NO326845B1 - Tanganordning for snubbingenhet - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører operasjoner hvor det benyttes snubbingenheter på brønner og hvor krafttenger monteres oppå det bevegelige jekkehodet i snubbingenheten for å oppnå fastgjøring og frigjøring av forbindelser i rørstrenger som er opphengt i brønner.

Petroleumsbrønner og lignende har vanligvis en rørstreng som er opphengt inne i en innsementert foringsrørstreng som krever spesiell håndtering under overhaling, og enkelte andre operasjoner. Produserende brønner har ofte foringsrørtrykk. Hvis den opphengte rørstrengen er trykktettet mot foringsrøret, oppfører den seg som et langt stempel, og foringsrørtrykket kan blåse rørstrengen ut av brønnen. For å utføre arbeid på slike brønner blir det benyttet en snubbingenhet. Snubbingenheten kan fastholde rørstrengen mot å gli i begge aksiale retninger, og den kan bevege den i begge aksiale retninger. Snubbingenheten er vanligvis også i stand til å rotere strengen i brønnen mens den beveger strengen i den ene av de aksiale retninger.

Boringen i rørstrengen blir ved hjelp av ventiler eller plugger i strengen lukket mot foringsrørtrykket før arbeidet starter, slik at strengen kan åpnes sikkert under sammenkoblingene.

Før arbeid på rørstrengen kan begynne, blir foringsrøret tettet mot atmosfæren ved hjelp av en serie utblåsingssikringer, som hver kan lukke og tette en bestemt rørdimensjon. Jo flere forskjellige rørdimensjoner som er i strengen, jo større er antallet av utblåsingssikringer som er påkrevet.

Snubbingenheten blir vanligvis festet til brønnhodet, og den kan understøttes kun av brønnhodet eller i det minste delvis av en separat fremtilt konstruksjon som hviler på grunnen rundt brønnen. Snubbingenheten har en basisplattform som er forsynt med i det minste én slepebøssing og kiler for å understøtte strengen mot krefter i begge aksiale retninger. I mange tilfeller er den stasjonære slepebøssingen en dobbeltbøssinganordning med de dobbelte bøssinger motsatt orientert med kiler for å holde i begge aksiale retninger. Kilene kan være forskjellig fra de som er vanlige på rotasjonsrigger ved at de kan presses til lukket stilling uten at strengens vekt er nødvendig for å tilveiebringe lukkekraften på kilene.

Det følgende beskrivende materialet vil bli rettet mot å øke strengens lengde, og utførelse av beslektede aktiviteter. Fjerning av streng fra brønnen krever at

prosessen gjøres i endret rekkefølge, men denne endrede rekkefølgen er velkjent for fagpersoner på området. Det vil forstås at de samme anordninger og grunnleggende prosedyrer vil kunne føre strengen i begge retninger, ettersom hva som er påkrevet.

Snubbingenheten har en jekkemekanisme som beveger et jekkehode, anordnet over basisplattformen, aksialt langs den forlengede brønnakse. Jekkehodet har funksjonen til en riggløpeblokk, med det unntak at jekkehodet kan skyve strengen opp eller trekke den ned. Jekkehodet bærer et drevet rotasjonsbord. Rotasjonsbordet har en slepebøssing med kiler som kan funksjonere i begge aksiale retninger, eller det har to slepebøssinger, én orientert i hver aksiale retning.

På det foreliggende tidspunkt er det vanlig å bevege en krafttangmontasje, som vanligvis inneholder både reservetenger og hovedtenger, inn i en arbeidsstilling rundt strengen og bort fra strengen for at den skal komme bort fra arbeidsområdet. I enkelte tilfelle benyttes den samme krafttangmontasje nær basisplattformen, og den heises deretter opp for å benyttes over jekkehodet. Slike bevegelser er blant de farligste industrielle aktiviteter, og er derfor uønsket.

Når det er praktisk mulig gjøres heisearbeid i forbindelse med snubbing ved hjelp av mobilkraner. I enkelte tilfelle omfatter heiseriggen imidlertid en spar som er montert på brønnhodet, direkte eller indirekte, og som er forsynt med en vinsj og en kabel for løfting. Slike arrangementer gjør det sterkt ønskelig å minimere behovene for løfting og lasthåndtering.

US 5,351,767 A beskriver apparatur for bruk ved håndtering av borerør og særlig for prosedyrer for å sette opp flerforbindelsesstøtter (eng. multi-joint stands) av borerør ved å bruke et roterende musehull ved toppdrevboreoperasjoner. Denne publikasjonen beskriver en tangenhet omfattende en øvre kjeve og en nedre kjeve forbundet gjennom en ramme for å justere av den vertikale avstanden mellom tengene.

Det er et behov for å redusere eller eliminere menneskelig aktivitet på jekkehodet. Et umiddelbart skritt er å fastgjøre tangsettet til en adapterplate på slepebøssingen. Tangsettet må rotere dersom slepebøssingen roteres. Tangsettet er aldri i bruk når strengen roteres i brønnen, og tengene kan frakobles fra navlestrenger og tillates å rotere. Hydrauliske og elektriske hurtigkoblere fjerner problemene rundt hurtig tilkobling og frakobling av navlestrengen til tangsettet. Å kunne utføre denne monteringen er en hensikt ved denne oppfinnelsen.

Å tillate tangsettet å rotere er i seg selv ikke ønskelig, men med de foreliggende utforminger av snubbingenheter er det hensiktsmessig. Videre overvinnes derved kjente problemer forbundet med montering av tenger på jekkehodet.

Et valgfritt trekk, en hensikt og en nyhet med tangarrangementet, er en monteringskonstruksjon som tillater at tangsettet monteres på jekkehodekonstruksjonen. Tangsettet roterer da ikke med slepebøssingen, og tangnavlestrengen kan forbli tilkoblet. Med dette arrangementet er det mulig å fjerne driftspersonell fra jekkehodet under rutinemessig rørstrengarbeidsaktivitet. Dette har en betydelig sikkerhetsmessig betydning.

Disse og andre hensikter, fordeler og trekk ved oppfinnelsen vil være åpenbare for fagpersoner på området fra en gjennomgang av denne beskrivelse, inkludert de vedheftede krav og ledsagende tegninger.

I henhold til et første aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en apparatur for fastgjøring og frigjøring av gjengede forbindelser mellom rørelementer i henhold til kravl.

Et krafttangsett, med hovedtenger og reservetenger, er montert på slepebøssingen i det bevegelige jekkehodet i en snubbingenhet, og roterer med slepebøssingen. Hjelpeledninger (eller navlestrenger) for tangsettet er ikke tilkoblet under strengens rotasjon.

I en alternativ versjon av apparaturen er en svivel for fluidgjennomføring montert på tangsettet, festet til den nødvendige hjelpefluidledning, eller -ledninger, for operasjon og styring av tengene, slik at tangsettet kan rotere med tanghjelpeledningene mellom tangsettet og snubbingenheten som er innfestet under rotasjon.

I en alternativ utforming er tangsettet montert på jekkehodet, uavhengig av rotasjonsbordet, og tangsettet roterer ikke når rotasjonsbordet roterer.

I henhold til et andre aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for håndtering av rørstrenger opphengt i brønner i henhold til krav 6.

I tegningene, hvor like innretninger har like betegnelser, er fig. 1 et sideriss av den samlede sammenstilling av en snubbingenhet på et brønnhode. Fig. 2 er et sideriss, nokså forstørret, av et parti av fig. 1 med en alternativ utforming av oppfinnelsen. Fig. 3 er et sideriss, nokså forstørret, som viser tangbetjeningssvivelinnretningen relatert til fig. 1 som en opsjon.

På tegningene er innretninger som er velkjente innen teknikken og ikke er forbundet med nyhet, utelatt for å gjøre beskrivelsen klarere. Slike utelatte innretninger kan omfatte gjengede forbindelser, kaldskjøter, tetningselementer, tapper og slagloddete forbindelser, hydrauliske ledninger og koblinger, kiler og bakker.

På tegningene viser fig. 1 en snubbingenhet minus rør og elektriske ledninger, og

innretninger for personellsikkerhet, såsom rekkverk og lignende, som er montert på et brønnhode. Brønnhodet 1 understøtter snubbingenheten 2 som har en plattform 4 over den stasjonære slepebøssingoppsats 3. Jekkesylindere 5, vanligvis hydrauliske, understøtter jekkehodet 6 som beveges opp og ned for aksial håndtering av rørstrengen PS. Jekkehodet bærer det bevegelige slepebøssingsett 7. Tangsettet 9, omfattende hovedkrafttenger 9a og reservetenger 9b, er montert på den roterende

øvre konstruksjon av slepebøssingsettet. En valgfri innretning som letter monteringen er adapterplaten 8, som kan bores til å passe til en rekke slepebøssingtyper.

Tangsettet 9 blir ved foreliggende praksis beveget inn og ut av stilling for å gjøre det vanlige tangarbeidet på strengen PS. Dette krever personell på jekkehodet, og aktiviteter som øker faren i et farlig arbeidsområde.

Med arrangementet på fig. 1, er det enkelte ganger likevel påkrevet med personell på jekkehodet for å koble til og fra hydrauliske ledninger til tangsettet når sammenkoblinger skal gjøres på strengen PS, men aktivitetene relatert til heising og tangoverføring til og fra jekkehodeområdet unngås.

På fig. 2 omfatter ytterligere nye trekk en konstruksjon 10 for å montere tangsettet på jekkehodets bevegelige basiskonstruksjon 6. Dette gjør det mulig for slepebøssingen å rotere uten rotasjon av tangsettet. Tangsettene blir ofte styrt ved hjelp av fjernplasserte hydrauliske kontrollbokser. Ved dette arrangementet kan kontrollboksen for dette tangsettet plasseres på og betjenes fra plattformen 4. Personell er ikke påkrevet på jekkehodet for å betjene tengene. Tengene blir ikke heist eller beveget inn i og ut av arbeidsområdet for rutinearbeid på strengen.

På fig. 3 er det vist en svivelenhet som gjør det mulig for tengene å rotere uten frakobling av hjelpeledningene eller navlestrengen. Svivelen 11 er vist med kun én ledning, men den er representativ for det samlede antall ledninger som er påkrevet i en svivel. Svivelboringen 1 la er tilpasset rørproduktene som benyttes i strengen. Svivelkonstruksjonen er robust for å tåle tilfeldige kraftslag fra rørseksjoner som blir håndtert.

Av det foregående ses det at denne oppfinnelsen er godt tilpasset til at alle de formål og hensikter som er angitt over oppnås, sammen med andre fordeler som er opplagte og som er iboende i verktøyet.

Det forstås at visse trekk og delkombinasjoner er nyttige, og kan anvendes uten henvisning til andre trekk og delkombinasjoner. Dette er angitt i og er innenfor rammen av kravene.

Ettersom anordningen ifølge denne oppfinnelsen kan ha mange mulige utføringer uten å avvike fra oppfinnelsens ramme, skal det forstås at alt som her er beskrevet og vist på de ledsagende tegninger skal forstås som illustrerende og ikke begrensende.

Claims (9)

1. Apparatur for fastgjøring og frigjøring av gjengede forbindelser mellom rørelementer, omfattende: en kombinert tang- og reserveenhet, omfattende en hovedkrafttang (9a) som er forbundet med en reservetang (9b), idet den kombinerte tang- og reserveenhet har en midtre lengdeakse som hovedsakelig er sammenfallende med en midtre lengdeakse i et rørelement (PS) når rørelementet blir grepet av den kombinerte tang-og reserveenhet,karakterisert vedat den kombinerte tang- og reserveenhet er tilpasset til å monteres oppå en roterbar slepebøssingskonstruksjon (7) som er båret på et jekkehode (6), slik at den kombinerte tang- og reserveenhet roterer rundt den midtre lengdeakse i den kombinerte tang- og reserveenhet når den roterbare slepebøssingkonstruksjon roterer, og

2. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert vedat den kombinerte tang- og reserveenhet er drevet med minst én hydraulisk motor, og videre omfatter anordninger for løsbar innfesting av hydrauliske fluidledninger til den kombinerte tang- og reserveenhet.

3. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert vedat den kombinerte tang- og reserveenhet omfatter minst én hydraulisk motor, og ved at anordningen videre omfatter en hydraulisk fluidsvivel (11), hvorved den kombinerte tang- og reserveenhet kan roteres uten frakobling av hydrauliske fluidledninger fra den hydrauliske fluidsvivel.

4. Apparatur ifølge krav 1, karakterisert vedat apparaturen videre omfatter en struktur (10) montert på jekkehodet (6), og hvor den kombinerte tang og reserveenheten er montert oppå strukturen (10), hvorved den roterende slepebøssingskonstruksjonen (7) tillates å rotere uten å rotere den kombinerte tang og reserveenheten.

5. Apparatur ifølge et av kravene 1-4, karakterisert vedat den kombinerte tang og reserveenheten omfatter lukkede hodetenger.

6. Fremgangsmåte til håndtering av rørstrenger opphengt i brønner, omfattende trinnene: a) å feste en snubbingenhet, egnet for brannkontroll, boring og overhalingsoperasjoner, omfattende et bevegelig jekkehode (6), til et brønnhode oppå brønnen, hvor metoden er karakterisert vedat b) et rotasjonsbord anordnes oppå det bevegelige jekkehodet, idet rotasjonsbordet videre omfatter et roterbart slepebøssingsett (7) for å rotere rørstrengen og gripe og bevege rørstrengene vertikalt; c) en kombinert tang- og reserveenhet (9a, 9b) festes til det roterbare slepebøssingsett, idet den kombinerte tang- og reserveenhet er tilpasset til rotasjon om en felles midtre akse når det roterbare slepebøssingsett roterer, idet den kombinerte tang- og reserveenhet videre omfatter en hovedkrafttang som er forbundet til en reservetang; d) rørstrengen kjøres gjennom slepebøssingsettene i snubbingenheten og den kombinerte tang- og reserveenhet, og den kombinerte tang- og reserveenhet påvirkes til å skru sammen og skru fra hverandre gjengede forbindelser som forbinder rørlengder i rørstrengen, idet sammenskruingen og oppskruingen fra hverandre av de gjengede forbindelser utføres uten å fjerne den kombinerte tang- og reserveenhet fra rundt rørstrengen mellom hver sammenkobling.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert vedat den kombinerte tang- og reserveenhet videre omfatter minst én hydraulisk motor, og videre omfatter anordninger for løsbar innfesting av hydrauliske fluidledninger til den kombinerte tang- og reserveenhet, og videre omfatter et trinn med tilkobling av hydrauliske fluidledninger til den kombinerte tang- og reserveenhet når det er nødvendig å bringe kraft til enheten, og frakobling av de hydrauliske fluidledninger når enheten roteres.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert vedat den kombinerte tang- og reserveenhet videre omfatter minst én hydraulisk motor, og ved at anordningen videre omfatter en hydraulisk fluidsvivel, hvorved den kombinerte tang- og reserveenhet kan roteres uten frakobling av hydrauliske fluidledninger fra den hydrauliske fluidsvivel.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert vedat den kombinerte tang- og reserveenheten videre omfatter en ramme (10) derpå, hvor rammen (10) er forbundet til det bevegelige jekkehodet (6) slik at den kombinerte tang- og reserveenheten beveger seg vertikalt sammen med jekkehodet (6) og hvor rammen (10) understøtter den kombinerte tang- og reserveenheten, og hvor den kombinerte tang- og reserveenheten forblir rotasjonsmessig stillestående når slepebøssingen roterer.