NO332469B1

NO332469B1 - Top-driven rotary system assembly, rudder gripper device and method for drilling a wellbore

Info

Publication number: NO332469B1
Application number: NO20072647A
Authority: NO
Inventors: Frank Benjamin Springett; Eric T Ensley
Original assignee: Varco Int
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2012-09-24
Also published as: CA2588745C; EP1819896B1; RU2007124550A; NO20072647L; WO2006059153A1; DE602005014267D1; CA2588745A1; ATE430248T1; EP1819896A1; BRPI0517115A

Abstract

Toppdrevet rotasjonssystemenhet omfattende et arrangement bestående av et toppdrevet rotasjonssystem (20) og en rørgripeinnretning (50; 110) som er koplebar nedenunder nevnte topp- drevne rotasjonssystem (20), hvor nevnte arrangement er slik innrettet at når dette er i bruk, mens et rør er koplet til nevnte toppdrevne rotasjonssystem (20), er nevnte rørgripeinnretning (50; 110) bevegelig mellom en første posisjon hvori nevnte rør er huset inne i nevnte rørgripeinnretning (50;110), og en andre posisjon hvori nevnte rør ikke er huset inne i nevnte rørgripeinnretning (50; 110).A top driven rotation system unit comprising an arrangement consisting of a top driven rotation system (20) and a pipe gripper device (50; 110) which can be connected below said top driven rotation system (20), wherein said arrangement is arranged such that when in use while a pipe is coupled to said top driven rotation system (20), said pipe gripper device (50; 110) is movable between a first position wherein said pipe is housed within said pipe gripper device (50; 110), and a second position in which said pipe is not housed within said pipe gripper device (50; 110).

Description

TOPPDREVET ROTASJONSSYSTEMENHET, RØRGRIPEINNRETNING OG FREMGANGSMÅTE FOR Å BORE ET BRØNNHULL TOP DRIVE ROTARY SYSTEM ASSEMBLY, PIPE GRIPPER DEVICE AND METHOD FOR DRILLING A WELL HOLE

Den foreliggende oppfinnelse angår en toppdrevet rotasjonssystemenhet, en rør-gripeinnretning for bruk sammen med et toppdrevet rotasjonssystem, og en fremgangsmåte for å bore et brønnhull. The present invention relates to a top drive rotary system unit, a pipe gripping device for use with a top drive rotation system, and a method of drilling a wellbore.

Ved tildannelse av en olje- eller gassbrønn, bores et borehull (eller brønnhull som det noen ganger omtales som innen fagområdet) ned i jorden. En borekrone er anordnet i enden av en borestreng, og den roteres for å bore borehullet. Et borefluid, som er kjent som "boreslam", pumpes gjennom borestrengen og videre til borekronen for blant annet å smøre og kjøle borekronen. Boreslammet brukes også for å frakte bore-kaks, som frembringes av borekronen, og andre faststoffer til overflaten gjennom et ringrom som er dannet mellom borestrengen og borehullet og/eller et foringsrør som borehullet er foret med. When producing an oil or gas well, a borehole (or borehole as it is sometimes referred to in the field) is drilled into the earth. A drill bit is arranged at the end of a drill string and it is rotated to drill the borehole. A drilling fluid, which is known as "drilling mud", is pumped through the drill string and on to the drill bit to, among other things, lubricate and cool the drill bit. The drilling mud is also used to transport drill cuttings, which are produced by the drill bit, and other solids to the surface through an annulus formed between the drill string and the borehole and/or a casing with which the borehole is lined.

I én kjent fremgangsmåte brukes en drivrørstang ("kelly bar"), som er koplet til borestrengens øverste rørlengde, til å rotere borestrengen. Et rotasjonsbord på boredekksnivået roterer drivrørstangen mens denne samtidig kan bevege seg vertikalt gjennom en drivhylse inne i rotasjonsbordet på boredekket ettersom borehullet bores dypere. I en annen kjent fremgangsmåte benyttes en toppdrevet rotasjonssystemenhet, som er opphengt i et boretårn, til å gripe og rotere borestrengen, og en driv-rørstang brukes derved ikke. In one known method, a drive pipe rod ("kelly bar"), which is connected to the top pipe length of the drill string, is used to rotate the drill string. A rotary table at the drilling deck level rotates the drive pipe rod while it can simultaneously move vertically through a drive sleeve inside the rotary table on the drilling deck as the borehole is drilled deeper. In another known method, a top-driven rotation system unit, which is suspended in a derrick, is used to grip and rotate the drill string, and a drive pipe rod is thereby not used.

Ettersom borehullet bores dypere, må ytterligere seksjoner med borerør (vanligvis borerørseksjoner, eller "stands", som består av to eller tre borerørlengder) tilføyes på toppen av borestrengen for å kunne bore dypere. For å kunne tilføye en borerør-seksjon (eller enkel borerørlengde), stoppes boringen blant annet for å hindre boreflu-idsøl. Fremgangsmåten med å tilføye borerør til en borestreng, og spesielt trinnet med å tilføre det endelige dreiemoment til en ny skjøt, er ofte blitt kalt "tiltrekking" ("ma-king up"). På liknende måte, og for å fjerne borerør fra strengen ved uttrekking ("trip out") fra et hull (for eksempel for å skifte ut en borekrone eller for å sementere en foringsrørseksjon), reverseres fremgangsmåten, og hver borerørseksjon ("stand") må skrus ut fra borestrengen og fra det toppdrevne rotasjonssystem. Dette kan også kre-ve at sirkulasjon av borefluid stoppes mens hver borerørseksjon (eller enkel borerør-lengde) fjernes. Fremgangsmåten med å fjerne borerør fra borestrengen, og spesielt trinnet med å tilføre dreiemoment for å åpne en skjøt, er ofte kalt "utbrekking" As the wellbore is drilled deeper, additional sections of drill pipe (usually drill pipe sections, or "stands", consisting of two or three lengths of drill pipe) must be added on top of the drill string to drill deeper. In order to be able to add a drill pipe section (or simple drill pipe length), drilling is stopped, among other things, to prevent drilling fluid spillage. The process of adding drill pipe to a drill string, and in particular the step of applying the final torque to a new joint, has often been called "ma-king up". Similarly, to remove drill pipe from the string when tripping out of a hole (for example, to replace a drill bit or to cement a casing section), the procedure is reversed, and each drill pipe section ("stand") must be unscrewed from the drill string and from the top-driven rotation system. This may also require that the circulation of drilling fluid is stopped while each drill pipe section (or single length of drill pipe) is removed. The process of removing drill pipe from the drill string, and specifically the step of applying torque to open a joint, is often called "breaking out"

("breaking-out"). Gjenoppretting av borefluidstrømmen, og gjenoppbygging av den nødvendige fluidsøyle i brønnhullet, kan ta ganske lang tid. Enn videre kan virkninge-ne av å fjerne og deretter å gjeninnføre borefluidet i borehullet, ha skadelige virkning-er på utstyr, på brønnhullet og på formasjonen som gjennombores. Under slike om-stendigheter kan det være nødvendig med kostbar og tidkrevende vektøkning av borefluidet. ("breaking-out"). Restoring the drilling fluid flow, and rebuilding the necessary fluid column in the wellbore, can take quite a long time. Furthermore, the effects of removing and then reintroducing the drilling fluid into the borehole can have harmful effects on equipment, on the wellbore and on the formation being drilled. Under such circumstances, expensive and time-consuming weight increase of the drilling fluid may be necessary.

Det er ofte å foretrekke at borekakset holdes i suspensjon i borefluidet for å gjøre det lettere å bevege borekakset vekk fra en borekrone, og for å hindre borekakset i å falle ned igjen i et brønnhull. Stopp i fluidsirkulasjonen kan føre til at borekakset synker. For å motvirke dette prøves ofte tilleggsvekting av borefluidet i mange kjente systemer, noe som ofte medfører økning i fluidviskositeten. Dette resulterer i et behov for mer pumpeeffekt på overflaten for å kunne bevege det tykkere fluid. En slik økning i pumpekraft kan imidlertid resultere i overtrykking lenger nede i hullet, noe som kan forårsake formasjonsskade eller fluidtap nede i hullet. It is often preferable that the drill cuttings are held in suspension in the drilling fluid to make it easier to move the drill cuttings away from a drill bit, and to prevent the drill cuttings from falling back into a wellbore. Stoppage in the fluid circulation can cause the drill cuttings to sink. To counteract this, additional weighting of the drilling fluid is often tried in many known systems, which often results in an increase in the fluid viscosity. This results in a need for more pumping power on the surface to be able to move the thicker fluid. However, such an increase in pumping power can result in overpressure further down the hole, which can cause formation damage or fluid loss down the hole.

Det er klart at boreprosessen (både innkjøring i og uttrekking fra borehullet) avbrytes ofte. Dette er høyst uønsket ettersom blant annet den gjennomsnittlige penetrasjons-hastighet reduseres. It is clear that the drilling process (both entry into and withdrawal from the borehole) is often interrupted. This is highly undesirable as, among other things, the average penetration rate is reduced.

For å gjøre noe med dette problemet, er et kontinuerlig sirkulasjonssystem ("continuous circulation system" - CCS) blitt utviklet og fremlagt i WO 98/16716. CCS'et tillater at sirkulasjon av boreslam opprettholdes gjennom hele tiltrekkingen og utbrek-kingen av rør til og fra en borestreng. WO 98/16716 fremlegger blant annet bruken av et øvre sett med røromslutningshoder ("pipe rams") for bevegelse mot og tetting omkring en del av en enkel rørlengde eller en borerørseksjon som skal koples til strengen; et nedre sett med røromslutningshoder for bevegelse mot og tetting omkring en del av røret beliggende ved toppen av strengen i brønnen for å kunne skape et kammer derimellom; og et blindlukkehode ("blind ram") for å kunne atskille kammeret innenfor et område beliggende mellom hannenden av røret som skal tilkoples, og hunnenden av røret som befinner seg ved toppen av strengen, for derved å kunne danne et øvre og et nedre kammer. Et boreslaminnløp er anordnet i det nedre kammer mel lom blindlukkehodet og det nedre sett med røromslutningshoder, og en boreslamtilfør-sel er også tilveiebrakt i ved den øvre ende av røret som skal tilkoples. To address this problem, a continuous circulation system (CCS) has been developed and disclosed in WO 98/16716. The CCS allows drilling mud circulation to be maintained throughout the draw-in and break-out of pipe to and from a drill string. WO 98/16716 discloses, inter alia, the use of an upper set of pipe rams ("pipe rams") for movement against and sealing around a portion of a single length of pipe or drill pipe section to be connected to the string; a lower set of casing heads for movement against and sealing around a portion of the casing located at the top of the string in the well to create a chamber therebetween; and a blind closing head ("blind ram") to be able to separate the chamber within an area located between the male end of the pipe to be connected, and the female end of the pipe located at the top of the string, to thereby be able to form an upper and a lower chamber. A drilling mud inlet is arranged in the lower chamber between the blind closure head and the lower set of pipe enclosing heads, and a drilling mud supply is also provided at the upper end of the pipe to be connected.

For å utføre en sammenkopling, aktiveres det nedre sett med røromslutningshoder for å tette omkring den øvre ende av rørstrengen i brønnhullet, og blindlukkehodene aktiveres for å danne det nedre kammer omkring toppen av borestrengen. Boreslam tilla-tes å strømme inn i det nedre kammer og sirkulere inn i toppen av borestrengen. Boreslammet passerer gjennom borestrengen og frem til borekronen for så å returnere gjennom et ringrom dannet på vanlig måte mellom borestrengen og borehullet. I mel-lomtiden senkes en enkel rørlengde eller en rørseksjon inn i toppen av det kontinuerlige sirkulasjonssystem. Det øvre sett med røromslutningshoder aktiveres for å tette omkring røret. Den øvre ende av den enkelte rørlengde eller rørseksjon festes til bore-slamtilførselen, og boreslam strømmer inn i det øvre kammer etter aktivering av en ventil. Trykkene i de øvre og nedre kamre er nå i det alt vesentlige like. Blindlukkehodet åpnes, og hannenden av det enkelte rør eller rørseksjon føres inn i hunnenden ved den øvre ende av rørstrengen for så å spinnes inn og trekkes til for å danne en kopling. Boreslammet i kammeret kan dreneres, og de øvre og nedre røromslutningshoder åpnes for å kunne senke rørstrengen med den tilføyde enkelte rørlengde eller rør-seksjon ned i brønnen. Således foregår sirkulasjonen kontinuerlig gjennom rørstreng-en og ringrommet mens sammenkoplingen gjøres og brytes. Dette er en vesentlig forbedring i forhold til den tradisjonelle borefremgangsmåte. To perform a tie-in, the lower set of casing heads are activated to seal around the upper end of the tubing string in the wellbore, and the blanking heads are activated to form the lower chamber around the top of the drill string. Drilling mud is allowed to flow into the lower chamber and circulate into the top of the drill string. The drilling mud passes through the drill string and up to the drill bit and then returns through an annulus formed in the usual way between the drill string and the borehole. In the interim, a simple length of pipe or a section of pipe is lowered into the top of the continuous circulation system. The upper set of pipe wrap heads are activated to seal around the pipe. The upper end of the individual pipe length or pipe section is attached to the drilling mud supply, and drilling mud flows into the upper chamber after activation of a valve. The pressures in the upper and lower chambers are now essentially the same. The blanking head is opened, and the male end of the individual pipe or pipe section is fed into the female end at the upper end of the pipe string, then spun in and pulled to form a coupling. The drilling mud in the chamber can be drained, and the upper and lower pipe casing heads are opened to be able to lower the pipe string with the added individual pipe length or pipe section down into the well. Thus, the circulation takes place continuously through the pipe string and the annulus while the connection is made and broken. This is a significant improvement compared to the traditional drilling method.

Det er blitt gjort diverse forbedringer på det kontinuerlige sirkulasjonssystem, inkludert det å utføre kontinuerlig boring mens den enkelte rørlengde eller rørseksjonen koples til eller fra strengen. CCS'en er nyttig for boring med borerør, eller når det for eksempel bores med foringsrør. Various improvements have been made to the continuous circulation system, including performing continuous drilling while the individual pipe length or pipe section is connected to or from the string. The CCS is useful for drilling with drill pipe, or when drilling with casing pipe, for example.

CCS'en kan brukes motsatt, det vil si for å fjerne rørseksjoner mens borefluid sirkule-res kontinuerlig. Fjerning av rørseksjoner eller enkelte rørlengder kan finne sted for eksempel under uttrekking fra hullet, eller for eksempel under en tilbakerømmings-operasjon ("backreaming operation"). Tilbakerømming kan være ønskelig for å glatte ut hullet ved å fjerne ansatser ("keyseats") i dette. The CCS can be used the other way around, that is to remove pipe sections while drilling fluid is continuously circulated. Removal of pipe sections or individual pipe lengths can take place, for example, during extraction from the hole, or for example during a backreaming operation. Reaming may be desirable to smooth out the hole by removing keyseats in it.

For å opprettholde kontinuerlig sirkulasjon av borefluid mens uttrekking foregår, er det nødvendig å kople slitasjerørstykket ("saver sub") til toppen av borestrengen i CCS-enheten. Etter tilkoplingen tilføres borefluid gjennom det toppdrevne rotasjonssystem som beskrevet ovenfor. Det er deretter nødvendig å heve borestrengen over CCS-enheten med tilnærmet én, to eller tre rørlengder (det vil si henholdsvis cirka 9,1 m, 18,3 m, 27,5 m), avhengig av antall rørlengder som skal fjernes fra strengen. CCS-enheten er så i stand til å kople rørseksjonen fra borestrengen ved et hensiktsmessig punkt mens borefluidstrømmen opprettholdes. Det toppdrevne rotasjonssystem slutter deretter å levere borefluid. Borerørseksjonen forblir imidlertid koplet til slitasjerørstykket og må fjernes før det toppdrevne rotasjonssystem kan senkes ned og tilbake til CCS-enheten for å fjerne den neste rørseksjon. To maintain continuous circulation of drilling fluid while extraction is taking place, it is necessary to connect the wear tube piece ("saver sub") to the top of the drill string in the CCS unit. After the connection, drilling fluid is supplied through the top-driven rotation system as described above. It is then necessary to raise the drill string above the CCS unit by approximately one, two or three pipe lengths (ie approximately 9.1 m, 18.3 m, 27.5 m respectively), depending on the number of pipe lengths to be removed from the string . The CCS unit is then able to disconnect the pipe section from the drill string at an appropriate point while maintaining drilling fluid flow. The top-driven rotary system then stops supplying drilling fluid. However, the drill pipe section remains connected to the wear pipe section and must be removed before the top-driven rotary system can be lowered back into the CCS unit to remove the next pipe section.

US-A-4.449.596 viser en momentnøkkel opphengt nedenunder et toppdrevet rotasjonssystem for å kunne løsne en skjøt mellom et slitasjerørstykke og en borestreng. Momentnøkkelen omfatter en øvre seksjon som har en ringformet rekke med parallelle riller for inngrep med samsvarende riller på slitasjerørstykket; og en nedre seksjon som omfatter to kjefter, hvorav én kjeft er bevegelig radialt ved hjelp av et stempel for å kunne gripe inn med borestrengen. I bruk er momentnøkkelen bevegelig aksialt langs borestrengen for å kunne bringe den øvre seksjons riller delvis i inngrep med slitasjerørstykkets riller. Stempelet i den nedre seksjon aktiveres for å bevege kjeften til inngrep med borestrengen. Et par med stempler, som hvert er sammenkoplet med de øvre og nedre seksjoner, aktiveres deretter for å utøve relativ rotasjonsbevegelse mellom de øvre og nedre seksjoner for derved å løsne skjøten. Deretter kan slitasje-rørstykket spinnes ut fra borestrengen ved hjelp av det toppdrevne rotasjonssystem. US-A-4,449,596 shows a torque wrench suspended below a top-driven rotary system for loosening a joint between a wear pipe and a drill string. The torque wrench comprises an upper section having an annular row of parallel grooves for engagement with matching grooves on the wear tube piece; and a lower section comprising two jaws, one jaw of which is movable radially by means of a piston to be able to engage with the drill string. In use, the torque wrench is movable axially along the drill string to be able to partially engage the grooves of the upper section with the grooves of the wear tube piece. The piston in the lower section is activated to move the jaw into engagement with the drill string. A pair of pistons, each coupled to the upper and lower sections, are then actuated to exert relative rotational motion between the upper and lower sections to thereby loosen the joint. The wear pipe piece can then be spun out from the drill string using the top-driven rotation system.

Borestrengen i US-A-4.449.596 kan kun bringes inn i momentnøkkelen og festes til slitasjerørstykket gjennom aksial bevegelse langs borestrengen. Derfor, når en ny rør-seksjon tilføyes og boring fortsetter, begrenses det toppdrevne rotasjonssystems nedoverrettede bevegelse av den nedenforliggende momentnøkkel. Siden den før-nevnte CCS-enhet befinner seg mellom boredekket og det toppdrevne rotasjonssystem, begrenser også dette den nedoverrettede bevegelse av det toppdrevne rotasjonssystem under boringen. Når det under boringen benyttes mer utstyr mellom det toppdrevne rotasjonssystem og boredekket, foreligger det et behov for en innretning som muliggjør rask fjerning av en borerørseksjon fra et toppdrevet rotasjonssystem mens det toppdrevne rotasjonssystem befinner seg et stykke over boredekket, men hvor denne innretning ikke begrenser det toppdrevne rotasjonssystems nedoverrettede bevegelse under boring og/eller mens det toppdrevne rotasjonssystem festes til borestrengens topp når strengen trekkes ut av brønnen. The drill string in US-A-4,449,596 can only be brought into the torque wrench and attached to the wear pipe piece through axial movement along the drill string. Therefore, when a new pipe section is added and drilling continues, the downward movement of the top-driven rotary system is limited by the underlying torque wrench. Since the aforementioned CCS unit is located between the drill deck and the top-driven rotation system, this also limits the downward movement of the top-driven rotation system during drilling. When, during drilling, more equipment is used between the top-driven rotary system and the drill deck, there is a need for a device that enables the rapid removal of a drill pipe section from a top-driven rotary system while the top-driven rotary system is located some distance above the drill deck, but where this device does not limit it downward movement of the top-driven rotary system during drilling and/or while the top-driven rotary system is attached to the top of the drill string when the string is pulled out of the well.

US-A-5.575.344 beskriver en gripesammenstilling til bruk ved sammenskruing og fråkopling av et borerør til og fra en borestreng. Gripesammenstillingen er bevegelig mellom en første posisjon ved borestrengen og en andre lagringsposisjon. US-A-5,575,344 describes a gripper assembly for use when screwing together and disconnecting a drill pipe to and from a drill string. The gripper assembly is movable between a first position at the drill string and a second storage position.

US-A-4.813.493 beskriver et toppdrevet rotasjonssystem og en rørtanganordning som omfatter klembakker innrettet til å kunne aktiveres av et stempelarrangement til å bevege klembakkene inn i og ut av inngrep med et borerør. Stempelarrangementet kan aktiveres til å skru sammen eller å skru fra hverandre en forbindelse. Når bolter fjernes kan rørtanganordningen dreies fritt i et horisontalplan omkring et punkt. Publi-kasjonen beskriver også en rørtanganordning som er innrettet til å kunne beveges på en tilbaketrekkingssylinder for å bevege anordningen bort fra brønnsenteret. Videre beskrives et apparat innrettet til å kunne bevege et borerør som omfatter et stempel og sylinderarrangement anordnet i et teleskopisk hus. US-A-4,813,493 discloses a top-driven rotary system and a pipe collet assembly comprising clamping jaws adapted to be actuated by a piston arrangement to move the clamping jaws into and out of engagement with a drill pipe. The piston arrangement can be actuated to screw together or to unscrew a connection. When bolts are removed, the pipe clamp assembly can be rotated freely in a horizontal plane about a point. The publication also describes a pipe clamp device which is designed to be moved on a retraction cylinder to move the device away from the well center. Furthermore, an apparatus designed to be able to move a drill pipe is described which comprises a piston and cylinder arrangement arranged in a telescopic housing.

US-A-4.696.207 beskriver et brønnrørhåndteringsapparat som omfatter en rørhåndte-ringsenhet forsynt met et par armer som er dreibart opplagret i et endeparti og som har motsatte ender innrettet til å gripe omkring et borerør. Armene har dreibare ledd dreibart opplagret til en enkelt sylinder for å kunne bevege paret med armer mot og bort fra borerøret. Rørhåndteringsapparatet er anbrakt på en søylestruktur som er innrettet til å kunne beveges på et fundament på boredekket. US-A-4,696,207 describes a well pipe handling apparatus comprising a pipe handling unit provided with a pair of arms which are rotatably supported in an end portion and which have opposite ends adapted to grip around a drill pipe. The arms have pivoting joints pivotably mounted to a single cylinder to be able to move the pair of arms toward and away from the drill pipe. The pipe handling apparatus is placed on a column structure which is arranged to be movable on a foundation on the drilling deck.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en toppdrevet rotasjonssystemenhet omfattende et arrangement bestående av et toppdrevet rotasjonssystem og en rørgripeinnretning som er koplbar nedenunder nevnte topp-drevne rotasjonssystem, hvor arrangementet er slik innrettet at når dette er i bruk, mens et rør er koplet til nevnte toppdrevne rotasjonssystem, er nevnte rørgripeinnretning bevegelig mellom en første posisjon hvori nevnte rør er huset inne i nevnte rørgripeinnretning, og en andre posisjon hvori nevnte rør ikke er huset inne i nevnte rørgripeinnretning. Røret er fortrinnsvis koplet til et kort rørstykke, også kjent som et slitasjerørstykke, som er plassert mellom det toppdrevne rotasjonssystem og borestrengen. Selv om slitasjerørstykket kan ofres og derfor er utskiftbart, kan det ofte betraktes som en del av det toppdrevne rotasjonssystem. According to the present invention, there is provided a top-driven rotation system unit comprising an arrangement consisting of a top-driven rotation system and a pipe gripping device which is connectable below said top-driven rotation system, where the arrangement is so arranged that when this is in use, while a pipe is connected to said top-driven rotation system, said pipe gripping device is movable between a first position in which said pipe is housed inside said pipe gripping device, and a second position in which said pipe is not housed in said pipe gripping device. The pipe is preferably connected to a short pipe piece, also known as a wear pipe piece, which is placed between the top-driven rotation system and the drill string. Although the wear tube piece is sacrificial and therefore replaceable, it can often be considered part of the top drive rotary system.

Nevnte rørgripeinnretning er fortrinnsvis innrettet til å kunne tillate bevegelse som har en retningskomponent hovedsakelig radialt mot/bort fra en lengdeakse til nevnte rør. Said pipe gripping device is preferably arranged to be able to allow movement which has a directional component mainly radially towards/away from a longitudinal axis of said pipe.

Videre kan nevnte toppdrevne rotasjonssystemenhet med fordel omfatte en dreiemekanisme for dreining av nevnte rørgripeinnretning mellom nevnte første og andre po-sisjoner. Furthermore, said top-driven rotation system unit can advantageously comprise a turning mechanism for turning said pipe gripping device between said first and second positions.

Nevnte dreiemekanisme er fortrinnsvis innrettet til i bruk å kunne fremskaffe en dreievirkning i et plan hovedsakelig parallelt med en lengdeakse til nevnte rør. Said turning mechanism is preferably designed to be able to produce a turning effect in use in a plane mainly parallel to a longitudinal axis of said pipe.

Nevnte dreiemekanisme kan med fordel være innrettet til i bruk å kunne fremskaffe en dreievirkning i et plan hovedsakelig vinkelrett på en lengdeakse til nevnte rør. Videre omfatter nevnte rørgripeinnretning fortrinnsvis en åpen inngang ("throat") for å kunne tillate nevnte bevegelse. Said turning mechanism can advantageously be designed to be able to produce a turning effect in use in a plane mainly perpendicular to a longitudinal axis of said pipe. Furthermore, said pipe gripping device preferably comprises an open entrance ("throat") in order to allow said movement.

Nevnte rørgripeinnretning omfatter med fordel en kropp som har en første og en andre del, hvor hver del omfatter en åpning som avgrenser nevnte åpne inngang; - hvor nevnte første del er innrettet til i bruk å kunne fremskaffe en låsevirkning hvori rotasjon av nevnte kropp i forhold til nevnte toppdrevne rotasjonssystem hindres, mens nevnte andre del er innrettet til å kunne fremskaffe en rotasjonsvirkning i forhold til nevnte kropp, eller til å kunne tiltrekke/løsne koplinger mellom rør. Said pipe gripping device advantageously comprises a body which has a first and a second part, where each part comprises an opening which delimits said open entrance; - where said first part is arranged to be able to produce a locking effect in use in which rotation of said body in relation to said top-driven rotation system is prevented, while said second part is arranged to be able to produce a rotational effect in relation to said body, or to be able to attract/loosen connections between pipes.

Nevnte rørgripeinnretning omfatter fortrinnsvis en kropp; en første kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen; og en andre kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen. Said pipe gripping device preferably comprises a body; a first jaw movably connected to the body; and a second jaw which is movably connected to the body.

Nevnte første kjeft og nevnte andre kjeft er med fordel innrettet for dreiebevegelse om to felles akser, hvorav dreining om en første felles akse for fastklemming og frigjø-ring av nevnte rør, samt dreining om en andre felles akse for rotasjon av nevnte rør for å kunne tiltrekke/løsne en kopling med et annet rør. Said first jaw and said second jaw are advantageously arranged for rotational movement about two common axes, of which rotation about a first common axis for clamping and releasing said pipe, as well as rotation about a second common axis for rotation of said pipe in order to attract/disengage a connection with another pipe.

Videre omfatter nevnte rørgripeinnretning fortrinnsvis en aktiveringsinnretning både for bevegelse av nevnte første og andre kjefter for å kunne fastklemme og frigjøre nevnte rør, og for å kunne tiltrekke/løsne en kopling med et annet rør. Furthermore, said pipe gripping device preferably comprises an activation device both for movement of said first and second jaws in order to be able to clamp and release said pipe, and to be able to attract/release a coupling with another pipe.

Nevnte første kjeft og nevnte andre kjeft er med fordel dreibart forbundet med hverandre. Said first jaw and said second jaw are advantageously rotatably connected to each other.

Nevnte første kjeft er fortrinnsvis forbundet med den andre kjeft slik at den første kjeft og den andre kjeft beveger seg sammen. Said first jaw is preferably connected to the second jaw so that the first jaw and the second jaw move together.

Nevnte rørgripeinnretning kan med fordel videre omfatte: Said pipe gripping device can advantageously further include:

- en første stempel-/sylinderanordning som er bevegelig forbundet med nevnte første kjeft; - en andre stempeh/sylinderanordning som er bevegelig forbundet med nevnte andre kjeft; - hvor den første stempel-/sylinderanordning er innrettet for bevegelse av den første kjeft for å kunne fastklemme et rør, mens den andre stempel-/sylinderanordning er innrettet for bevegelse av den andre kjeft for å kunne fastklemme røret; og - hvor både den første stempel-/sylinderanordning og den andre stempel-/sylinderanordning er innrettet for rotasjon av røret. Nevnte første stempel-/sylinderanordning er fortrinnsvis anordnet og gjort driftsklar for bevegelse av nevnte første kjeft i en første retning i forhold til røret for å kunne plassere nevnte første kjeft i forhold til røret; og - hvor nevnte første stempel-/sylinderanordning er anordnet og gjort driftsklar for påfølgende bevegelse av nevnte første kjeft i en andre retning, som er motsatt den første retning, for å kunne fastklemme røret med den første kjeft. Nevnte andre stempel-/sylinderanordning er med fordel anordnet og gjort driftsklar for bevegelse av nevnte første kjeft i den andre retning i forhold til røret for å kunne plassere nevnte andre kjeft i forhold til røret; og - hvor nevnte andre stempeh/sylinderanordning er anordnet og gjort driftsklar for på-følgende bevegelse av nevnte andre kjeft generelt i den første retning for å kunne fastklemme røret med den andre kjeft. Nevnte første stempel-/sylinderanordning, etter fastklemming av røret mellom den første og den andre kjeft, er fortrinnsvis anordnet og gjort driftsklar for bevegelse av den første kjeft generelt i den første retning for rotasjon av røret for å kunne løsne en kopling mellom røret og et annet rørformet element; og - hvor nevnte andre stempeh/sylinderanordning, etter fastklemming av røret mellom den første og den andre kjeft, er anordnet og gjort driftsklar for bevegelse av den andre kjeft generelt i den første retning for rotasjon av røret for å kunne løsne en kopling mellom røret og nevnte andre rørformede element. - a first piston/cylinder device movably connected to said first jaw; - a second piston/cylinder device which is movably connected to said second jaw; - where the first piston/cylinder device is arranged for movement of the first jaw to be able to clamp a pipe, while the second piston/cylinder device is arranged for movement of the second jaw to be able to clamp the pipe; and - where both the first piston/cylinder device and the second piston/cylinder device are arranged for rotation of the tube. Said first piston/cylinder device is preferably arranged and made ready for operation for movement of said first jaw in a first direction in relation to the pipe in order to be able to position said first jaw in relation to the pipe; and - where said first piston/cylinder device is arranged and made operational for subsequent movement of said first jaw in a second direction, which is opposite to the first direction, in order to be able to clamp the pipe with the first jaw. Said second piston/cylinder device is advantageously arranged and made ready for operation for movement of said first jaw in the other direction in relation to the pipe in order to be able to place said second jaw in relation to the pipe; and - where said second stem/cylinder device is arranged and made operational for subsequent movement of said second jaw generally in the first direction in order to be able to clamp the pipe with the second jaw. Said first piston/cylinder device, after clamping the tube between the first and second jaws, is preferably arranged and made ready for operation for movement of the first jaw generally in the first direction of rotation of the tube to be able to release a connection between the tube and a other tubular element; and - where said second stempeh/cylinder device, after clamping the pipe between the first and the second jaw, is arranged and made ready for operation for movement of the second jaw generally in the first direction for rotation of the pipe in order to be able to release a connection between the pipe and said second tubular element.

I henhold til et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt, for bruk sammen med et toppdrevet rotasjonssystem, en rørgripeinnretning som omfatter et hvilket som helst av de ovennevnte trekk ved rørgripeinnretningen. According to another aspect of the present invention, there is provided, for use with a top-driven rotation system, a pipe gripping device comprising any of the above features of the pipe gripping device.

I henhold til et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å bore et brønnhull med et toppdrevet rotasjonssystem. Mens et rør er koplet til nevnte toppdrevne rotasjonssystem, omfatter fremgangsmåten et trinn med å bevege en rørgripeinnretning, som omfatter et hvilket som helst av de ovennevnte trekk, fra en første posisjon hvori nevnte rør huses inne i nevnte rør-gripeinnretning, til en andre posisjon hvori nevnte rør ikke huses inne i nevnte rør-gripeinnretning, eller omvendt. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for drilling a well hole with a top-driven rotation system. While a pipe is coupled to said top-driven rotation system, the method comprises a step of moving a pipe gripping device, comprising any of the above features, from a first position in which said pipe is housed within said pipe gripping device, to a second position in which said pipe is not housed inside said pipe-grip device, or vice versa.

Videre omfatter fremgangsmåten med fordel et trinn med å løsne, ved hjelp av nevnte rørgripeinnretning, en kopling mellom nevnte rør og et rør som er koplet til nevnte toppdrevne rotasjonssystem. Furthermore, the method advantageously comprises a step of loosening, by means of said pipe gripping device, a connection between said pipe and a pipe which is connected to said top-driven rotation system.

Videre omfatter fremgangsmåten fortrinnsvis et trinn med å trekke til, ved hjelp av nevnte rørgripeinnretning, en kopling mellom nevnte rør og et rør som er koplet til nevnte toppdrevne rotasjonssystem. Furthermore, the method preferably comprises a step of tightening, by means of said pipe gripping device, a connection between said pipe and a pipe which is connected to said top-driven rotation system.

Nevnte trinn med å løsne og/eller trekke til foretas med fordel mens kontinuerlig bore-fluidsirkulasjons utføres. Said step of loosening and/or tightening is advantageously carried out while continuous drilling fluid circulation is carried out.

Videre, mens nevnte rør er koplet til nevnte toppdrevne rotasjonssystem under inn-kjøring i en brønn, omfatter fremgangsmåten fortrinnsvis et trinn med å bevege nevnte rørgripeinnretning bort fra en senterlinje i brønnen, hvorved nevnte toppdrevne rotasjonssystem kan bevege seg nærmere inntil et dekk på en borerigg. Furthermore, while said pipe is connected to said top-driven rotation system during entry into a well, the method preferably comprises a step of moving said pipe gripping device away from a center line in the well, whereby said top-driven rotation system can move closer to a deck on a drilling rig .

Videre, mens nevnte rør er koplet til nevnte toppdrevne rotasjonssystem under uttrekking fra en brønn, omfatter fremgangsmåten med fordel et trinn med å bevege nevnte rørgripeinnretning inn mot en senterlinje i brønnen, hvorved en kopling mellom nevnte toppdrevne rotasjonssystem og nevnte rør kan løsnes ved hjelp av nevnte rørgripeinnretning. Furthermore, while said pipe is connected to said top-driven rotation system during extraction from a well, the method advantageously comprises a step of moving said pipe gripping device towards a center line in the well, whereby a connection between said top-driven rotation system and said pipe can be released by means of said pipe gripping device.

I det minste i visse utførelser, lærer den foreliggende oppfinnelse om et nytt toppdrevet rotasjonsboresystem som er forsynt med en toppdrevet rotasjonssystemenhet og et skjøtløsnesystem som er opphengt nedenunder den toppdrevne rotasjonssystemenhet. At least in certain embodiments, the present invention teaches a novel top-driven rotary drilling system that is provided with a top-driven rotary system unit and a joint release system suspended below the top-driven rotary system unit.

Ved visse aspekter innbefatter et toppdrevet rotasjonsboresystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse et skjøthåndteringssystem som, ved ett aspekt, utgjøres av et skjøtløsnesystem. Dette skjøtløsnesystem utgjøres av en rørgripeinnretning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilken innretning omfatter en kropp med en åpen inngang for mottak av et rørformet element, samt to selektivt inngripbare kjefter for kontakt med og griping av et rør som er blitt plassert inne i inngangen (for eksempel et borerørstykke som kan utgjøre en del av en borerørseksjon). Ved ett aspekt er hver kjeft sammenkoplet med et hydraulikksylinderapparat som er innrettet til selektivt å kunne styres og aktiveres for bevegelse av kjeften til et gripende inngrep med et rør, og slik at røret kan beveges ut av inngangen og bort fra rørgripeinnretningen. Ved et annet aspekt, for eksempel ved omvendt anvendelse av systemet når det brukes for løsning av skjøter, kan systemet ifølge oppfinnelsen brukes for tiltrekking av koplinger (med hensiktsmessig omstrukturering av hydraulikkfluidledningene). In certain aspects, a top drive rotary drilling system according to the present invention includes a joint handling system which, in one aspect, is constituted by a joint release system. This joint loosening system consists of a pipe gripping device according to the present invention, which device comprises a body with an open entrance for receiving a tubular element, as well as two selectively engageable jaws for contacting and gripping a pipe that has been placed inside the entrance ( for example a piece of drill pipe which may form part of a drill pipe section). In one aspect, each jaw is coupled to a hydraulic cylinder apparatus which is adapted to be selectively controlled and actuated to move the jaw into gripping engagement with a pipe, and so that the pipe can be moved out of the inlet and away from the pipe gripping device. In another aspect, for example when using the system in reverse when it is used for loosening joints, the system according to the invention can be used for tightening couplings (with appropriate restructuring of the hydraulic fluid lines).

Ved visse aspekter brukes et slikt gripesystem (i motsetning til en tang) ikke for å spinne et rør, men for å gripe et rør og rotere dette tilstrekkelig til å løsne dets gjengeforbindelse med et annet, samsvarende rør. Ved ett aspekt brukes også hyd- raulikksylinderapparater, som benyttes til å foreta griping av et rør, til å foreta en tilstrekkelig liten rotasjon av røret til å løsne dets gjengeforbindelse med et annet rør. In certain aspects, such a gripping system (as opposed to a pair of pliers) is used not to spin a tube, but to grip a tube and rotate it sufficiently to loosen its threaded connection with another, matching tube. In one aspect, hydraulic cylinder devices, which are used to grip a pipe, are also used to make a sufficiently small rotation of the pipe to loosen its threaded connection with another pipe.

En understøttelse for rørgripeinnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse (som er nyttig sammen med gripere ifølge den foreliggende oppfinnelse samt gripere ifølge kjent teknikk) omfatter, ved ett aspekt, øyeelementer som er forbundet med korresponderende hovedledd som er forbundet med en toppdrevet rotasjonssystemenhet. Hvert øyeelement har en kropp med en kanal derigjennom, og en støtteaksel som strekker seg gjennom hver kanal. En rørgripekropp som innbefatter den åpne inngang, er forbundet med nedre ender av disse støtteaksler. En holdemekanisme er valgfritt forbundet med øvre ender av disse aksler. Denne holdemekanisme innbefatter to øvre holdekoplinger, hver med en åpen inngang, som inneslutter en del av hovedleddene som forbinder rørgripeinnretningen med den toppdrevne rotasjonsboreenhet. Disse holdekoplinger kan betjenes selektivt, slik at når disse befinner seg i en første modus under boring (og under uttrekking/innkjøring eller tilbakerømming), vil rørgripeinnretningen (og en rørklave dersom tilkoplet nedenfor dette) være opphengt nedenunder den toppdrevne rotasjonsboreenhet; og slik at når disse befinner seg i en andre modus, vil de øvre holdekoplinger dreie slik at de tidligere innesluttede partier av hovedleddene kommer ut fra de øvre holdekoplinger og frigjør de øvre støtteaksler. Derved er det mulig for rørgripeinnretningen (og eventuelt utstyr, for eksempel en rørklave, som er tilkoplet nedenfor dette) å bevege seg bort fra en senterlinje som sammenfaller med en senterlinje i brønnhullet. Ved ett særskilt aspekt kan således en rørklave som er opphengt nedenunder rørgripeinnretningen, benyttes av riggpersonell, for eksempel en tårnmann, for plassering omkring et borerørstykke, for eksempel et borerørstykke i en borerørseksjon. A support for the pipe gripping device according to the present invention (which is useful in conjunction with grippers according to the present invention as well as grippers according to the prior art) comprises, in one aspect, eye members which are connected to corresponding main links which are connected to a top-driven rotation system unit. Each eye element has a body with a channel through it, and a support shaft extending through each channel. A tube gripper body including the open inlet is connected to the lower ends of these support shafts. A holding mechanism is optionally connected to the upper ends of these shafts. This holding mechanism includes two upper holding couplings, each with an open inlet, which encloses a portion of the main links connecting the pipe gripper to the top driven rotary drilling unit. These holding couplings can be operated selectively, so that when these are in a first mode during drilling (and during extraction/retraction or retraction), the pipe gripping device (and a pipe clamp if connected below this) will be suspended below the top-driven rotary drilling unit; and so that when these are in a second mode, the upper holding connections will rotate so that the previously enclosed parts of the main joints come out of the upper holding connections and release the upper support shafts. Thereby, it is possible for the pipe gripping device (and any equipment, for example a pipe clamp, which is connected below this) to move away from a center line which coincides with a center line in the wellbore. In one particular aspect, a pipe clamp which is suspended below the pipe gripping device can thus be used by rig personnel, for example a tower man, for placement around a piece of drill pipe, for example a piece of drill pipe in a section of drill pipe.

Et slikt system kan med fordel brukes sammen med et kontinuerlig sirkulasjonssystem. Rørgriperen, inklusiv de øvre holdekoplinger for inngrep med eller frigjøring av hovedleddene, beveges bort fra brønnhullets senterlinje og utenfor det kontinuerlige sirkulasjonssystem, slik at den toppdrevne rotasjonssystemboreenhet kan fortsette å rotere en borestreng, hvilket gjør det mulig for den toppdrevne rotasjonssystemboreenhet å bevege seg lenger ned enn den ville ha vært i stand til dersom rørgripeinnret-ningen (og en rørklave etc, dersom forbundet med innretningen) fremdeles befant seg i veien nedenunder det kontinuerlige sirkulasjonssystem. Such a system can advantageously be used together with a continuous circulation system. The pipe gripper, including the upper retaining couplings for engagement with or release of the main links, is moved away from the wellbore centerline and outside the continuous circulation system, allowing the top-drive rotary system drilling unit to continue rotating a drill string, enabling the top-driven rotary system drilling unit to move further down than it would have been able to if the pipe gripping device (and a pipe clamp etc, if connected to the device) was still in the way below the continuous circulation system.

Ved visse aspekter kan det brukes en rørklave som innbefatter to motstående elemen-ter som har doble, interaktive koplingsapparater, slik at hver side av rørklaven kan åpnes. Rørklaven kan således åpnes på én side for å kunne bevege rørklaveenheten bort fra brønnhullets senterlinje, slik at den toppdrevne rotasjonssystemboreenhet kan bore borestrengen ned så langt som mulig før en ny lengde eller seksjon med borerør tilføyes. Deretter kan rørklaven åpnes fra den andre side for å kunne motta en ny lengde eller seksjon med borerør. Ved visse aspekter kan en slik rørklave innbefatte doble, motstående og selektivt løsbare holdekoplingsmekanismer samt doble, motstående håndteringsfremspring. In certain aspects, a pipe clamp can be used which includes two opposite elements which have double, interactive coupling devices, so that each side of the pipe clamp can be opened. The pipe clamp can thus be opened on one side to be able to move the pipe clamp unit away from the centerline of the wellbore, so that the top-driven rotary system drilling unit can drill the drill string down as far as possible before a new length or section of drill pipe is added. The pipe clamp can then be opened from the other side to receive a new length or section of drill pipe. In certain aspects, such a pipe clamp may include dual, opposed and selectively releasable retaining coupling mechanisms as well as dual, opposed handling projections.

Det er derfor et formål med i det minste visse foretrukne utførelser av den foreliggende oppfinnelse, å tilveiebringe en rørgripeinnretning hvori de samme stempel-/sylinderanordninger brukes både i forbindelse med momenttiltrekking av et rør, og i forbindelse med fastklemming av et rør. It is therefore an object of at least certain preferred embodiments of the present invention to provide a pipe gripping device in which the same piston/cylinder devices are used both in connection with torque tightening of a pipe, and in connection with clamping a pipe.

Det er også et formål å tilveiebringe slike systemer og fremgangsmåter som anvender en rørgripeinnretning som har en åpen inngang, og som er opphengt nedenunder en toppdrevet rotasjonssystemboreenhet. It is also an object to provide such systems and methods which employ a pipe gripping device which has an open entrance and which is suspended below a top-driven rotary system drilling unit.

Enn videre er det et formål å tilveiebringe slike systemer og fremgangsmåter som anvender apparater for selektiv plassering av rørgripeinnretningen i driftsklar stilling nedenfor den toppdrevne rotasjonssystemboreenhet, og for selektiv bevegelse av rør-gripeinnretningen bort fra en slik posisjon for videre rotasjon av rør ved hjelp av den toppdrevne rotasjonssystemboreenhet uten å måtte frakople rørgripeinnretningen fra dens forbindelse med den toppdrevne rotasjonssystemboreenhet. Still further, it is an object to provide such systems and methods employing apparatus for selectively placing the pipe gripper in a ready-to-operate position below the top-driven rotary system drilling unit, and for selectively moving the pipe-gripper away from such a position for further rotation of pipe by means of the top-driven rotary system drilling unit without having to disconnect the pipe gripper from its connection with the top-driven rotary system drilling unit.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor, i det minste i noen utførelser, et toppdrevet rotasjonssystem omfattende en toppdrevet rotasjonssystemenhet, og en rørgripeinnretning som er koplet til, og nedenunder, den toppdrevne rotasjonssystemenhet, hvor rørgripeinnretningen omfatter en åpen inngang for å kunne motta et rør som skal gripes av rørgripeinnretningen. The present invention therefore provides, at least in some embodiments, a top-driven rotation system comprising a top-driven rotation system unit, and a pipe gripping device connected to, and below, the top-driven rotation system unit, the pipe gripping device comprising an open entrance to be able to receive a pipe to be is gripped by the pipe gripper.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor, i det minste i noen utførelser, et toppdrevet rotasjonssystem omfattende en toppdrevet rotasjonssystemenhet, og en rørgripeinnretning som er koplet til, og nedenunder, den toppdrevne rotasjonssystemenhet, hvor rørgripeinnretningen omfatter: - en kropp; - en første kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen; - en andre kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen; - en første stempel-/sylinderanordning som er bevegelig forbundet med den første kjeft; - en andre stempel-/sylinderanordning som er bevegelig forbundet med den andre The present invention therefore provides, at least in some embodiments, a top-driven rotation system comprising a top-driven rotation system unit, and a pipe gripping device which is connected to, and below, the top-driven rotation system unit, where the pipe gripping device comprises: - a body; - a first jaw movably connected to the body; - a second jaw movably connected to the body; - a first piston/cylinder device movably connected to the first jaw; - a second piston/cylinder device movably connected to the other

kjeft; - hvor den første stempel-/sylinderanordning er innrettet for bevegelse av den første kjeft for å kunne fastklemme et rør, mens den andre stempel-/sylinderanordning er innrettet for bevegelse av den andre kjeft for å kunne fastklemme røret; og - hvor både den første stempel-/sylinderanordning og den andre stempel-/sylinderanordning er innrettet for rotasjon av røret. shut up; - where the first piston/cylinder device is arranged for movement of the first jaw to be able to clamp a pipe, while the second piston/cylinder device is arranged for movement of the second jaw to be able to clamp the pipe; and - where both the first piston/cylinder device and the second piston/cylinder device are arranged for rotation of the tube.

En slik rørgripeinnretning kan således omfatte minst ett av følgende trekk, og i en hvilken som helst mulig kombinasjon: - en rørgripeinnretning som er koplbar med, og nedenunder, en toppdrevet rotasjonssystemenhet, hvor rørgripeinnretningen omfatter en åpen inngang for å kunne motta et rør som skal gripes av rørgripeinnretningen; og/eller Such a pipe gripping device can thus comprise at least one of the following features, and in any possible combination: - a pipe gripping device which is connectable to, and below, a top-driven rotation system unit, where the pipe gripping device comprises an open entrance to be able to receive a pipe to be is gripped by the pipe gripper; and or

- en rørgripeinnretning som omfatter: - a pipe gripping device comprising:

- en kropp; - en første kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen; - en andre kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen; - hvor den første kjeft er forbundet med den første kjeft slik at den første kjeft og den andre kjeft beveger seg sammen. - a body; - a first jaw movably connected to the body; - a second jaw movably connected to the body; - where the first jaw is connected to the first jaw so that the first jaw and the second jaw move together.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor, i det minste i noen utførelser, en rørgripeinnretning som er koplbar med, og nedenunder, en toppdrevet rotasjonssystemenhet, hvor rørgripeinnretningen omfatter: - en kropp; - en første kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen; - en andre kjeft som er bevegelig forbundet med kroppen; - en første stempel-/sylinderanordning som er bevegelig forbundet med den første kjeft; - en andre stempel-/sylinderanordning som er bevegelig forbundet med den andre kjeft; - hvor den første stempel-/sylinderanordning er innrettet for bevegelse av den første kjeft for å kunne fastklemme et rør, mens den andre stempel-/sylinderanordning er innrettet for bevegelse av den andre kjeft for å kunne fastklemme røret; og - hvor både den første stempel-/sylinderanordning og den andre stempel-/sylinderanordning er innrettet for rotasjon av røret. The present invention therefore provides, at least in some embodiments, a pipe gripping device which is connectable to, and below, a top-driven rotation system unit, where the pipe gripping device comprises: - a body; - a first jaw movably connected to the body; - a second jaw movably connected to the body; - a first piston/cylinder device movably connected to the first jaw; - a second piston/cylinder device movably connected to the second jaw; - where the first piston/cylinder device is arranged for movement of the first jaw to be able to clamp a pipe, while the second piston/cylinder device is arranged for movement of the second jaw to be able to clamp the pipe; and - where both the first piston/cylinder device and the second piston/cylinder device are arranged for rotation of the tube.

Sistnevnte rørgripeinnretning kan således omfatte minst ett av følgende trekk, og i en hvilken som helst mulig kombinasjon: - en rørgripeinnretning hvor den første kjeft er forbundet med den andre kjeft slik at den første kjeft og den andre kjeft beveger seg sammen; - hvor den første stempel-/sylinderanordning er anordnet og gjort driftsklar for trek-king av den første kjeft i en første retning i forhold til røret for å kunne plassere den første kjeft i forhold til røret; og - hvor den første stempel-/sylinderanordning er anordnet og gjort driftsklar for påføl-gende bevegelse av den første kjeft i en andre retning, som er motsatt den første retning, for å kunne fastklemme røret med den første kjeft; - hvor den andre stempel-/sylinderanordning er anordnet og gjort driftsklar for trek-king av den første kjeft i den andre retning i forhold til røret for å kunne plassere den andre kjeft i forhold til røret; og - hvor den andre stempel-/sylinderanordning er anordnet og gjort driftsklar for påføl-gende bevegelse av den andre kjeft generelt i den første retning for å kunne fastklemme røret med den andre kjeft; og/eller - hvor den første stempel/sylinderanordning, etter fastklemming av røret mellom den første og den andre kjeft, er anordnet og gjort driftsklar for bevegelse av den første kjeft generelt i den første retning for rotasjon av røret for å kunne løsne en kopling mellom røret og et annet rørformet element; og - hvor den andre stempel-/sylinderanordning, etter fastklemming av røret mellom den første og den andre kjeft, er anordnet og gjort driftsklar for bevegelse av den andre kjeft generelt i den første retning for rotasjon av røret for å kunne løsne en kopling mellom røret og et annet rørformet element. The latter pipe gripping device can thus comprise at least one of the following features, and in any possible combination: - a pipe gripping device where the first jaw is connected to the second jaw so that the first jaw and the second jaw move together; - where the first piston/cylinder device is arranged and made ready for operation for pulling the first jaw in a first direction in relation to the pipe in order to be able to position the first jaw in relation to the pipe; and - where the first piston/cylinder device is arranged and made operational for subsequent movement of the first jaw in a second direction, which is opposite to the first direction, in order to be able to clamp the pipe with the first jaw; - where the second piston/cylinder device is arranged and made ready for operation for pulling the first jaw in the other direction in relation to the pipe in order to be able to position the second jaw in relation to the pipe; and - where the second piston/cylinder device is arranged and made operational for subsequent movement of the second jaw generally in the first direction to be able to clamp the pipe with the second jaw; and/or - where the first piston/cylinder device, after clamping the pipe between the first and the second jaws, is arranged and made ready for operation for movement of the first jaw generally in the first direction for rotation of the pipe to be able to release a coupling between the pipe and another tubular element; and - where the second piston/cylinder device, after clamping the pipe between the first and the second jaws, is arranged and made ready for operation for movement of the second jaw generally in the first direction for rotation of the pipe to be able to release a connection between the pipe and another tubular element.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer derfor, i det minste i noen utførelser, en fremgangsmåte for å gripe et rørformet element nedenunder en toppdrevet rotasjonssystemenhet, hvor fremgangsmåten innbefatter et trinn med å bevege et parti av et rørformet element inn i et gripesystem, hvor gripesystemet befinner seg nedenunder den toppdrevne rotasjonssystemenhet og omfatter en åpen inngang for å kunne motta et rør som skal gripes av rørgripeinnretningen, hvor gripesystemet omfatter en gripeinnretning for å kunne gripe det rørformede element, for å kunne gripe det parti av det rørformede element som beveges inn i gripesystem ets åpne inngang, og for å kunne gripe det rørformede elements parti med gripesystem ets gripeinnretning. The present invention therefore provides, at least in some embodiments, a method of gripping a tubular element below a top-driven rotary system unit, the method comprising a step of moving a portion of a tubular element into a gripping system, the gripping system being located underneath the top-driven rotary system unit and comprises an open entrance to be able to receive a pipe to be gripped by the pipe gripper, the gripper system comprising a gripper to be able to grip the tubular member, to be able to grip the portion of the tubular member which is moved into the gripper system's open entrance, and to be able to grip the part of the tubular element with the gripping system's gripping device.

For å oppnå en bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse, vil det nå, i form av eksempler, bli vist til de vedlagte tegninger, hvor: Figur IA er et oppriss av et brønnboreapparat ifølge kjent teknikk; Figur IB er et sideriss, sett langs en linje 1B-1B på figur IA, men som viser boreenheten svingt ut til sin musehullstilling; Figur 1C er et delvis oppriss av boreenheten ifølge figur IA, hvor boreenheten er svingt til sin tilbaketrukne stilling for å kunne foreta innkjøring eller uttrekking av brønnrøret i eller fra brønnen; Figur 2 er en perspektivtegning av en toppdrevet rotasjonssystemenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse montert i et boretårn og i bruk sammen med et kontinuerlig sirkulasjonssystem (CCS); Figur 2A er en perspektivtegning av en rørgripeenhet som er forbundet med den topp-drevne rotasjonssystemenhet ifølge figur 2; Figur 2B og 2C er perspektiviske utsnittegninger av en del av rørgripeenheten ifølge figur 2; Figur 3A er et grunnriss, i delvis utsnittog tverrsnitt, av rørgripeenheten ifølge figur 2A og 2B i bruk sammen med et rør; Figur 3B er et forstørret tverrsnitt, i planriss, av utsnittet ifølge figur 3A; Figur 4-8 viser planriss av trinn i betjeningen av rørgripeinnretningen ifølge figur 3A; Figur 9A-9C viser planriss av en alternativ utførelse av kjefter for rørgripeinnretningen ifølge figur 2, hvor hver figur viser en forskjellig posisjon av en justeringsmekanisme som gjør rørgripeinnretningen i stand til å huse rør av forskjellig diameter; Figur 10 er et sideriss av en toppdrevet rotasjonssystemenhet ifølge figur 2 i en første driftsfase; Figur 11 er et sideriss av en toppdrevet rotasjonssystemenhet ifølge figur 10 i en andre driftsfase; Figur 12 er en perspektivtegning av rørgripeenheten ifølge figur 10 og 11 etter at denne er svingt bort fra borestrengen; og Figur 13 er et sideriss av den toppdrevne rotasjonssystemenhet ifølge figur 2, men hvor rørgripeinnretningen er svingt bort fra borerøret for å gjøre det mulig for det toppdrevne rotasjonssystem å bore og bevege seg i nærhet av CCS-enheten. Figur 1A-1C viser en rigg 1010 innbefattende et toppdrevet rotasjonssystem ifølge kjent teknikk og fremlagt i US 4.458.768 (fullt innarbeidet heri for alle formål). In order to achieve a better understanding of the present invention, reference will now be made, by way of example, to the attached drawings, where: Figure IA is an elevation of a well drilling apparatus according to known technique; Figure IB is a side view, taken along a line 1B-1B of Figure IA, but showing the drill assembly swung out to its mouse hole position; Figure 1C is a partial elevation of the drilling unit according to Figure IA, where the drilling unit is pivoted to its retracted position in order to drive in or withdraw the well pipe in or from the well; Figure 2 is a perspective view of a top drive rotary system unit of the present invention mounted in a derrick and in use with a continuous circulation system (CCS); Figure 2A is a perspective view of a pipe gripper unit connected to the top-driven rotary system unit of Figure 2; Figures 2B and 2C are perspective sectional drawings of a part of the pipe gripping unit according to Figure 2; Figure 3A is a plan view, in partial section and cross-section, of the pipe gripping unit of Figures 2A and 2B in use with a pipe; Figure 3B is an enlarged cross-section, in plan view, of the section according to Figure 3A; Figures 4-8 show a plan view of steps in the operation of the pipe gripping device according to Figure 3A; Figures 9A-9C show plans of an alternative embodiment of jaws for the pipe gripping device according to Figure 2, where each figure shows a different position of an adjustment mechanism which enables the pipe gripping device to accommodate pipes of different diameters; Figure 10 is a side view of a top-driven rotation system unit according to Figure 2 in a first operating phase; Figure 11 is a side view of a top-driven rotation system unit according to Figure 10 in a second operating phase; Figure 12 is a perspective drawing of the pipe gripping unit according to Figures 10 and 11 after it has been swung away from the drill string; and Figure 13 is a side view of the top-driven rotary system unit of Figure 2, but with the pipe gripper pivoted away from the drill pipe to enable the top-driven rotary system to drill and move in proximity to the CCS unit. Figures 1A-1C show a rig 1010 including a top drive rotation system according to the prior art and disclosed in US 4,458,768 (fully incorporated herein for all purposes).

Boreriggen 1010 ifølge kjent teknikk omfatter et boretårn 1011 som rager oppover over et sted fra hvilket et brønnhull 1012 bores ved hjelp av en roterende borestreng 1013 tildannet på vanlig måte ved hjelp av en rekke borerørseksjoner som er koplet fortløpende sammen ved hjelp av gjengeforbindelser 1014. Ved hjelp av en boreenhet 1016 (for eksempel et toppdrevet rotasjonssystem) koplet til den øvre ende av strengen 1013, dreies strengen 1013 om en vertikal akse 1015 i brønnen. Borestrengen og boreenheten 1016 er understøttet av samt tilpasset for bevegelse oppover og nedover ved hjelp av en heisemekanisme 1017. Denne heisemekanisme 1017 innbefatter en kronblokk 1018, en løpeblokk 1019, en forbindelsesline 1020 som bærer lø-peblokken 1019 fra kronblokken 1018, og et motordrevet heisespill for å kunne spole linen 1020 inn eller ut for å løfte eller senke løpeblokken 1019. Løpeblokken 1019 bærer en krok 1021 som boreenheten 1016 henger ned fra, og kroken 1021 har også en port 1121 som er innrettet til å kunne åpnes for tilkopling og fråkopling av boreenheten 1016. Under deres oppoverrettede og nedoverrettede bevegelser, styres både boreenheten 1016 og kroken 1019 av to seksjonsvise, parallelle og langstrakte styreskinner 1022 og 1023 som griper inn med og styrer en vogn 1024, som utgjør en del av boreenheten 1016, samt en vogn 1025 som løpeblokken 1019 er festet til. The drilling rig 1010 according to known technology comprises a derrick 1011 which projects upwards above a location from which a well hole 1012 is drilled by means of a rotating drill string 1013 formed in the usual way by means of a series of drill pipe sections which are connected continuously together by means of threaded connections 1014. by means of a drilling unit 1016 (for example a top-driven rotation system) connected to the upper end of the string 1013, the string 1013 is rotated about a vertical axis 1015 in the well. The drill string and drilling unit 1016 are supported by and adapted for upward and downward movement by means of a hoisting mechanism 1017. This hoisting mechanism 1017 includes a crown block 1018, a runner block 1019, a connecting line 1020 which carries the runner block 1019 from the crown block 1018, and a motor-driven hoist winch to be able to reel the line 1020 in or out to raise or lower the running block 1019. The running block 1019 carries a hook 1021 from which the drilling unit 1016 hangs down, and the hook 1021 also has a port 1121 which is arranged to be opened for connection and disconnection of the drilling unit 1016. During their upward and downward movements, both the drilling unit 1016 and the hook 1019 are controlled by two sectional, parallel and elongated guide rails 1022 and 1023 which engage with and guide a carriage 1024, which forms part of the drilling unit 1016, as well as a carriage 1025 to which the runner block 1019 is attached.

Sett i horisontalsnitt har de to seksjonsvise styreskinner 1022 og 1023 fortrinnsvis en H-formet utforming som strekker seg fra øverste til nederste ende av hver skinne. Skinnene 1022 og 1023 innbefatter øvre seksjoner som strekker seg fra den øvre ende til et midtparti av tårnet 1011, og som er fastgjort i tårnet for stasjonær holding i utstrakte stillinger direkte vertikalt og parallelt med hverandre, og med brønnaksen 1015. Nedenunder midtpartiet i tårnet innbefatter de to styreskinner også andre partier eller seksjoner som strekker seg parallelt med hverandre, som strekker seg nedover til steder 1027, og som er montert ved hjelp av to dreieforbindelser for svingbevegelse i forhold til de øvre seksjoner og om en horisontal akse. Det benyttes et skråstilt musehull 1030 (se figur IB). Seen in horizontal section, the two sectional guide rails 1022 and 1023 preferably have an H-shaped design which extends from the top to the bottom end of each rail. The rails 1022 and 1023 include upper sections which extend from the upper end to a middle portion of the tower 1011, and which are secured in the tower for stationary holding in extended positions directly vertical and parallel to each other, and with the well axis 1015. Below the middle portion of the tower includes the two guide rails also other parts or sections extending parallel to each other, which extend downward to locations 1027, and which are mounted by means of two pivot joints for pivoting movement relative to the upper sections and about a horizontal axis. An inclined mouse hole 1030 is used (see figure IB).

Skinnene innbefatter også tredje og lavestliggende seksjoner som bæres av de andre seksjoner for svingbevegelse av disse mellom den vertikale posisjon og skråposisjoner, og som også er montert ved hjelp av forbindelser 1031 og 1032 for horisontal svingbevegelse om to akser 1033 og 1034 som er parallelle med hverandre og med lengdeaksene til de andre seksjoner. The rails also include third and lowest sections which are supported by the other sections for pivoting movement thereof between the vertical position and inclined positions, and which are also mounted by means of connections 1031 and 1032 for horizontal pivoting movement about two axes 1033 and 1034 which are parallel to each other and with the longitudinal axes of the other sections.

De to dreieforbindelser 1031 og 1032 innbefatter to parallelle monteringsrør 1037 og 1038 som er fastgjort til de andre seksjoner. De to andre skinneseksjoner er tilpasset til å kunne maskinaktiveres mellom den vertikale posisjon og skråposisjoner ved hjelp av en stempel- og sylindermekanisme 1045 hvis sylinder er forbundet med et horison-talforløpende, stasjonært parti av tårnet 1011, og hvis stempelstang virker mot røret 1037 av dreieforbindelsen 1031. The two pivot joints 1031 and 1032 include two parallel mounting tubes 1037 and 1038 which are attached to the other sections. The other two rail sections are adapted to be mechanically actuated between the vertical position and inclined positions by means of a piston and cylinder mechanism 1045, the cylinder of which is connected to a horizontally extending, stationary part of the tower 1011, and whose piston rod acts against the tube 1037 of the pivot joint 1031.

Vognen 1025 som løpeblokken 1019 er forbundet med, innbefatter to rammer 1056 og 1057 som strekker seg delvis omkring henholdsvis skinne 1022 og 1023, og som roterbart bærer ruller 1058. Disse ruller 1058 er mottatt mellom og griper inn med fremre og bakre flenser 1059 av de forskjellige skinneseksjoner, og på en måte som effektivt hindrer tverrbevegelse av vognen 1025 i forhold til skinnekonstruksjonens lengdeakse, og som styrer vognen inn for bevegelse kun langsetter skinnene. The carriage 1025 to which the running block 1019 is connected includes two frames 1056 and 1057 which extend partly around rails 1022 and 1023 respectively, and which rotatably carry rollers 1058. These rollers 1058 are received between and engage with front and rear flanges 1059 of the different rail sections, and in a way that effectively prevents transverse movement of the carriage 1025 in relation to the longitudinal axis of the rail structure, and which guides the carriage in for movement only along the rails.

Boreenheten 1016 innbefatter den forutnevnte skinneberørende vognkonstruksjon 1024; en kraftenhet 1061 for dreining av strengen; og en vanlig svivel 1062 for leve-ring av borefluid til borestrengen 1013. The drilling unit 1016 includes the aforementioned rail-contacting carriage structure 1024; a power unit 1061 for turning the string; and a regular swivel 1062 for supplying drilling fluid to the drill string 1013.

Boresammenstillingens kraftenhet 1061 innbefatter en rørseksjon som innbefatter en nedre, konisk og utvendig gjenge som danner en hannende som er gjengemessig The drill assembly power unit 1061 includes a tube section that includes a lower, tapered, and external thread that forms a male end that is threaded

sammenkoplingsbar med den øvre ende av borestrengen 1013 for å kunne drive denne. I de fleste tilfeller er en vanlig overgangsstuss 1072 og et kort tilpasningsrør 1073 koplet inn i strengen like nedenfor kraftenheten. Ved sin øvre ende innbefatter en rør-seksjon 1070 en konisk, innvendig gjenge som er sammenkoplingsbar med en rota-sjonsstamme 1075 av svivelen 1062. Sammen med borestrengen 1013 dreier rota-sjonsstammen 1075 i forhold til svivelen 1062 sin kropp 1076. Kroppen 1076 bæres på et ikke-roterende vis av en bøyle 1077 ("bail") som griper inn med løpeblokken 1019 sin krok 1021. Borefluid leveres til svivelen 1062 gjennom en fleksibel innløps-slange 1078 hvis andre ende er forbundet med tårnet ved et høytliggende sted 1079 som befinner seg godt ovenfor boredekksnivået. For å kunne drive rørseksjonen 1070, innbefatter kraftenheten 1061 en elektrisk motor. connectable to the upper end of the drill string 1013 in order to be able to drive it. In most cases, a common adapter 1072 and a short adapter tube 1073 are connected to the string just below the power unit. At its upper end, a pipe section 1070 includes a conical internal thread which is connectable with a rotation stem 1075 of the swivel 1062. Together with the drill string 1013, the rotation stem 1075 rotates relative to the swivel 1062 its body 1076. The body 1076 is carried on a non-rotating view of a bail 1077 that engages with the runner block 1019's hook 1021. Drilling fluid is supplied to the swivel 1062 through a flexible inlet hose 1078, the other end of which is connected to the tower at an elevated location 1079 located well above the drilling deck level. In order to drive the tube section 1070, the power unit 1061 includes an electric motor.

Figur 2 viser et toppdrevet rotasjonsboresystem 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse som innbefatter en toppdrevet rotasjonsboreenhet 20 ("top drive" - TD, heretter omtalt som TD 20) opphengt i et tårn 12 (lik riggen og tårnet ifølge figur IA med de forskjellig deler etc. som er vist på figur IA). Et kontinuerlig sirkulasjonssystem 30 ("continuous circulation system" - CCS, heretter omtalt som CCS 30) er anordnet på et boredekk 14, og en del av et slitasjerørstykke 22 rager opp fra CCS'en 30. Slitasje-rørstykket 22 er koplet til og roteres av TD'en 20. Figure 2 shows a top-driven rotary drilling system 10 according to the present invention which includes a top-driven rotary drilling unit 20 ("top drive" - TD, hereinafter referred to as TD 20) suspended in a tower 12 (similar to the rig and tower according to Figure IA with the different parts etc. which is shown in figure IA). A continuous circulation system 30 ("continuous circulation system" - CCS, hereinafter referred to as CCS 30) is arranged on a drill deck 14, and a part of a wear pipe piece 22 protrudes from the CCS 30. The wear pipe piece 22 is connected to and rotated of the TD 20.

CCS'en 30 kan utgjøres av et hvilket som helst kjent kontinuerlig sirkulasjonssystem og kan, ved ett aspekt, utgjøres av et CCS-system som er kommersielt tilgjengelig fra Varco International, Inc. CCS'en 30 virker som beskrevet i innledningen ovenfor. The CCS 30 may comprise any known continuous circulation system and, in one aspect, may comprise a CCS system commercially available from Varco International, Inc. The CCS 30 operates as described in the introduction above.

En rørklave 40 er opphengt nedenunder TD'en 20, og en rørgripeinnretning 50 ("pipe gripping" device - PG, heretter omtalt som PG 50) henger ned fra TD'en 20 over rørklaven 40. En hvilken som helst passende, kjent rørklave kan brukes sammen med rørgripeinnretningen 50. PG'en 50 henger ned fra TD'en 20 via ledd 18, og rørklaven 40 henger ned fra PG'en 50 via ledd 24. A pipe clamp 40 is suspended below the TD 20, and a pipe gripping device 50 ("pipe gripping" device - PG, hereinafter referred to as PG 50) hangs down from the TD 20 above the pipe clamp 40. Any suitable known pipe clamp can is used together with the pipe gripping device 50. The PG 50 hangs down from the TD 20 via link 18, and the pipe clamp 40 hangs down from the PG 50 via link 24.

Idet det vises til figur 2A, er én ende av rørgripeinnretningen, som generelt er identifi-sert ved henvisningstall 110, opphengt i et par med hovedledd 104' nedenunder det toppdrevne rotasjonssystem 102'. Den andre ende av hovedleddene er forbundet med det toppdrevne rotasjonssystem 102' (se figur 2). Rørgripeinnretningen 110 omfatter en holdemekanisme 150' og en bevegelsesmekanisme 120'. Holdemekanismen 150' gjør det mulig for rørgripeinnretningen 110 hovedsakelig å låses i stilling i forhold til hovedleddene 104', i hvilken stilling svinging av rørgripeinnretningen 110 omkring hovedleddene 104' hindres. Bevegelsesmekanismen 120' gjør det mulig for rørgri-peinnretningen å bevege seg mellom en tilbaketrukket posisjon hvori det toppdrevne rotasjonssystem 102' sitt slitasjerørstykke 160' kan rotere fritt, og en utstrukket posisjon hvori slitasjerørstykke 160' hindres i å rotere, som beskrevet mer detaljert nedenfor. Referring to Figure 2A, one end of the pipe gripper, which is generally identified by reference numeral 110, is suspended in a pair of main links 104' below the top driven rotation system 102'. The other end of the main links is connected to the top-driven rotation system 102' (see figure 2). The pipe gripping device 110 comprises a holding mechanism 150' and a movement mechanism 120'. The holding mechanism 150' makes it possible for the pipe gripping device 110 to be mainly locked in position in relation to the main joints 104', in which position swinging of the pipe gripping device 110 around the main joints 104' is prevented. The movement mechanism 120' enables the pipe gripping device to move between a retracted position in which the top-driven rotation system 102' wear pipe piece 160' can rotate freely, and an extended position in which the wear pipe piece 160' is prevented from rotating, as described in more detail below.

Holdemekanismen 150' har et hus 151' som omfatter en øvre og en nedre plate (hvorav kun én er vist på figur 2A) hvortil to plateelementer 152' er dreielig forbundet. Via mellomliggende fjærer 126' er huset 151' forbundet med et par med aksler 125' som strekker seg oppover fra rørgripeinnretningen 110. Hvert plateelement 152' har en åpen inngang 155' hvori en del av hovedleddet 104' er løsbart plassert. Den åpne inngang 155' er avgrenset av to fingrer 157a' og 157b' og det gjenstående plateelement, hvorav alle er integrert tildannet fra én metallblikkplate, selv om et hvilket som helst annet material kan brukes. Hvert plateelement 152' kan dreie på toppen av akslene 125' og mot de mellomliggende fjærer 126'. For selektivt å kunne hindre slik dreining, er en bolt 156b satt inn gjennom hvert plateelement 152'. En åkplate 156 er anordnet sentrisk på enden av en stang i et stempel-/sylinderapparat 156a' (se figur 12), hvor en sylinder er festet til huset 151', mens nevnte stang går gjennom de øvre og nedre plater 151a' og 151b'. Åkplaten 156' har to ender som hver er forbundet med toppen av boltene 156b'. Når stangen trekkes tilbake og inn i stempelet/ sylinderen 156a', passerer boltene 156b' gjennom huller i hvert plateelement 152' for å kunne låse plateelementet 152' i stilling. Hvert plateelement 152' har minst ett hull for låsing av leddene og rørgripeinnretningen 110 i forhold til hverandre når de henger ned vertikalt og på linje med brønnens senterlinje (slik som vist på figur 2A). I denne posisjon holdes hovedleddene 104' innenfor inngangene 155', som er tilstrekkelig dype til at leddene 104' (som er vist på figur 2A) ikke kan bevege seg ut av inngangene 155' når de befinner seg i denne posisjon. Med boltene 156c' fjernet når sylinderen 156a' hever platen 156', kan elementene 152' fritt dreie på seg, hvorved hovedleddene 104' frigjøres for å kunne bevege seg bort fra inngangene 155', slik som vist på figur 12, hvorpå rørgripeinnretningen henger ned under hovedleddene 104' pga. tyng-dekraften. Svingning av rørgripeinnretningen 110 hindres som følge av samvirkningen mellom plateelementene 152', de mellomliggende fjærer 126' og akslene 125'. The holding mechanism 150' has a housing 151' which comprises an upper and a lower plate (of which only one is shown in Figure 2A) to which two plate elements 152' are rotatably connected. Via intermediate springs 126', the housing 151' is connected to a pair of shafts 125' which extend upwards from the pipe gripping device 110. Each plate element 152' has an open entrance 155' in which part of the main link 104' is releasably placed. The open entrance 155' is bounded by two fingers 157a' and 157b' and the remaining plate member, all of which are integrally formed from one sheet metal, although any other material may be used. Each plate element 152' can turn on top of the shafts 125' and against the intermediate springs 126'. In order to selectively prevent such turning, a bolt 156b is inserted through each plate element 152'. A yoke plate 156 is arranged centrically on the end of a rod in a piston/cylinder apparatus 156a' (see Figure 12), where a cylinder is attached to the housing 151', while said rod passes through the upper and lower plates 151a' and 151b' . The yoke plate 156' has two ends which are each connected to the top of the bolts 156b'. When the rod is pulled back into the piston/cylinder 156a', the bolts 156b' pass through holes in each plate member 152' to be able to lock the plate member 152' in position. Each plate element 152' has at least one hole for locking the joints and the pipe gripping device 110 in relation to each other when they hang down vertically and in line with the center line of the well (as shown in Figure 2A). In this position, the main joints 104' are held within the inlets 155', which are sufficiently deep that the joints 104' (which are shown in Figure 2A) cannot move out of the inlets 155' when in this position. With the bolts 156c' removed when the cylinder 156a' raises the plate 156', the elements 152' can freely rotate, thereby freeing the main joints 104' to be able to move away from the inlets 155', as shown in Figure 12, on which the pipe gripper hangs down under the main joints 104' due to gravity. Oscillation of the pipe gripping device 110 is prevented as a result of the interaction between the plate elements 152', the intermediate springs 126' and the shafts 125'.

Bevegelsessystemet 120' omfatter stempel-/sylindere 128 for å kunne bevege rørgri-peinnretningen 110 opp og ned i forhold til hovedleddene 104', og derfor i forhold til det toppdrevne rotasjonssystem 102' og slitasjerørstykket 106'. Øvre ender av stem-pelstenger 128d' er festet til kroppene 123', som hver har et øye 121', mens nedre ender av sylindrene 132' er festet til rørgripeinnretningen 110 sin hovedkropp 129'. Et beskyttelsesrekkverk 131' som er valgfritt forbundet med hovedkroppen 129', omslutter en del av rørgripeinnretningen 110 sin omkrets, blant annet for å beskytte dens forskjellige deler. Monteringssøyler 128c' beveger seg i korresponderende rør 128a'. Aktivering av stempel-/sylindrene 128 får rørgripeinnretningen 110 til å bevege seg opp eller ned via relativ bevegelse mellom monteringssøylene 128c' og rørene 128a'. The movement system 120' comprises pistons/cylinders 128 to be able to move the pipe gripping device 110 up and down in relation to the main joints 104', and therefore in relation to the top-driven rotation system 102' and the wear tube piece 106'. Upper ends of stem-fur rods 128d' are attached to the bodies 123', each of which has an eye 121', while lower ends of the cylinders 132' are attached to the pipe gripper 110's main body 129'. A guardrail 131' optionally connected to the main body 129' encloses a portion of the pipe gripper 110's circumference, among other things to protect its various parts. Mounting columns 128c' move in corresponding tubes 128a'. Activation of the piston/cylinders 128 causes the pipe gripper 110 to move up or down via relative movement between the mounting posts 128c' and the pipes 128a'.

Idet det henvises til figur 2A-2C, omfatter rørgripeinnretningen 110 en kropp 129 og to bevegelige kjefter 111, 112. Ved hjelp av en bolt 113 er kjeften 111 dreielig forbundet med et bevegelig element 114. Ved hjelp av en bolt 115 er kjeften 112 dreielig forbundet med et bevegelig element 116 via en forbindelsesstang 117. Det bevegelige element 114 er forbundet med fire aksler 118, mens det bevegelige element 116 er forbundet med fire aksler 119. En ende 133 av forbindelsesstangen 117 er festet med en bolt 134 til kjeften 112. Et gripeinnsatsapparat 135 som innbefatter en fjernbar innsats 136, holdes løsbart på kjeften 112 ved hjelp av fjembare bolter 137. Pinner 149 sikrer riktig plassering av den fjembare innsats 136 i et spor 153 i en holder 135. En skulderskrue 138 (se også figur 9A med ledsagende beskrivelse) strekker seg gjennom kjeften 112. Forbindelsesstangen 117 innbefatter et hull 139 som mottar en bolt 143 som går gjennom kjeften 112. Forbindelsesstangen 117 (som er vist på figur 2B og 2C) utgjør en øvre forbindelsesstang og en liknende nedre forbindelsesstang 117b (se figur 9A; også vist med stiplet linje på figur 2C) er forbundet med kjeften 112 ved hjelp av de samme bolter 115, 134, 143. Forbindelsesstengene 117 og 117b tillater dreining av kjeften 112 om bolten 115. Referring to figures 2A-2C, the pipe gripping device 110 comprises a body 129 and two movable jaws 111, 112. By means of a bolt 113, the jaw 111 is rotatably connected to a movable element 114. By means of a bolt 115, the jaw 112 is rotatable connected to a movable element 116 via a connecting rod 117. The movable element 114 is connected to four shafts 118, while the movable element 116 is connected to four shafts 119. One end 133 of the connecting rod 117 is fixed with a bolt 134 to the jaw 112. A gripping insert device 135, which includes a removable insert 136, is releasably held on the jaw 112 by means of removable bolts 137. Pins 149 ensure correct placement of the removable insert 136 in a slot 153 in a holder 135. A shoulder screw 138 (see also Figure 9A with accompanying description) extends through the jaw 112. The connecting rod 117 includes a hole 139 which receives a bolt 143 which passes through the jaw 112. The connecting rod 117 (which is shown in Figures 2B and 2C) constitute an upper connecting rod and a similar lower connecting rod 117b (see Figure 9A; also shown with a dashed line in figure 2C) is connected to the jaw 112 by means of the same bolts 115, 134, 143. The connecting rods 117 and 117b allow rotation of the jaw 112 about the bolt 115.

Kjeften 111 innbefatter et gripeinnsatsapparat 144 som er løsbart festet til kjeften 111. Bolter 146a fester gripeinnsatsapparatet 144 løsbart til innsatsholderkroppen 157. Ved hjelp av pinner 149a holdes en innsats 147 inne i et spor 148. Bolter 146 fester innsatsholderkroppen 157 til kjeften 111. En ende av innsatsholderen 157 holdes i en utsparing 155 som er avgrenset av en del av kjeften 111 og av lepper 156. The jaw 111 includes a gripping insert device 144 which is releasably attached to the jaw 111. Bolts 146a releasably attach the gripping insert device 144 to the insert holder body 157. By means of pins 149a an insert 147 is held inside a groove 148. Bolts 146 attach the insert holder body 157 to the jaw 111. One end of the insert holder 157 is held in a recess 155 which is delimited by part of the jaw 111 and by lips 156.

Et hull 158 i kjeften 111 mottar en bolt 159 som rager gjennom kjeften 111 og mulig-gjør dreiebevegelse av kjeften 111 i forhold til kjeften 112. Kjeften 111 innbefatter henholdsvis en øvre og en nedre del Illa og 111b (se figur 2A). A hole 158 in the jaw 111 receives a bolt 159 which projects through the jaw 111 and enables rotary movement of the jaw 111 in relation to the jaw 112. The jaw 111 includes an upper and a lower part Illa and 111b respectively (see figure 2A).

Kroppen 129 omfatter en åpen inngang 161 for mottak av et parti av et rør, for eksempel et rør, et borerør, et slitasjerørstykke eller et riflet parti av et slitasjerørstykke som brukes sammen med et toppdrevet rotasjonsboresystem. Den åpne inngang 161 sikrer at kun radial bevegelse (i forhold til et rør) er nødvendig for å kunne bringe rørgripeinnretningen 110 inn i og ut av inngrep med røret. Det vil imidlertid forstås at andre bevegelsesretninger kan innlemmes sammen med den radiale bevegelse, dersom ønskelig. The body 129 includes an open inlet 161 for receiving a portion of a pipe, for example a pipe, a drill pipe, a wear pipe piece or a fluted portion of a wear pipe piece used with a top drive rotary drilling system. The open entrance 161 ensures that only radial movement (relative to a pipe) is necessary to be able to bring the pipe gripping device 110 into and out of engagement with the pipe. However, it will be understood that other directions of movement can be incorporated together with the radial movement, if desired.

Ved hjelp av akslene 118 er det bevegelige element 114 forbundet med et fotelement 162. Ved hjelp av akslene 119 er det bevegelige element 116 forbundet med et fotelement 168. By means of the shafts 118, the movable element 114 is connected to a foot element 162. By means of the shafts 119, the movable element 116 is connected to a foot element 168.

Svingtappblokker 165 og 165a (hvorav kun svingtappblokk 165 er vist på figurene 2B og 2C) er forbundet med deler av stempelstangsammenstillinger, og slik som beskrevet nedenfor. Bolter 165d forbinder svingtappblokkene 165 med en riflet torsjonsplate 165f (se figur 10). Den riflete torsjonsplate 165f omfatter en åpen inngang liknende den åpne inngang 161, og den er hovedsakelig stilt på linje med denne for å avgrense en åpning på én side av rørgripeinnretningen 110. Sett i grunnriss danner ikke riflene i den riflete torsjonsplate 165f en lukket sirkel. Det bevegelige element 116 er festet til en kopling 166 (en del av en stempelstangsammenstilling) som har et hull 166a hvorigjennom det rager en bolt 166b som er integrert sammen med svingtappblokken 165 ovenfor denne. På liknende måte er det bevegelige element 114 festet til en kopling 164 (en del av en stempelstangsammenstilling) som har et hull 164a hvorigjennom det rager en bolt 164b som er integrert sammen med svingtappblokken 165a (se figur 10). Et rammeverk 131 (av rør eller stenger) omslutter kroppen 129. Pivot blocks 165 and 165a (of which only pivot block 165 is shown in Figures 2B and 2C) are connected to parts of piston rod assemblies, and as described below. Bolts 165d connect the pivot blocks 165 to a knurled torsion plate 165f (see Figure 10). The knurled torsion plate 165f includes an open entrance similar to the open entrance 161, and it is substantially aligned with this to define an opening on one side of the pipe gripping device 110. In plan view, the knurls in the knurled torsion plate 165f do not form a closed circle. The movable element 116 is attached to a coupling 166 (part of a piston rod assembly) which has a hole 166a through which protrudes a bolt 166b which is integrated together with the pivot block 165 above it. Similarly, the movable element 114 is attached to a coupling 164 (part of a piston rod assembly) which has a hole 164a through which protrudes a bolt 164b which is integrated together with the pivot block 165a (see figure 10). A framework 131 (of pipes or rods) encloses the body 129.

Figur 3B viser i detalj et selektivt aktiverbart stempel 170 med én ende 170a som er avtettende anordnet inne i en utsparing 171 i innsatsholderen 157, samt en annen ende 170b som rager ut fra utsparingen 171 for å berøre kjeften 112. Hydraulikkfluid under trykk i en slange 170c tilføres enden 170a av stempelet 170 for innledningsvis å kunne holde kjeftene 111, 112 i stillingen som er vist på figur 3A og figur 4, og som går ut på å hindre rotasjon av kjeftene i forhold til hverandre om en bolt 159 for derved å holde kjeftene 111,112 i en åpen stilling for å kunne motta og frigjøre et rør. Hydraulikkfluidet under trykk kan tilføres fra en separat kilde; fra eksisterende hyd-raulikkledninger, for eksempel ledninger til et toppdrevet rotasjonssystem; og/eller fra en manifold som er anbrakt mellom en hydraulikkraftkilde og gripesystemet 110. Det er imidlertid å foretrekke at hydraulikkfluidet tilføres fra akselen 164c sin stempel/ stangsammenstilling som er assosiert med koplingen 164. Figure 3B shows in detail a selectively activatable piston 170 with one end 170a which is sealingly arranged inside a recess 171 in the insert holder 157, and another end 170b which projects from the recess 171 to contact the jaw 112. Hydraulic fluid under pressure in a hose 170c is supplied to the end 170a of the piston 170 in order initially to be able to hold the jaws 111, 112 in the position shown in Figure 3A and Figure 4, and which is to prevent rotation of the jaws in relation to each other about a bolt 159 in order to thereby hold the jaws 111,112 in an open position to be able to receive and release a tube. The pressurized hydraulic fluid can be supplied from a separate source; from existing hydraulic lines, for example lines to a top-drive rotation system; and/or from a manifold located between a hydraulic power source and the gripper system 110. However, it is preferred that the hydraulic fluid be supplied from the shaft 164c's piston/rod assembly associated with the coupling 164.

Idet det vises til figur 3A, omfatter stempel/stangsammenstillingen med koplingen 166 en aksel 166c som er forbundet med et stempel 166d som er bevegelig inne i et hus 166a når det utsettes for et trykksatt hydraulikkfluid (fra en hvilken som helst hydraulikkraftkilde som kan bevege stempelet 170) som føres inn i huset 166e. Som vist i den "lagrede" posisjon på figur 3A, tilføres trykk til en flate 166f ved enden 166d for å kunne holde kjeften 112 i den posisjon som er vist, det vil si i en tilbaketrukket posisjon i forhold til borerøret DP. Referring to Figure 3A, the piston/rod assembly with coupling 166 includes a shaft 166c connected to a piston 166d which is movable within a housing 166a when subjected to a pressurized hydraulic fluid (from any source of hydraulic power capable of moving the piston 170) which is brought into house 166e. As shown in the "stored" position in Figure 3A, pressure is applied to a surface 166f at the end 166d to be able to hold the jaw 112 in the position shown, ie in a retracted position relative to the drill pipe DP.

Stempel/stangsammenstillingen med koplingen 164 omfatter en aksel 164c hvortil er koplet et stempel 164d som er bevegelig inne i et hus 164e når et trykksatt hydraulikkfluid føres inn i huset 164e. Huset 164e er forsynt med hydraulikkraftfluidkanaler 164p og 164r (se figur 2B) for innføring/utslipp av hydraulikkraftfluid fra begge sider av stempelet 164d. Som vist på figur 3A i den "lagrede" stilling, tilføres trykk til stempelet 164d sin flate 164f for å kunne holde kjeften 111 i den viste posisjon. Som nevnt ovenfor, tilføres samtidig hydraulikkfluid for å aktivere stempelet 170. The piston/rod assembly with the coupling 164 comprises a shaft 164c to which is connected a piston 164d which is movable inside a housing 164e when a pressurized hydraulic fluid is introduced into the housing 164e. The housing 164e is provided with hydraulic power fluid channels 164p and 164r (see Figure 2B) for the introduction/discharge of hydraulic power fluid from both sides of the piston 164d. As shown in Figure 3A in the "stored" position, pressure is applied to the face 164f of the piston 164d in order to be able to hold the jaw 111 in the position shown. As mentioned above, hydraulic fluid is simultaneously supplied to activate the piston 170.

Figur 4-7 viser en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse for å gripe og tilføre dreiemoment til et rør, som ved ett aspekt kan utgjøres av et stykke borerør, for å kunne gripe inn med røret og deretter løsne en kopling mellom røret og et annet element (for eksempel mellom røret og et slitasjerørstykke til et toppdrevet rotasjonssystem ). Det ligger innenfor den foreliggende oppfinnelses omfang å invertere systemet 110 og bruke dette til å trekke til koplinger mellom rør. Figures 4-7 show a method according to the present invention for gripping and applying torque to a pipe, which in one aspect can be constituted by a piece of drill pipe, in order to be able to engage with the pipe and then loosen a connection between the pipe and a other element (for example, between the pipe and a wear pipe piece of a top-driven rotation system). It is within the scope of the present invention to invert the system 110 and use this to draw connections between pipes.

Trinnene som utføres av rørgripeinnretningen 110, foretas under bruk av CCS-enheten 30 for kontinuerlig sirkulasjon av boreslam under uttrekking fra brønnen, slik som beskrevet ovenfor i innledningen. Særlig løsner rørgripeinnretningen koplingen mellom slitasjerørstykket og en borerørseksjon etter at seksjonens nedre rør er blitt løsnet ved hjelp av CCS-enheten 30, og etter at CCS-enhetens øvre kammer er blitt tømt for borefluid. Etter løsning av den øvre skjøt, bæres borerørseksjonen av rørklaven 40, for eksempel for bortsetting av rør i et rørstativ. The steps carried out by the pipe gripping device 110 are carried out using the CCS unit 30 for continuous circulation of drilling mud during extraction from the well, as described above in the introduction. In particular, the pipe gripping device loosens the connection between the wear pipe piece and a drill pipe section after the section's lower pipe has been loosened by means of the CCS unit 30, and after the CCS unit's upper chamber has been emptied of drilling fluid. After loosening the upper joint, the drill pipe section is carried by the pipe clamp 40, for example for separating pipes in a pipe stand.

Når en borer iverksetter en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse for å løsne en kopling mellom et slitasjerørstykke og et borerør, for eksempel ved å trykke på en knapp på borerens styrepult, vil hydraulikkfluid tilføres stempel/sylinder 128' (se figur 2A) samt stempel/sylinder 156a' (se figur 12). Som beskrevet ovenfor, aktiverer dette bevegelsesmekanismen 120' til å senke rørgripeinnretningen på en slik måte at riflene til den riflete torsjonsplate 165f griper inn med riflene ved enden av slitasjerørstykket, hvilket stiller kjeftene 111, 112 inn på linje med borestrengens hunnende. Videre bevegelse av stempel/sylinder 156a' fører til låsing av plateelementene 152' i forhold til huset 151', hvilket hindrer svingning av rørgripeinnretningen om endene av hovedleddene 104'. When a driller initiates a method according to the present invention to loosen a connection between a wear pipe piece and a drill pipe, for example by pressing a button on the driller's control panel, hydraulic fluid will be supplied to the piston/cylinder 128' (see Figure 2A) as well as piston/cylinder 156a' (see figure 12). As described above, this activates the movement mechanism 120' to lower the pipe gripper in such a way that the rifling of the knurled torsion plate 165f engages the rifling at the end of the wear tube piece, aligning the jaws 111, 112 with the female end of the drill string. Further movement of the piston/cylinder 156a' leads to locking of the plate elements 152' in relation to the housing 151', which prevents swinging of the pipe gripping device about the ends of the main joints 104'.

Idet det vises til figur 4, tilføres trykksatt hydraulikkfluid til en flate 166g på stempelet 166d for derved å bevege huset 166e og komponentene som er forbundet med dette, inkludert forbindelsesstengene 117, kjeften 112, og kjeften 111 som er vist på figur 4, slik at kjeftene anbringes omkring et borerør DP. Stempel/stangsammenstillingen 166 dreier om bolten 166b og innover mot borerøret DP for derved å gjøre det mulig for det bevegelige element 116 å bevege seg utover langs akselen 166c uten å trekke kjeftene tvers over borerøret DP sin lengdeakse (dvs. mot venstre på figur 4). Samtidig dreier stempel/stangsammenstillingen 164 om bolten 164b og innover mot borerøret DP, slik at kjeftene ikke trekkes i den motsatte retning tvers over borerøret DP sin lengdeakse (dvs. mot høyre på figur 4). Virkningen av dette er at avstanden mellom griperne 136 og 147 forblir den samme, mens kjeftene 111 og 112 er blitt flyttet fra en tilbaketrukket eller lagret posisjon (se figur 3A), til en posisjon hvor griperne nå befinner seg ved borerøret DP sin diameter. Referring to Figure 4, pressurized hydraulic fluid is supplied to a surface 166g of the piston 166d to thereby move the housing 166e and the components connected thereto, including the connecting rods 117, the jaw 112, and the jaw 111 shown in Figure 4, so that the jaws are placed around a drill pipe DP. The piston/rod assembly 166 rotates about the bolt 166b and inwards towards the drill pipe DP thereby enabling the movable element 116 to move outwards along the shaft 166c without pulling the jaws across the longitudinal axis of the drill pipe DP (ie to the left in Figure 4) . At the same time, the piston/rod assembly 164 rotates around the bolt 164b and inwards towards the drill pipe DP, so that the jaws are not pulled in the opposite direction across the longitudinal axis of the drill pipe DP (ie towards the right in figure 4). The effect of this is that the distance between the grippers 136 and 147 remains the same, while the jaws 111 and 112 have been moved from a retracted or stowed position (see figure 3A), to a position where the grippers are now located at the diameter of the drill pipe DP.

Som vist på figur 5A, fører tilførsel av trykksatt hydraulikkfluid til en flate 164g på stempelet 164d (og samtidig utløsing av hydraulikktrykk på flate 164f) til at huset 164e beveger seg utover samt bevegelse av kjeften 111 som vist, slik at kjeftene 111, 112 nå griper borerøret DP slik som vist på figur 5A. Særlig roteres kjeftene 111, 112 om borerøret DP sin lengdeakse via bevegelse av huset 164e langs akselen 164c. For å muliggjøre denne rotasjon, beveger huset 164e seg bakover langs akselen 166c. Ellers ville huset 164e og kjeften 111 sine bevegelser skyve borerøret DP ut av gripe-innretningen. Som forklart ovenfor, opprettholdes hydraulikkfluidtrykket på stempelet 170 kun mens trykket opprettholdes på flaten 164f. Samtidig som trykket fjernes fra flaten 164f, vil stempelet 170 følgelig være i stand til å trekke seg tilbake. Tendensen til at både huset 164e og huset 166e beveger seg utover, motvirkes av kontakten mellom kjeften 112 og borerøret DP. Vekten av borerørseksjonen (som henger ned fra slitasjerørstykket) motvirker således en videre bevegelse av huset 166e utover. Tendensen er derfor at dreiebolten 159 på kjeften 112 beveges innover om et dreiepunkt på borerøret DP. Dette motvirkes av tendensen for kjeften 111 til å trekke dreiebolten 159 utover. Hydraulikktrykket som tilføres flatene 164g og 166g, fører derfor til at kjeftene 111, 112 dreier om bolten 159 (pga. at stempelet 170 ikke øver noen mot-stand) for å bringe griperne 136 og 147 inn i inngrep med borerøret DP sin ytre over-flate. Som vist på figur 5B, vil utslipp av fluid fra stempelet 170 sin ende 170a føre til at stempelet 170 trekker seg tilbake og inn i utsparingen 171, hvilket gjør det mulig for kjeften 112 å bevege seg i forhold til kjeften 111 og videre til posisjonene som er vist på figur 5A-6. As shown in Figure 5A, supply of pressurized hydraulic fluid to a surface 164g of the piston 164d (and simultaneous release of hydraulic pressure on surface 164f) causes the housing 164e to move outwards as well as movement of the jaw 111 as shown, so that the jaws 111, 112 now grips the drill pipe DP as shown in Figure 5A. In particular, the jaws 111, 112 are rotated about the longitudinal axis of the drill pipe DP via movement of the housing 164e along the shaft 164c. To enable this rotation, housing 164e moves rearward along shaft 166c. Otherwise, the movements of the housing 164e and the jaw 111 would push the drill pipe DP out of the gripper. As explained above, hydraulic fluid pressure is maintained on piston 170 only while pressure is maintained on surface 164f. Consequently, at the same time as the pressure is removed from the surface 164f, the piston 170 will be able to retract. The tendency for both the housing 164e and the housing 166e to move outwards is counteracted by the contact between the jaw 112 and the drill pipe DP. The weight of the drill pipe section (which hangs down from the wear pipe piece) thus counteracts further movement of the housing 166e outwards. The tendency is therefore for the pivot bolt 159 on the jaw 112 to be moved inwards about a pivot point on the drill pipe DP. This is counteracted by the tendency for the jaw 111 to pull the pivot bolt 159 outwards. The hydraulic pressure applied to the surfaces 164g and 166g therefore causes the jaws 111, 112 to rotate about the bolt 159 (because the piston 170 exerts no resistance) to bring the grippers 136 and 147 into engagement with the outer surface of the drill pipe DP. fleet. As shown in figure 5B, discharge of fluid from the piston 170's end 170a will cause the piston 170 to retract into the recess 171, which enables the jaw 112 to move relative to the jaw 111 and further to the positions that is shown in Figure 5A-6.

Griperne 136 og 147 er nå i fast inngrep med borerøret DP og utøver en trykkraft, men ingen rotasjonskraft. Enn videre, ved først å aktivere stempelet 166, er det mulig for kjeftene 111, 112 å bevege seg gjennom en større vinkel for å løsne skjøten som beskrevet nedenfor. The grippers 136 and 147 are now in fixed engagement with the drill pipe DP and exert a compressive force, but no rotational force. Furthermore, by first activating the piston 166, it is possible for the jaws 111, 112 to move through a greater angle to release the joint as described below.

Figur 6 viser løsningen av en kopling, for eksempel en kopling mellom borerøret DP og et slitasjerørstykke som borerøret er koplet til. Rørgripeinnretningen 110 gjør det mulig for kjeftene 111, 112 å tilføre en rotasjonskraft til borerøret DP mens det opprettholdes en tilstrekkelig trykkraft til å kunne holde borerøret DP med griperne 136 og 147. Figure 6 shows the solution of a connection, for example a connection between the drill pipe DP and a piece of wear pipe to which the drill pipe is connected. The pipe gripping device 110 enables the jaws 111, 112 to apply a rotational force to the drill pipe DP while maintaining a sufficient compressive force to be able to hold the drill pipe DP with the grippers 136 and 147.

Hydraulikkfluidtrykk tilføres nå særlig på flaten 166f. Dette skyver huset 166e innover, hvilket fører til at kjeften 112 og derfor bolten 159 prøver å bevege seg i den samme retning. Denne kraften motvirkes imidlertid av den utoverrettede kraft som er forårsa-ket av hydraulikktrykket på flaten 164g, hvilket fører til at kjeften 111 og bolten 159 beveger seg utover. Resultatet er at kjeftene 111, 112 fås til å opprettholde sin trykkraft på borerøret DP. Nå er imidlertid de to krefter som kjeftene tilfører, motsatt rettet på motsatte sider av borerøret DP, hvilket resulterer i en rotasjonskraft. Dreie-bokene 164b og 166b gjør det mulig for akslene 164c og 166c å rotere, hvilket også gjør det mulig for kjeftene 111, 112 å rotere om borerøret uten å utvide avstanden mellom gripere 136, 147. Dersom tilstrekkelig hydraulikktrykk tilføres, resulterer dette i at borerøret DP dreies i pilretningen A ettersom forbindelsesstengene 117 sine ender 117a beveger seg i pilretningen W, hvilket beveger kjeften 112 i pilretningen RI mens kjeften 111 beveger seg i pilretningen R2. Slitasjerørstykket (ikke vist på figur 6) holdes hovedsakelig rolig ved hjelp av et riflet parti 165e av den riflete torsjonsplate 165f (se figur 10), og slik at koplingen mellom slitasjerørstykket og borerøret kan løsnes. Figurene 10 og 11 viser et toppdrevet rotasjonssystem TD (delvis) med ledd LS som bærer et bæresystem SS som igjen bærer rørgripeinnretningen 110. Leddene LK som bærer en rørklave 230 og et borerør DR (se figur 11), henger også ned fra rørgripe-innretningen 110. Figur 7 viser kjeftene 111 og 112 sin vandringsgrense som tilveiebringes av stemplene 164d og 166d i sine respektive hus 164e og 166e. Borerøret er blitt dreiet tilstrekkelig til å kunne løsne koplingen. For å sikre pålitelig frigjøring av griperne 136 og 147 fra borerøret, aktiveres stempel 170 og får kjeftene 111, 112 til å dreie bort fra hverandre. Hydraulic fluid pressure is now supplied particularly on surface 166f. This pushes the housing 166e inwards, causing the jaw 112 and therefore the bolt 159 to try to move in the same direction. However, this force is counteracted by the outwardly directed force which is caused by the hydraulic pressure on the surface 164g, which causes the jaw 111 and the bolt 159 to move outwards. The result is that the jaws 111, 112 are made to maintain their compressive force on the drill pipe DP. Now, however, the two forces applied by the jaws are oppositely directed on opposite sides of the drill pipe DP, resulting in a rotational force. The rotary books 164b and 166b enable the shafts 164c and 166c to rotate, which also enables the jaws 111, 112 to rotate about the drill pipe without increasing the distance between grippers 136, 147. If sufficient hydraulic pressure is applied, this results in the drill pipe DP is rotated in the direction of arrow A as the ends 117a of the connecting rods 117 move in the direction of arrow W, which moves the jaw 112 in the direction of arrow RI while the jaw 111 moves in the direction of arrow R2. The wear pipe piece (not shown in figure 6) is mainly held still by means of a knurled portion 165e of the knurled torsion plate 165f (see figure 10), and so that the connection between the wear pipe piece and the drill pipe can be loosened. Figures 10 and 11 show a top-driven rotation system TD (in part) with link LS carrying a support system SS which in turn carries the pipe gripping device 110. The links LK carrying a pipe clamp 230 and a drill pipe DR (see figure 11) also hang down from the pipe gripping device 110. Figure 7 shows the limit of travel of the jaws 111 and 112 which is provided by the pistons 164d and 166d in their respective housings 164e and 166e. The drill pipe has been rotated sufficiently to be able to loosen the coupling. To ensure reliable release of the grippers 136 and 147 from the drill pipe, piston 170 is activated and causes the jaws 111, 112 to rotate away from each other.

Som vist på figur 8, beveges kjeftene 111, 112 deretter til deres utgangsposisjon eller "lagrede" posisjon (som vist på figur 3A). I denne posisjon har stempelet 170 retur-nert til sin utgangsposisjon (se figur 3B). As shown in Figure 8, the jaws 111, 112 are then moved to their initial or "stored" position (as shown in Figure 3A). In this position, the piston 170 has returned to its starting position (see Figure 3B).

Rørgripeinnretningen 110 kan deretter trekkes tilbake ved å aktivere stemple-ne/sylinderne 128 for å kunne kople den riflete torsjonsplaten 165f fra slitasjerørstyk-kets rifler. Det toppdrevne rotasjonssystem kan deretter spinne ut slitasjerørstykket fra borerøret. For dette formål kan, eller kan ikke, borerørets andre ende holdes i CCS-enheten 30 ved hjelp av en rørkoplingsmaskin. The tube gripping device 110 can then be retracted by activating the pistons/cylinders 128 in order to be able to disconnect the knurled torsion plate 165f from the wear tube piece's knurls. The top-driven rotation system can then spin out the wear pipe piece from the drill pipe. For this purpose, the other end of the drill pipe may or may not be held in the CCS unit 30 by means of a pipe coupling machine.

Idet det vises til figur 13, og når det toppdrevne rotasjonssystem 20 kjøres inn i eller trekkes ut av hullet, kan rørgripeinnretningen 110 svinges på hovedleddene 104' og bort fra brønnens senterlinje. Dette gjør det mulig for slitasjerørstykket å komme tilstrekkelig nær CCS-enheten 30 til at kontinuerlig sirkulasjon kan finne sted som beskrevet ovenfor. Rørgripeinnretningen blir svingt ut og bort fra brønnhullets senterlinje ved å vinsje en trekkline 250. Deretter setter rørklaven 40 seg på et sete som er festet til enden av trekklinen 250, og trekker rørgripeinnretningen 110 radialt ut og oppover i forhold til brønnhullets senterlinje, hvilket gjør det mulig å senke slitasjerør-stykket inn i CCS'en 30 for å finne den øvre ende av borestrengen (dersom det er snakk om uttrekking fra borehullet). Dersom det gjelder innkjøring i hullet, vil den åpne inngang 161 og den åpne inngang i den riflete torsjonsplate 165f gjøre det mulig for rørgripeinnretningen 110 å bevege seg radialt bort fra brønnsenterlinjen, og uten å måtte kople slitasjerørstykket fra toppen av borestrengen. Under heving av det topp-drevne rotasjonssystem 20, kan trekklinen 250 gradvis frigjøres for å gjøre det mulig for rørgripeinnretningen 110 å svinge tilbake til brønnsenterlinjen som følge av dens egen vekt. Referring to figure 13, and when the top-driven rotation system 20 is driven into or pulled out of the hole, the pipe gripping device 110 can be swung on the main links 104' and away from the center line of the well. This enables the wear tube piece to get sufficiently close to the CCS unit 30 for continuous circulation to take place as described above. The pipe grabber is swung out and away from the wellbore's centerline by winching a pull line 250. Next, the pipe clamp 40 sits on a seat attached to the end of the pullline 250, and pulls the pipe grabber 110 radially out and up relative to the wellbore's centerline, making it possible to lower the wear pipe piece into the CCS 30 to find the upper end of the drill string (if it is a matter of extraction from the drill hole). If driving into the hole is concerned, the open entrance 161 and the open entrance in the knurled torsion plate 165f will enable the pipe gripping device 110 to move radially away from the well centreline, and without having to disconnect the wear pipe piece from the top of the drill string. During raising of the top-driven rotation system 20, the pull line 250 can be gradually released to enable the pipe gripper 110 to swing back to the well centerline as a result of its own weight.

Som vist på figur 9A-9C, kan en innretning i henhold til den foreliggende oppfinnelse (lik rørgripeinnretningen 110) effektivt huse rør med forskjellige diametre. Ved å be-nytte avstandsstykker 181, 182 samt en mutter 183 og en låsesplint 184 sammen med skulderskruen 138, som vist på figur 9A, rager en del 138a av skulderskruen 138 innover fra kjeften 112 for å tjene som en stopper for et rør (for eksempel borerør med diametre mellom 88,9 mm (3,5 tommer) og 101,6 mm (4 tommer)). Figur 9B viser bruk av avstandsstykker 185 og 186 sammen med skulderskruen 138, og slik at skulderskruedelen 138a rager innover fra kjeften 112 for å tjene som en stopper for et rør (for eksempel borerør med diametre mellom 114,3 mm (4,5 tommer) og 127 mm (5 tommer)). Figur 9C viser bruk av avstandsstykker 187 og 188 sammen med skulderskruen 138, og slik at skulderskruedelen 138a rager innover fra kjeften 112 for å tjene som en stopper for et rør (for eksempel borerør med diametre mellom 139,7 mm (5,5 tommer) og 152,4 mm (6 tommer)). As shown in Figures 9A-9C, a device according to the present invention (similar to the pipe gripping device 110) can effectively accommodate pipes of different diameters. By using spacers 181, 182 as well as a nut 183 and a cotter pin 184 together with the shoulder screw 138, as shown in Figure 9A, a portion 138a of the shoulder screw 138 projects inward from the jaw 112 to serve as a stop for a pipe (for for example drill pipe with diameters between 88.9 mm (3.5 in) and 101.6 mm (4 in)). Figure 9B shows the use of spacers 185 and 186 in conjunction with the shoulder screw 138, and such that the shoulder screw portion 138a projects inwardly from the jaw 112 to serve as a stop for a pipe (for example, drill pipe with diameters between 114.3 mm (4.5 inches) and 127 mm (5 in)). Figure 9C shows the use of spacers 187 and 188 in conjunction with the shoulder screw 138, and such that the shoulder screw portion 138a projects inwardly from the jaw 112 to serve as a stop for a pipe (for example, drill pipe with diameters between 139.7 mm (5.5 inches) and 152.4 mm (6 in)).

Ved å bruke skulderskruen 138 og tilknyttede avstandsstykker som er vist på figur 9A-9C, posisjoneres et rør mellom kjeftene 111, 112, og slik at innsatser 136, 147 er anordnet diametralt motstående i forhold til røret, hvilket øker kjeftene 111, 112 sitt effektive grep om røret. Som et alternativ og/eller tillegg til denne fremgangsmåte for å huse rør med forskjellig størrelse, kan kjefter med forskjellige dimensjoner brukes. Using the shoulder screw 138 and associated spacers shown in Figures 9A-9C, a pipe is positioned between the jaws 111, 112, and such that inserts 136, 147 are arranged diametrically opposite to the pipe, increasing the jaws 111, 112's effective grip the tube. As an alternative and/or addition to this method of housing pipes of different sizes, jaws of different dimensions can be used.

Når et system i henhold til den foreliggende oppfinnelse bruker hydraulikkraftledninger for et eksisterende toppdrevet rotasjonssystem og/eller for en eksisterende øvre rør-håndteringsmaskin, kan borerens styrepult, knapper og styreinnretninger brukes for å styre rørgripeinnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Som et alternativ, kan et fullstendig atskilt hydraulikkraftsystem og/eller styreinnretninger brukes. When a system according to the present invention uses hydraulic power lines for an existing top-drive rotary system and/or for an existing upper pipe handling machine, the driller's console, buttons and controls can be used to control the pipe gripping device according to the present invention. Alternatively, a completely separate hydraulic power system and/or control gear may be used.

Den foreliggende oppfinnelse lærer om en rørgripeenhet som benytter seg av den samme hydrauliske stempel/sylinderanordning til å fastklemme et rør, og som deretter brukes til å rotere det samme rør. Disse innretninger kan innlemmes i kjente rør-håndteringsmaskiner og rørkoplingsmaskiner. Et forlenget slitasjerørstykke kan innlemmes i kjente rørhåndteringsmaskiner og rørkoplingsmaskiner. Et forlenget slitasjerørstykke kan brukes sammen med en hvilken som helst rørgripeinnretning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, for eksempel for å bringe en kopling inn i et kontinuerlig sirkulasjonssystem. The present invention teaches a pipe gripper that uses the same hydraulic piston/cylinder device to clamp a pipe, and which is then used to rotate the same pipe. These devices can be incorporated into known pipe handling machines and pipe coupling machines. An extended wear pipe piece can be incorporated into known pipe handling machines and pipe coupling machines. An extended wear tube piece can be used in conjunction with any tube gripping device according to the present invention, for example to bring a coupling into a continuous circulation system.

Claims

1. Top-driven rotation system unit comprising a top-driven rotation system (20) and a pipe gripping device (110) connectable below said top-driven rotation system (20) to facilitate release of a pipe connected to a rotor (160') in the top-driven rotation system (20), where the pipe gripping device (110) comprises a body (131) and a set of jaws (111, 112), characterized in that the set of jaws (111, 112) defines an open entrance; - that a first jaw (112) and a second jaw (111) of the jaw set (111, 112) are movably connected to the body (131); - that a first activation device (116) is movably connected to said first jaw (112); - that a second activation device (114) is movably connected to said second jaw (111); - that the first and second activation devices (114, 116) are arranged for clamping said first and second jaws (111, 112) against a pipe; and - that at least one of said first and second activation devices (114, 116) is arranged to be able to be activated for rotation of the pipe, so that said pipe gripping device (110) in use, while a pipe is connected to said rotor (160' ), is movable mainly radially away from a longitudinal axis of said pipe, and between a first position in which said pipe is housed inside said pipe gripping device, and a second position in which said pipe is not housed inside said pipe gripping device.

2. Top-driven rotation system unit according to claim 1, characterized in that said pipe gripping device (110) is arranged to be able to facilitate the attraction of a pipe in the connection to the top-driven rotation system.

3. Top-driven rotation system unit according to claim 1, characterized in that said pipe gripping device (110) hangs in joints (104') down from said top-driven rotation system (20).

4. Top-driven rotation system unit according to claim 3, characterized in that the unit further comprises a turning mechanism (121', 104a', 250) for turning said pipe gripping device (110) between said first and second positions.

5. The top-driven rotation system unit according to claim 3 or 4, characterized in that the pipe gripping device (110) further comprises a holding mechanism (150') for holding the pipe gripping device (110) in relation to the joints (104').

6. Top-driven rotation system unit according to claim 5, characterized in that the holding mechanism comprises shafts (125') and fingers (157a', 157b') for receiving shafts (104b') of the joints (104').

7. Top-driven rotation system unit according to claim 4, 5 or 6, characterized in that said turning mechanism (121', 104a', 250) is designed to be able to produce a turning effect in use in a plane essentially parallel to a longitudinal axis of said pipe.

8. Top-driven rotation system unit according to claim 7, characterized in that said turning mechanism (121', 104a', 250) is designed to be able to produce a turning action in a plane mainly perpendicular to a longitudinal axis of said pipe in use.

9. Top-driven rotation system unit according to claim 8, characterized in that said pipe gripping device (110) comprises a body which has a first part and a second part (113, 111, 112, 114, 116), where each part comprises an opening that delimits said open entrance; - that said first part is designed to be able to produce a locking effect (165f) in which rotation of said rotor (160') in relation to said top-driven rotation system (20) is prevented, while said second part (113, 111, 112, 114 , 116) is arranged to be able to produce a rotational effect in relation to said rotor (160') in order to be able to attract/disengage connections between the pipe and the rotor (160').

10. Top-driven rotation system unit according to claim 9, characterized in that said first part comprises an open entrance.

11. Top-driven rotation system unit according to claim 9 or 10, characterized in that the first part comprises a knurled torsion plate (165f) for interaction with knurls on said rotor (160').

12. Top-driven rotation system unit according to any one of claims 1-11, characterized in that said first activation device (116) consists of a piston and a cylinder.

13. Top-driven rotation system unit according to any one of claims 1-12, characterized in that said second activation device (114) consists of a piston and a cylinder.

14. Top-driven rotation system unit according to any one of claims 1-13, characterized in that said first jaw (112) and said second jaw (111) are rotatably connected to each other.

15. Top-driven rotation system unit according to any one of claims 1-14, characterized in that said first jaw (112) is connected to the second jaw (111) so that the first jaw and the second jaw move together.

16. Top-driven rotation system unit according to any one of claims 1-15, characterized in that said first activation device (116) is arranged and made ready for operation for movement of said first jaw (112) in a first direction in relation to the pipe in order to be able to place said first jaw (112) relative to the tube; and - that said first activation device (116) is arranged and made operational for subsequent movement of said first jaw (112) in a second direction, which is opposite to the first direction, in order to be able to clamp the pipe with the first jaw (112).

17. Top-driven rotation system unit according to claim 16, characterized in that said second activation device (114) is arranged and made operational for movement of said first jaw (112) in the other direction in relation to the pipe for positioning said second jaw (111) relative to the pipe; and - that said second activation device (114) is arranged and made ready for operation for subsequent movement of said second jaw (111) generally in the first direction to be able to clamp the pipe with the second jaw (111).

18. Top-driven rotation system unit according to claim 16 or 17, characterized in that said first activation device (116), after clamping the pipe between the first jaw (112) and the second jaw (111), is arranged and made operational for movement of the first jaw ( 112) generally in the first direction of rotation of the tube to release a coupling between the tube and the rotor (160'); and - that said second activation device (114), after clamping the pipe between the first jaw (112) and the second jaw (111), is arranged and made ready for operation for movement of the second jaw (111) generally in the first direction for rotation of the tube to release a connection between the tube and the rotor (160').

19. Top-driven rotation system unit according to any one of claims 1-18, characterized in that said rotor (160') consists of a wear tube piece.

20. Top-driven rotation system unit according to any one of claims 1-19, characterized in that the unit further comprises a continuous circulation system.

21. Pipe gripping device for use with a top-driven rotation system, wherein the pipe gripping device has a body (131) and a set of jaws (111, 112), characterized in that the set of jaws (111, 112) defines an open entrance; - that a first jaw (112) and a second jaw (111) of the jaw set (111, 112) are movably connected to the body (131); - that a first activation device (116) is movably connected to said first jaw (112); - that a second activation device (114) is movably connected to said second jaw (111); - that the first and second activation devices (114, 116) are arranged for clamping said first and second jaws (111,112) against; and - that at least one of said first and second activation devices (114, 116) is designed to be activated for rotation of the tube.

22. Method for drilling a well hole with a top-driven rotation system, characterized in that the method, while a pipe is connected to said top-driven rotation system, comprises a step of moving a pipe gripping device according to claim 21 from a first position in which said pipe is housed inside said pipe gripping device , to a second position in which said pipe is not housed in said pipe gripping device, or vice versa.

23. Method according to claim 22, characterized in that the method further comprises a step of loosening, by means of said pipe gripping device, a connection between said pipe and a pipe which is connected to said top-driven rotation system.

24. Method according to claim 22, characterized in that the method further comprises a step of tightening, by means of said pipe gripping device, a connection between said pipe and a pipe which is connected to said top-driven rotation system.

25. Method according to claim 23 or 24, characterized in that said step of loosening and/or tightening is carried out while continuous drilling fluid circulation is carried out.

26. Method according to claim 25, characterized in that the method, while said pipe is connected to said top-driven rotation system (20) during entry into a well, further comprises a step of moving said pipe gripping device away from a center line in the well, whereby said top-driven rotation system ( 20) can move closer to a deck on a drilling rig.

27. Method according to claim 25, characterized in that the method, while said pipe is connected to said top-driven rotation system (20) during extraction from a well, further comprises a step of moving said pipe gripping device towards a center line in the well, whereby a connection between said top-driven rotation system (20) and said pipe can be detached with the help of said pipe gripping device.