in a spider and disconnecting a pipe, said device's weight compensation device compensating or overcompensating for the weight of said pipe, and raising the pipe clear of said pipe string.

For bedre forståelse av oppfinnelsen vil det nå som eksempel bli vist til de medfølgende tegninger, hvor: For a better understanding of the invention, the accompanying drawings will now be shown as an example, where:

Fig. 1 er et typisk arrangement ifølge eldre teknikk, hvilket skal lette tilkoplingen av et rør til en rørstreng, hvor arrangementet omfatter en kompenseringsrørklave for en enkelt-rørlengde; Fig. 2A er et frontriss av et apparat i overensstemmelse med oppfinnelsen i bruk; Fig. 2B er et forstørret sideriss av en del av apparatet på fig. 2A; Fig. 3 er et tverrsnittsoppriss av apparatet på fig. 2A; Fig. 4A er en skjematisk fremstilling av en kompenseringsan-ordning i bruk; Fig. 4B er en forstørret skjematisk fremstilling av en del av apparatet på Fig. 4A; Fig. 4C-F er skjematiske fremstillinger av alternative kom-penseringsanordninger som kan benyttes i apparatet på fig. 2A; Fig. 5A-C er skjematiske fremstillinger av en styringsenhet innbefattende kontrollpanelet på fig. 4A; Fig. 6A-G er skjematiske fremstillinger av ulike trinn som inngår i en fremgangsmåte ifølge den herværende oppfinnelse, hvor det brukes et apparat som vist på Fig. 2A; Fig. 7A er et frontriss av en primærrørklave; Fig. 7B er et planriss, sett ovenfra, av primærrørklaven på fig. 7A; og Fig. 1 is a typical arrangement according to older technology, which should facilitate the connection of a pipe to a pipe string, where the arrangement comprises a compensating pipe clamp for a single pipe length; Fig. 2A is a front view of an apparatus in accordance with the invention in use; Fig. 2B is an enlarged side view of part of the apparatus of Fig. 2A; Fig. 3 is a cross-sectional elevation of the apparatus of fig. 2A; Fig. 4A is a schematic representation of a compensation device in use; Fig. 4B is an enlarged schematic representation of part of the apparatus of Fig. 4A; Fig. 4C-F are schematic representations of alternative compensating devices that can be used in the apparatus of fig. 2A; Fig. 5A-C are schematic representations of a control unit including the control panel of Fig. 4A; Fig. 6A-G are schematic representations of various steps included in a method according to the present invention, where an apparatus as shown in Fig. 2A is used; Fig. 7A is a front view of a primary reed harp; Fig. 7B is a top plan view of the primary pipe clamp of Fig. 7A; and

Fig. 7C er et tverrsnitt av rørklaven på Fig. 7A. Fig. 7C is a cross-section of the pipe clamp of Fig. 7A.

Det vises til fig. 1 hvor det er vist et arrangement ifølge eldre teknikk som skal lette tilkoplingen av et rør til en rørstreng, hvor arrangementet innbefatter en enkeltrørlengde-kompensator J. Reference is made to fig. 1, where an arrangement according to older technology is shown which should facilitate the connection of a pipe to a pipe string, where the arrangement includes a single pipe length compensator J.

Enkeltrørlengdekompensatoren J henger ned fra en primær-rørklave (ikke vist) som er festet med bøyler (ikke vist) til et toppdrevet rotasjonssystem (ikke vist) eller en løpeblokk (ikke vist) i et boretårn (ikke vist). The single pipe length compensator J hangs down from a primary pipe collar (not shown) which is attached by hoops (not shown) to a top-driven rotary system (not shown) or a runner block (not shown) in a derrick (not shown).

En enkeltrørlengderørklave E henger ned fra enkeltrørlengde-kompensatoren J via en svivel T og kabler C. Enkeltrørlengde-rørklaven E er vist idet den bærer en foringsrørlengde P som skal koples til toppen av en foringsrørstreng N som holdes i kilebelter (ikke vist) i riggens gulv. A single length pipe clamp E hangs from the single pipe length compensator J via a swivel T and cables C. The single pipe length pipe clamp E is shown carrying a length of casing pipe P to be connected to the top of a casing string N held in V-belts (not shown) in the floor of the rig .

En tang 0 er plassert nedenfor enkeltrørlengderørklaven E og er anbrakt rundt foringsrørlengden P. Tangen 0 brukes for å rotere foringsrørlengden for å lette tilkopling til forings-rør st rengen N. A tong 0 is located below the single pipe length pipe clamp E and is placed around the casing length P. The tong 0 is used to rotate the casing length to facilitate connection to the casing string N.

Enkeltrørlengde-kompensatoren J styres fra en styringskonsoll S som mottar trykkluft fra en luftforsyning A på riggen. Styringskonsollen S er plassert i nærheten på riggens gulv. En luftslange H strekker seg fra styringskonsollen S til enkeltrørlengdekompensatoren J. The single pipe length compensator J is controlled from a control console S which receives compressed air from an air supply A on the rig. The control console S is located nearby on the rig floor. An air hose H extends from the control console S to the single pipe length compensator J.

Det vises nå til fig. 2A, 2B og fig. 3, hvor det er vist et apparat i overensstemmelse med oppfinnelsen generelt angitt med henvisningstallet 1, idet det holder, en foringsrørlengde Reference is now made to fig. 2A, 2B and fig. 3, where there is shown an apparatus in accordance with the invention generally indicated by the reference numeral 1, holding, a length of casing

JC. JC.

Apparatet 1 omfatter en bærebrakett 2 som har to faste løf-teører 3 for fastgjøring til bøyler (ikke vist) i et toppdrevet rotasjonssystem eller en løpeblokk. Bærebraketten 2 er forsynt med en plate 4 som er festet til nevnte bærebrakett 2 ved hjelp av bolter 5 med et avstandsstykke 6 anordnet der-imellom. Et sentralt hull 7 strekker seg gjennom platen 4, avstandsstykket 6 og bærebraketten 2. En nedre plate 8 er sveist til bunnen av bærebraketten 2. Foringer 9 og 10 er tilveiebrakt i bærebraketten 2 for å lette rotasjon av en stamme 11 anbrakt i det sentrale hull 7. The apparatus 1 comprises a support bracket 2 which has two fixed lifting lugs 3 for attachment to hoops (not shown) in a top-driven rotation system or a running block. The support bracket 2 is provided with a plate 4 which is attached to said support bracket 2 by means of bolts 5 with a spacer 6 arranged in between. A central hole 7 extends through the plate 4, the spacer 6 and the support bracket 2. A lower plate 8 is welded to the bottom of the support bracket 2. Bushings 9 and 10 are provided in the support bracket 2 to facilitate rotation of a stem 11 placed in the central hole 7.

Fire stempelsylindrer 12, 13, 12' og 13' er plassert med inn-byrdes avstand rundt platen 4 og er festet til denne via ører 14 og 15 og pinner 16 og 17. Stempelsylindrenes 12, 13, 12' og 13<1> nedre ender er festet til en nedre støtte 18 via ører 19, 20, 19' og 20" og skjærepinner 21, 22, 21' og 22'. Skjærepinnene 21, 22, 21' og 22' er tilveiebrakt slik at i tilfelle overbelastning av stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13', vil skjærepinnene 21, 22, 21' og 22' brytes, hvorved stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13' frigjøres fra kopling mellom bærebraketten 2 og den nedre støtte 18. Four piston cylinders 12, 13, 12' and 13' are spaced around the plate 4 and are attached to this via ears 14 and 15 and pins 16 and 17. The lower of the piston cylinders 12, 13, 12' and 13<1> ends are attached to a lower support 18 via ears 19, 20, 19' and 20" and shear pins 21, 22, 21' and 22'. The shear pins 21, 22, 21' and 22' are provided so that in case of overloading of the piston cylinders 12, 13, 12' and 13', the cutting pins 21, 22, 21' and 22' will break, whereby the piston cylinders 12, 13, 12' and 13' are released from coupling between the support bracket 2 and the lower support 18.

Den nedre støtte 18 omfatter en plate 23 som er forsynt med et gjennomgående sentralt hull 24 for stammens 11 passasje derigjennom. En roterbar plate 25 er fast anbrakt på stammen 11 og sitter på lagre 26. Lagrene 26 bæres av den nedre støt-te 18. The lower support 18 comprises a plate 23 which is provided with a through central hole 24 for the trunk 11 to pass through. A rotatable plate 25 is firmly placed on the stem 11 and sits on bearings 26. The bearings 26 are supported by the lower support 18.

Stammen 11 er forsynt med en øvre stopper 27. Ved full ut-strekking av nevnte stempelsylindre 12, 13, 12' og 13' går den øvre stopper 27 i inngrep med platen 4 og overfører en-hver vekt fra stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13' til den. Vekten som bæres av stammen 11, overføres gjennom platen 4 og avstandsstykket 6 til bærebraketten 2 og til bøylene (ikke vist). The stem 11 is provided with an upper stopper 27. When said piston cylinders 12, 13, 12' and 13' are fully extended, the upper stopper 27 engages with the plate 4 and transfers each weight from the piston cylinders 12, 13, 12 ' and 13' to it. The weight carried by the stem 11 is transferred through the plate 4 and the spacer 6 to the support bracket 2 and to the hoops (not shown).

Stammens 11 nedre ende strekker seg nedenfor den nedre støtte 18 og er forsynt med et åk 28 som skal holde en primærrør-klaves 31 armer 29 og 30. The lower end of the stem 11 extends below the lower support 18 and is provided with a yoke 28 which is to hold the arms 29 and 30 of a primary tube harpsichord 31.

En motor 32 er montert på undersiden av platen 18 for å dreie stammen 11. En skjerm 33 beskytter motoren 32. En bremse 34 er tilveiebrakt for å gå i inngrep med stammen 11 for å hindre dreining av denne. A motor 32 is mounted on the underside of the plate 18 to rotate the stem 11. A shield 33 protects the motor 32. A brake 34 is provided to engage the stem 11 to prevent rotation thereof.

Stempelsylindrenes slaglengde er fortrinnsvis det dobbelte av lengden på gjengene i det foringsrør som er under tilkopling. Omtrent 36 cm (14 tommer) er egnet for gjenger med en lengde på 13 cm til 18 cm (5 til 7 tommer), hvilket tillater 18 cm (7 tommer) oppadrettet og 18 cm (7 tommer) nedadrettet beve-gelse. Slaglehgden er i samsvar med stemplets lengde som kan velges etter ønske. The stroke length of the piston cylinders is preferably twice the length of the threads in the casing being connected. About 36 cm (14 inches) is suitable for threads 13 cm to 18 cm (5 to 7 inches) in length, allowing 18 cm (7 inches) of upward and 18 cm (7 inches) of downward movement. The hammer length is in accordance with the length of the piston, which can be selected as desired.

Fig. 2B viser en skala 35 avmerket på stemplet i stempelsy-linderen 13 for å kunne gi operatøren en indikasjon på slagposisjonen. Skalaen kan være i form av merker, tegn, tall eller striper. Som et alternativ til fysiske merker kan en elektronisk sensor eller annen stillingsindikator benyttes. Et annet alternativ ville være å måle fluidmengdene i sylinderen for å bestemme slagposisjonen. Fig. 2B shows a scale 35 marked on the piston in the piston cylinder 13 in order to give the operator an indication of the stroke position. The scale can be in the form of marks, characters, numbers or stripes. As an alternative to physical marks, an electronic sensor or other position indicator can be used. Another option would be to measure the fluid quantities in the cylinder to determine the stroke position.

Det vises til fig. 6A til 6H, hvor apparatet 1 er vist i bruk. Apparatet 1 er hengt opp i en løpeblokk TB (eller et toppdrevet rotasjonssystem) via bøyler B. Bøylene B er koplet til ørene 3 på bærebraketten 2. Reference is made to fig. 6A to 6H, where the apparatus 1 is shown in use. The apparatus 1 is suspended in a running block TB (or a top-driven rotation system) via hoops B. The hoops B are connected to the ears 3 on the support bracket 2.

For tilkopling av en rørlengde JC av foringsrør til en streng ST av foringsrør, blir rørlengden JC plassert i primærrørkla-ven 31 (fig. 6A-B). Stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13' blir nå stilt inn for å kunne kompensere for vekten av rørlengden JC ved bruk av en styringskonsoll CC. Når innstilling først er foretatt, kan samme innstilling benyttes for påfølgende rørlengder med samme vekt. Løpeblokken TB (eller det toppdrevne rotasjonssystem) blir deretter senket ned, slik at hannkoplingen på den nedre ende av rørlengden JC føres inn i hunnkoplingen i den øvre ende av strengen ST av foringsrør (Fig. 6C-D). Siden det kompenseres for vekten av rørlengden JC, er det usannsynlig at gjengene på hannkoplingen og hunnkoplingen blir skadet dersom de støter mot hverandre. En inn-stikksføring kan benyttes under denne prosess for å føre hannkoplingen inn i hunnkoplingen. For connecting a pipe length JC of casing to a string ST of casing, the pipe length JC is placed in the primary pipe clamp 31 (fig. 6A-B). The piston cylinders 12, 13, 12' and 13' are now adjusted to be able to compensate for the weight of the pipe length JC using a control console CC. Once the setting has been made, the same setting can be used for subsequent pipe lengths with the same weight. The runner block TB (or top-driven rotary system) is then lowered so that the male coupling on the lower end of the length of tubing JC is fed into the female coupling on the upper end of the string ST of casing (Fig. 6C-D). Since the weight of the pipe length JC is compensated for, it is unlikely that the threads of the male fitting and the female fitting will be damaged if they bump into each other. A plug-in guide can be used during this process to insert the male connector into the female connector.

En motor 32 kan nå benyttes for å rotere rørlengden JC for via gjenger å forbinde rørlengden JC med strengen ST. En krafttang 0 blir deretter benyttet for tiltrekking av kop-lingen med det nødvendige moment. Sammenkopling kan utføres videre, idet det kompenseres for vekten av rørlengden J A motor 32 can now be used to rotate the pipe length JC in order to connect the pipe length JC with the string ST via threads. A power pliers 0 is then used to tighten the coupling with the required torque. Connection can be carried out further, compensating for the weight of the pipe length J

(fig. 6F). (Fig. 6F).

Stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13' blir nå strukket ut og apparatet 1 hevet til stopperen 27 på stammen 11 ligger an mot platen 4 på bærebraketten 2 (fig. 6G-H) og hever strengen ST litt. Edderkoppen SP i riggens gulv blir deretter fri-gjort. Hele strengen ST holdes av apparatet 1. Vekten av strengen ST tas opp via åket 28, stammen 11 og bærebraketten 2. Strengen ST blir deretter senket ned i borehullet WL av løpeblokken TB (eller det toppdrevne rotasjonssystem). Løpe-blokken TB senkes ved betjening av et heisespill DW via kabler CS som strekker seg over en kronblokk CB plassert i toppen av en rigg RG. Edderkoppen SP blir deretter festet på strengen ST igjen. Primærrørklaven 31 blir deretter fjernet fra strengen ST. Apparatet 1 heves av løpeblokken TB (eller det toppdrevne rotasjonssystem), slik at apparatet er klar for en påfølgende rørlengde. The piston cylinders 12, 13, 12' and 13' are now stretched out and the device 1 raised until the stopper 27 on the stem 11 rests against the plate 4 on the support bracket 2 (fig. 6G-H) and raises the string ST a little. The spider SP in the rig's floor is then released. The entire string ST is held by the apparatus 1. The weight of the string ST is taken up via the yoke 28, the stem 11 and the support bracket 2. The string ST is then lowered into the borehole WL by the running block TB (or the top-driven rotation system). The running block TB is lowered by operating a winch DW via cables CS which extend over a crown block CB placed at the top of a rig RG. The spider SP is then attached to the string ST again. The primary tube clave 31 is then removed from the string ST. The apparatus 1 is raised by the running block TB (or the top-driven rotation system), so that the apparatus is ready for a subsequent pipe length.

For fråkopling av en rørlengde JC fra en streng ST, blir pri-mærrørklaven 31 plassert rundt toppen av strengen ST. Stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13' strekkes ut til stopperen 27 på stammen 11 ligger an mot platen 4 på bærebraketten 2. Apparatet 1 heves nå til primærrørklaven 31 ligger an mot hunnkoplingen på den øvre rørlengde JC i strengen ST. Edderkoppen SP i riggens gulv frigjøres. Hele vekten av strengen ST tas opp av apparatet 1. Vekten av strengen ST tas opp gjennom åket 28, stammen 11 og bærebraketten 2. Løpeblokken TB (eller det toppdrevne rotasjonssystem) heves, idet den løfter strengen ST inntil en rørlengde JC (eller to eller tre rørlengder) befinner seg over edderkoppen SP (fig. 6G-H). For disconnecting a pipe length JC from a string ST, the primary pipe clamp 31 is placed around the top of the string ST. The piston cylinders 12, 13, 12' and 13' are extended until the stopper 27 on the stem 11 rests against the plate 4 on the support bracket 2. The apparatus 1 is now raised until the primary pipe clamp 31 rests against the female coupling on the upper pipe length JC in the string ST. The spider SP in the rig's floor is released. The entire weight of the string ST is taken up by the apparatus 1. The weight of the string ST is taken up through the yoke 28, the stem 11 and the support bracket 2. The running block TB (or the top-driven rotation system) is raised, lifting the string ST up to a pipe length JC (or two or three tube lengths) are located above the spider SP (Fig. 6G-H).

Edderkoppen SP anbringes igjen på strengen ST. Rørklaven 31 senkes til edderkoppen SP tar opp hele vekten av strengen ST. Stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13' stilles nå inn slik at de kompenserer for litt mer enn den ventede vekt av rørleng-den JC (eller vekten av to eller tre rørlengder, alt etter behov). En krafttang 0 benyttes for å bryte forbindelsen mellom rørlengden JC og strengen ST. Krafttangen 0 blir deretter fjernet. Stammen 11 kan nå dreies av motoren 32 til rørleng-den JC er fri fra strengen ST. Stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13' overkompenserer for vekten av rørlengden JC, og rør-lengden JC blir deretter løftet fra strengen ST. Demping er tilveiebrakt gjennom stempelsylindrene 12, 13, 12' og 13<1>, slik at rørlengden JC ikke "dumper" ned på toppen av strengen ST igjen. The spider SP is placed again on the string ST. The pipe clamp 31 is lowered until the spider SP takes up the entire weight of the string ST. The piston cylinders 12, 13, 12' and 13' are now adjusted to compensate for slightly more than the expected weight of the pipe length JC (or the weight of two or three pipe lengths, as required). A forceps 0 is used to break the connection between the pipe length JC and the string ST. The forceps 0 are then removed. The trunk 11 can now be turned by the motor 32 until the pipe length JC is free from the string ST. The piston cylinders 12, 13, 12' and 13' overcompensate for the weight of the pipe length JC, and the pipe length JC is then lifted from the string ST. Damping is provided through the piston cylinders 12, 13, 12' and 13<1>, so that the pipe length JC does not "dump" down on top of the string ST again.

Rørlengden JC blir deretter fjernet fra primærrørklaven 31 og plassert i et stativ ved bruk av rørhåndteringsutstyr (ikke vist). Apparatet 1 er nå klar for fråkopling av påfølgende rørlengder fra rørstrengen ST. The pipe length JC is then removed from the primary pipe clamp 31 and placed in a rack using pipe handling equipment (not shown). Apparatus 1 is now ready for disconnection of subsequent pipe lengths from the pipe string ST.

Det vises nå til fig. 4A og 4B, hvor det er vist skjematisk et apparat 100. Apparatet 100 er festet til et toppdrevet rotasjonssystem D via en sjakkel 101 og bøyler 102. Reference is now made to fig. 4A and 4B, where an apparatus 100 is shown schematically. The apparatus 100 is attached to a top-driven rotation system D via a shackle 101 and hoops 102.

En sikkerhetslenke CH er tilveiebrakt mellom sjakkelen 101 og apparatet 100. En skjærepinne 103 eller annen innretning forbinder apparatet 100 med sjakkelen 101. I det tilfelle at skjærepinnen 103 brytes, vil sikkerhetslenken CH hindre at apparatet 100 faller ned på riggens gulv. Skjærepinnen 103 kan være utformet for å brytes ved 2,7 tonn. Dette arrangement beskytter apparatet 100 fra å bli utsatt for hele vekten av strengen hvis stempelsylindrene unnlater å strekke seg for å tillate vektoverføring gjennom stammen. Sikkerhetslenken skal være utformet slik at den svikter ved tre ganger den ventede last. A safety chain CH is provided between the shackle 101 and the device 100. A cutting pin 103 or other device connects the device 100 to the shackle 101. In the event that the cutting pin 103 breaks, the safety chain CH will prevent the device 100 from falling to the floor of the rig. The cutting pin 103 can be designed to break at 2.7 tonnes. This arrangement protects the apparatus 100 from being subjected to the full weight of the string if the piston cylinders fail to extend to allow weight transfer through the stem. The safety link must be designed so that it fails at three times the expected load.

En styringskonsoll CC er tilveiebrakt for styring av apparatet 100. Apparatet 100 er forbundet med styringskonsollen gjennom styreledning H. Fig. 4C til 4F viser fire stempelsylinderarrangementer. Fig. 4C viser to parallellkoplede stempelsylindrer 104 og 105. Fig. 4D viser én stempelsylinder 106. Fig. 4E viser tre parallellkoplede stempelsylindrer 107, 108 og 109. Fig. 4F viser fire parallellkoplede stempelsylindrer 110, 111, 112 og 113 . A control console CC is provided for controlling the apparatus 100. The apparatus 100 is connected to the control console through control line H. Figs. 4C to 4F show four piston cylinder arrangements. Fig. 4C shows two parallel-connected piston cylinders 104 and 105. Fig. 4D shows one piston cylinder 106. Fig. 4E shows three parallel-connected piston cylinders 107, 108 and 109. Fig. 4F shows four parallel-connected piston cylinders 110, 111, 112 and 113.

Stempelsylindrene har en boring på 182 cm<2> (28,27 kvadrattom-mer) ; et stangareal på 9,58 cm<2> (1,485 kvadrat tommer) ; et ef-fektivt areal (boring minus stang) på 172 cm<2> (26,8 kvadrat-tommer) og er i stand til å bære omtrent 1,1 tonn (2500 pund). Trykket i det pneumatiske fluid inne i sylinderen er omtrent 6,4 bar (93,3 psi). Trykket som kreves for å bære to tonn, er omtrent 5,5 bar (80 psi). The piston cylinders have a bore of 182 cm<2> (28.27 square inches); a rod area of 9.58 cm<2> (1.485 square inches); an effective area (bore minus rod) of 172 cm<2> (26.8 square inches) and is capable of carrying approximately 1.1 tons (2,500 pounds). The pressure of the pneumatic fluid inside the cylinder is approximately 6.4 bar (93.3 psi). The pressure required to carry two tonnes is approximately 5.5 bar (80 psi).

Utførelsen på fig. 4C kan bære 5 tonn ved 6,4 bar (93,3 psi) og 4 tonn ved 5,5 bar (80 psi). The embodiment in fig. The 4C can carry 5 tonnes at 6.4 bar (93.3 psi) and 4 tonnes at 5.5 bar (80 psi).

Utførelsen på fig. 4E kan bære 7,5 tonn ved 6,4 bar (93,3 psi) og 6 tonn ved 5,5 bar (80 psi). The embodiment in fig. The 4E can carry 7.5 tons at 6.4 bar (93.3 psi) and 6 tons at 5.5 bar (80 psi).

Utførelsen på fig. 4F kan bære 10 tonn ved 6,2 bar (90 psi) og 8 tonn ved 5,5 bar (80 psi). Dersom det benyttes et apparat med flere stempelsylindrer, og det skal håndteres lette rør, trenger man bare benytte én eller flere stempelsylindrer. De øvrige stempelsylindrer kan avlastes gjennom avluft-ning V. Fig. 4G viser skjematisk et koplingsskjema for et sammenkop-let stempelsylinderarrangement generelt angitt med henvisningstallet 200. Forbindelsesledninger 201 og 202 forbinder de to nedre innvendige sylinderrom 203, 204 og 205, 206 i sylindrene 110, 111, 112 og 113. En forbindelsesledning 207 forbinder de to forbindelsesledninger 201 og 202. Forbindel-sesledningen 207 fører til en styringskonsoll CS. Stempler 208, 209, 210 og 211 er forbundet med stempelstenger 212, 213, 214 og 215, av hvilke et parti strekker seg nedenfor en plate 216 som sylindrene er montert på. Det kan være anbrakt en øvre plate oppå sylindrene for å gi stabilitet. Det kan benyttes en manifold for å forsyne hver sylinder med like mengder fluid for jevn aktivering av sylindrene. Hver sylinder kan være forsynt med en isolasjonsventil for selektiv av-lasting av hver sylinder. Fig. 5A-5C viser en utførelse av en styringskonsoll CS til bruk med systemet på fig. 4A. Styringskonsollen SC innbefatter en fluidslangetrommel 301 på en sokkel 302, en tildrag-ningstrykkindikator 303, en løsnetrykkindikator 304, en knapp 305 for regulering av tildragingstrykk, en styringsknapp 306 for tildragingsavlastningsventil og en reguleringsknapp 307 for løsnetrykk. Fig. 7A-7C viser en rørklave 400 ifølge den herværende oppfinnelse med et legeme 401 med deler 402 og 403 hengslet sam-men via en hengsle 404 for selektiv anbringelse omkring og fjerning fra et rør, et frigjørbart låseapparat 405, en boring 406 gjennom legemet, løfteører 407 på legemet, en skul-der 408 omkring toppen av boringen 406 og et ruilelagerappa-rat 409 med halvdeler 401 og 411 på skulderen 408, hver med en flerhet av rullelagre 412. En klave eller annen egnet del av et rør (ikke vist) kan ligge an og bevege seg på rullelag-rene 412, og således lettes rotering av klaven (og derfor av røret og andre dertil koplede og nedenforliggende rør). The embodiment in fig. The 4F can carry 10 tons at 6.2 bar (90 psi) and 8 tons at 5.5 bar (80 psi). If a device with several piston cylinders is used, and light pipes are to be handled, you only need to use one or more piston cylinders. The other piston cylinders can be relieved through venting V. Fig. 4G schematically shows a connection diagram for a connected piston cylinder arrangement generally indicated with the reference number 200. Connecting lines 201 and 202 connect the two lower internal cylinder spaces 203, 204 and 205, 206 in the cylinders 110 , 111, 112 and 113. A connection line 207 connects the two connection lines 201 and 202. The connection line 207 leads to a control console CS. Pistons 208, 209, 210 and 211 are connected by piston rods 212, 213, 214 and 215, a portion of which extends below a plate 216 on which the cylinders are mounted. An upper plate may be placed on top of the cylinders to provide stability. A manifold can be used to supply each cylinder with equal amounts of fluid for even activation of the cylinders. Each cylinder can be provided with an isolation valve for selective unloading of each cylinder. Figs. 5A-5C show an embodiment of a control console CS for use with the system of Figs. 4A. The control console SC includes a fluid hose drum 301 on a base 302, a tightening pressure indicator 303, a loosening pressure indicator 304, a button 305 for regulation of tightening pressure, a control button 306 for tightening relief valve and a regulation button 307 for loosening pressure. Figs. 7A-7C show a pipe clamp 400 according to the present invention with a body 401 with parts 402 and 403 hinged together via a hinge 404 for selective placement around and removal from a pipe, a releasable locking device 405, a bore 406 through the body . shown) can rest and move on the rolling bearings 412, and thus rotation of the clave (and therefore of the pipe and other pipes connected to it and below) is facilitated.

Primærrørklaven 31 kan ha slikt rullelagerapparat, eller det kan alternativt benyttes hvilke som helst egnede, kjente rul-le- og/eller lagerinnretninger eller mekanismer på skulderen 408 eller på et øvre parti av rørklaven 400. Slikt lager og/eller rulleapparat kan også være tilveiebrakt ved rørkla-ver for flere (to, fire osv) strenger. The primary pipe clamp 31 can have such a roller bearing device, or alternatively any suitable, known roller and/or bearing devices or mechanisms can be used on the shoulder 408 or on an upper part of the pipe clamp 400. Such a bearing and/or roller device can also be provided at the reed piano for several (two, four, etc.) strings.

I utførelsen på fig. 2A er det benyttet fire stempelsylindrer som kan være hydrauliske eller pneumatiske, men i denne ut-førelse ville hvilket som helst antall kunne brukes, herunder én, to, tre, fire, fem eller seks. En belg-luftfjær kan benyttes i stedet for stempelsylindrene. In the embodiment in fig. 2A four piston cylinders are used which can be hydraulic or pneumatic, but in this embodiment any number could be used, including one, two, three, four, five or six. A bellows air spring can be used instead of the piston cylinders.

Om nødvendig kan motoren 32 brukes for å dreie hele strengen for slike formål som å kunne lette innføring av rør i borehullet. If necessary, the motor 32 can be used to rotate the entire string for such purposes as facilitating the introduction of pipe into the borehole.

Det skal bemerkes at det ovennevnte apparat ville kunne benyttes for tilkopling og fråkopling av et hvilket som helst slags rør, innbefattet foringsrør, forlengningsrør, tynnveg-get rør, borerør eller et hvilket som helst verktøy for tilkopling eller fråkopling til eller fra en rørstreng. It should be noted that the above-mentioned device could be used for connecting and disconnecting any type of pipe, including casing, extension pipe, thin-walled pipe, drill pipe or any tool for connecting or disconnecting to or from a pipe string.

Det er tenkelig at stammen kunne være en forstørret stempel-stang i en stempelsylinder i vektkompenseringsanordningen. En endestopper kan være tilveiebrakt i enden av stempelstangen for å kunne overføre vekten av en rørstreng til en støtte når stemplet er i helt utstrakt stilling. It is conceivable that the stem could be an enlarged piston rod in a piston cylinder in the weight compensation device. An end stop may be provided at the end of the piston rod to transfer the weight of a pipe string to a support when the piston is in the fully extended position.

Det kan også tenkes at stammen kunne være en kjetting. It is also conceivable that the stem could be a chain.

Claims

1. Apparatus to facilitate the connection or disconnection of a pipe to or from a pipe string, which apparatus comprises a weight compensation device (12, 13, 12', 13') which can be suspended in a running block (TB) or a top-driven rotation system (TD) ) or a swivel, characterized in that said device further comprises a central support element (11) for supporting a primary reed valve (31), and extends through a hole (7) in a support assembly (3, 4, 5, 6) so that said central support element (11) can be raised and lowered by said weight compensation device (12, 13, 12', 13') so that a pipe (JC) which is attached to the primary pipe clamp (31) can be raised and lowered with regard to a pipe string (ST), and a stop (27) on said central support element (11) is arranged to engage with a top surface of said support assembly (3, 4, 5, 6) in a load-bearing position where it can raise and lower said pipe string (ST).

2. Apparatus as stated in claim 1, characterized in that said central support element (11) comprises a stem (11) arranged essentially parallel to said weight compensation device (12, 13, 12', 13').

3. Apparatus as stated in claim 2, characterized in that said stem (11) is rigid.

4. Apparatus as stated in claim 2 or 3, characterized in that said stem (11) comprises a yoke (28) for connection of the primary tube valve (31).

5. Apparatus as stated in any preceding claim, characterized in that said weight compensation device (12, 13, 12', 13') comprises at least one piston cylinder.

6. Apparatus as specified in claim 5, characterized in that said at least one piston cylinder (12, 13, 12', 13') is pneumatically driven.

7. Apparatus as stated in any preceding claim, characterized in that said primary pipe clamp (31) is rotatable with respect to said weight compensation device (12, 13, 12', 13').

8. Apparatus as stated in claim 7, characterized in that it further comprises a motor (32) for rotating said primary reed valve (31).

9. Apparatus as specified in claim 7 or 8, characterized in that it further comprises a brake (34) which is to prevent rotation of said primary pipe clamp (31).

10. Apparatus as stated in any preceding claim, characterized in that said weight compensation device (12, 13, 12', 13') is attached with cutting pins to said primary pipe clamp (31).

11. Apparatus as stated in any preceding claim, characterized in that it is provided with said primary tube clave (31).

12. Method for facilitating the connection of a pipe to a pipe string, characterized by the use of an apparatus as stated in claim 11, where said method comprises the steps of placing a pipe in said apparatus's primary pipe clamp (31), lowering said primary pipe clamp (31) to bring said pipe into contact with a pipe string held in a spider below, and connecting said pipe to said pipe string as well as lowering said pipe string hanging in said primary pipe clamp (31).

13. Method for facilitating the disconnection of a pipe from a pipe string, characterized by the use of an apparatus as stated in claim 11, where said method comprises the steps of placing the primary pipe clamp (31) on a pipe string, raising said pipe string from a borehole , securing said pipe string in a spider, disconnecting a pipe, with said device's weight compensation device compensating or overcompensating for the weight of said pipe, and raising the pipe clear of said pipe string.