NO332674B1 - Fremgangsmate og anordning for forbindelse og losgjoring av gjengede ror - Google Patents

Abstract

Et system for sammenskruing av gjengeforbindelser innbefatter et par bevegbare armer som først tar tak rundt røret for derved å tilveiebringe en kontaktkraft mot tre hydraulisk drevne drivruller, som er anordnet i armene. De tre drivrullene vil skru eller "spinne" forbindelsen til en initiell dreiemomentstørrelse. De bevegbare armene innbefatter også et sett av kjever (tre) som strekker seg radielt innover for samvirke med røret, slik at forbindelsen kan tilveiebringes opp til det avsluttende dreiemoment ved å trekke en hydraulisk sylinder sammen. Den hydrauliske sylinderen som brukes for utøvelse av den endelige dreiemomentstørrelsen er tilknyttet ved én ende hvor de bevegbare armene er sammenleddet, og er ved den andre enden tilknyttet en fast struktur, så som en stolpe eller et tårnben. En dreiebevegelse av den nedsatte forbindelsen hindres ved bruk av standard utstyr, så som en manuell støttetang.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for forbindelse og løsgjøring av gjengede rør i eller fra en rørstreng i en oljebrønn.

Boring og installering av foringer i en oljebrønn krever forbindelse eller sammenskruing av mange rørseksjoner, så som borerør eller foringsrør. Disse seksjoner av rør kan være i form av individuelle lengder eller bestå av flere sammensatte rør-lengder. Når oljebrønnen blir dypere, må flere rør settes inn i strengen. Som følge herav utgjør en skrueforbindelse av rør en vesentlig del av oljebrønnoperasjoner, og krever en betydelig tid og meget utstyr. Videre vil det kunne være nødvendig å ta ut en rørstreng fra en brønnboring. Årsaken til dette kan være én av flere, så som at det er nødvendig å bytte ut en borkrone eller som følge av en gjengeovergang i forings-røret. Løsgjøring eller uttak av rørseksjoner er således også en vesentlig del av en 0 lj ebrønnoperasj on.

For å bedre kvaliteten i gjengeforbindelser og for å kunne bruke dyrt riggutstyr på en effektiv måte, har det vært utviklet mange ulike krafttenger. Eksempelvis beskriver US patent 5 386 746 en anordning for forbindelse mellom og løsgjøring av brønnboringsrør, med en ramme som bærer opptil tre kraftkjever som er innrettet vertikalt i forhold til hverandre. Det midtre settet av kraftkjever er orientert omvendt i forhold til det øvre og det nedre settet av kraftkjever og samvirker med en-ten det øvre settet eller det nedre settet for tilveiebringelse av et dreiemoment.

US patent 6 634 259 beskriver en krafttang som har flere kraftkjever og en kraftspinner for spinning eller rotering av brønnboringsrør. Denne kraftspinneren roterer et rør med relativt høy hastighet, men med et relativt lavt dreiemoment mens et annet rør holdes fast ved hjelp av én av kraftkjevene. Spinningen eller rotasjonen fortsetter helt til de to gjengerørene er skrudd helt sammen, eksempelvis helt til en tappskulder går mot en muffeskulder. Etter slik skulderkontakt stoppes kraftspinneren og to av kraftkj evene brukes for utøvelse av et høyt dreiemoment på forbindelsen eller skjøten på velkjent måte, slik at skjøten derved dekkes til og tettes. Bruken av det høye dreiemomentet medfører at rørene dreier seg i forhold til hverandre, men med en meget lav rotasjonshastighet. Så snart rørene har fått skulderkontakt, vil det bare være nødvendig med en liten ytterligere dreiebevegelse for å fullføre forbindelsen. Ved løsgjøring vil tilsvarende to kraftkjever utøve et høyt dreiemoment for derved å bryte forbindelsen. Deretter vil kraftspinneren rotere ett av rørene 1 forhold til et annet, som holdes av en kraftkj eve, helt til gjengeforbindelsen er brutt. På denne måten kan forbindelsen raskt tilveiebringes eller brytes, slik at man kan spare betydelig tid og kostnader i forbindelse med en brønnboring.

Internasjonal patentsøknad WO 00/66875 Al vedrører en anordning for sammen-kobling og frakobling av gjengede borekomponenter, der anordningen har et par øvre kjever som holder rørgripebakker for griping av rørskjøter. Kjevene har utspa-ringer utformet på hver side av rørgripebakkene for anbringelse av rotasjons valser. Det foreligger et behov for en anordning som både kan rotere et rør for tilveiebringelse av en gjengeforbindelse og anvende et avsluttende dreiemoment på gjengeforbindelsen. Det vil således kunne være ønskelig å ha en slik anordning som er enkle-re og krever mindre plass.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning eller rotasjonsnøkkel til bruk ved en forbindelse mellom gjengede rør. Anordningen innbefatter et par armer som er svingbart sammenkoblet ved en distal ende, en første forskyver som er festet til armparet for selektiv bevegelse av et proksimalt område av armparet til en åpen stilling for opptak eller uttak av et rør, og til en lukket stilling for holding og rotering av et rør, tre eller flere ruller som er dreibart festet til armparets proksimale område, med minst én rulle festet til hver arm, hvilke ruller sammen er utformet for å spenne over minst 180° av omkretsen til et rør som er opptatt i og holdes mellom armene i den lukkede stillingen, idet minst én av rullene er en drivrulle for rotasjonspåvirk-ning av røret, to eller flere kjever som er festet til armparets proksimale område, med minst én kjeve festet til hver arm, hvilke kjever sammen spenner over minst 180° av røromkretsen, for selektiv griping av et rør i den lukkede stillingen, og en andre forskyver som er festet mellom den distale enden av armparet og en fiksert struktur, idet den fikserte strukturen er plassert slik at en aktivering av den andre forskyveren vil medføre at den utøver en i hovedsaken tangentiell kraft for derved å utøve en avsluttende dreiemomentstørrelse på et rør som gripes av kjevene. Den første og den andre forskyveren kan være innbyrdes uavhengig valgt blant hydrauliske sylindere, pneumatiske sylindere, jekker og vinsjer.

En støttetang brukes for å hindre at enden, den proksimale enden til rørstrengen, roterer under utøvelsen av dreiemomentet til rotasjonsnøkkelen på det rørsegmentet som skal settes inn i rørstrengen. Støttetangen kan drives manuelt, pneumatisk eller hydraulisk. Støttetangen kan sikres ved hjelp av en støtteline som går til en fast struktur, for på den måten å kunne motvirke rotasjonsnøkkelens dreiemoment, eller støttetangen kan være dreibart koblet til rotasjonsnøkkelen for på den måten å danne en integrert struktur. I den sistnevnte utføreIsesformen vil rotasjonsnøkkelen gripe tak i og dreie rørsegmentet som settes inn i rørstrengen, idet grepet skjer på et sted like over gjengeavsnittet, samtidig som støttetangen vil holde rørstrengen på et sted like under gjengeavsnittet. Støttetangen holder rørstrengen stasjonær, mot virkning-en av det dreiemomentet som utøves på rørsegmentet, og sikrer også rotasjonsnøk-kelens armer slik at de kan utøve et dreiemoment på rørsegmentet. Når en fiksert eller fast struktur brukes for å sikre støttetangen, kan støttelinen og den andre forskyveren ha en ende som er festet til én og samme fikserte struktur, så som en stolpe. Rotasjonsnøkkelanordningen, med eller uten en integrert støttetang, kan være utformet slik at det dreiemomentet som den andre forskyveren utøver har en rotasjonsretning som bestemt for innsetting eller uttak av røret.

I en foretrukket utførelse strekker de tre eller flere rullene seg en fast avstand radielt innover fra armene, for derved å kunne ta tak i røret. Det foretrekkes også at de to eller flere kjever hver er festet til armparet ved hjelp av separate forskyvere, for på den måten selektivt å kunne bevege de to eller flere kjevene mellom en fristilling radielt utenfor de tre eller flere rullene, og en angrepsstilling radielt innenfor de tre eller flere rullene.

Anordningen innbefatter fordelaktig en belastningscelle for måling av den kraften som utøves på røret. Denne belastningscellen kan brukes for å måle dreiemomentet under roteringen av røret og under utøvelsen av en generell tangentiell kraft for tilveiebringelse av en avsluttende dreiemomentstørrelse.

En annen utførelse av oppfinnelsen er en fremgangsmåte for tilveiebringelse av en gjengeforbindelse mellom rør. Fremgangsmåten innbefatter en aksial innretting av et rør for gjengeforbindelse med en rørstreng, plassering av et proksimalt område av et par av bevegbare armer rundt røret, lukking av paret av bevegbare armer rundt røret for derved å tilveiebringe en kontaktkraft mellom tre eller flere ruller, innbefattende minst én drivrulle, og røret, idet de tre eller flere rullene sammen er utformet for opprettholdelse av den aksiale innrettingen av røret, sikring av rørstrengen mot rotasjon, rotering av røret i en retning for påskruing av røret, utkjøring av to eller flere kjever fra paret av bevegbare armer til en posisjon radielt innenfor rullene, for derved å kunne gripe tak i røret, utøvelse av en i hovedsaken tangentiell kraft mot en distal ende av paret av bevegbare armer i en sammenskruingsretning, for derved å utøve en avsluttende dreiemomentstørrelse på gjengeforbindelsen, og åpning av paret av bevegbare armer for derved å frigjøre røret.

I én utførelse kan trinnet hvor det rettes en i hovedsaken tangentiell kraft mot en distal ende av paret av bevegbare armer, innbefatte en aktivering eller tilbaketrek-king av en forskyver som er innkoblet mellom den distale enden og en fast eller fiksert struktur. Fordelaktig kan trinnet hvor den nevnte rørstrengen sikres mot rotasjon, innbefatte bruk av en manuell støttetang, så som når forskyveren og den manuelle støttetangen er festet til én og samme fikserte struktur.

En annen utførelse innbefatter en rotering eller spinning av røret i en retning for tilveiebringelse av gjengeforbindelsen helt til det er oppnådd en gjengeforbindelse som er mindre enn en kvart omdreining av røret før en målrettet avsluttende dreie-momentstørrelse skal anvendes. Rotasjonen kan styres med en drivmotor som driver den i det minste ene drivrullen. Fremgangsmåten kan videre innbefatte en automatisk stopping av drivmotoren og utkjøring av kjevene når det fastslås at det er oppnådd en på forhånd bestemt dreiemomentstørrelse som er mindre enn den avsluttende dreiemomentmålstørrelsen.

De foran nevnte hensikter, trekk og fordeler med oppfinnelsen vil kunne forstås nærmere ved et studium av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningen, beskrivelsen og kravene.

På tegningen viser

Fig. 1 er perspektivriss av en utførelse av en anordning for tilveiebringelse av en forbindelse mellom gjengede rør.

Fig. 2 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen med armene i en åpen tilstand.

Fig. 3 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen med armene i en lukket tilstand, slik at rullene går mot røret. Fig. 4 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen og viser roteringen eller spinningen av røret. Fig. 5 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen med kjevene kjørt ut slik at de tar tak i røret. Fig. 6 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen idet en forskyver utøver en avsluttende dreiemomentstørrelse på røret. Fig. 7 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen utformet for løsgjøring eller uttak av rør. Fig. 1 er et perspektivriss av en utførelse av en anordning for tilveiebringelse av en forbindelse mellom gjengede rør. Anordningen 10 er vist i samvirke med et rør 12 over en nedadrettet gjengetapp 14. Røret 12 skal forbindes med en rørstreng 16 som har en oppadrettet gjengemuffe 18. Rørstrengen 16 strekker seg aksialt ned og inn i oljebrønnen, og røret 12 holdes med en elevator (ikke vist) og er plassert aksialt innrettet i forhold til rørstrengen 16, for på den måten å muliggjøre en forbindelse. Anordningen 10 virker i et i hovedsaken horisontalt plan perpendikulært på rørets 12 akse. Anordningen 10 innbefatter et par armer 20 som er sammenhengslet ved hjelp av en hengseltapp 22 ved armenes distale ender 24. Armparet 20 danner en åpning mellom armenes proksimale ende 23, for opptak av røret 12. Sammen innbefatter armparet 20 tre eller flere ruller 26 og to eller flere kjever 28 (se også fig. 2). Fordelaktig er det tre eller flere ruller 26 som spenner over mer enn 180° rundt omkretsen av røret 12, og to eller flere kjever 28 som spenner over mer enn 180° av rørets 12 omkrets. Fordelaktig spenner både ruller og kjever over mer enn 200° av rørets omkrets, for på den måten å muliggjøre et sikrere grep og en mer sikker holding av røret i aksial innretting i forhold til rørstrengen. Anordningen 10 kan her betegnes som en "rotasjonsnøkkel", fordi den både innbefatter ruller for rotering eller spinning av røret og kjever som tjener som en nøkkel eller krafttang.

Anordningen 10 har også som vist en krave 30 som er svingbart forbundet med hengseltappen 22 og har innbyrdes motliggende koblinger 32. En forskyver 34, så som en hydraulisk sylinder, en pneumatisk sylinder eller en skruejekk, er med én ende forbundet med koblingen 32 på kraven 30 og er med den andre ende forbundet med en fiksert struktur 36. Anordningen har også fordelaktig en belastningscelle 38 for måling av krefter. Denne belastningscellen er mest hensiktsmessig plassert i se-rie mellom forskyveren 34 og kraven 30, for på den måten å kunne måle de kreftene som utøves på gjengeforbindelsen. Forskyveren 34 tjener til å hindre en motrotasjon av anordningen 10 under spinningen av røret og tjener for tilveiebringelse av en ro tasjon med et høyt dreiemoment over en kort avstand når den aktiveres. Belastningscellen 38 kan kontinuerlig måle en kraft som vil være representativ for det dreiemomentet som utøves på gjengeforbindelsen. Slike kraftmålinger er nyttige for styring av spinnings- og dreiemomentoperasjonene.

Fordelaktig brukes anordningen 10 sammen med annet gripeutstyr, så som en kraftkj eve, en arminnretning eller en manuell støttetang. Slikt gripeutstyr, heretter repre-sentert av en manuell støttetang, brukes for å hindre en rotasjon av rørstrengen 16 når gjengeforbindelsen skal tilveiebringes. Den manuelle støttetangen 40 er her vist som en stropp 41 som er lagt rundt rørstrengen 16, og med en leddinnretning 43 som er festet til den fikserte strukturen 36 ved hjelp av en støtteledning 42. Som vist på fig. 1 er anordningen 10 anordnet for tilveiebringelse av gjengeforbindelsen ved at røret 12 skal roteres i en retning med urviseren (som sett ovenfra), samtidig som den manuelle støttetangen 40 er anordnet til å hindre en dreiebevegelse av rørstrengen 16 med urviseren. Det skal her være underforstått at en arminnretning med et kilesett beregnet for samvirke og støtte av rørstrengen, vil kunne gi det ønskede grepet rundt rørstrengen for å hindre en rotasjon når anordningen 10 utøver et dreiemoment for tilveiebringelse av gjengeforbindelsen. En arminnretning innbefatter enhver innretning som egner seg for sikring og bæring av en rørstreng ved eller nær boregulvet, og innbefatter et i hovedsaken omkretsmessig arrangement av kiler i en konisk skål, utformet for å hindre uønsket rotasjonsbevegelse av rørstrengen.

Generelt gjennomføres spinningen med rullene og dreiepåvirkningen ved hjelp av kjevene i én og samme retning, slik at således spinning og dreiepåvirkning foregår i en retning med urviseren for tilveiebringelse av en gjengeforbindelse, mens spinningen og dreiepåvirkningen skjer i en retning mot urviseren når en gjengeforbindelse skal brytes. Det skal også nevnes at støttetangen eller arminnretningen kan settes mot eller bringes til samvirke med rørstrengen 16 overfor gjengeforbindelsen og at den kan innstilles på en måte som vil motvirke den rotasjonen som røret 12 gis.

Fig. 2 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen 10 med armene 20 i en åpen stilling. I ut-førelsen på fig. 2 er det ikke nødvendig å åpne armene 20 i rotasjonsnøkkelen over en lengre strekning for å kunne oppta røret 12 mellom armene. Mens rotasjonsnøk-kelen 10 kan monteres eller bæres på mange av de samme måtene som støttetangen, eksempelvis være opphengt i kabler, er rotasjonsnøkkelen 10 her plassert rundt røret 12 fra siden, med en bevegelsesretning som vist med pilene 44. Den foretrukne be-vegelsen er én som i hovedsaken ligger i det horisontalplanet hvor rotasjonsnøkke-len 10 skal brukes. Armene 20 går fortrinnsvis ikke rundt hele røret 12, men må spenne over mer enn 180° av røret. Armene bærer et sett av ruller 26 for samvirke med og rotering av røret 12, og et sett kjever 28 for utøvelse av et dreiemoment på røret 12. Det foretrekkes at settet av ruller 26 spenner over minst 180° av røret 12. Det er viktig at settet av kjever 28 spenner over minst ca. 180° av røret 12. Den omspenningen som etableres med rullene vil fordelaktig være forskjøvet i forhold til den omspenningen som foretas med kjevene. Dette fordi det derved lettes en i hovedsaken horisontal plassering av ruller og kjever i det samme paret med i hovedsaken motliggende armer.

Ved bestemmelse av i hvilken grad rullene eller kjevene skal spenne rundt et rør, skal det nevnes at rotasjonsnøkkelen 10 kan være selvinnstillbar for derved å kunne tilpasses ulike rørdiametre. Eksempelvis kan rullene være fjærbelastede eller forskyvbare mot eller fra røret, for derved å kunne bringe rullene til samvirke med rør som har ulike diametre. En slik forskyvning kan gjennomføres på samme måte som for de forskyvbare kjevene som er beskrevet her. Det foretrekkes imidlertid at rullene er festet til armene med en vertikal akse, slik at derved samtlige ruller ved hjelp av armene kan plasseres for kontakt med rør med ulike diametre når rotasjonsnøk-kelen har tre ruller. Selv om det ikke er noen stor ulempe å ha flere ruller, som da ikke samvirker med et rør, er det vesentlig at de rullene som samvirker med røret spenner over minst 180° av røret, dvs. at kontaktpunktene til den enkelte rulle skal ligge i et gitt og i hovedsaken horisontalt plan som innbefatter en bue som strekker seg over mer enn 180°. Det foretrukne arrangementet av ruller er således et sett med nøyaktig tre ruller, hvis rotasjonsakset er i hovedsaken fiksert i armene. Det kan imidlertid tillates en liten grad av fleksing eller forskyvning. En bestemt rotasjons-nøkkel kan utformes slik al et sett av tre ruller vil kunne samvirke med rør innenfor et gitt område av rørdiametre. Videre kan de faste rullene være innstillbare til andre faste steder på armene, slik at man derved bedre kan tilpasse verktøyet til ulike rør-diametre.

Kjevene må også spenne over mer enn 180° av røret, for derved å kunne oppnå og bibeholde et positivt grep om røret. Videre foretrekkes det at kjevene har et tilstrekkelig kontaktflateareal og en tilstrekkelig kontaktflatetekstur, slik det vil være kjent innenfor området, for derved å kunne ta tak i røret og overføre den ønskede dreie-momentstørrelsen. Fordi hver enkelt kjeve imidlertid kan kjøres ut mer eller mindre enn de andre kjevene, kan kjevene anses å være selvinnstillbare over et område av rørdiametre. Dette betyr også at kjevene i hovedsaken vil være selvinnstillbare uavhengig av antall kjever. Antall kjever kan derfor være to, tre, fire eller mer, så lenge settet av kjever som samvirker med eller får kontakt med røret er slik at de kan spenne over minst 180° rundt røret. Videre skal det nevnes at hver kjeve vil ha et kontaktflateareal som i seg selv vil kunne dekke flere grader rundt røret. Eksempelvis vil to kjever som er stilt inn nøyaktig 180° fra hverandre, dvs. på motliggende sider av røret, allikevel kunne spenne over 200° rundt røret dersom hver kjeve har en i hovedsaken konkav kontaktflate som dekker 20° av røret. Eventuelt kan én eller flere kjever være forsynt med svingbare kontaktflater for derved å kunne maksimere kontaktarealet med hensyn til grep innenfor et område av rørdiametre.

Mens et spenn større enn 180° er vesentlig, kan både rullesettet og kjevesettet fordelaktig spenne over mer enn 190°, og mest fordelaktig kan de spenne over mer enn 200°. Et spenn på mer enn 225° anses i hovedsaken unødvendig og vil begynne å gjøre bruken av rotasjonsnøkkelen vanskeligere.

Armene 20 holdes i den åpne tilstanden ved å forlenge forskyveren 46, hvilken forskyver er drivkoblet til hver av de to armene 20 på et sted mellom armenes distale ender 24 og armenes proksimale ender 23 og på en slik måte at rullene og kjevene kan bringes til samvirke med røret 12. Forskyveren 46 får større momentarm dersom den plasseres i en større avstand fra hengseltappen 22, men forskyveren må også være slik at den ikke forstyrrer røropptaket mellom armene. Forskyveren 46 er fordelaktig svingbart forbundet med hver arm 20 ved hjelp av en svingetapp 48, fordi vinkelen mellom forskyveren og hver av armene vil endre seg noe når armene aktiveres for åpning og lukking. Fig. 3 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen 10 med armene 20 i en lukket stilling hvor rullene 26 samvirker med røret 12. Lukkingen av armene 20 rundt røret som antydet med pilene 50, skjer ved å trekke forskyveren 46 sammen. Som vist vil de tre rullene 26 gå mot den ytre flaten på røret 12 over en bue 52 som måler ca. 210°. Forskyveren 46 opprettholder en lukkekraft som vil presse rullene 26 godt mot røret. Kraven 30 er koblet til den fikserte strukturen 36 ved hjelp av forskyveren 34 og belastningscellen 38. Fig. 4 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen 10 og viser en dreiepåvirkning av røret 12 som vist med pilen 54 for tilveiebringelse av en gjengeforbindelse. Dette skjer ved at én eller flere av rullene 26 bringes til å rotere i en retning mot urviseren. I det minste én av rullene 26 må være mekanisk koblet til en drivmotor 56. Ulike drivmo-torstillinger og mekaniske koblinger er kjent, og her er en drivmotor 56 vist plassert aksialt innrettet over en rulle 26. Eventuelt kan hver rulle 26 ha en drivmotor 56. Drivmotoren er fordelaktig en hydraulisk eller pneumatisk motor som muliggjør bruk av eksisterende trykkfluidsystemer som er vanlige i rigger, men motoren kan også være elektrisk. Hver rulle 26 er fordelaktig i hovedsaken sirkelsylindrisk og har en akse som går i hovedsaken vertikalt mellom to lagre eller bøssinger som er innfestet i en arm 20. Hver rulle 26 har fordelaktig en overflate som bare strekker seg en liten avstand radielt innover fra armen 20, fordi det er en slik avstand som bestemmer den minste avstanden som kjevene (som brukes ved utøvelsen av det avsluttende dreiemomentet) må kjøres ut for å bringes til samvirke med og ta tak i rø-ret.

Når rullene dreier røret, vil gjengetappen på røret 12 skrus inn i gjengemuffen på rørstrengen 16, hvorved gjengeforbindelsen tilveiebringes. Påvirket av kraften til drivrullen, friksjonen og andre motstander mot sammenskruingen, vil medføre at rotasjonsnøkkelen 10 påvirkes i den motsatte retningen (mot urviseren). Imidlertid vil forskyveren 34 og belastningscellen 38 som kobler rotasjonsnøkkelen 10 til den fikserte strukturen 36, hindre slik rotasjon mot urviseren. Belastningscellen 38 kan måle en kraft som vil være proporsjonal med det dreiemomentet som utøves i gjengeforbindelsen.

Utførelser av oppfinnelsen kan kontrolleres eller drives manuelt, automatisk eller som en kombinasjon av disse muligheter. Det foretrekkes imidlertid å kontrollere eller styre drivmotoren/motorene 56 ved hjelp av et spinnerstyresystem. Et spinnerstyresystem eller en -krets kan overvåke de kreftene som måles av belastningscellen og/eller andre parametere, så som rotasjonshastigheten til røret eller rullene, for derved å kunne identifisere når skulderforbindelsen skjer, eller kunne identifisere et annet sted eller punkt hvor det er ønskelig å kunne stoppe spinningen eller rotasjonen. Ved detektering av én eller flere egnede og på forhånd bestemte parametere kan spinnerstyresystemet stoppe drivmotoren. Fordelaktig vil spinnerstyresystemet også sende et signal til et gripestyresystem eller en -krets som vil aktivere kjevene slik at de går til gripekontakt med røret. Selv om spinningen og gripefunksjonene kan påvirkes manuelt, er den her beskrevne anordningen egnet for automatisering. Fig. 5 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen 10 med armene 20 lukket og med kjevene 28 kjørt ut slik at de har tatt sikkert tak rundt røret 12. Kjevene 28 er forbundet med kjeveforflyttere 58 som er forbundet med armene 20. Kjeveforflytterne 2% 58 kan drives pneumatisk, hydraulisk eller elektrisk for derved å bringe dem til eller vekk fra samvirket med røret, men de er fordelaktig utformet som hydrauliske sylindere for tilveiebringelse av den ønskede kontaktkraften mellom kjevene 28 og røret 12. Kjevene har separate sylindere, men sylindrene kan ha fluidforbindelse med en fel-les hydraulikkfluidkilde og kan aktiveres samtidig, eksempelvis ved hjelp av én enkelt ventil. Så lenge kjevene 28 går mot og samvirker med røret, er det ikke nød-vendig at rullene 26 mister kontakten med røret. I én utførelsesform kan gripestyre-systemet automatisk aktivere kjevene slik at de går til gripekontakt med røret umid-delbart etter at spinningen eller roteringen er fullført. Fig. 6 er et toppriss av rotasjonsnøkkelen 10 med forskyver 34 tilbaketrukket, for derved å kunne utøve et avsluttende dreiemoment på røret 12. Forskyveren 34 trekkes sammen for derved å utøve en kraft som måles av belastningscellen 38 og virker mot kraven 30 i rotasjonsnøkkelen 10. Forskyveren 34 vil fordelaktig fortsette å ut-øve denne kraften og derved rotere røret 12 og rotasjonsnøkkelen 10 i en retning med urviseren, som vist med pilen 60, helt til belastningscellen 38 indikerer at det foreliggende dreiemomentet har oppnådd en på forhånd bestemt avsluttende dreie-momentstørrelse. Forskyveren 34 kan styres med et styresystem eller en styrekrets for avsluttende dreiemomentpåvirkning, hvilket system eller hvilken krets overvå-ker belastningscellemålingene. Eksempelvis kan dette styresystemet bevirke tilbake-trekking eller aktivering av forskyveren 34 når det detekteres at rullene er stoppet og at kjevene er tatt i bruk. Dette styresystemet kan avlaste forskyveren 34 når det er fastslått at den på forhånd bestemte avsluttende dreiemomentstørrelsen er nådd, eller eventuelt når det fastslås at forflyttingen har overskredet en på forhånd bestemt bevegelsesstrekning.

Selv om hensikten her ikke er å beskrive samtlige måter som kan benyttes for detektering av de foran nevnte tilstander, så skal allikevel noen få foretrukne detekte-ringsmidler beskrives der. Eksempelvis kan en fastslåing av hvorvidt én eller flere av rullene er stoppet, gjennomføres, med varierende sikkerhet, ved å detektere en trykktilstand i den hydrauliske ledningen til en hydraulisk drivmotor 56, eller ved direkte å detektere rotasjonen av rullene eller røret eller begge deler. En fastslåing av hvorvidt kjevene 28 er kjørt ut for samvirke med røret, kan oppnås ved å detektere en høy trykktilstand i den hydrauliske linjen til kjeveforflytterne 58 eller ved hjelp av en egnet plassert grensebryter. Belastningscellemålingene er beregnet å være de primære midler for fastslåing av hvorvidt den avsluttende dreiemomentstør-relsen er nådd. En fastslåing av hvorvidt forskyvningen med forskyveren 34 har overskredet en på forhånd bestemt strekning, kan også skje ved hjelp av grensebryter. Dersom forskyveren 34 overskrider den på forhånd bestemte forflyttingen, så er sannsynligheten der for at rotasjonen ble avsluttet før det er blitt oppnådd skulderkontakt i gjengeforbindelsen. Det vil da kunne være nødvendig å trekke kjevene tilbake og å kjøre ut forskyveren 34 for å gjenopprette den tilstanden som er vist på fig. 4, hvoretter man igjen aktiverer kjevene som på fig. 5 og aktiverer forskyveren 34 som vist på fig. 6. Visuelle observasjoner av riggpersonellet vil kunne være av betydning i forbindelse med fastslåing av hvorvidt operasjonen går som ønsket.

En frigjøring av røret 12 fra rotasjonsnøkkelen 10 krever at forskyveren 46 mellom de to armene 20 kjøres ut, slik det er vist på fig. 2. Det vil også være fordelaktig å trekke inn kjevene 28 for derved å klargjøre anordningen for nytt bruk. Det vil i virkeligheten være mest fordelaktig å trekke tilbake kjevene 28 før forskyveren 46 mellom armene 20 kjøres ut, fordi man derved vil kunne unngå unødvendig opp-skraping av røret 12.

Fig. 7 er et toppriss av anordningen 10 utformet for løsbryting av gjengeforbindelser mellom rør, eksempelvis i forbindelse med uttak av en rørstreng fra en brønnbo-ring. For dette brukes anordningen 10 i hovedsaken i omvendt rekkefølge av det som er nevnt ovenfor. I tillegg blir forskyveren 34 og belastningscellen 38 koblet mellom den samme eller en annen fiksert struktur 36 og den motliggende sidekob-lingen på kraven 30, for derved å kunne utøve en kraft i en retning mot urviseren, dvs. i en løsskruingsretning (motsatt pilen 60). I forbindelse med en slik ny anordning av anordningen 10 må også den manuelle støttetangen eventuelt reverseres, avhengig av utførelse, slik at den kan motvirke rørstrengens 16 dreiebevegelse i retning mot urviseren.

Kort fortalt blir en gjengeforbindelse brutt ved å kjøre inn forskyveren 46 for derved å lukke armene rundt røret, kjevene 28 kjøres ut for å gripe tak rundt røret, forskyveren 34 trekkes inn for å bryte eller løsne gjengeforbindelsen, kjevene 28 trekkes inn, drivmotoren 56 aktiveres i en retning med urviseren for derved å dreie røret i en retning mot urviseren, som vist med pilen 62 (motsatt av fig. 4) helt til gjengetappen og gjengemuffen er løsnet fra hverandre, og utkjøring av forskyveren 46 for å åpne armene 20. Det løsgjorte røret blir typisk løftet vekk ved hjelp av en skjøtelevator. En løfteelevator kan så ta tak i rørstrengen og, etter frigjøringen av arminnretningen, løfte rørstrengen slik at den neste gjengeforbindelsen vil være plassert over arminnretningen, som så settes til igjen. Denne løsgjøringsprosedyren blir så gjentatt.

Claims (10)

1. Anordning for forbindelse eller løsgjøring av gjengede rør (12), innbefattende: et armpar (20) som er svingbart sammenkoblet ved en distal ende (24), en første forskyver (46) festet til armparet (20), for selektiv bevegelse av et proksimalt område (23) av armparet (20) til en åpen stilling for opptak av eller uttak av et rør (12), og til en lukket stilling for holding og rotering av et rør (12), tre eller flere ruller (26) som er dreibart festet til armparets (20) proksimale område (23), med minst én rulle (26) festet til hver arm (20), hvilke ruller (26) sammen er utformet for å spenne over minst 180° av omkretsen til et rør (12) som er opptatt i og holdes mellom armene (20) i den lukkede stillingen, idet minst én av rullene (26) er en drivrulle for rotasjonspåvirking av røret (12), to eller flere kjever (28) festet til armparets (20) proksimale område (23), med minst én kjeve (28) festet til hver arm (20), hvilke kjever (28) sammen spenner over minst 180° av røromkretsen, for selektiv griping av et rør (12) med armene (20) i den lukkede stillingen,karakterisert vedat anordningen videre omfatter en andre forskyver (34) festet mellom den distale enden (24) av armparet (20) og når i bruk, sikret til en fiksert struktur (36), idet den fikserte strukturen (36) er plassert slik at en aktivering av den andre forskyveren (34) medfører at den ut-øver en i hovedsaken tangentiell kraft for derved å utøve en avsluttende dreiemo-mentstørrelse på et rør (12) som gripes av kjevene (26).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert vedat den første og den andre forskyveren (46, 34) uavhengig av hverandre er valgt blant en hydraulisk sylinder, en pneumatisk sylinder, en jekk og en vinsj.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert vedal de to eller flere kjevene (28) hver er forbundet med armparet (20) ved hjelp av separate forskyvere for selektiv bevegelse av de to eller flere kjevene (28) mellom en fristilling radielt utenfor de tre eller flere rullene (26) og en angrepsstilling radielt innenfor de tre eller flere rullene (26).

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert veden belastningscelle (38) anordnet for måling av den kraften som utøves på røret (12).

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert vedat anordningen videre omfatter en manuell støttetang (40) for rotasjonsmessig griping av en rørstreng (16) utformet for gjengeforbindelse med røret (12).

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert vedat anordningen videre omfatter en arminnretning for rotasjonsmessig griping av en rørstreng (16) utformet for gjengeforbindelse med røret (12).

7. Fremgangsmåte ved fremstilling av en gjengeforbindelse mellom rør (12), innbefattende: aksial innretting av et rør (12) for gjengeforbindelse med en rørstreng (16), plassering av et proksimalt område (23) av et par bevegbare armer (20) rundt røret (12), lukking av paret av bevegbare armer (20) rundt røret (12) for derved å tilveiebringe en kontaktkraft mellom tre eller flere ruller (26), innbefattende minst én drivrulle, og røret (12), idet de tre eller flere rullene (26) sammen er utformet for opprettholdelse av rørets (12) aksiale innretting, fastgjøring av rørstrengen (16) for å motvirke en rotasjon, rotering av røret i en forbindelsesretning for derved gjengbart å forbinde rø-ret (12), utkjøring av to eller flere kjever (28) fra paret av bevegbare armer (20) til en stilling radielt innenfor rullene (26), for sikkert grep om røret (12),karakterisert vedat fremgangsmåte videre omfatter retting av en generell tangentiell kraft mot en distal ende (24) av paret av bevegbare armer (20) i forbindelsesretningen, for derved å utøve en avsluttende dreiemomentstørrelse på gjengeforbindelsen, og åpning av paret av bevegbare armer (20) for derved å frigjøre røret (12).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat trinnet hvor det rettes en generell tangentiell kraft mot en distal ende (24) av paret av bevegbare armer (20), innbefatter aktivering av en forskyver (34) som er innkoblet mellom den distale enden (24) og en fiksert struktur (36).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert vedat trinnet hvor rørstrengen (16) fastgjøres for å motvirke en rotasjon, innbefatter bruk av en manuell støttetang (40).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert veden rotering av røret (12) i en forbindelsesretning helt til det er oppnådd en gjengeforbindelse som er mindre enn en kvart omdreining av røret (12) fra oppnåelsen av en endelig målbestemt dreiemomentstørrelse.