NO331452B1 - Sikkerhetsanordning for tilkopling til en rorformet gjenstand for forflytning av denne - Google Patents

Description

SIKKERHETSANORDNING FOR TILKOPLING TIL EN RØRFORMET GJENSTAND FOR FORFLYTNING AV DENNE

O ppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse angår en sikkerhetsanordning for tilkopling til en rørformet gjenstand for forflytning av gjenstanden fra, for eksempel, et rørdekk til et boredekk på en borerigg.

Slike rørformede gjenstander kan utgjøres av borerør, vektrør, fonngsrør og såkalte løfterør ("lift subs"). Det kan også dreie seg om diverse rørformede nedihulls-verktøyer, for eksempel datainnsamlingsenheter, nedihullsmotorer, freseverktøyer, retningsboringsverktøyer, fiskeverktøyer, slagrørsverktøyer, etc. som inngår i en bunnhullssammenstilling for en borestreng som skal anvendes i en brønn.

Sikkerhetsanordningen kan også benyttes i forbindelse med håndtering av rørformede komponenter som inngår i en kompletteringsstreng for en brønn.

Oppfinnelsens bakgrunn

Oppfinnelsen har sin bakgrunn i farer forbundet med benyttelse av kjent teknikk for forflytning av rørformet utstyr mellom en lagringsplass for utstyret, for eksempel et rørdekk, og et boredekk som er assosiert med en brønn. Ved en slik forflytning beveges utstyret typisk fra en horisontal stilling på lagringsplassen, og til en vertikal stilling over boredekket, eller omvendt. Nevnte farer forbundet med forflytning av slikt rørformet utstyr er spesielt relatert til de kjente typer koplinger som benyttes til å forbinde det rørformede utstyr med en assosiert løfteinnretning. Det er kjent at slike koplinger, pga. bevegelsesrelatert rotasjon av det rørformede utstyr under dens forflytning, kan løsne og forårsake skade på materialer, utstyr og/eller borepersonell som befinner seg i nærheten. Således kan disse kjente koplinger utgjøre en sikkerhetsrisiko for omgivelsene under en slik forflytningsoperasjon.

Kient teknikk oa ulemper med denne

Når en rørformet gjenstand skal forflyttes i henhold til kjent teknikk, gjengeforbindes som regel én ende av gjenstanden med en kort, sylinderformet løftestump ("lift nubbin"), også kalt et løftehode ("lift cap"), eller gjenstanden gjengeforbindes med et såkalt løfterør ("lift sub") forsynt med en løftekrage. En slik løftestump er vanligvis utformet med et løfteøye som en krok, sjakkel eller lignende kan koples til. Kroken eller sjakkelen kan være forbundet med en vaier som er tilknyttet en løfteinnretnmg, for eksempel en luftdrevet vinsj ("air tugger"), idet løfteinnretningen besørger den etterfølgende forflytning av den rørformede gjenstand. I tillegg er vanligvis en svivel anordnet mellom vaieren og kroken/sjakkelen. Slike løftestumper benyttes typisk for forflytning av rørformede gjenstander som allerede er forsynt med en løftekrage, for eksempel borerør.

I de tilfeller hvor den rørformede gjenstand ikke omfatter en løftekrage, slik som for vektrør og fonngsrør, gjengeforbindes vanligvis én ende av gjenstanden med et såkalt løfterør, som altså er forsynt med en løftekrage. Deretter kan sammenstillingen av gjenstanden og det tilkoplede løfterør forbindes med nevnte vaier og løftemnretning for forflytning mellom lagringsplassen og boredekket. Alternativt kan den frie ende av løfterøret i sammenstillingen gjengeforbindes med en løftestump ("lift nubbin") av ovennevnte type, hvorpå nevnte vaier og løftemnretning koples til løftestumpen for påfølgende forflytning av sammenstillingen. Når sammenstillingen befinner seg i en mer eller mindre vertikal stilling over boredekket, føres en såkalt rørklave ("elevator") tettsluttende omkring løfterørets løftekrage, idet rørklaven vanligvis er koplet til et heisespill i et boretårn via egnede løftestag ("bails"). Derved kan den rørformede gjenstand heves eller senkes vertikalt for kopling fra eller til en rørstreng i en brønn.

Når en slik rørformet gjenstand forflyttes mer eller mindre horisontalt mellom en lagringsplass og et boredekk, for eksempel via en gangbru ("catwalk") og opp en rampe til boredekket, vil den rørformet gjenstand ha en naturlig tendens til å rotere pga. forflytningsrelaterte bevegelser av gjenstanden. Vaieren som forbinder gjenstandens tilkoplede løftestump eller løfterør med nevnte løftemnretning, for eksempel en luftdrevet vinsj, vil derimot forløpe på skrå mellom den rørformede gjenstand og løfteinnretningen. Trekkraften som besørger gjenstandens mer eller mindre horisontale bevegelse, virker langs vaieren og vil således være skrårettet i forhold til gjenstandens bevegelsesretning. Derved låses løftestumpen eller løfterøret mot rotasjon under den mer eller mindre horisontale forflytning. Nevnte svivel mellom vaieren og dens krok/sjakkel vil ikke kunne ta opp rotasjonsbevegelser av løfte-stumpen eller løfterøret før løftestumpen/løfterøret er blitt løftet opp i vertikal eller tilnærmet vertikal stilling, i hvilken stilling gjenstandens og vaierens lengderetninger i det vesentlige sammenfaller.

På dette vis vil den rørformede gjenstand kunne rotere når den beveges mer eller mindre horisontalt, mens den tilkoplede løftestump eller løfterør vil forbli fastlåst og således hindres i å rotere pga. trekkraftens skråstilling i forhold til gjenstandens bevegelsesretning. Denne relative rotasjon av gjenstanden som forflyttes, kan i verste fall føre til at gjengeforbmdelsen mellom gjenstanden og løftestumpen/løfterøret løsner med det resultat at gjenstanden og løftestumpen/løfterøret skilles fra hverandre og faller ned og/eller slenges omkring. En slik utilsiktet atskilling av komponenter vil kunne skade omgivelsene, herunder personell som befinner seg i nærheten. Løsgjønngen av gjengeforbindelsen har bl.a. sammenheng med at en slik gjengeforbindelse vil være relativt kort og som regel ha en konisk utforming. I tillegg trekkes gjengeforbindelse gjerne til for hånd eller ved hjelp av relativt enkle midler, for eksempel med en stang som føres inn i et løfteøre på løftestumpen/løfterøret for så å dreies og/eller slås manuelt for tilførsel av dreiemoment. Derved tilføres gjengeforbmdelsen et relativt lite dreiemoment for sikring av gjengeforbindelsen. Samtidig kan løftestumpen/løfterøret og/eller dets løfteøre skades av en slik hardhendt manuell behandling. Også disse forhold utgjør ulemper ved kjente løftestumper og løfterør.

EP 1.253.282 A2 og US 6.082.793 A beskriver imidlertid løfteinnretnmger som oppviser likhetstrekk med angjeldende sikkerhetsanordnmg for tilkopling til en rørformet gjenstand.

Oppfinnelsens formål

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én ulempe ved den kjente teknikk på angjeldende område, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til den kjente teknikk.

Generell beskrivelse av hvordan formålet oppnås

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Ved et første aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en sikkerhetsanordnmg for tilkopling til en rørformet gjenstand for forflytning av denne;

- hvor én ende av sikkerhetsanordningen er forsynt med et tilkoplingsmiddel innrettet til å kunne koples til et løftemiddel; - hvor sikkerhetsanordningen også omfatter en første del og en andre del som er koaksialt forbundet med hverandre; - hvor den første del er forsynt med nevnte tilkoplingsmiddel;

- hvor den andre del er innrettet for tilkopling til nevnte rørformede gjenstand; og

- hvor den første del og den andre del er forbundet via en svivelanordning for derved å kunne dreies i forhold til hverandre.

Det særegne ved sikkerhetsanordningen er at den andre del omfatter et ytre flateparti utformet til å kunne samvirke med en samsvarende momentanordning for tilførsel av dreiemoment til den andre del.

Momentanordningen kan eksempelvis utgjøres av en egnet skrunøkkel ("wrench") eller tang ("tong").

Når en rørformet gjenstand er tilkoplet angjeldende sikkerhetsanordnmg og beveges mer eller mindre horisontalt, vil sikkerhetsanordningens svivelanordning kunne ta opp eventuelle rotasjonsbevegelser av gjenstanden. Dette foretas i stedet for at rotasjons-bevegelsene overføres til en løsbar forbindelse mellom sikkerhetsanordningens andre del og den rørformede gjenstand. Derved reduserer eller eliminerer man faren for at gjenstandens rotasjonsbevegelser fører til at nevnte koplingsforbmdelse løsner med det resultat at gjenstanden og sikkerhetsanordningen kan skilles fra hverandre og falle ned og/eller slenges omkring.

Videre kan den første dels tilkoplingsmiddel for eksempel utgjøres av et løfteøye utformet i den første del, alternativt en løftering, sjakkel, håndtak eller lignende, sågar et gjengeparti dersom dette skulle være hensiktsmessig. Dette tilkoplingsmiddel kan koples til en svivelforsynt vaier og en luftdrevet vinsj, som beskrevet ovenfor, for forflytning av angjeldende sikkerhetsanordning og en rørformet gjenstand, for eksempel et borerør, vektrør eller fonngsrør.

På den annen side kan den frie ende av sikkerhetsanordningens andre del være forsynt med et gjengeparti innrettet til å kunne koples til nevnte rørformede gjenstand. I denne sammenheng kan dette gjengeparti utgjøres av et hanngjengeparti innrettet til å kunne koples til et samsvarende hunngjengeparti på den rørformede gjenstand. Alternativt kan dette gjengeparti utgjøres av et hunngjengeparti innrettet til å kunne koples til et samsvarende hanngjengeparti på den rørformede gjenstand.

Ifølge en første utførelse kan sikkerhetsanordningens andre del utgjøres av en rørstuss, dvs. et kort rør. Rørstussen kan eksempelvis være 10-30 cm lang, og den kan være massiv eller hul. Denne første utførelse av sikkerhetsanordningen er godt egnet for tilkopling til en rørformet gjenstand forsynt med en løftekrage, for eksempel et borerør.

En sammenstilling av den første del og en slik rørstuss (dvs. den andre del) likner en løftestump ("lift nubbin") av kjent type; jfr. foregående omtale av kjente løftestumper. En sikkerhetsanordning ifølge denne første utførelse skiller seg derimot vesentlig fra en kjent løftestump ved at sikkerhetsanordningen omfatter en svivelanordning som gjør det mulig å dreie sikkerhetsanordningens andre del i forhold til den første del. Derved unngår man at nevnte rotasjonsbevegelser negativt påvirker forbindelsen mellom den rørformede gjenstand og sikkerhetsanordningen når gjenstanden beveges mer eller mindre horisontalt. Ettersom nevnte forbindelse vanligvis vil være en gjengeforbindelse, vil man redusere eller eliminere faren for at gjengeforbindelsen fraskrus og løsner med det resultat at gjenstanden og sikkerhetsanordningen skilles fra hverandre og faller ned og/eller slenges omkring.

Ifølge en andre utførelse kan sikkerhetsanordningens andre del utgjøres av et såkalt løfterør ("lift sub") forsynt med minst én løftekrage. Et slikt løfterør er vanligvis noe lengre enn en løftestump ("lift nubbin"). Løfterøret vil typisk være ca. 1 m langt, og det kan være massivt eller hult. Denne andre utførelse av sikkerhetsanordningen er godt egnet for tilkopling til en rørformet gjenstand som ikke forsynt med en løfte-krage, for eksempel et vektrør eller foringsrør.

Sikkerhetsanordningens løfterør vil ha samme funksjon som et vanlig løfterør når det angår vertikal heving eller senking av krageløse vektrør, foringsrør og lignende i forhold til for eksempel en brønn, og gjerne ved hjelp av en rørklave, løftestag og et heisespill i et boretårn (slik som omtalt ovenfor). En sikkerhetsanordnmg ifølge denne andre første utførelse skiller seg derimot vesentlig fra et kjent løfterør ved at sikkerhetsanordningen omfatter en svivelanordning som gjør det mulig å dreie sikkerhetsanordningens andre del i forhold til den første del. Derved unngår man også her at nevnte rotasjonsbevegelser negativt påvirker forbindelsen mellom den krage-løse, rørformede gjenstand og sikkerhetsanordningen når gjenstanden beveges mer eller mindre horisontalt. Ettersom nevnte forbindelse vanligvis vil være en gjengeforbindelse, vil man også her redusere eller eliminere faren for at gjengeforbindelsen fraskrus og løsner med det resultat at gjenstanden og sikkerhetsanordningen skilles fra hverandre og faller ned og/eller slenges omkring.

Enn videre kan det ytre flateparti på den andre del ha en flerkantutforming innrettet til å kunne samvirke med en samsvarende skrunøkkel eller tang, for eksempel en sekskantutformmg innrettet for samvirkning med en sekskantnøkkel.

Som et tillegg eller alternativ kan sikkerhetsanordningens andre del være forsynt med et tversgående hull for innføring av et stangredskap for tilførsel av dreiemoment til den andre del. Dette tversgående hull kan være helt eller delvis gjennomgående i den andre del.

Ved å forsyne sikkerhetsanordningens andre del med et tilpasset ytre flateparti og/eller et tversgående hull, er sikkerhetsanordningen forsynt med et dedikert momenttilførselsparti innrettet for tilførsel av et dreiemoment. Derved kan den andre del tilføres et mer presist og kontrollert dreiemoment enn tilfellet er ved anvendelse av en kjent løftestump ("lift nubbin"), hvor en gjengeforbindelse gjerne trekkes til for hånd eller ved hjelp av en stang som føres inn i et løfteøre på løftestumpen for så å dreies og/eller slås manuelt for tilførsel av dreiemoment (jfr. omtale av kjent teknikk ovenfor).

Ved et andre aspekt av oppfinnelsen tilveiebringes en anvendelse av en sikkerhetsanordnmg ifølge det første aspekt av oppfinnelsen for tilkopling til en rørformet gjenstand for forflytning av denne.

Det vil nå bli vist til ikke-begrensende utførelseseksempel av angjeldende sikkerhetsanordnmg.

Kort beskrivelse av figurer til utførelseseksemplene

Figur la og lb viser henholdsvis et vertikalt frontriss og et vertikalt sideriss av en første utførelse av angjeldende sikkerhetsanordning, hvor sikkerhetsanordningens andre del utgjøres av en rørstuss; Figur 2a og 2b viser henholdsvis et vertikalt frontriss og et vertikalt sideriss av en andre utførelse av angjeldende sikkerhetsanordning, hvor sikkerhetsanordningens andre del utgjøres av en rørstuss; og Figur 3a og 3b viser henholdsvis et vertikalt frontriss og et vertikalt sideriss av en tredje utførelse av angjeldende sikkerhetsanordning, hvor sikkerhetsanordningens andre del utgjøres av et løfterør med løftekrage. Figurene er noe skjematiske og forenklede når det angår detaljrikdom, relative størrelser og plasseringer av de elementer som er vist på figurene.

Detaljert beskrivelse av utførelseseksemplene

Figur la og lb viser en første utførelse av en sylinderformet sikkerhetsanordning 2

ifølge oppfinnelsen. Sikkerhetsanordningen 2 omfatter en første del 4 og en andre del 6 som er koaksialt forbundet med hverandre langs en midtakse 8. Den første del 4 er forsynt med et løfteøre 10 med gjennomgående hull 12 for tilkopling til en vaier (ikke

vist) og assosiert løfteinnretnmg (ikke vist) ved behov. Den andre del 6 er utformet som en kort rørstuss 14 forsynt med et ytre flateparti 16 som omfatter en sekskant-utforming 18 innrettet til å kunne samvirke med en samsvarende sekskantnøkkel (ikke vist) for tilførsel av dreiemoment til den andre del 6. Ved sin frie ende er den andre del 6 forsynt med et konisk hanngjengeparti 20 innrettet til å kunne koples til et samsvarende hunngjengeparti på en rørformet gjenstand (ikke vist). Enn videre er den første del 4 og den andre del 6 forbundet via en svivelanordning 22 for derved å kunne dreies i forhold til hverandre. Svivelanordningen 22 kan utgjøres av en for så vidt kjent type svivel.

Videre viser figur 2a og 2b en andre utførelse av en sylinderformet sikkerhetsanordning 102 ifølge oppfinnelsen. Sikkerhetsanordningen 102 omfatter en første del 104 og en andre del 106 som er koaksialt forbundet med hverandre langs en midtakse 108. Den første del 104 er forsynt med et løfteøre 110 med gjennomgående hull 112 for tilkopling til en vaier (ikke vist) og assosiert løftemnretning (ikke vist) ved behov. Den andre del 106 er utformet som en kort rørstuss 114 forsynt med et ytre flateparti 116 innrettet til å kunne samvirke med en samsvarende momenttang (ikke vist) for tilførsel av dreiemoment til den andre del 106. Ved sin frie ende er den andre del 106 forsynt med et konisk hanngjengeparti 120 innrettet til å kunne koples til et samsvarende hunngjengeparti på en rørformet gjenstand (ikke vist). Enn videre er den første del 4 og den andre del 6 forbundet via en svivelanordning 122 for derved å kunne dreies i forhold til hverandre. Svivelanordningen 122 kan utgjøres av en for så vidt kjent type svivel. I denne utførelse er den andre del 106 også forsynt med et tversgående hull 124 for innføring av et stangredskap (ikke vist) for tilførsel av dreiemoment til den andre del 106.

Til slutt viser figur 3a og 3b en tredje utførelse av en sylinderformet sikkerhetsanordning 202 ifølge oppfinnelsen. Også denne sikkerhetsanordningen 202 omfatter en første del 204 og en andre del 206 som er koaksialt forbundet med hverandre langs en midtakse 208. Den første del 204 er forsynt med et løfteøre 210 med gjennomgående hull 212 for tilkopling til en vaier (ikke vist) og assosiert løfte-innretnmg (ikke vist) ved behov. Til forskjell fra de foregående utførelser er denne andre del 206 utformet som et løfterør 214 forsynt med en løftekrage 216, et basisrørparti 218 og et utvidet rørparti 219 ved et nedre parti av den andre del 206. Ved sin frie ende er den andre del 206 forsynt med et konisk hanngjengeparti 220 innrettet til å kunne koples til et samsvarende hunngjengeparti på en rørformet gjenstand (ikke vist). Enn videre er den første del 204 og den andre del 206 forbundet via en svivelanordning 222 for derved å kunne dreies i forhold til hverandre. Svivelanordningen 222 kan utgjøres av en for så vidt kjent type svivel og er antydet med stiplede linjer på figur 3a og 3b. I denne utførelse er den andre del 206 også forsynt med en boring 224 for innføring av en radiofrekvensbasert identifikasjons-middel for sikkerhetsanordningen 202. I tillegg er det utvidete rørparti 219 av den andre del 206 også forsynt med et spor 226 for visuell identifikasjonsmerking av sikkerhetsanordningen 202.

Claims (10)

1. Sikkerhetsanordning (2; 102; 202) for tilkopling til en rørformet gjenstand for forflytning av denne; - hvor én ende av sikkerhetsanordningen er forsynt med et tilkoplingsmiddel innrettet til å kunne koples til et løftemiddel; - hvor sikkerhetsanordningen (2; 102; 202) også omfatter en første del (4; 104; 204) og en andre del (6; 106; 206) som er koaksialt forbundet med hverandre; - hvor den første del (4; 104; 204) er forsynt med nevnte tilkoplingsmiddel; - hvor den andre del (6; 106; 206) er innrettet for tilkopling til nevnte rørformede gjenstand; og - hvor den første del (4; 104; 204) og den andre del (6; 106; 206) er forbundet via en svivelanordning (22; 122; 222) for derved å kunne dreies i forhold til hverandre,karakterisert vedat den andre del (6; 106) omfatter et ytre flateparti (16; 116) utformet til å kunne samvirke med en samsvarende momentanordning for tilførsel av dreiemoment til den andre del (6; 106).

2. Sikkerhetsanordning (2; 102; 202) ifølge krav 1,karakterisertv e d at nevnte tilkoplingsmiddel utgjøres av et løfteøye (10; 110; 210) utformet i den første del (4; 104; 204).

3. Sikkerhetsanordning (2; 102; 202) ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den frie ende av den andre del (6; 106; 206) er forsynt med et gjengeparti innrettet til å kunne koples til nevnte rørformede gjenstand.

4. Sikkerhetsanordning (2; 102; 202) ifølge krav 3,karakterisertv e d at nevnte gjengeparti utgjøres av et hanngjengeparti (20; 120; 220) innrettet til å kunne koples til et samsvarende hunngjengeparti på den rørformede gjenstand.

5. Sikkerhetsanordning (2; 102; 202) ifølge krav 3,karakterisertv e d at nevnte gjengeparti utgjøres av et hunngjengeparti innrettet til å kunne koples til et samsvarende hanngjengeparti på den rørformede gjenstand.

6. Sikkerhetsanordnmg (2; 102) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat den andre del (6; 106) utgjøres av en rørstuss (14; 114).

7. Sikkerhetsanordning (202) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5,karakterisert vedat den andre del (206) utgjøres av et løfterør (214) forsynt med minst én løftekrage (216).

8. Sikkerhetsanordnmg (2; 102) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7,karakterisert vedat det ytre flateparti har en flerkantutforming (18) innrettet til å kunne samvirke med en samsvarende skrunøkkel eller tang.

9. Sikkerhetsanordnmg (102) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-8,karakterisert vedat den andre del (106) er forsynt med et tversgående hull (124) for innføring av et stangredskap for tilførsel av dreiemoment til den andre del (106).

10. Anvendelse av en sikkerhetsanordning (2; 102; 202) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9 for tilkopling til en rørformet gjenstand for forflytning av denne.